Усиление пустотных плит перекрытий
Эффективность усиления плит набетонкой
Набетонка — это одностороннее наращивание сечения сверху. Сама технология производства работ подразумевает снятие всей полезной нагрузки с усиливаемой плиты, поэтому усиленная конструкция работает как монолитная. Набетонка увеличивает плечо внутренней пары сил, следовательно, увеличивает и несущую способность плит. Например, если на плиту толщиной 80 мм сделать набетонку толщиной 30 мм, то несущая способность вырастет в 1,4...1,5 раза. Однако подобный оптимистический результат возможен только при условии идеального сцепления нового бетона со старым, т.е. при отсутствии взаимного сдвига слоев, что обеспечивается комплексом подготовительных мероприятий.
К сожалению, далеко не всем строителям можно довериться в обеспечении должного качестве этих работ. Если все указанные мероприятия не выполнить, то сцепление не будет обеспечено, и общая несущая способность будет определяться из условия совместных деформаций набетонки и плиты как отдельных слоев, что резко снизит их суммарную несущую способность. Поэтому опытные проектировщики не без оснований предусматривают установку в существующие плиты вертикальных штырей (арматурных коротышей) с определенным шагом в обоих направлениях, которые, работая как нагели, препятствуют сдвигу нового слоя относительно старого. В результате простота подобного усиления становится сомнительной. Есть и другой способ, так же надежно обеспечивающий совместную работу старого и нового слоев бетона, — просверливание с определенным шагом отверстий в старом слое, которые затем заполняются бетоном нового слоя, что, в итоге создает шпоночные соединения, препятствующие сдвигу.
Не следует также забывать о том, что толщина набетонки в реальном исполнении колеблется в широких пределах (с отклонениями, как правило, более ±10 мм), в связи с чем проектную толщину набетонки приходится назначать обычно не менее 50 мм. А это — не только усиление, но и существенное утяжеление плит, следовательно, и увеличение нагрузки на все ниже расположенные конструкции, вплоть до фундаментов. Кроме того, новый слой бетона необходимо армировать сетками — не для обеспечения прочности, а для уменьшения вредного влияния усадки. В силу всех этих причин набетонку следует применять тогда, когда другие способы усиления оказываются неприемлемыми.
Усиливать пустотные плиты одной набетонкой не всегда целесообразно, потому что у них тонкая полка, в которую невозможно установить вертикальные штыри или устроить бетонные шпонки. Если позволяют условия, можно в пролете плит подводить дополнительные опоры в виде поперечных стальных балок, опирающихся на стойки или подкосы, т.е. превратить плиты из однопролетных в двух- или трехпролетные. Однако при подведении опор выполнять частичное разгружение плит следует продуманно, памятуя об отсутствии продольной арматуры в верхней полке и об отсутствии поперечной арматуры в средней части пролета, т.е. там, где появляются дополнительные опорные реакции.
Более эффективный способ — дополнительное армирование части пустот плоскими каркасами и последующее их заполнение бетоном с одновременным устройством набетонки (рис. 18, а). Такое усиление позволяет одновременно увеличить армирование и рабочую высоту сечения. При этом площадь контакта старого и нового бетона по сравнению с обычной набетонкой становится намного большей, и, чтобы обеспечить их совместные деформации, достаточно контактные поверхности усиливаемой плиты тщательно очистить (продуть сжатым воздухом), промыть струей воды и хорошо увлажнить, не оставляя луж воды.
Расчет усиленной конструкции выполняют из условия суммарного усилия в растянутой арматуре и соответствующей ему высоты сжатой зоны, а сумму моментов удобнее принимать относительно середины новой высоты сжатой зоны. Поскольку работы по усилению подобным способом выполняются при отсутствии полезной нагрузки, частичное разрушение полок усиливаемых плит и, соответственно, временное ослабление их несущей способности опасности не представляет.
Если недостаточность несущей способности типовых пустотных плит выявляется еще в процессе проектирования, то усиление можно осуществить более простым способом — с помощью сборно-монолитной конструкции (рис. 18, б), где монолитная часть представляет собой ребристую плиту, работающую совместно с пустотной. Таким же способом можно усилить и сборные ребристые плиты. Расчет прочности усиленной конструкции можно выполнять приближенно (в запас) — суммированием несущих способностей сборных и монолитных плит. Усиленные пустотные плиты можно рассчитывать как монолитную конструкцию при условии, если на боковых поверхностях сборных плит имеются круглые вмятины для образования шпонок, а контактные поверхности очищены и увлажнены.