Бетонные винтовые лестницы: процесс сборки опалубки и заливка

Бетонная винтовая лестница – это тяжелая монолитная конструкция
Бетонная винтовая лестница – это тяжелая монолитная конструкция

Любое двухэтажное строение нуждается в лестнице. Для сооружения этих конструкций используют различные материалы.

Очень популярно дерево, металл, стекло, постепенно входят в использование композитные материалы. Как бы ни были данные варианты хороши, все они уступают по своим эксплуатационным характеристикам бетону, про который мы и поговорим сегодня, разбирая его преимущества и недостатки. А точнее, рассмотрим, как правильно монтируются бетонные винтовые лестницы.

Характеристики бетонных монолитных конструкций и прочее

Для начала давайте уясним, в каких случаях строительство бетонной лестницы будет оправдано, и какие преимущества и хлопоты такая затея принесет.

Преимущества бетонных лестниц

Свежезалитая винтовая лестница из бетона
Свежезалитая винтовая лестница из бетона

Итак, по традиции начнем с достоинств материала:

  • Самый главный плюс – это прочность итоговой конструкции. Монолитная жесткая структура бетона способна выдерживать очень большие нагрузки. При этом она увеличивает прочность конструкции дома, за счет связки этажей.
  • Долговечность – правильно залитая лестница прослужит вам не меньше ста лет, а если учитывать, что эксплуатироваться она будет в благоприятных условиях внутри помещения, то не сомневайтесь, что и правнукам достанется.
  • Бетон не испытывает температурных деформаций.
  • Он не боится влаги и даже при попадании оной становится только крепче.
Бетонные полувинтовые лестницы могут отделывать разными материалами, например, деревом
Бетонные полувинтовые лестницы могут отделывать разными материалами, например, деревом
  • Отделать поверхность такой лестницы можно любыми материалами, начиная от керамической плитки и заканчивая обычной краской (подробней читайте здесь).
  • Такая лестница никогда не доставит шумового дискомфорта даже через много лет, чего не скажешь ни о деревянном, ни о металлическом варианте.
  • Бетон заливается в жидком состоянии, поэтому может принимать абсолютно любые формы. Вся сложность работы, по сути, заключается в умении собирать опалубки различной конфигурации.
  • Немаловажно и то, что бетон является несгораемым материалом. Конечно, при экстремальных нагревах он может потерять свою прочность, и конструкция потребует замены, но это, во-первых, редкость, а во-вторых, конструкция точно не рухнет на голову эвакуирующимся при пожаре людям.
Замешивание бетона
Замешивание бетона

Работа с бетоном отнимает много физических сил, однако сама процедура не требует от рабочего большого опыта работы. Достаточно знать несколько основных вещей: как собрать прочную опалубку нужной конфигурации, как правильно установить арматурный каркас, какую марку бетона использовать, как его трамбовать и кое-какие требования относительно размеров конструкции. Обо всем этом мы поговорим на этапе сборки, во второй части статьи.

Недостатки бетонных лестниц

Сборка составной опалубки из металла
Сборка составной опалубки из металла

Как ни крути, а недостатки имеются у любого материала, поэтому бетон не исключение:

  • Первое, что должен понимать строитель – это то, что бетонные лестницы не могут быть построены в любых домах. Они обладают просто огромным весом по сравнению с деревянными или металлическими конструкциями. По этой причине под ними заливается отдельный фундамент, который устраивается одновременно с основным, то есть установить такую лестницу вы сможете, только запланировав ее изначально.
  • Кроме этого само строение должно быть сложено из прочного блочного материала (кирпич, шлакоблок и прочее) и иметь железобетонные перекрытия.
Про экономию можно позабыть
Про экономию можно позабыть
  • Несмотря на то, что цена компонентов, из которых замешивается бетон, невысока, общая стоимость готовой конструкции во много раз превышает прочие аналоги. Все дело в количестве расходуемых компонентов. Часто такие конструкции являются свободными, то есть не привязанными к стенам, что требует сборки усиленного арматурного каркаса – большего ее количества. Уходит много раствора как на саму лестницу, так и на фундамент под нее. Хорошая облицовка для бетонной лестницы будет стоить намного дороже, чем покраска металла или дерева.
  • Процесс монтажа будет сильно растянут во времени. Как известно, полный набор прочности застывающим бетоном происходит спустя 28 суток.
  • Вам понадобится умение работать со сварочным аппаратом, так как из-за веса армирующего каркаса вязальной проволокой тут ограничиться не получится. По этой причине к такой работе предъявляются очень высокие требования. Дело в том, что жестко сваренный каркас создает внутри бетона очень сильное напряжение, что вместе с постоянной вертикальной нагрузкой на конструкцию благодаря нешуточной массе не идет на пользу общей прочности.
Чтобы собрать такую опалубку и каркас требуются не только знания и опыт, но и большая усидчивость
Чтобы собрать такую опалубку и каркас требуются не только знания и опыт, но и большая усидчивость
  • Если говорить конкретно про лестницы винтовые из бетона, то перед вами встанет дополнительная сложность по сборке сложной фигурной опалубки и каркаса из арматуры, что зачастую сделать новичкам не удается. При этом вам понадобятся приспособления для сгибания арматуры.

Совет! Однозначно советуем вам обращаться за помощью к профессионалам при подобном строительстве, ну, или хотя бы, приглашать их для выполнения самых ответственных участков работ, например, для сварки.

В любом случае, если вы затеваетесь с возведением лестницы винтовой из бетона, вам нужно знать процедуру монтажа, чтобы иметь возможность контролировать наемных работников. На словах они все профессионалы, а вот на деле – единицы.

Типы бетонных лестниц

Все бетонные лестницы  делятся на три вида:

Гладкоподшитая лестница
Гладкоподшитая лестница
  • Гладкоподшитые – не сложно догадаться, что основной чертой данных конструкций является гладкая нижняя сторона, которая формируется листовыми материалами, чаще фанерой или ОСП плитами. Данный вариант является наиболее простым в исполнении, поэтому именно его мы и рассмотрим на этапе монтажа. Нижнюю сторону такой лестницы нетрудно отделать – она обычно шпаклюется и красится в нужный цвет.
Ломаная лестница
Ломаная лестница
  • Лестница двойной каркас – у этих лестниц нижняя сторона точно повторяет контуры ступеней. Выглядят они очень изящно, почему и любимы многими дизайнерами. Однако их изготовление является более сложным, и в винтовом исполнении они встречаются не часто.
  • Лестницы на тетивах и косоурах – данные элементы называются так в силу своего внешнего сходства с аналогами в деревянных и металлических конструкциях. Подобные варианты выполнить еще сложнее, но выглядят они очень эффектно и легко. Боковые тетивы позволяются выполнять открытые конструкции – без подступенков.

Монтаж бетонной лестницы винтовой

После небольшого теоретического вступления, давайте понемногу переходить непосредственно к возведению.

Составление проекта

Чертеж винтовой лестницы из бетона
Чертеж винтовой лестницы из бетона

Как уже было сказано, строительство бетонной лестницы недопустимо без соответствующего основания. Это основание вы закладываете одновременно с домом, то есть план лестницы у вас уже как минимум включен в проект дома.

Однако полностью обойти данный вопрос мы не можем, так как очень много людей строят по наитию, держа все не на бумаге, а в голове.

Итак, допустим, у вас залит фундамент, связанный с основным,  с солидным запасом прочности. Имеется двухэтажное строение с железобетонными перекрытиями, и вы желаете построить винтовую лестницу из бетона. Начинаем с расчета габаритов и основных параметров конструкции.

Выбираем гладкошовную конструкцию, так как ее возвести и отделать проще всего:

  • Первым делом замеряем расстояние от пола первого этажа, до пола второго – назовем этот параметр Н;
  • Затем вычисляем местоположение центральной оси закругления и определяем внешний радиус конструкции.

Совет! Тут следует понимать, что чем выше будет радиус, тем проще будет собрать опалубку. Обычно для перехода на второй этаж в частном доме не нужно делать полный виток. Хватает половины оборота, или даже четверти. Такая лестница не займет столько места, как маршевая и удобно разместится где-нибудь в эркере.

  • Предположим, что радиус, назовем его R, равен 3 метрам.
  • Затем определяем точки выхода и входа лестницы. Допустим, поворот предполагаемого подъема составит 120 градусов, что составляет ровно треть от полного круга (от 360 градусов).
  • Вычислить данное значение очень просто и для этого вам понадобится только транспортир, отвес, карандаш, длинная линейка или красящая нить.
  • Отмечаем точкой центральную ось, после чего опускаем на пол первого этажа отвесом точку, обозначающую грань верхнего перекрытия, к которой будет подходить лестница. Соединяем полученные метки линией. Далее отмечаем точкой место предполагаемого окончания марша и соединяем ее с центральной осью. Теперь осталось только замерить транспортиром получившийся угол.
Лестница с поворотом на 270 градусов
Лестница с поворотом на 270 градусов
  • Имея эти данные, мы уже можем вычислить длину внешней стороны подъема. Как мы помним из школьного курса геометрии, длина окружности (L) находится по формуле: 2πR, где π (пи) – это константа равная приблизительно 3,14.
  • Итак, считаем: 2*3,14*300 = 1884, или 18 м 84 см. Но дело в том, что мы нашли длину полного поворота, а нам нужна только треть: 1884/3 = 6м 28 см.
  • Далее подсчитываем количество ступеней в пролете. Не секрет, что лестница должна быть удобной и размеры ступеней должны соответствовать длине шага человека, но в каком месте стоит задавать ступеням именно эти значения, если известно, что они имеют неправильную форму, сужаясь в сторону центральной оси? Считается, что человек поднимается наверх по линии, составляющей где-то 2/3 от длины внешнего радиуса.
  • Предположим, что хотим широкий подъем в 110 сантиметров. 2/3 от этого числа составляет приблизительно 73 см. 110 – 73 = 37. То есть нужный радиус составит 628 – 37 = 591 см.
Приблизительные соотношения размеров проступей и подступенков
Приблизительные соотношения размеров проступей и подступенков

Внимание! Оптимальная длина проступи (места, куда ступает нога человека) составляет 25-33 сантиметра, а подступенка (высота степени) – 15–22 сантиметра.

  • Теперь нам требуется разбить пролет на такое количество ступеней, чтобы их параметры соответствовали указанным значениям. Для этого длину подъема делим на предполагаемую длину ступени: 591:30 = 20 ступеней, снова округляя. Учитывайте на месте, будет ли верхняя ступень совмещаться с площадкой.
  • Далее делим высоту пролета (Н) на полученную цифру: 300:20 = 15 сантиметров. В принципе мы уложились в допустимые пределы, но если конкретно вас не устроила, например, высота ступени, то просто подберите более подходящее соотношение. Мы же оставим все как есть, так как нашей лестницей мы пользуемся только гипотетически.
  • Следующим этапом определяем длины ступени по краям. Внешняя грань: 628:20 = 31,4 сантиметра. Для внутренней стороны сначала нужно определить радиус и длину. Отнимаем это значение от внешнего радиуса (R): 300 – 110 = 190 сантиметров. Вычисляем длину: 2*3,14*190 = 1193,2, сразу находим треть: 1193,2/3 = 397,7, то есть 3м 98 см. Делим на 20 и получаем 19 см 9 мм.
  • Осталось найти последнее значение, которое очень важно при сборе опалубки – это угол наклона лестницы. Если мы развернем наш винт и представим наш подъем в виде треугольника на плоскости, то получим прямоугольный треугольник с двумя известными сторонами (катетами) и противоположным углом который нужно найти.
  • Вспоминаем функцию арктангенса, где α = arctg(a/b) = arctg(300/628) = arctg0,47 приблизительно. Найти нужную функцию можно, воспользовавшись онлайн калькулятором, или встроенным вариантом в вашу операционную систему на ПК, переведя его в инженерный вид. В итоге получаем значение около 25 градусов.

Что-то мы углубились в расчеты, но думаем, что информация будет для вас нелишней. Давайте переходить к строительству.

Возведение опалубки

Опалубка винтовой лестницы из бетона своими руками
Опалубка винтовой лестницы из бетона своими руками

Далее будет пошагово дана инструкция, как возводится опалубка для винтовой бетонной лестницы:

  • Первоначальная разметка у нас на полу уже имеется – ее мы наносили при расчетах и описывали выше. Теперь нам нужно начертить на полу две окружности, точнее их части, которые обозначат наружный и внутренний радиус конструкции. Напомним, у нас это 300 и 190 сантиметров соответственно.
  • Изготовим сначала самодельный циркуль. Для этого нам понадобятся: 1 дюбель, кусок проволоки соответствующей длины и карандаш. Дюбель вбивается в точку оси и к нему привязывается проволока. Отступив нужное расстояние, приматываем карандаш и чертим дуги.
  • Далее по полученным линиям нужно смонтировать опоры для опалубки с двух сторон. Для них можно использовать черновые брусья или доски, выставляя их четко по отвесу и ориентируя в пространстве. Монтаж опор выполняется каждые 20-30, а может и 40 сантиметров, чтобы было удобно изгибать бортики опалубки. Регулируйте данные значения на месте, согласно крутизне изгиба, исходя из правила – чем круче, тем чаще.
  • Крепим их жестко к полу и верхним перекрытиям при помощи стальных уголков и разбираемых анкеров (те, которые можно демонтировать). Если привязаться не к чему, то выставив детали по вертикали, фиксируем их всевозможными упорами и раскосами. Связываем стойки между собой обрезками досок и максимально укрепляем конструкцию.
  • Главное требование на данном этапе, чтобы все вертикальные элементы были выставлены максимально точно по уровню.
  • Следующим пунктом станет нарезание листов фанеры. Кстати, этот материал должен быть достаточно прочным, но при этом гнуться, поэтому берем его толщиной в 8-10 мм. Толщина заготовки должна обеспечить бортик достаточной высоты, чтобы перекрыть внешние углы ступеней, при этом расстояние от внутреннего угла до гладкого шва основания должно составить минимум 10 сантиметров. Плюс нужно учесть толщину нижней опоры из досок, но об этом далее.
Циркулярная пила
Циркулярная пила
  • Для удобства выставления наклона спуска, нижние края двух заготовок подрезаются под расчетную величину. В нашем виртуальном случае – это 25 градусов для острого угла. Учтите, что весь рез должен быть максимально точным, чтобы увеличить герметичность опалубки и упростить ее выставление. Поэтому при резе используйте циркулярную пилу, и металлические направляющие.
Саморезы по дереву
Саморезы по дереву
  • Затем начинаем сборку бортиков. Приставляем фанеру скошенным ребром к полу, проверяя горизонтальный уровень по противоположному, и фиксируем саморезами по дереву нижний край к первому столбу. Так мы выставляем нужный угол наклона конструкции.
  • Теперь нам нужно загнуть фанеру по заданному стойками радиусу. Для этого пригибаем лист к прочно зафиксированной стойке и притягиваем саморезами до плотного контакта, потом переходим к следующей и делаем то же самое, и так далее, пока не пройдем весь бортик.
  • Следите за точностью стыковки листов фанеры, и укрепляйте швы шинами из широкой рейки, но еще лучше, если вы будете подрезать стыки под углом в 25 градусов, соединяя их прямо на стойках. Не перетягивайте крепеж, чтобы не нарушать геометрию изгиба лестницы.
Винтовые бетонные лестницы: опалубка с установленными бортиками
Винтовые бетонные лестницы: опалубка с установленными бортиками
  • Отдельно собирается торцевая опалубка для создания контура фризовой, пригласительной ступени. Обычно радиус ее изгиба намного меньше, поэтому стойки устанавливаются намного чаще.
Бортик для первой ступени
Бортик для первой ступени
  • Обратите внимание на то, как сильно укрепляется данный элемент. Дело в том, что лестница будет монолитной, и практически вся масса бетона будет стремиться вниз, давя на этот бортик, из-за чего неминуемы деформации достаточно тонкой фанеры. Эту деталь необязательно делать широкой, так как она будет располагаться строго горизонтально.
Вот как выглядит каркас опалубки при взгляде снизу
Вот как выглядит каркас опалубки при взгляде снизу
  • Следующий шаг тоже заставит немного повозиться. По нижнему краю закрепленной фанеры, нам потребуется сделать неширокий бортик для укладки основания лестницы из досок. Для этого нарезаем из фанеры ровные пятисантиметровые полоски и крепим их при помощи саморезов в два слоя, чтобы опора была максимально надежной.
Смонтированный бортик под основание
Смонтированный бортик под основание

После того как бортик надежно закреплен начинаем обшивать основание досками толщиной в 25 мм. Особой точности подгонки деталей сейчас не требуется.

Основание опалубки зашивается прочными досками
Основание опалубки зашивается прочными досками

В итоге мы должны получить сплошное покрытие, по которому уже сейчас можно свободно перемещаться.

Подшитая опалубка
Подшитая опалубка

В зависимости от того, как вы подходите к перекрытию, может сооружаться горизонтальная опалубка для площадки, как это сделано в нашем наглядном примере.

Вид сверху
Вид сверху

Следующим шагом мы обшиваем полученную поверхность листами фанеры. Задача непростая, так как нужно не только точно состыковать листы друг с другом, но и с бортиками, которые закруглены.

Для разметки деталей пользуйтесь тем же циркулем, перенесенным в другое место. Разложите на полу листы фанеры, а затем прочертите по их поверхности такие же дуги, как и для лестницы. Длины стыков листов вымеряйте рулеткой по факту.

Обшивайте, начиная снизу, плотно притягивая листы к деревянному основанию, чтобы они повторяли его форму во всех плоскостях.

Основание закрыто фанерными листами
Основание закрыто фанерными листами

Армирование и выставление ступеней

Самая тяжелая часть работы с опалубкой завершена и осталось только выставить ступени, но сделать это мы сможем только после укладки армирующего каркаса. Используем для этих целей стальную арматуру диаметром в 10-12 мм.

Стальная арматура Так же вам понадобятся приспособления для ее изгибания.
Стальная арматура Так же вам понадобятся приспособления для ее изгибания.
Гибочный станок для арматуры
Гибочный станок для арматуры

Нам нужно сделать двухуровневый каркас из продольных прутьев с частыми перемычками. При этом нужно учесть, что нижние пояса должны быть приподняты на высоту минимум в 1 сантиметр, то есть устанавливаются специальные подпорки.

Пример подпорок
Пример подпорок

Прутья привариваются к закладным, выступающим из перекрытий. Если таковых предусмотрено не было, то высверливаем в плитах отверстия, в которые закручиваем анкера или забиваем куски арматуры немного большего диаметра.

Все стыки поясов с перемычками так же свариваются.  Размер получающихся ячеек не должен превышать 15 сантиметров.

В итоге получается единая жесткая конструкция:

  • После вычерчиваем на бортиках контуры ступеней согласно ранее полученным размерам.
  • Далее вам понадобятся прочные доски толщиной в 50 мм и высотой, соответствующей высоте ступени. В нашем случае – это 15 сантиметров.
  • Монтируем их на стальные уголки (можно заменять деревянными распорками) и саморезы, соединяя противоположные бортики по намеченным границам.

Внимание! Доски должны оказаться снаружи ступени, а не внутри.

Каркас практически готов к заливке
Каркас практически готов к заливке

Совет! Если у вас не оказалось под рукой досок нужной толщины, и вы боитесь, что масса бетона деформирует ступень, то свяжите по центру ступеньки поперечными рейками друг с другом.

Последний этап монтажа каркаса связан с устройством арматурного пояса внутри самих ступеней:

  • Сделайте Г-образные заготовки по габаритам нужной ступени;
  • Приварите их к основным поясам, также оставляя зазор до верхней грани ступени в 1 сантиметр. Для надежности можно тоже сделать двухуровневый «скелет».
  • Соедините данные элементы между собой прямыми поперечинами.

После этого весь арматурный каркас станет еще жестче и прочнее.

Заливка бетонной лестницы

Вот вы уже знаете практически все о том, как сделать винтовую лестницу из бетона. Остался последний, самый простой этап — заливка, но перед тем как приступать к работе, еще раз убедитесь в том, что каркас выдержит массу лестницы – все подозрительные места нужно дополнительно усилить подпорками из деревянного бруса или металла и раскосами.

Бетон вам понадобится маркой не меньше, чем М200, но лучше М250. Изготавливать его самостоятельно не советуем, так как потребуется смеси очень много, а процесс заливки не должен сильно растягиваться во времени.

Заказывайте сразу миксер с некоторым запасом. Излишки можно использовать для заливки какой-нибудь площадки во дворе.

Глубинный вибратор
Глубинный вибратор

Из дополнительных инструментов вам понадобится глубинный вибратор, с помощью которого из залитой смеси будут удаляться образующиеся воздушные пустоты. Так же советуем промазать внутренние стенки опалубки отработанным маслом, чтобы процедура распалубки прошла легко, не потревожив набирающую прочность конструкцию лестницы.

Стыки листов можно промазать силиконом, чтобы добиться большей герметичности. Так застывший бетон будет намного качественнее и прочнее.

Подача бетона из автобетоносмесителя на заранее заготовленную площадку
Подача бетона из автобетоносмесителя на заранее заготовленную площадку

Если вы все это предусмотрели, то приступаем к заливке.

  • Начинаем работу с нижней части конструкции, передвигаясь по деревянным перемычкам.
Винтовая бетонная лестница своими руками
Винтовая бетонная лестница своими руками
  • Бетон внутрь дома сложно подать напрямую, так что, скорее всего, вам придется сильно потрудиться, тягая его вручную ведрами.
  • Если имеется оборудование, то часть смеси можно поднимать лебедкой наверх через оконный проем.
Разгрузка бетона в емкости
Разгрузка бетона в емкости

Заполнив несколько ступеней, опускаем в бетон головку вибратора, воздействуя на массу в течение нескольких минут. После поверхность ступеней выравнивается мастерком. На счет уровня можно сильно не заморачиваться, но точность все-таки приветствуется. Работать нужно быстро, без задержек.

На фото - залитые и выровненные ступени
На фото — залитые и выровненные ступени

Если вибратора под рукой у вас не оказалось, то можете простучать опалубку снаружи при помощи молотка.

Лестница полностью залита вместе с площадкой
Лестница полностью залита вместе с площадкой

После того как заливка завершена, вам остается только ждать, пока в бетоне не завершатся все необходимые химические реакции. Полный срок застывания составляет 28 суток, а распалубочная прочность набирается спустя семь.

Это значит, что через неделю вы можете демонтировать опалубку и начать пользоваться лестницей в легком режиме (перемещение только людей), а любые отделочные работы могут выполняться только спустя месяц.

Подведем итог

Винтовая лестница своими руками из бетона — сооружение очень сложное, и требует от мастера сноровки, опыта, умения считать и мыслить пространственно. За самостоятельное изготовление мы браться никому не рекомендуем, так как потребуется кое-какое оборудование и умение работать со сваркой, однако решать, конечно же, вам. В любом случае просмотрите видео в этой статье, где вы сможете узнать много интересного.