Бетонная лестница своими руками

Строительство бетонной лестницы, как и все строительные процессы, можно разделить на несколько этапов: установка опалубки, устройство каркаса из арматуры, бетонирование.

Тип лестницы и опалубка

В процессе изготовления бетонной лестницы самым трудоемким этапом есть сборка опалубки. Именно от данного этапа зависит сложность создания бетонной конструкции. На сложность сборки конструкции влияет геометрия и форма лестницы.

Для сборки опалубки самым простым вариантом является расположение лестницы между двух стен. В таком случае контуры лестницы чертятся прямо на стенах, отсутствует необходимость в сборке боковой опалубки, а саму опалубку можно крепить  прямо к стенам. Становится очевидным, что для упрощения задачи возведения бетонной лестницы собственноручно нужно выбрать именно такой вариант ее расположения.

Сравнительно простым вариантом станет одномаршевая лестница прямоугольного сечения. Если сравнивать с лестницей, расположенной между стенами, то в этом случае нужно будет изготавливать еще одну боковую поверхность опалубки и подставлять под нее опоры.

Но благодаря простой геометрии лестницы устройство опалубки не будет очень сложным. Если говорить о декоративной выразительности одномаршевых бетонных лестниц, то придать им эстетичный вид можно с помощью отделки, перил, необычных форм ступенек и т.д.

Очень часто случается так, что одномаршевая лестница не может быть размещена в доме ввиду планировки или ее размера. В таких случаях нужно сделать выбор между другими вариантами, например, двухмаршевую лестницу, с площадкой, с забежными ступенями. Соответственно усложняется и сборка конструкции опалубки, потому что нужно собрать опалубку для площадки или забежных ступенек. Нужно будет и закрепить данные элементы к несущей стене с помощью железобетонного венца или возвести колонны в качестве опор.

Самыми выразительными и красивыми считают монолитные лестницы со спиральной формой. Такие сооружения могут стать украшением и изюминкой любого дома. Но такие лестницы достаточно дороги и не во всех домах их могут себе позволить.

Спиралевидную лестницу очень трудно изготовить. Для ее нужно большое количество щитов неправильных форм, которые и будут формировать криволинейную поверхность. Изготовление такой лестницы является действительно трудоемким занятием, нужно немало времени потратить на создание щитов опалубки и также скрепления таковых. Кроме того понадобится большое количество опор. Также такая лестница нуждается в сложном арматурном каркасе для придания ей жесткости.

Расчет лестницы

Основным параметром, с которым определяются еще в самом начале, является угол подъема. Оптимальным вариантом считают угол от 25 до 45 градусов. Выбор делается между приемлемым размером лестничного марша, трудоемкостью возведения лестницы, ее удобством. Например, на практике доказано, что лестница с углом 45 градусов будет хорошим, удобным вариантом для физически здоровых людей, но для пожилых она будет не самой комфортной.

От величины угла прямо влияет на габариты лестницы. Как пример – лестница с высотой подъема 3 м, с разным углом протекции будет и различны габариты: 45 градусов – 3 м, 35 – 4,3, 25 – 6,4. На изготовление лестниц с меньшим углом наклона расходуется большее количество бетона и увеличивается площадь опалубки.

После выбора угла лестницы приступают к расчету ширины ступеней (проступи) l и их высоты h. В основу формулы ложится средняя величина шага человека с ростом 1,6-1,8 м (взрослого). Данная величина равняется 60-64 см. Используют такое условие: 2h+l=60-64 см. Пример: на лестницах с углом 30 градусов ступеньки с высотой 17 см станут оптимальным вариантом, а шириной – 29 см. Рассчитывая по формуле, получается длина шага 63 см, что вполне приемлемо.

Если выбирается лестница с углом больше 35 градусов, то ступени будут меньше 25 см, а такое расстояние для взрослого человека является неудобным, так как вся стопа не помещается полностью на ступеньку. Для устранения такого неудобства можно сделать выступающими края ступеней.

Для лестниц с забежными ступеньками можно воспользоваться такой формулой: R=L+2l, где радиус закругления равняется сумме ширины лестницы и удвоенной ширины проступи.

Например, для лестниц с углом поворота 90 градусов оптимальным вариантом станет двухмаршевая лестница с 5-ю забежными ступенями, нормальный угол таких ступеней будет составлять 18 градусов. А=90/5=18

Для проектирования спиральной монолитной лестницы также можно использовать данную формулу. Но в данном случае ее применяют для определения середины ступеней, у малого радиуса загиба ширина ступеньки должна оставлять не меньше половины ширины ступеньки (проступи).

Сборка опалубки

Собирая опалубку для лестницы собственноручно, дешевле всего будет использовать деревянные материалы: строительный брус разного сечения для подпор и стоек, обрезная или полуобрезная доска для формировки ступеней и боков (толщиной минимум 3 см), фанера или обрезные узкие доски для криволинейных поверхностей.

После того, как бетон затвердеет, фанеру или доску очень легко отделить от него, но из-за переменного водопоглощения и высыхания данный материал сильно покоробится. Если дерево для опалубки будет использоваться одноразово, то его можно не защищать. Если же древесные материалы планируется использовать не одноразово, то перед креплением арматуры их нужно защитить, покрыв любым плотным гидроизолирующим материалом (рулонным), например, рубероидом, линолеумом, пергамином, на худой конец – алкидным лаком.

Чтобы скреплять опалубку (доски и фанеру) не рекомендуется применять гвозди, потому что она будет трудно разбираться, к тому же придется использовать молоток, вибрации которого не лучшим образом отразятся на опалубке. Вместо гвоздей гораздо лучше брать саморезы по дереву. Такие крепежные изделия имеют специальную резьбу, которая удаляет лишнюю древесину, поэтому их можно быстро вкрутить и выкрутить с помощью электродрели (на низких оборотах) или шуруповерта, при этом не нужно ничего сверлить.

Для лестничной опалубки будет достаточно саморезов диаметра 3,5 мм. При монтаже опалубки нужно знать, что саморез должен захватить как минимум 4 см материала с противоположной вкручиванию стороны, например, для древесины толщиной 3 см понадобятся саморезы размером 3,5х70 мм. Чтобы скрепить дерево более плотно специалисты рекомендуют использовать саморезы с отсутствующей резьбой возле головки, фосфатированные.

Соединять элементы опалубки на стыках можно саморезами в торец. Для соединения частей между собой, а также для их крепления к стенам используют отрезки бруса размером от 3х4 и до 5х5. Предпочтительней брать брус лиственных пород деревьев, потому что хвойные породы могут трескать вдоль волокон. Для скрепления элементом опалубки с бетонной стороны можно использовать уголки из стали.

Точно порезать материалы для возведения опалубки можно электролобзиком. Менее точный распил получается от цепной пилы. Очень плохо пилится древесина болгаркой (дисковой пилой).

Элементы опалубки для монолитных лестниц с забежными ступеньками являются такими же, как и для одномаршевых лестниц. Исключением есть только центральный щит, к которому крепят щиты для формировки ступеней. Чтобы опалубку было удобнее собирать, данный щит выполняют прямоугольной формы из тех же деревянных элементов. Иногда щит выполняется в форме многогранной призмы, цилиндра для которых используют гнутую фанеру.

Самым трудным этапом формировки опалубки спиральных монолитных лестниц является сооружение нижних криволинейных поверхностей. В таком случае самым удобным будет использование щитов трапециевидной формы из фанеры. Для формировки боковых криволинейных поверхностей используют доски или фанеру. Стойки выполняют из толстого бруса размером 10х10 см, располагают их с расстоянием 40-60 см. Их нужно надежно закреплять, особенно в случае если брус находится под углом.

Устанавливая подпорки для опалубки нужно рассчитывать, что бетон имеет большой вес, например, кубический метр железобетона с гранитным щебнем толщиной в 20 см может весить 500 кг.

Подпор делают так, чтоб опорный брус даже без бетона был под весом арматуры с опалубкой. Для точности регулировки длины стоек удобно использовать деревянные клинья. Чтобы рассчитать необходимое количество опор нужно исходить из того, что сосновый брус размером 10х10 см, 3 м длиной может выдержать без существенной деформации до 150 кг веса. Надежность и жесткость опорного каркаса можно увеличить с помощью скрепления опор поперечными связями.

Расчет опор

Бетонные лестницы ввиду своего большого веса требуют прочного основания. Например, лестница шириной 1 м и пролетом 4 м весит около 2,5 тонн. Наилучшим основанием для лестницы будет фундамент или железобетонные балки высокой прочности. Иногда лестница может опираться на стяжку по грунту. В таком случае грунт под стяжкой нужно предварительно уплотнить. Также стоит учитывать и нагрузку, она не должна быть больше 1 кг/см2. Только в таком случае будет гарантия, что лестница несможет продавить  стяжку. Например, нагрузка Р на стяжку равняется Р=(1/2m+1/2m sina)S, где m – кг, масса лестницы, sina – синус угла наклона в градусах к горизонту, S – см2, площадь лестничной опоры. Например, лестница весом 2 тонны (2000 кг), углом 45 градусов, площадью опоры 30х100 см. После вычисления по формуле получается 0,57 кг/см2 допустимая нагрузка.

Очень не рекомендуют опирать лестницы на стяжки, под которыми находится слой утепляющего пенопласта. В таком случае тяжелая лестница может продавить стяжку, поэтому пенопласт необходимо убрать, чтобы она упиралась в твердое, трудно-сжимаемое, плотное основание.

Бетонирование монолитных лестниц

После выполнения трудоемких процессов сборки опалубки, каркаса из арматуры нужно только залить лестницу бетоном и можно смело праздновать завершение ее возведения собственноручно.

Бетонирование одно марша лестницы производится за один прием. Данный процесс начинают с нижних ступенек. Для того тобы бетон не был очень подвижным и чтобы избежать его вытекания из нижних ступеней, нужно добавлять в него щебень размером 1-2 см.

Что касается марки бетона, то лучше брать не ниже В15. Большую роль в плотности играет способ уплотнения бетонной смеси, потому что недоуплотнение бетона всего-то  на 1% ведет к снижению прочности готового изделия на целых 5, а то и на 7%. Производить уплотнение лучше всего строительным электрическим вибратором. В процессе уплотнения вибратор не должен касаться арматуры, потому что в противоположном случае вокруг нее соберется так называемое «молочко», которое плохо сцепляется с арматурой.

Оптимальным составом бетона в объемных частях (литрах) для лестниц является: 1 цемент ПЦ-400, 2 песок, о,6 вода, 4 щебень, 10 мл пластификатора С-3. Бетон нужно изготавливать механическим способом в бетономешалке, потому что вручную, даже при тщательном смешивании, не получится достичь полного перемешивания всех компонентов смеси и бетон может утратить целых 20% прочности. Добавлять компоненты смеси лучше в такой последовательности: щебень, сухой песок с цементом, дать одну минуту перемешаться на сухую, медленно залить воду, а уже через 2 минуты бетонная смесь будет готова.

После того, как бетон заливается, нужно накрыть его полиэтиленовой пленкой. Это делается для того, чтобы предотвратить его быстрое высыхание. Разбирать опалубку, снимать подпорки можно минимум через 3 недели при твердении в комнатной температуре, то есть тогда, когда бетон наберет около 80% процентов своей прочности.