Монолитная балка в частном доме: опалубка, каркас, заливка

Монолитная балка — горизонтальная железобетонная конструкция, которую заливают на месте, в опалубке. Она принимает нагрузку от перекрытия и передаёт её на колонны или стены. Как делают само перекрытие, рассказано в статье о монолитном перекрытии, а здесь — о балке: где она нужна, как устроен её каркас и как её заливают.

Где нужна балка

Балку закладывает проект, когда плите не на что опереться:

• Перекрытие на колоннах. В цокольном этаже или в открытой планировке стену заменяют колонны, а по ним идут балки, на которые опирается плита. Как льют колонны, рассказано в статье о монолитных колоннах.
• Стена или колонна следующего этажа не стоит над стеной. Её нагрузку принимает балка в перекрытии.
• Пролёт, который плита одна не перекрывает. Балка делит его на два, и плита опирается на неё посередине.

Над проёмом в кладке ставят перемычку — она несёт кладку над окном или дверью. Монолитную перемычку льют по тем же правилам, но о ней отдельно — в статье о перемычках.

Балка вместе с плитой

Балку и плиту над ней стараются залить за один приём. Тогда они работают как одно целое: плита становится верхней частью балки, а балка — ребром плиты, которое выступает вниз.

Если залить за один приём не получается, рабочий шов оставляют только там, где его допускает СП 70, и в каждом случае по согласованию с проектировщиком. Для больших балок, монолитно связанных с плитой, это на 20–30 мм ниже низа плиты, для отдельных балок — в средней трети пролёта. Подробнее — в статье о рабочих швах.

Что задаёт проект

Балку считает проектировщик под пролёт, нагрузку и опоры. В проекте указывают:

• ширину и высоту сечения, класс бетона;
• продольную арматуру низа и верха — диаметр, число стержней и где их обрывают;
• хомуты — диаметр, форму и шаг, с более частым шагом у опор, если этого требует расчёт;
• как балка опирается на колонны или стены и как в неё заходят выпуски;
• защитный слой бетона.

Высоту балки учитывают заранее: она выступает вниз под плитой и меняет высоту потолка в комнате, а трубы и воздуховоды вдоль потолка придётся вести под ней или сквозь неё по проекту.

Каркас: продольные стержни

Внизу балки в пролёте растянута арматура, над опорами — вверху. Правила СП 63 для продольных стержней:

• Число стержней. По п. 10.3.9 в балке шириной больше 150 мм — не меньше двух продольных рабочих растянутых стержней. В балке шириной 150 мм и меньше допускается один.
• До опоры. По п. 10.3.10 до опоры доводят стержни площадью не меньше половины площади стержней в пролёте и не меньше двух стержней.
• Расстояние между стержнями. По п. 10.3.5 в свету — не меньше наибольшего диаметра стержня, не меньше 25 мм для нижних стержней и 30 мм для верхних, чтобы бетон прошёл между ними.

Каркас ставят на фиксаторы, чтобы он не лёг на дно и бока короба. В закрытых помещениях при нормальной влажности слой бетона над рабочей арматурой по таблице 10.1 СП 63 — не меньше 20 мм, а точное значение задаёт проект. Как держат каркас, разобрано в статье о защитном слое и фиксаторах.

Хомуты

Хомуты — поперечная арматура балки. По п. 10.3.11 СП 63 их ставят по расчёту на усилия, а ещё чтобы ограничить трещины и удержать продольные стержни на месте.

Шаг хомутов по п. 10.3.13:

• там, где поперечную силу по расчёту бетон один не воспринимает, — не больше половины рабочей высоты сечения и не больше 300 мм;
• в балках высотой 150 мм и больше, даже там, где бетон справляется сам, — не больше 0,75 рабочей высоты и не больше 500 мм.

Рабочая высота — расстояние от верха балки до оси нижней растянутой арматуры. Пример условный: в балке с рабочей высотой 400 мм шаг хомутов в первом случае — не больше 200 мм.

Если на балку действует кручение, хомуты по п. 10.3.16 делают замкнутыми. В узле балки с колонной по п. 10.4.11 в зоне анкеровки рабочей арматуры балки ставят замкнутые хомуты или П-образные детали. Там, где одна балка опирается на другую, по п. 10.4.12 в главной балке добавляют хомуты под реакцию от второстепенной.

По таблице 5.10 СП 70 шаг хомутов может отличаться от проекта не больше чем на 1/25 высоты сечения балки и не больше чем на 25 мм.

Опалубка балки

Опалубка балки — короб из днища и двух боковых щитов. Днище держит вес бетона и арматуры, поэтому под ним стоят стойки — их число и шаг задаёт проект опалубки. Боковые щиты принимают давление смеси, их раскрепляют, чтобы короб не раздался при вибрировании. Как рассчитывают давление и раскрепляют щиты, рассказано в статье об опалубке.

Если балка идёт вместе с плитой, её короб собирают заодно с настилом перекрытия: верх боковых щитов выводят на отметку низа плиты, и в одной плоскости с ним идёт настил. Щиты смазывают до установки каркаса, чтобы смазка не попала на арматуру.

Заливка

Балку заливают без перерыва, слоями, и каждый слой уплотняют глубинным вибратором: смесь должна пройти между хомутами и стержнями к днищу и бокам короба, без пустот у арматуры. Как укладывают слои и работают вибратором, разобрано в статье об укладке и вибрировании.

После заливки открытый бетон укрывают от испарения и осадков — подробнее в статье об уходе за бетоном.

Когда снимать опалубку

По СП 70 опалубку снимают по прочности бетона, а не по дням:

• боковые щиты — когда бетон наберёт прочность, при которой сохраняет форму, не меньше 0,5 МПа;
• днище незагруженной балки — при 70 % проектной прочности, если пролёт до 6 м, и при 80 %, если свыше 6 м;
• если на балку уже давит бетон выше или другая нагрузка — прочность для распалубки задаёт проект производства работ по согласованию с проектировщиком.

Прочность подтверждают испытаниями. Стойки не выбивают подряд: сначала опалубку отрывают от бетона.

Ошибки при устройстве балки

• Балку залили отдельно от плиты, а шов оставили не там, где его допускает СП 70.
• Каркас лёг на дно короба — снизу нет защитного слоя.
• Хомуты поставлены реже, чем в проекте, или не замкнуты там, где этого требует расчёт.
• Нижние стержни не доведены до опоры в нужном количестве.
• Смесь не проработали вибратором — у арматуры остались пустоты.
• Днище сняли раньше, чем бетон набрал прочность.
• Высоту балки не учли в планировке — трубы и воздуховоды пришлось вести под ней.

Чек-лист монолитной балки

1. Есть проект: сечение, класс бетона, продольная арматура, хомуты и опирание.
2. Короб собран, боковые щиты раскреплены, под днищем стоят стойки по проекту.
3. Каркас стоит на фиксаторах, защитный слой выдержан.
4. В балке шириной больше 150 мм не меньше двух растянутых стержней, до опоры доведено не меньше половины.
5. Шаг хомутов — по проекту, хомуты замкнуты там, где этого требует расчёт.
6. Балку и плиту льют за один приём, а шов — только в допустимом месте.
7. Смесь уплотнена вибратором, бетон укрыт после заливки.
8. Днище снимают только после подтверждённой прочности.