Армирование ленточного фундамента принципиально ничем не отличается от армирования других видов оснований для строительства. Надежный фундамент – залог долгой службы дома. Самый распространенный тип фундамента, который нуждается в армировании, под частный дом – ленточный. Рассмотрим процесс армирования фундамента комплексно.
Фундамент дома будет испытывать суммарную нагрузку от веса здания и движений грунта основания, в том числе вызванных силами морозного пучения. Если говорить просто, под влиянием нагрузки нижний ярус ленты фундамента будет испытывать растягивающие напряжения, а верхний – сжимающие. Наименее нагружена средняя по высоте часть ленты.
Основной принцип железобетона – совместная работа бетона и металла арматуры. Бетон, поскольку он является искусственным камнем, на растяжение не работает. Он просто трескается и разрушается в растянутых зонах, именно такую картину мы и видим на схеме разрушения, в теории и на практике. Для того, чтобы не наблюдать результаты такой практики в нашей жизни, придется отнестись к арматурным работам ответственно.
О принципах расчета и технологиях армирования можно узнать из строительных норм и правил, нормативно - технической документации, а также из учебников, и список этой литературы, наверное, будет километровой длины. И все мы знаем, что фундамент дома – вещь серьезная, и по-хорошему, надо за расчетом и консультацией обращаться к специалистам. И все же основные идеи и принципы армирования мы рассмотрим.
Бетон работает на сжатие, а стальная арматура на растяжение. Отсюда вывод, что в конкретном случае армирования ленты усиливать стержнями арматуры надо ее верхнюю и нижнюю часть. Нижнюю – потому-что на ленту влияет вес дома, а верхнюю по причине того, что подъемная сила от морозного пучения грунта сезонная, и может дать нагрузку, которая даже превысит нагрузку от веса дома, и тогда растяжение будет испытывать верхний пояс ленты.
Средняя часть ленты, или нулевая зона, испытывает незначительную нагрузку, и армировать эту зону особого смысла нет.
Устройство и состав арматурного каркаса
Арматурный каркас состоит из продольных и поперечных стержней. Продольные стержни, они называются рабочими, принимают основную нагрузку и усилие растяжения. Короткие стержни, установленные поперек, противодействуют трещинообразованию и являются конструктивными и распределительными элементами, связями арматурного каркаса. Для рабочих продольных стержней применяют только ребристую арматуру, для распределительных – можно применять гладкую. Ребристость арматуры периодического профиля дает сцепление арматуры с бетоном. Сцепление – основное условие совместной работы стали и бетона, и его необходимо обеспечить путем выбора арматуры и правильной технологией армирования.
Для продольных стержней используют стержневую горячекатаную арматуру класса А-3 (новая маркировка А400), реже А-2 (А 300). Гладкую арматуру запрещено использовать в несущих каркасах, поскольку прочность ее недостаточна, и отсутствие рифления ухудшает сцепление с бетоном.
Гладкий профиль используют только для распределительной арматуры, и для монтажных работ. Гладкой выпускают только арматуру класса А-1 (А240).
Арматура класса А-2 (А300) и А-3 (А400) выпускается рифленой, рабочие диаметры от 6 до 40мм. Наиболее востребована арматура класса А-3, благодаря сочетанию долговечности, прочности, способности сопротивляться напряжениям и сравнительно экономичной стоимости.
Надежно сцепляется с бетоном только чистая арматура. Поэтому ржавчину, особенно отслаивающуюся, необходимо счистить металлической щеткой. На арматуре не должно быть масла, краски, грязи и мусора. И эта «рекомендация» смешит только на первый взгляд. К сожалению, на практике такое встречается. Что особенно не нужно, так это масло, его нужно смыть моющими средствами. А вот смочить арматурный каркас водой перед бетонированием лишним не будет.
Продольные и поперечные стержни соединяются способами сварки и вязки. На тему о том, что лучше – варить или вязать, уже немало копьев сломано.
Соединять стержни арматурного каркаса необходимо только для того, чтобы при заливке бетона в опалубку они не сдвинулись от проектного положения, поэтому вязка проще, быстрее и дешевле. Для вязки можно использовать пластиковые хомуты, а можно мягкую проволоку диаметром 0,6 – 0,9 мм. Если проволока стальная, ее можно отжечь, и она станет гибкой. Для вязки проволоки существуют специальные крючки. Вяжут не все пересечения, необходимости в этом нет, но не менее 60% каркаса. Это не касается угловых соединений, в которых закрепляются все стыки.
Сварка нужна только в особых случаях, например, при усилении углов ленты.
Лента монолитного фундамента дома, как правило, замкнута. Углы этого контура требуют особого внимания. Сколы, разломы и трещины появляются чаще всего именно в углах ленты. Армирование улов и перекрестий требует особого усиления и применения дополнительных элементов – лапок, хомутов, а также установки дополнительной поперечной арматуры.
Армирование углов, сопряжений и перекрестий ленты должно обеспечивать жесткую связь в ленте для того, чтобы нагрузки на фундамент распределялись равномерно.
Технология армирования фундамента
Технология армирования несложна, но требует больших трудозатрат.
- После установки опалубки необходимо обеспечить защитный слой нижнего яруса арматурного каркаса. Это достигается применением фиксаторов, или подкладок. Смысл в том, чтобы не допустить выхода арматуры за грань бетонного монолита. Внутри бетона арматура защищена от коррозии, но при контакте с наружной средой металл будет разрушаться, что очень быстро снизит несущую способность фундамента. Величина защитного слоя зависит от диаметра стержней, крупности заполнителя бетона, расположения стержней и нагрузки на них. При диаметре рабочих стержней от 12 до 25 мм не будет ошибкой принять за величину нижнего защитного слоя 50 мм.Вся арматура не должна доходить до опалубки на величину защитного слоя от 20 до 50мм.
- В продольном направлении на фиксаторы укладываются нижние рабочие стержни, затем «строится» каркас. Места пересечений связываются проволокой или пластиковыми хомутами. Готовый каркас должен быть жестким и выдержать усилие от заливаемого бетона. Геометрия углов в 90 град должна выдерживаться. Углы, пересечения и примыкания усиливаются дополнительно хомутами, отгибами или лапками, по проекту. Причем эти детали требуется гнуть.
- Полученный каркас необходимо жестко зафиксировать относительно опалубки.
- Вся арматура должна быть при необходимости тщательно очищена, весь лишний материал и мусор удалены. Перед бетонированием очень рекомендуется еще раз проверить связки и раскрепление каркаса во избежание неприятных сюрпризов.
Применение в качестве усиления отходов и обрезков проволоки, кусков троса, сетки рабица и тому подобного только ослабит конструкцию, поскольку является не скелетом железобетона, а инородными включениями. А кирпич послужит мочалкой в ведре и высосет из бетона воду, необходимую для гидратации и набора прочности. Итог таких «ноу-хау» однозначно будет печален. А вот куски и обломки от разборки старых железобетонных конструкций, так называемый вторичный бетон, применять можно и нужно, хотя бы в целях экономии. Но это решается индивидуально, и в таких случаях Вам необходим совет специалиста на месте.
Имея проектную схему каркаса, легко просчитать количество необходимой арматуры, чтобы не платить за лишний материал. Но при подсчетах нужно учитывать, что арматура обычно продается на вес, а не на погонаж, и вам придется сделать раскрой стержней по длине уже на месте строительства. Если длины прутка не хватает до полной длины рабочего стержня, то необходимо выполнить укладку с нахлестом. Величина нахлеста рассчитывается исходя из нагрузки, вида элемента, вида и крупности заполнителя. Еще она зависит от того, в растянутой или сжатой зоне находится рабочий стержень. Не будет ошибкой принять величину нахлеста равной не менее 30 диаметрам рабочей арматуры. Также можно стыковать стержни накладками, с помощью как вязки, так и сварки. Причем применить для накладки и усиления, к примеру, два стержня диаметром 12 мм предпочтительней, чем один диаметром 25 мм.
Все изложенное касалось только случая, когда применяется стальная арматура. Но существует еще целый класс новых современных строительных материалов, в которые входит так называемая стеклопластиковая арматура. При своей дороговизне этот материал обладает такими достоинствами, что достоин отдельной темы. И плюсы, а также минусы, как без этого, целесообразности покупки и применения стеклопластиковой арматуры также достойны обсуждения.