Для початку очищаємо простір, на якому розміщуватиметься якісна опалубка. Для неї найкраще використовувати дерев'яні елементи каркаса, оскільки кілька поперечних прутиків будуть вбиватися саме в стінки. Використовуємо дошки завтовшки до 2 сантиметрів або ОСБ листи завтовшки від 10 мм і більше. Оптимальна товщина – 15 міліметрів, щоб робити менше опор. Розглянемо докладну інструкцію, як її зібрати.
Крок 1виставити дерев'яні щити.
Виставити дерев'яні щити або ОСБ листи навпроти один одного і скріпити зверху кількома поперечними планками, всередині між листами вставити кілька дерев'яних брусків по 30 сантиметрів завдовжки і пригвинтити їх шурупами до кожної сторони зовні.
Крок 2встановити косі підпірки через кожні 50 сантиметрів у шаховому порядку.
Зробити їх можна з дерев'яних брусків 50х50 міліметрів, де залишити низ з рівним спилом, а верх зрізати під кутом 45 градусів і пригвинтити шурупом до стінки.
Крок 3виконати електричним дрилем отвори на 12 міліметрів на рівні 30, 70 і 120 сантиметрів від підлоги.
Зробити через кожні 2 метри по всьому периметру решетування, щоб можна було вільно забити туди арматуру поперечного перерізу.
Тепер роботи зі створення решетування можна вважати завершеними. Під час роботи користуйтеся рівнем.
Кути опалубки повинні бути максимально рівними, оскільки їх армуватимемо найбільше - не можна допускати перекосів.
Нарізаємо арматуру та вибираємо схему каркасу
Спочатку визначимося, яка схема підійде саме для дому. Існує кілька варіантів. Найбільш поширені види: сіточка (рівносторонні осередки по всьому периметру), паралельне формування, паралельне укладання з кутовими підсиленнями та хаотичне накидання металу (характерний вид для новачків). Виберемо найпростіший і дієвий метод – посилення кутів при паралельному укладанні поздовжньої арматури, оскільки при просіданні небезпечні саме тиску на злам, а поперечки відіграють роль захисту від тиску ґрунту з боків. Розглянемо як зробити.
Крок 1забиваємо вертикалі по кутах.
Забиваємо вертикалі по кутах і кожні 120 сантиметрів по всьому периметру. Беремо арматуру товщиною 8-10 мм (надто міцну не треба, вона тільки для зв'язування) і забиваємо по 2 штуки в кожен кут. Відстань між ними 20 сантиметром і по 5 сантиметрів від кожної стінки обрешітки. Тобто максимально по центру.
Крок 2всовуємо в заздалегідь зроблені отвори прутики довжиною 30 сантиметрів.
Товщина арматури теж орієнтовно 10 міліметрів – вона тут не матиме жодних зусиль на розрив. Відразу заповнюємо 3 ряди, які ми насвердлювали за допомогою електричного дриля. Краще використовувати міцну хромовану сталь, яка не піддається корозії, але вартість продукту буде вищою в 2-3 рази.
Крок 3укладаємо паралельні прути.
Ось тут необхідно вже подумати про міцність, тому що поздовжня паралельна арматура прийме на себе весь удар удару конструкції в результаті просідання. Діаметр прута має бути 14-16 міліметрів. Занадто великий діаметр теж не потрібен, оскільки нам необхідно створити саме гнучку основу, а не міцну та масивну – це вже роль бетону.
Крок 4Арматурний каркас для фундаменту скріплюється в одну систему.
Необхідно взяти дріт, що добре в'яжеться, бажано мідний, яким можна буде обмотати всі з'єднання без особливого зусилля. Важливо розуміти, що не обов'язково затягувати, зварювати її між собою та робити інші операції зі зміцнення з'єднань. Жодної ролі вони не грають, просто пов'язують арматуру, щоб лежала на своєму місці і не зрушувалась при заливанні бетону. В'язка арматури для фундаменту може взагалі не виконуватися, якщо заливати все акуратно і не зміщувати елементи з місця. Але, для впевненості, краще скріпити все разом.
Тепер ми розглянули, як в'язати арматуру для фундаменту, але є ще один важливий момент: посилення кутів. Якщо приміщення має більшу масу (двоповерховий будинок і більше), то найбільше навантаження потрапляє саме на кути. Необхідно збільшити кількість паралельних арматур саме на кутах (на відстані 2 метри) у 2 рази. І зробити косі з'єднання під кутом 45 градусів між трьома ярусами арматури (30, 70 та 120 сантиметрів від підлоги).
При виготовленні такої конструкції майстер-початківець може зробити багато помилок, які призведуть до серйозних проблем з майбутньою конструкцією або дорогого ремонту фундаменту. Зараз ми розглянемо, як уникнути найбільш «популярних» помилок та виготовити якісний фундамент.
- Не можна розміщувати арматуру надто близько до стін опалубки. Відповідно до СНІП, армування фундаментів здійснюється таким чином, щоб метал був поглиблений мінімум на 5 сантиметрів у бетон з усіх боків даної конструкції.
- Використовуйте цемент марки М 400 та вище, пропорція 3:1 з піском, Не слабше. Занадто пухкий бетон піддаватиметься впливу вологи та тиску будівлі. Може кришитися по краях або тріскатися, незважаючи на якісне армування.
Арматурою
Це звичайний матеріал для створення каркасу конструкцій фундаменту. Застосовується у стрічкових фундаментах, пальових, стовпчастих та збірних залізобетонних. Арматуру класу АI використовують для створення арматурного каркасу в фундаментах під «легкі» будинки: каркасні, дерев'яні, рідше для будинків із пінобетону та газобетону, інших легких конструкцій. Це з тим, що АI має круглий переріз у поперечнику і гладку поверхню. Через це зменшується її зчеплення з бетоном. Діаметр арматури від 6 мм і вище. Розраховується на стадії проектування будинку.
Арматура класу AIII виготовляється з легованої та високоякісної сталі з підвищеними характеристиками за міцністю. У перерізі вона ребриста. Малюнок поверхні може бути кількох видів: кільцева, серпоподібна чи змішана. Арматура з кільцевим профілем розроблена для масивних конструкцій через велике зчеплення з бетоном. Арматура з серповидним малюнком може застосовуватися в конструкціях, що зазнають навантаження розриву. При навантаженнях, що розтягують, застосовують арматуру більшого діаметру.
Діаметр арматури вважається на стадії проекту. Для будинків «легких» із відносно невеликою вагою допускається арматура діаметром 8-10 мм, або монтажна 6 мм. У будинках зі стінами великої ваги для армування фундаментів застосовується арматура діаметром 12-14 мм.
Арматуру з невуглецевих сталей можна зварювати під час підготовки каркаса фундаменту. Зварювання арматури із вуглецевих сталей не рекомендується. Місце зварювання буде крихким. Краще виконати в'язку арматури в'язальним дротом.
Арматура випускається в бухтах та у вигляді прутків. Бухтами поставляється арматура діаметром 6-10 мм. Арматура з великим діаметром поставляється у прутках. Стандартна довжина прутків: 6 м, 9 м, 11,7 м. максимальний діаметр арматури, що випускається, 32 мм.
Композитна арматура
Головне достоїнство її полягає у значній корозійній стійкості та інертності до будь-яких агресивних середовищ. Такі характеристики дозволяють зменшити діаметр арматури при армуванні фундаментів без зниження міцності конструкції загалом. Використання арматури дасть змогу зменшити захисні шари бетону. Розрахункова та очікувана довговічність передбачається близько 75 років. За матеріалами композитна арматура поділяється на скло, базальт, кевлар.
Плюси композитної арматури: міцність вища в 1,5 рази в порівнянні зі сталевою, не схильна до корозії і легша за сталеву в 3,0-3,5 разів. Має діелектричні властивості і радіопрозора. Морозостійка. Коефіцієнт теплового розширення (КТР) композитної арматури дорівнює КТР бетону. При масі переваг один технічний недолік - низька теплостійкість.
Композитна арматура дорожча за звичайну. Але з'явиться стаття економії на діаметрі арматури, що використовується. Для зменшення витрат можна використовувати бутобетонний фундамент, коли при заливці бетону додають великий заповнювач: бій цегли та бутового каменю (дикуна), щебеню та гравію.
Фібробетони
Матеріал, що набирає популярності при заливанні фундаментів – це бетон, армований. Від типу волокон залежить властивості бетону. Застосовуються фібробетони для заливання стрічкових фундаментів та при комплексному армуванні для підвищення якостей фундаменту.
Для армування бетонів додають фібру різних видів. Фібра - це відходи виробництва цвяхів та обрізки сталевого дроту для сталевої фібри. Фібра базальтова виготовляється із базальтових волокон. Аналогічно бетони можуть додаватися скловолокно і волокна полімерів, зокрема поліпропілену. Додають текстиль.
Додавання фібри підвищує удароміцність на фантастичні 500%, а стирання на 50%. При цьому пропіленового волокна буде достатньо 900 г на 1 куб. м бетону, або 20-50 кг сталевої фібри на 1 куб. м.
Ці добавки покликані виконувати функцію арматури в бетонах, підвищують стійкість до тріщин, стійкість до деформацій. Поліпшуються такі якості, як морозостійкість та водонепроникність. Додавання фібри в бетони полегшує вагу конструкцій із нього. У фібробетон додають разом з фіброю різної природи в'яжучі і модифікуючі добавки. Все разом надає бетону абсолютно нових властивостей, що дозволяє значно скоротити терміни будівництва та заощадити витрату матеріалів.
Власне ручне виробництво залізобетонного фундаменту — найвідповідальніший з усіх етапів будівництва. Необхідна жорсткість і міцність забезпечується заставною арматурою, тому сьогодні ми усунемо прогалини у розумінні функцій армування та пояснимо методологію розрахунку арматури для фундаменту.
Як працює фундаментне армування
Бетон має чудову міцність на стиск. Це означає, що якщо бетонний брусок помістити під прес, він почне руйнуватись лише під дуже високим тиском.
Реалії експлуатації ЗБВ такі, що не можна точно передбачити, які сили діятимуть в окремо взятій точці масиву. Все тому, що конфігурація бетонного виробу означає не так багато, як фізико-механічні властивості основи, на якій цей виріб встановлено. А вони майже завжди непередбачувані.
Навантаження у бетоні розподіляється нерівномірно. Максимальна напруга посідає точку опори, у своїй завжди діє правило важеля — сила зростає пропорційно плечу впливу. Якщо підвісити бетонну балку за обидва краї, вплив на центр безпосередньо залежатиме від довжини балки.
Схема роботи балки на згин: a - бетонна балка; б - залізобетонна балка; 1 - арматура
Також цікавий характер та напрямок деформацій у різних точках. При згинанні одна сторона стискатиметься, але це, як ми з'ясували, не обіцяє великих неприємностей. Набагато гірше, що зі зворотного боку виробу бетон розтягуватиметься, що за невисоких показників пружності виллється в тріщину та злам.
Головне завдання арматури – не дозволити бетону розтягуватися. Це досягається за рахунок сил тертя, які передають навантаження від бетонного шару заставним елементам, що мають модуль пружності набагато вищий, ніж у бетону. І, звичайно, арматура має бути розподілена максимально рівномірно, щоб кожна окрема ділянка конструкції не мала слабких місць з поганою перев'язкою. Інакше армування втрачає будь-який сенс.
Чим зміцнюють фундамент
Існує два типи арматури. Робоча арматура виконує безпосередню функцію армування - приймає він навантаження в площині. Конструктивна арматура служить для упорядкування ліній робочого армування у шарі бетону та отримання додаткових зв'язків, якщо це необхідно.
Як робоча арматура традиційно використовується гарячекатані стрижні періодичного або гладкого профілю за ГОСТ 5781-82. Сталева арматура може бути зварюваною та незварюваною, залежно від термомеханічного зміцнення та області використання.
Для фундаменту як робоче армування доцільно застосовувати саме періодичний профіль, який має найвищий показник зчеплення з навколишньою масою. Допоміжне армування, навпаки, виконується гладкими стрижнями, хоча це категоричне правило.
Важливим є і матеріал, марка сталі визначає клас арматури. Найбільш затребувані для приватного забудовника класи А400-А600: вони найбільше поширені на будівельних базах і не вимагають спеціальних засобів стикування: весь каркас збирається в'язкою. Все частіше застосовують композитну арматуру (ГОСТ 31938) із пластику, укріпленого вуглецевим та скловолокном. Така арматура значно легша за сталеву і абсолютно не схильна до корозії, а от наскільки це важливо в рамках конкретного проекту — вирішувати тільки вам.
Основні параметри армування
У кожному конкретному розрахунку є ряд ключових значень, описаних у посібнику до СНіП 2.03.01:
- Щільність закладання арматури (коефіцієнт армування). Визначається за поперечним зрізом виробу як відношення суми перерізів арматурних стрижнів до перерізу бетонної маси. Встановлений нормами мінімум — 0,05%, хоча коефіцієнт може збільшуватися зі зростанням відношення довжини сегмента до його висоти аж до 0,25%.
- Товщина стрижнів. При довжині сегмента понад 3 метри використовується арматура діаметром не менше 12 мм, понад 6 метрів — понад 14 мм, а при довжині від 10 метрів — 16 мм і більше.
- Розподіл армування. Якщо фундамент має глибину близько метра, яку межу зміцнювати від розтягування: верхню чи нижню? Що краще – мала кількість товстих стрижнів чи багато ліній тонкої арматури? На практиці часто всю робочу арматуру поміщають біля однієї грані, розбиваючи на якомога більше лозин, що не заважають заливанню бетону. Потім такий самий пояс дублюється біля протилежної грані.
- Коефіцієнт надійності (переармування) — поняття, що прямо випливає з попереднього пункту. Міцність фундаменту може бути свідомо завищена у 2 або 3 рази на випадок непередбачених змін у геоморфології регіону або за відсутності на момент будівництва завершеного проекту.
Останнє має ставитись до розряду винятків, але на практиці так будується майже половина об'єктів ІЖС. Проблема в тому, що без вичерпних проектних даних ви не маєте можливості точно встановити вагу будівлі, визначити по ній достатню площу та глибину залягання, що відповідають опорній здатності ґрунту, потім за нормативними пропорціями розрахувати лінійні характеристики фундаменту, а з них вивести оптимальні методи зміцнення його структури , адекватні розрахунковій навантаженні.
Конфігурація арматури для НЗЛФ, стрічки та плити
Стрічкові фундаменти, що залягають вище за глибину промерзання, армуються каркасом прямокутної форми. Між зовнішніми ребрами може розташовуватися необмежену кількість ліній армування, між якими обов'язково дотримується нормативний просвіт. Як правило, такі каркаси складаються з окремо пов'язаних модулів, довжина яких зручна для транспортування та встановлення. Конструктивна арматура тут представлена П-подібними або замкнутими хомутами, що оперізують лозини робочого армування кожні 0,6-1,1 метра.
Армування прямої ділянки стрічкового фундаменту: 1 - робоча поздовжня арматура; 2 - конструктивна арматура (хомути)
Заглиблені фундаменти зміцнюються як і стрічка каркасом. Лінії армування, як згадувалося, дубльовані та зосереджені біля верхньої та нижньої граней. Додатково можуть закладатися проміжні лінії, що компенсують сили тиску та пучення ґрунту, якщо цього вимагає проект. Між собою армування з'єднується вертикальними лозинами. Це армування виглядає як конструктивне, але воно ж виконує функцію робітника, значною мірою перешкоджаючи скручуючим і бічним деформаціям, що давлять.
Плита армується найпростіше: дві арматурні сітки, кожна може складатися з кількох шарів. Розносяться сітки до верхньої та нижньої площини відповідно до нормативного захисного шару. Параметри арматурних сіток - табличні, лозина і комірка розраховуються в залежності від габаритів плити. Що стосується ребер жорсткості під плитою, вони формуються як і каркаси МЗЛФ, а потім скріплюються із сіткою плити вертикальними прутами конструктивної арматури.
В'язка, встановлення та контроль
З лінійними ділянками все просто, але фундамент має повороти і перетину. На них лінії каркасів, що сходяться, з'єднуються гнутими заставними елементами з арматури того ж перерізу. Краї встановлюються з нахлестом від 40 до 100 номінальних діаметрів. Досить поширена практика зміцнення кутів фундаменту арматурними сітками 12х150х150 мм, особливо на слабких ґрунтах та в сейсмонебезпечних регіонах.
Армування примикань та кутів стрічкового фундаменту: 1 - робоча поздовжня арматура; 2 - поперечна арматура; 3 - вертикальна арматура; 4 - Г-подібні хомути
Ми вже описували переваги в'язки арматури перед зварюванням і рекомендуємо використовувати тільки цей метод, якщо не йдеться про фундаменти спеціального призначення.
Кожен наступний сегмент каркаса встановлюється на дистанційних підкладках чи кільцях, які перешкоджають порушенню захисних шарів. Пруття на торцях зв'язуються з нормативним перехльостом, по 2-3 дротяних хомутах на кожному стику.
У результаті армуючий каркас має бути сформований таким чином, щоб ним спокійно могли пересуватися люди. Перед заливкою каркас ретельно перевіряється на міцність скріплення. Якщо при заливанні бетоном розійдуться перев'язки ліній, це може призвести до повного вибракування всієї конструкції. Тому під час заливання та усадки потрібно приділяти особливу увагу становищу та цілісності з'єднань арматури.
Фундамент є основою будівлі, тому він повинен бути достатньо надійним, щоб витримати вагу будови. Він може бути різним і його вибирають виходячи з особливостей ґрунту та інших умов. Армування фундаменту робить його надійнішим і збільшує термін служби всієї будови. Перед початком створення основи свого будинку необхідно правильно виконати розрахунок арматури. Для цього складається схема армування фундаменту.
Як правильно розташувати арматуру
Основне навантаження, що впливає на основу, витримує поздовжня арматура, що знаходиться в нижній та верхній частині фундаменту. Якщо висота основи перевищує півтора метри, використовуються прути гладкої арматури, діаметр яких може становити від 6 до 8 мм.
Поздовжні прути знижують ймовірність виникнення тріщин у бетоні. Щоб каркас виконував свої функції, під час створення необхідно враховувати будівельні норми.
Відповідно до СНиП відстань між поздовжніми лозинами повинна розраховуватися виходячи з типу конструкції. Варто зазначити, що ця відстань не повинна перевищувати 400 мм. Якщо цими правилами знехтувати, підстава може бути недостатньо міцною для того, щоб витримати вагу будови.
Правила армування стрічкового фундаменту
Щоб правильно зробити армування фундаменту своїми руками, варто розглянути основні помилки новачків та дізнатися про деякі рекомендації, яких необхідно дотримуватись під час роботи. Це може вплинути на якість основи та термін її експлуатації. Під час роботи необхідно дотримуватись наступних рекомендацій:
- Якщо створюється стрічковий фундамент для 1-2-поверхового будинку, застосовуються лозини, діаметр яких становить від 10 до 24 мм. Менший діаметр неприпустимий, тому що при встановленні тонких лозин фундамент може деформуватися.
- З'єднувати прути за допомогою зварювання заборонено, оскільки таке з'єднання перегріває метал, через що той стає менш міцним на розрив. З'єднання повинно проводитись за допомогою дроту. Виконати з'єднання здатна навіть людина, яка раніше не займалася подібною роботою.
- Якщо грунт має однорідну щільність по всьому ділянці, можна використовувати арматуру діаметром 10-14 мм. Якщо щільність неоднорідна, застосовуються прути товщиною від 16 до 24 мм.
- Для фундаменту не варто вибирати гладку арматуру, оскільки зчеплення лозин з бетоном буде гіршим. Гладку арматуру можна застосовувати тільки як поперечні елементи, оскільки на них впливає менше навантаження.
- Поздовжня арматура повинна бути не ближче 5 см від опалубки. Якщо не дотримуватись цього правила, бетон може почати кришитися, а прути іржавіти.
- Відстань між поперечними елементами арматурного каркаса повинна бути в межах від 25 до 45 см. Порушення цього правила може призвести до того, що основа буде менш міцною.
- Армування кутів відрізняється від процесу укладання арматури у траншеї.
- Поздовжні прути повинні укладатися через кожні 40 см висоти основи.
Дотримуючись технології армування стрічкового фундаменту можна виконати всі роботи самостійно.
Встановлення опалубки
Правильно створена опалубка сприяє економії бетонного розчину, а також спрощенню процесу армування. Такий каркас створюється у кілька етапів:
- Вибір матеріалу для опалубкиЯкщо висота фундаменту є невеликою, використовуються такі матеріали, як фанера, ДВП та ОСБ-плити. Але обраний матеріал повинен мати достатню міцність для того, щоб витримати навантаження, створюване бетонною сумішшю.
- Створення основи.Після викопування траншеї необхідно створити піщану подушку та основу для фундаменту. Після засипання та утрамбування 15 см піску відбувається заливка 4-5 см бетону. Це необхідно, щоб вирівняти поверхню. Варто пам'ятати, що на цьому етапі потрібно подумати про те, де розташовуватимуться комунікації. Якщо це не врахувати, отвори доведеться створювати у готовій конструкції, що може призвести до її деформації.
- Зміцнення опалубки.На цьому етапі відбувається встановлення кілочків та розпірок, які необхідні для закріплення конструкції. Якщо такі роботи не будуть виконані, під час заливання бетону опалубка може деформуватися.
Опалубка для фундаменту повинна бути жорсткою і без проміжків, щоб під час заливки суміш не витікала через щілини.
Важливо! Багато хто змащує опалубку зсередини технічним маслом або відпрацюванням, так як це полегшує відклеювання її від бетону після його затвердіння.
Армування стрічкового фундаменту
При висоті основи понад 150 мм монтується поперечна та вертикальна арматура, діаметр якої може становити 6-8 мм. Вона може бути як металевою, так і склопластиковою. Відстань між прутами поздовжньої арматури згідно з правилами не повинна становити понад 400 мм. Між поперечною арматурою має бути відстань трохи більше 300 мм.
Варто пам'ятати, що з'єднувати арматурні елементи зварюванням не слід, оскільки це призводить до зниження міцності каркасу. Саме тому під час створення каркаса використовується в'язальний дріт. Під час встановлення арматури важливо стежити, щоб метал не стикався з ґрунтом, оскільки це може призвести до появи іржі.
Особливу увагу під час виконання подібних робіт необхідно приділяти армуванню кутів фундаменту, оскільки на них впливає велике навантаження. На цих місцях не повинно бути простих перехресть арматури. Щоб кути витримували навантаження, необхідно посилювати їх та закріплювати додатковими хомутами.
При цьому важливо з'єднувати всі елементи конструкції таким чином, щоб вона була монолітною. Варто пам'ятати, що економія матеріалу та ігнорування правил про те, що кути необхідно посилювати, може призвести до появи сколів у фундаменті або тріщин. У результаті основа почне деформуватися.
Армування стрічкового фундаменту відбувається так:
- Спершу встановлюється дерев'яна опалубка.
- Після цього відбувається створення піщаної подушки, висота якої повинна становити близько 15 см. Після засипки важливо пролити пісок водою та ретельно утрамбувати за допомогою віброплити. Завдяки цьому фундамент не осідатиме під будовою.
- Потім відбувається заливання основи у вигляді стрічки завтовшки близько 10 см.
- На наступному етапі відбувається створення армованого каркаса шляхом зв'язування поздовжніх та поперечних прутів.
Армування стовпчастого фундаменту
Стовпчаста основа зазвичай створюється при будівництві дерев'яного будинку. Також воно використовується для створення огорож. Такі конструкції мають невелику вагу та стійкі до негативних впливів ґрунту.
Після створення отвору в ґрунті відбувається засипання піщаної подушки та створення опалубки для майбутніх стовпів. На наступному етапі здійснюється створення арматурного каркаса з 4 прутів, розташованих вертикально, та кількох горизонтальних елементів.
Розрахунок довжини стовпа здійснюється на підставі даних про промерзання ґрунту у певному регіоні. Бетонна основа повинна бути нижчою за рівень, до якого промерзає грунт. Найчастіше стовпи створюються зі сторонами 25х25 см.
Кількість створюваних опор залежить від того, які габарити матиме будову. Зазвичай колони розміщуються з відривом приблизно 1,5-2 метри. Армування стовпчастого фундаменту проводиться металевими лозинами діаметром 10-12 мм. При цьому лозини нарізаються на відрізки довжиною 35-45 см.
З описуваних елементів створюється грати з осередками 10х10 або 15х15 см. Вони укладаються на підставки, встановлені на піщаній подушці. Замість підставок під колону з арматури можна використовувати цеглу.
Армування пальового фундаменту
Такий тип основи для будинку зазвичай вибирається при створенні будови на слабкому ґрунті або за високого рівня ґрунтових вод. Також пальовий фундамент встановлюється у разі, якщо на ділянці є великі перепади рельєфу. При створенні такої конструкції палі зазвичай зв'язуються ростверком, який виконується з бетону з металевою арматурою.
Перед початком робіт необхідно визначити оптимальну глибину паль. Для цього потрібно визначити склад ґрунту. При цьому важливо врахувати вагу майбутньої будови та корисні навантаження.
Для створення описуваного типу фундаменту зазвичай використовуються буронабивні або гвинтові палі. Але незалежно від вибору їх необхідно армувати, щоб зробити конструкцію надійнішою. Найчастіше пальова основа зміцнюється арматурою діаметром 10-12 мм. Армування пальово-ростверкового фундаменту необхідно проводити тільки після складання схеми, де будуть вказані розміри осередків та інші параметри металевого каркаса.
Армування плитної основи
Плитний фундамент є монолітною основою, яка створена на піщаній подушці. Такий тип фундаменту вибирається у випадку, якщо будинок створюється на ґрунтах, схильних до здирства і рухливості.
Варто пам'ятати, що створення такої підстави потребує чималої кількості грошей. Основна перевага такого типу основи полягає в тому, що вона здатна витримувати великі навантаження та витримує зсуви ґрунту. При цьому такий фундамент може бути чорновою підлогою.
Перед укладанням такої основи відбувається зняття частини ґрунту та вирівнювання майданчика. Після цього засипається піщано-гравійна подушка. На наступному етапі відбувається встановлення дерев'яної опалубки. Важливо врахувати навантаження на конструкцію та створити розпірки.
Фундамент - це елемент конструкції будівлі, що передає його навантаження на ґрунт. Сама будівля, фундамент і грунт є єдиною системою, що під впливом природних і антропогенних факторів зовнішнього середовища, які створюють додаткові навантаження на фундамент. Це навантаження від руху ґрунтів, ваги снігу, тиску вітру, а також навантаження, що виникають у процесі експлуатації будинку або під час виконання будівельних робіт.
Поширені типи фундаментів
У практиці заміського малоповерхового будівництва найчастіше використовують такі типи залізобетонних фундаментів, як пальовий, пальово-ростверковий (у ролі ростверку може виступати монолітна залізобетонна рама або монолітна залізобетонна плита), заглиблений або малозаглиблений стрічковий фундамент, монолітна плита (плоска або ребриста).
Конструкція фундаменту повинна забезпечувати рівномірний розподіл навантажень на нижчі ґрунти та гарантувати мінімальну зміну положення фундаменту та всієї архітектурної конструкції при зміні властивостей ґрунту на місці забудови. Причиною таких змін можуть бути природні фактори - висихання або обводнення, заморожування або обпаювання ґрунту. Найбільш небезпечними для цілісності залізобетонних фундаментів є локальні рухи ґрунтів або зміни їх властивостей, унаслідок чого виникають нерівномірні навантаження на конструкцію.
Сталь та бетон
Стійкість бетону до стиснення в 50 разів вища, ніж до розтягування. Для підвищення стійкості бетонних конструкцій до навантажень на злам, зріз або розтягування було вигадано посилення структурної міцності за допомогою застосування сталевої (пізнішої та композитної) арматури. Сталь здатна подовжуватися без розриву при навантаженні на розтяг від 4 до 25 мм, а неармований бетон втрачає цілісність при розтягуванні всього на 0,2-0,4 мм. Залізобетон (бетон, армований сталевими стрижнями) добре витримує комплекс навантажень як на стиск, так і розтягування.
Проект та дотримання правил
Щоб фундамент мав потрібні характеристики, що забезпечують його цілісність, армування має бути виконане за певними правилами. На жаль, при самостійному будівництві або при будівництві будинку бригадою шабашників (які будують будинки без проекту та нагляду архітектора) залізобетонні фундаменти часто армуються недостатньо або неправильно. Не дивно, що на будівельних форумах в Інтернеті постійно зустрічаються питання про залізобетонні фундаменти, що тріснули, а деякі домовласники і взагалі впевнені в тому, що бетон фундаменту рано чи пізно «має лопнути».
В одній статті складно розповісти про всі норми та правила армування залізобетонних фундаментів. Загостримо увагу на помилках армування, що часто зустрічаються, які можуть призвести до небажаних і навіть небезпечних наслідків.
Не все те арматура, що з металу
З книг для дачників радянського періоду, коли в країні були відомі труднощі з придбанням будь-яких виробів, окрім друкованих праць В. І. Леніна, багато хто виніс уявлення, що бетон можна армувати будь-якими залізними предметами — трубами, деталями ліжок, сітками. Однак не всі подібні вироби мають необхідні характеристики, щоб адекватно сприйняти навантаження на розтяг, і не оберігають бетон від деформацій і утворення тріщин. Так, популярне армування бетонного фундаменту залізничними рейками не рекомендується через погане зчеплення бетону з гладкою поверхнею металу. А включення алюмінієвих виробів до складу бетону як арматури взагалі призводить до хімічних реакцій, що руйнують бетон.
Види арматури
Для робочого армування залізобетонних фундаментів повинна застосовуватися сучасна арматура періодичного профілю класу А500С, що зварюється (літера С означає, що таку арматуру можна з'єднувати за допомогою зварювання). При використанні застарілого класу арматури A-III (А400) витрати зростуть приблизно на 10%, так як для армування потрібно більше арматури через нижчу межу її плинності при розтягуванні. Таку арматуру доведеться з'єднувати по довжині не зварюванням, а прямим анкеруванням (закріпленням арматури в бетоні), тобто нахльостом стрижнів на величину, що дорівнює мінімально 50 діаметрам арматури. З'єднання арматури незварюваного класу (без літери С) зварюванням призведе до локального послаблення структури металу, можливого зламу і розриву бетону під навантаженням. Арматура має бути ребристою для кращого зчеплення з бетоном. Гладку арматуру використовують лише для допоміжного поперечного армування.
Діаметр стрижнів арматури для залізобетонних фундаментів
Мінімальний допустимий діаметр арматури в бетонних елементах фундаменту довжиною до 3 м становить 10 мм, а понад 3 м – 12 мм. У буронабивних палях мінімальний діаметр арматури становить 12 мм. Поздовжня робоча арматура повинна бути зі стрижніводнакового діаметра. Якщо застосовуються прути різних діаметрів, то стрижні більшого діаметра слід розміщувати внизу стрічки фундаменту - в зоні розтягування.
Загальна кількість стрижнів поздовжньої арматури та їх діаметр залежать від величини площі перерізу ростверку або стрічки фундаменту. Сумарна площа перерізу стрижнів робочої арматури має становити не менше ОД % від площі перерізу стрічки фундаменту або ростверку.
Для виготовлення поперечно згинальних елементів (хомутів) у каркасах фундаментів висотою до 70 см застосовується арматура діаметром не менше 6 мм, а при висоті перерізу фундаментів понад 80 см – не менше 8 мм. У загальних випадках крок установки поперечної арматури (хомутів) не повинен перевищувати 50 см. При висоті фундаменту понад 70 см потрібні додаткові конструктивні стрижні арматури у бічних граней, що сприймають додаткові навантаження - такі, як усадка та розширення - при наборі міцності бетону і температурних розширеннях.
Розташування стрижнів арматури та захисний шар бетону
Робочі стрижні арматури повинні бути розташовані якомога ближче до меж конструкції, щоб забезпечити максимальну величину армованого перерізу фундаменту, але при цьому шар бетону, що захищає арматуру від корозії, не повинен бути меншим за певні значення.
У загальних випадках поздовжня робоча арматура в бетоні повинна бути розташована не ближче 70 мм до граней, які постійно контактують із землею. Але якщо це підошва фундаменту, що має бетонну підготовку, захисний шар бетону можна скоротити вдвічі - до 35 мм.
Поширеною помилкою є нерівномірність розташування робочої арматури, що призводить до змінного значення армованого перерізу фундаменту. За нормами відхилення від положення стрижнів арматури не повинні перевищувати 10 мм.
Поверхня сталевої арматури
Стан поверхні арматури забезпечує якість зчеплення металу з бетоном. Вона повинна бути вільна від будь-яких «проміжних» шарів — бруду, іржі, льоду і снігу, що відшаровується. Фарбувати арматуру не можна. Допустимо лише спеціальне епоксидне покриття, яке, хоч і знижує адгезію бетону, але уповільнює корозію металу.
А ось дивна, на перший погляд, звичка деяких будівельників поливати водою сталеву арматуру за кілька днів перед укладанням, щоб вона заіржавіла, і «до неї сильніше прилипав бетон», не є халтурою чи помилкою. Наприклад, в офіційних коментарях до американського зводу правил з будівельного бетону ACI-318-08 у пункті R7.4 сказано: «Звичайна поверхнева іржа, що не відшаровується, посилює силу зчеплення арматури з бетоном. Іржава поверхня краще склеюється із цементним гелем у складі бетону. Але іржу, що відшаровується, потрібно видалити».
Згинання сталевої арматури
У багатьох випадках сталеву арматуру доведеться згинати для анкерування стрижнів арматури, для виконання правильного армування кутів та примикань стрічкових фундаментів та рам ростверків. Арматуру класу A-III можна гнути у холодному стані без втрати міцності на кут до 90 градусів. Діаметр вигину має бути не менше 6 діаметрів арматури.
З'єднання стрижнів арматури
Навіщо потрібно правильно з'єднувати арматуру в фундаменті? Насамперед, з'єднання арматури забезпечує передачу розрахункових зусиль від одного стрижня, що стикується, до іншого. Сучасні вимоги до збереження структурної цілісності передбачають наявність як мінімум двох безрозривних контурів армування в тих зонах, які піддаються навантаженням на розтяг.
Найпростіше з'єднувати сталеву арматуру, що зварюється. Її зварюють із нахлестом довжиною мінімум 10 діаметрів стрижня арматури. А ось при з'єднанні незварювальної арматури нахлестом (пряме анкерування) зазвичай роблять багато помилок. По-перше, довжина нахилу арматури має бути не менше 50 діаметрів арматури. По-друге, з'єднання арматури без зварювання, внахлест зовсім не означає фізичного контакту стрижнів арматури: стрижні якраз не повинні торкатися один одного, щоб бетонна суміш при укладанні змогла «охопити» стрижні арматури, що з'єднуються, з усіх боків і зафіксувати їх. Відстань між стрижнями робочої арматури, що з'єднуються нахльостом, повинна бути не менше 25 мм і не більше 8 її діаметрів.
Армування кутів та примикань
Бажання знизити трудовитрати або неправильне розуміння окремих публікацій призводить до помилок армування зон фундаментів з найбільшою концентрацією напруги - кутів і примикань. У народній будівельній міфології народилася і міцно закріпилася неприпустима форма армування кутів та примикань за допомогою простих перехресть кінців арматури, скручених в'язальним дротом. Таке виконання армування загрожує відколом шарів фундаменту по ширині і утворенням тріщин в кутах, так як просте перетин арматури «перехрестям» не є з'єднанням (анкеруванням), а є фактично розривом армування. У цьому випадку стрічка або ростверк втрачають монолітність, перетворюючись на структуру з окремих залізобетонних балок, єдиних зовні, але не структурно, оскільки передачі зусиль від стрижня до стрижня в цьому випадку не відбувається. Правильне армування кутів і примикань є системою анкерування стрижнів арматури шляхом загинів або використання анкерування П-подібними арматурними елементами (хомутами), довжина яких повинна бути не менше подвійної ширини стрічки або ростверка фундаменту (пункт 10-4.5 СП 62.0133 конструкції»).
Звертайтесь до фахівців
Неуважне ставлення до конструювання та будівництва фундаменту, що рухається зрозумілим внутрішнім мотивом забудовника або працівників зробити «дешевшим і швидшим», найчастіше призводить до проблем у майбутньому. Як правило, вони пов'язані з дорогим ремонтом або відновленням фундаментів, що втратили цілісність, та пошкоджених будинків. Відсутність компетенції, поспіх і економія при будівництві часом призводять до непереборних пошкоджень будівлі і як наслідок - до втрати всіх коштів і часу, вкладених у будівництво будинку. Сподіваюся, що невеликий огляд помилок армування послужить приводом для звернення майбутнього забудовника до фахівців або як мінімум до БНіПів і склепінь правил (СП), які повинні бути основою при будь-якому будівництві, навіть якщо довкола всі орієнтуються на те, «як зроблено у сусіда».
