Ремонт бетонных колонн

Дефекты бетонных колонн отражаются на прочности и несущей способности строительной конструкции. Нагрузки перераспределяются на соседние элементы, в результате те тоже повреждаются. При отсутствии своевременного ремонта процесс разрушения приобретает обвальный характер, в особо тяжелых случаях происходит обрушение здания. Потребность в усилении также возникает при реконструкции, поскольку изменяется схема нагрузок.

Когда нужен ремонт и что вызывает разрушение

Пригодность колонн к продолжению эксплуатации, виды ремонта и сроки определяются по итогам инструментальных и визуальных обследований. Положениями руководящего документа РД 22-01-97 принята следующая градация состояния строительных конструкций – работоспособное, ограниченно работоспособное, неработоспособное (аварийное).

Основные причины разрушения бетонных колонн:

• Несоблюдение технологии изготовления ЖБИ
• Механическое повреждение вследствие ударов, истирания, вибраций
• Превышение динамической или статической нагрузки по осям
• Неодинаковое распределение нагрузки из-за неравномерной осадки здания
• Изгибающие усилия при отклонении точки приложения вертикальной нагрузки от оси колонны или ветровом давлении
• Коррозия бетона с арматурой в агрессивной среде
• Воздействие резких температурных колебаний, циклов замораживания-оттаивания, высокой температуры при пожаре

На стадии возведения колонн устраняются дефекты и трещины, возникшие в ходе строительства. При ремонте уже эксплуатируемых сооружений внимание концентрируется на восстановлении и повышении несущей способности конструкции.

Если ремонт сделан качественно, продолжительность межремонтного периода соответствует нормативам, что не всегда выполняется. Главные причины подобной ситуации – неверный выбор характеристик и совместимости материалов, а также методов проведения работ.

Виды повреждений и технологии ремонта

У бетона слабая прочность на растяжение, поэтому для железобетонных конструкций, в том числе колонн, характерно наличие трещин. За счет арматуры надежность сильно возрастает, однако проблема растрескивания все равно остается. Многочисленные микротрещины со временем расширяются и углубляются, бетон отслаивается, арматурный каркас оголяется, ржавеет и разрушается.

Типы повреждений:

• Практически не влияющие на прочность и срок службы колонны – не требуют принятия экстренных мер, устраняются при текущем ремонте
• Уменьшающие срок эксплуатации по причине снижения коррозийной стойкости или усталостной прочности либо перераспределения внутренней нагрузки – ремонтируются составами с достаточной долговечностью, непременно заделываются трещины вдоль арматуры и в зоне пучков предварительно напряженной арматуры
• Ухудшающие несущую способность – для ремонта разрабатывается проект, повреждения устраняются после выполнения поверочных расчетов

Если бетонный каркас не деформирован, колонна восстанавливается довольно легко. Исключение представляет ситуация, когда арматура полностью проржавела. В этом случае колонна признается негодной к эксплуатации и заменяется.

Перед началом ремонта проводится комплексное обследование и устраняются причины разрушения колонн. По итогам обследования составляется технологическая карта, в которой содержится полный перечень будущих работ со списком используемых материалов.

При проведении восстановительных мероприятий, за исключением косметического ремонта, необходимо обеспечить разгрузку колонны. Подобное условие объясняется снижением несущей способности в ходе работ, поскольку для доступа к арматуре и ослабленному внутреннему слою приходится частично удалять бетон.

Заделка трещин шириной до 5 мм

Наиболее эффективным способом ремонта таких повреждений считается инъектирование. Метод состоит в точечной закачке под давлением в тело колонны ремонтного состава. Благодаря сильной текучести состав легко проникает вглубь и заполняет мельчайшие трещины с бетонными порами.

Этапы работ:

1. Трещину расшивают и заделывают быстротвердеющей гидроизоляцией.
2. В трещине или примыкающей зоне просверливают узкие отверстия – шпуры. В шпурах устанавливают инъекционные стержни – пакеры.
3. Инъекционным насосом через пакеры поочередно закачивают ремонтный состав. В пакере имеется клапан обратного давления, который предотвращает вытекание. К следующему пакеру переходят, как только из него покажется состав.
4. После окончания инъектирования пакеры демонтируют целиком или срезают верхушку с помощью УШМ. Шпуры зачеканивают.

После затвердевания ремсостава образуется монолит, восстанавливается целостность и прочность бетонной конструкции. Отремонтированный участок прослужит столько же, сколько сама колонна.

Устранение трещин и дефектов, серьезно снижающих несущую способность

Сюда входят повреждения, из-за которых снижение несущей способности может достичь 50 процентов. Прежде всего речь идет о трещинах шириной раскрытия более 5 мм, которые распространяются вглубь до самого каркаса.

Столь значительные повреждения возникают при больших нагрузках или нарушении эксплуатационных требований. Для ремонта применяют смеси на цементной основе.

Этапы работ:

1. Конструкцию разгружают домкратами, выставляют на проектные отметки, монтируют стальные стойки нужной грузоподъемности.
2. Разрушившийся бетон удаляют, для ликвидации микротрещин от краев повреждения делают отступ.
3. С арматуры механическим путем или пескоструйкой счищают остатки бетона со ржавчиной. Проверяют геометрию каркаса с точками сварки, при необходимости выполняют усиление.
4. Из дефектных полостей вычищают бетонную крошку с пылью.
5. Проводят обработку арматуры антикоррозийными либо восстанавливающими ржавое железо составами.
6. Ремонтную смесь напыляют либо укладывают вручную отдельными слоями. При использовании быстротвердеющих смесей рекомендуется послойное грунтование с укладкой полимерной арматурной сетки. Вместо сетки можно нанести риски с сеточным рисунком, чтобы увеличить площадь соприкосновения.
7. После выравнивания поврежденного участка наносят гидроизоляцию или приклеивают пленку, чтобы процесс гидратации цемента проходил без осложнений.

Для ремонта используют лишь те смеси, которые после гидратации или полимеризации способны выдержать нагрузку, заложенную в проекте, а также предполагаемое химическое воздействие и погодные условия. Работа со смесью – ответственная операция, к которой допускаются только квалифицированные сотрудники.

Перечисленными способами круг возможных вариантов не исчерпывается. Бетонные колонны восстанавливают и усиливают металлическими уголками, местными или сплошными обоймами, набетонкой. В перечень используемых технологий также входят сплошные металлические корсеты, двухсторонние преднапряженные распорки, наклонные или горизонтальные тяжи.