Способы вязки арматуры для монолитной плиты

Фундаментное основание представляет собой опору любого объекта, от прочности которой зависят эксплуатационные его сроки. Армирование фундаментной плиты стальными прутьями считается самым простым и эффективным вариантом увеличения периода службы фундамента. Большой популярностью данная технология пользуется при устройстве монолитных конструкций, подверженных значительным изгибающим воздействиям, которые легко способны разрушить простой бетон, не имеющий металлической каркасной основы.

Необходимость армирования

Арматурный каркас – необходимый элемент плиты. Некоторые строители не выполняют эту работу, полагая, что бетонная конструкция способна самостоятельно сопротивляться нагрузочным воздействиям. Чтобы точно знать, для чего требуется армирование плитного фундамента, нужно изучить проблемные вопросы, решаемые данным элементом:

• каркасная основа придает фундаменту дополнительную прочность, позволяющую выдерживать большие нагрузки по сравнению с обычными цементными плитами;
• простой бетон способен противостоять сжатиям, но изгибы выдерживает плохо. Стальные арматурные прутья не дают плите согнуться от неравномерной нагрузки, что понижает риски частичной усадки сооружения;
• армирование плиты фундамента не позволяет ей поддаваться деформированию в процессе вспучивания и движения почвенного состава. Следует заметить, что усиленное фундаментное основание не боится резких смен температурного режима и воздействия грунтовой влаги.

Арматурный каркас увеличивает срок службы не только фундамента, но и всего объекта. Изготовление каркасов регламентировано СНИП, в котором указаны основные требования и размеры прутьев.

Дополнительное армирование конструкций вертикала по месту

Когда все ряды сетки каркаса готовы монтируют проектные крепежные элементы самих рядов, как правило, это крючки с параллельными зигзагами, расставленные в шахматном порядке. Затем, монтируют все проектные элементы усиливающие каркас сетки в местах повышенной концентрации нагрузок, как правило, это дверные и оконные проемы, технологические отверстия. Усиливаться они могут как при помощи дополнительных стержней арматуры, так и при помощи сложных балочных систем, с применением хомутов. К слову, в зависимости от проекта, возможны варианты, когда армирование конструкций приходится начинать монтировать именно с этих элементов. Чаще всего в лифтовых шахтах, совмещенных с лестничными маршами, где балочные элементы могут составлять основную часть армокаркаса конструкции. И такие технологические моменты решаются индивидуально в зависимости от проекта конструкции.

Основные схемы армирования

При выполнении усиления плитной фундаментной основы схема армирования составляется в строгом соответствии с технологиями.

Если возникает необходимость, данная схема может предполагать неравномерное распределение стержней. Места, в которых намечается установка несущих межкомнатных перегородок и колонн (зоны продавливаний), подлежат дополнительному усилению.

Арматура закладывается одним слоем, если толщина плиты не превышает пятнадцати сантиметров. В остальных случаях рекомендуется устраивать арматурный каркас.

Расчеты под плитно-свайный фундамент выполняются отдельно, при этом учитывается расположение свайных опор и материал, из которого они изготавливаются. В каждом из случаев армирования плит чертеж составляется по предварительным расчетным данным.

Параметры плит

На конкретном примере предлагаем рассмотреть основные узлы фундаментной конструкции. Представьте перед собой сетку с одинаковыми ячейками и постоянным шагом между стержнями арматуры. По расчетным данным нагрузки, интервал между прутьями должен составлять от двадцати до сорока сантиметров.

Как следует из правил строительных норм, шаг между прутьями не должен превысить толщину основы в полтора раза.

Чаще всего арматура укладывается двумя рядами, совместные действия которых обеспечиваются вертикальными стержнями. Отступ между стержнями должен быть равен шагу основной металлической конструкции. Армирование на торцах плиты выполняется хомутами П-образной формы, минимальная длина их равняется двум параметрам толщины основы.

Стержневой обвязкой должны быть охвачены все ряды, чтобы обеспечивалась надежность восприятия крутящего момента на краях фундамента, и была возможность анкеровать концы продольных стержней.

Весь каркас утапливается в бетонной смеси на два – три сантиметра с каждой стороны. Если это условие не соблюдено, ускоряется процесс появления коррозии металла, вызывающий разрушение основания.

Зоны продавливаний

В опорных точках вертикальных конструкций выполняется раскладка прутков с уменьшенным шагом армирования. Если по всей ширине фундаментной плиты стержни выкладываются с шагом в двадцать сантиметров, то в местах размещения перегородок рекомендуется это расстояние сократить до десяти. Это позволит предупредить появление трещин и продавливаний.

Если место сопряжения приходится на монолитную стену подвального помещения, закладка выполняется на глубину, соответствующую высоте строящегося помещения. В этом случае выполняется привязка оснований к стенам.

При армировании монолитного фундамента следует выполнять совместную обвязку каркасных элементов плит и стен. При бетонировании основания необходимо оставлять части вертикально размещенных стержней, в дальнейшем выполняющих роль связующих звеньев. Такие концы запускаются в основу, края загибаются на уровне двух размеров высоты плиты, затем выполняется привязка к главному каркасу.

Монтаж вертикальных арматурных стержней

Монтаж на обжимные хомуты

После всех подготовительных работ начинает непосредственное армирование конструкции с установки вертикальных выпусков арматуры, на строительном слеге «камыш». В зонах повышенной сейсмической опасности, любая стыкующаяся арматура в вертикальных конструкциях диаметров выше 20 мм должна:

1. Либо привариваться на ванночки (устаревший метод, который требует больших трудозатрат сварщиков).
2. Либо как более современный и быстрый вариант монтажа на хомуты с гидравлическим обжатием.

Оба варианта при правильном исполнении дают стык, который превышает прочность самого стержня арматуры на разрыв.

В зонах с отсутствием сейсмики и при согласовании проекта, вертикальные стержни стыкуются внахлест не менее 20 диаметров, то есть если диаметр стыкующихся стержней равен, к примеру, 12мм то стык двух стержней должен быть не менее 20х12=480мм.

Стык связывается вязальной проволокой в трех местах , 5 см от краев и в середине. Затем стержни арматуры, находящие в зоне краев конструкции, крепятся дополнительными стержнями строго в вертикальном положении при помощи уровня. Делается это во избежание выпадания стержней из защитного слоя бетона в зонах где есть повышенный риск утраты стержнем проектного положения:

• рядом с углами;
• рядом с технологическими проемами.

Выбор материала для армирования

В строительстве применяется арматура трех типов:

• А 240 – с гладкой поверхностью. Ей выполняется армирование в вертикальных плоскостях. На усиление монолитных плит не используется;
• А 300 – диаметр равен десяти – двенадцати миллиметрам. На прутах имеются насечки в виде колец;
• А 400 – стрежни с серпообразным профилем. Рабочий диаметр увеличен, отлично подходит для армирования толстых фундаментных плит.

До выполнения армирования следует определить оптимальное сечение металлических прутьев. Арматурная сетка составляется из пары слоев, элементы ее располагаются под прямыми углами по направлению друг к другу. Низ и верх соединены хомутами.

Уточнив толщину бетона, можно определить диаметр арматуры, проходящей в одном направлении. Он должен достигать 0,3 % от всей площади плиты.

Если одна сторона фундаментной основы меньше трех метров, достаточно использовать десятимиллиметровую арматуру. Более толстые плиты укрепляются прутьями сечением двенадцать миллиметров. Максимальный процент армирования для крупных плит достигает четырех сантиметров.

Альтернатива металлическим стержням

Заменить металлические стержни можно стеклопластиковой арматурой. Особенности использования композитной продукции состоят в следующем:

• использование прутиков из стекловолокна аналогично стальным, соединяя пластиковыми затяжками или же металлической проволокой;
• специалисты не приводят ни одно довода, который бы говорил о том, что использовать композитную арматуру при армирование монолитной плиты не следует;
• большее распространения для армирования стекловолоконные прутья для ленточных фундаментов. В частном строительстве данный тип укрепления подойдёт и для плиты;
• к достоинствам можно отнести долговечность и удобность в использовании. Во-первых, транспортировка бухт стекловолокна на участок проще, а вес настолько мал, что справиться можно с армированием и в одиночку.

Укрепление плитного основания процесс, которым пренебречь нельзя. Прочность и надёжность монолита обеспечит комфорт и уют будущего жилища.

Вертикальное армирование конструкций по месту выполняется чаще всего в элементах с большим количеством выпусков и большого тоннажа метала конструкции. Армокаркас такой конструкции сложно заготовить заранее в армоцеху и его приходится выполнять непосредственно по месту возведения. Таким методом чаще всего реализуется армирование каркасов диафрагм, опорных стен, а в реалиях нашего строительного производства и колонн когда на стройплощадке отсутствует даже базовая подъемная техника, которая способная поднять заготовленный заранее армокаркас конструкции.

Весь процесс армирования состоит из нескольких этапов:

Расчет диаметра и количества арматуры

Сечение арматурного материала, используемого для устройства армированного ленточного монолитного фундамента, считается важным показателем, и определять его следует заблаговременно.

Для этого существует определенная методика:

• длина плиты умножается на ее высоту, чтобы определить ее сечение;
• вычисляется допустимый диаметр прута, для чего сечение плиты следует разделить на минимальный показатель армирования (в процентах);
• определяется площадь прутьев в ряду;
• имея данные по длине плиты и шагу размещения арматурных стержней, определяется их минимальное значение сечения.

Имея данные по сечению прута. Диаметр его можно уточнить в действующем ГОСТе 5781.

Чтобы выполнить расчет количества арматуры, необходимой для армирования, пользуются несложной схемой.

Зная параметры плиты, их делят на значение стандартной ячейки, чтобы уточнить количество стержней. К полученному числу прибавляют дополнительный прут.

Чтобы получить каркасную сетку, потребуется укладка поперечного материала для армирования, так что полученное значение увеличивается в два раза.

Каркас состоит из двух рядов, так что окончательный результат вновь увеличивается вдвое, и у нас получается искомое количество стержней.

Как правило, стальные прутья поставляются шестиметровыми отрезками, поэтому легко определить, сколько погонных метров материала потребуется.

Элементы вертикального соединения определяются аналогично. Для уточнения параметра длины соединительного элемента необходимо знать высоту плиты, от которой отнимаются два расстояния, отделяющие концы арматуры от верхней и нижней поверхности. Остается подсчитать общую длину, сложить все данные и получить окончательный результат.

Конструктивные особенности

Железобетонная арматура применяется исключительно вертикально вниз, при этом равномерно распространяется по всей площадке. Сам вес нагрузки рассчитывают с учетом собственного веса стройматериала и веса самой конструкции, людьми/предметами, находящимися в самом помещении. Армировка плит помогает выдержать данный вес. Прокладывают две армирующие сетки, располагая сами пруты располагают внутри конструкции вдоль/поперек самого пролета.

Минимальный в размере шаг стержня – существующее расстояние в возводимой конструкции между прутьями, уложенными параллельно. В среднем он составляет 15-20 см. В таком показателе как толщина бетонной заливки – сетка кладется на 20-25 мм от самой поверхности. Все прутья в обязательном порядке перевязывают крепежной проволокой, надежно фиксируя каждое соединение.

Несколько реже возможен разрыв между соединениями. И потому между нижним/верхним слоем сетки могут устанавливаться специальные вертикального типа фиксаторы. Именно они и обеспечивают соблюдение единого расстояния и целостности между сотами сетки. Сами же края армированного перекрытия дополнительно в процессе работ усиливают. Это делается арматурой в виде Г и П образных элементов. В особенности это делается в местах контакта с опорой.

Когда сама плита перекрытия опирается по всему своему перекрытию – усиление необходимо проводить по всей площади. При этом сама верхняя в строении часть упрочнения будет работать соответственно на сжатие. Нижняя на растяжение и соответственно забирает на себя всю нагрузку. Соответственно учитывая все это, для нижнего слоя берут прутья большего диаметра. Для верхнего — меньшие в своем размере.

Изготовление сетки и каркаса

Нам уже известно, как выполняется расчет толщины и армирования плитного фундамента. Теперь разберемся, как правильно изготовить стальной каркас или связать сетку.

Известно два способа соединения прутьев – ручная вязка и сварка. Для связывания пользуются проволокой, диаметр которой составляет два – три миллиметра. Обмотку выполняют вручную или применяют специальное оснащение, помогающее выполнить обмотку по стержню. Вариант трудный, но надежность соединения гарантирует.

Готовые сетки монтируются быстро и просто, чем при ручной вязке. Есть один недостаток – подбор нужных типов и размеров порой вызывает определенные затруднения.

Если соединения стальных штырей выполняются сварным способом, то угловые участки и места, где планируется возведение массивных стен, соединяются при помощи вязальной проволоки.

Сварочным агрегатом пользуются редко, потому что он дает жесткие и неподвижные соединения, что оказывает негативное воздействие на качественные характеристики монолитного фундаментного основания. Во время сваривания металл плавится, от чего снижается его прочность.

Монтаж горизонтальных стержней вертикальных армокаркасов

Армирование горизонтальных стержней

Когда вертикальные стержни смонтированы в проектное положение начинается армирование горизонтальных стержней конструкции. При высоте конструкции выше 3 метров, для этих целей нужно использовать леса или подмости.

Начинается монтаж горизонтальных стержней с расчета позиции крайнего стержня верха армокаркаса. К примеру, если высота заливаемой конструкции 4м, то крайний стержень будет находиться на высоте 4м. минус толщина защитного слоя, что, как правило, составляет 2см., то есть в нашем примере 3.98 метра. Его позиция отмечается при помощи мела и рулетки на крайних вертикальных стержнях, затем отметка переносится при помощи уровня на все остальные стержни.

После этого начинается связывание вертикальных и горизонтальных стержней между собой. Первый стержень связывается на каждом узле сетки каркаса, последующие стержни связывать в каждом узле не обязательно, а достаточно через один в шахматном порядке.

Если первый стержень выставлен четко в горизонтальной позиции, то следующие за ним выставлять при помощи уровня не обязательно, а достаточно подвесив специальные заготовленные крючки-шаблоны, равные длине проектного шага армирования, уложить на них последующий стержень, и затем связать его при помощи вязальной проволоки. Затем, следующий и так до крайнего стержня в конструкции.

Горизонтальные стержни должны быть строго параллельны

Крючки-шаблоны изготавливаются либо из арматуры малого диаметра на гибочном станке либо из электродов. Применение крючков при монтаже горизонта дает максимальную точность шага армировании, что является одним из основных моментов, который определяет качество выполненных работ и строго контролируется инженером технического надзора. Если этот момент не полежит строгому контролю, то точность шага размечают простыми метками мела или даже ориентировочно на глаз.

В процессе армирования строго следят, чтобы вертикальные стержни рядов армокаркаса совпадали между собой в горизонтальной плоскости. И были параллельны.

Укладываем арматуру

Как правильно армировать плиту фундамента?

Выполняя укладку арматурного каркаса в опалубочную конструкцию, необходимо рассчитать все таким образом, чтобы каждый прут после завершения заливки бетона, был укрыт двух- трехсантиметровым слоем раствора. Чтобы выдержать нужные расстояния, применяют специальные фиксаторы из пластикового материала или металлические крепления.

Если длины стержней меньше, чем фундаментная ширина, выполняется внахлест, длина которого должна быть более сорока диаметров рабочего прута.

Если работы по армированию плиты в 300 мм проводятся в предварительно устроенном приямке, то сроки выполнения монтажа сокращаются, и укладка легко выполняется по нужному месту. Правда, имеется определенный недостаток – появляется риск повредить уплотненную подушку или гидроизоляционный слой.

Армирование плитного фундамента с ребрами рекомендуется выполнять следующим образом:

• смонтированный нижний ряд выставляется на подпорки;
• выполняется установка поперечных стержней;
• собирается верхний ряд, соединения со стойками и нижним поясом выполняются вязальной проволокой.

Требования к проёмам

Зачастую при монтаже плитного основания приходиться обустраивать проёмы, в частности для проведения инженерных сетей. По данному этапу следует обратить внимание на такие нюансы:

• в процессе вырезания отверстий в металлическом каркасе следим за тем, чтобы концы обрезанных прутьев были загнуты вверх;
• если проём составляет больше чем 300 мм, необходимо произвести усиление. Для этого по периметру проёма прикрепляем прутики с диаметральным сечение 10 – 14 мм;
• проёмы по габаритам менее 150 мм усиливать не нужно.

Основные ошибки монтажа

Для обеспечения фундамента нужными свойствами, защиты его от разрушений необходимо строго выдерживать технологию армирования. Как правило, малоопытные строители допускают типовые ошибки:

• на залитый бетонный раствор не натягивают полиэтиленовый материал. Цементное молочко вытекает, на поверхности появляются трещины;

• засыпав подушку из песка и щебня, многие пренебрегают ее утрамбовкой. Фундаментная основа дает усадку, образуются трещины;
• на установленной опалубке не проводится заделка щелей, через которые протекает растворная смесь, что влечет за собой появление неровностей;
• плохая изоляция плиты от поверхности почвы приведет к преждевременному разрушению фундаментной основы, а восстановительные работы обойдутся достаточно дорого;
• ошибкой является применение в качестве спейсеров камней;
• арматурные прутья во время монтажных работ фиксируются в почвенном слое, металл подвергается коррозии и быстро разрушается;
• перед устройством фундамента не насыпается подушка из песчано-щебневой смеси, от чего показатель прочности плиты снижается. Еще одна характерная ошибка – для устройства подушки используют только щебенку, а ведь минимальный процент содержания песка в подушке под фундаментную плиту перед ее армированием должен быть в пределах сорока;
• шаг размещения стержней сетки превышает допустимый максимальный предел в сорок сантиметров, или вовсе не соответствует расчетным данным по нагрузочным воздействиям;
• со стороны арматурных торцов нет защитного слоя из бетонного раствора, и металл раньше времени подвергается коррозии;
• под установкой стен и колонн нет вертикальных арматурных стержней, и нагрузочные усилия распределяются неравномерно.

Это наиболее грубые ошибки, способные однозначно оказать негативное воздействие на эксплуатационные показатели фундаментной основы. Есть и более неочевидные особенности, про которые могут рассказать только опытные специалисты.

Технология

Сварка арматуры применяется редко и только в исключительных случаях при возведении крупных монолитных сооружений.

Важно знать, что сварка в точке соединения арматуры ослабляет материал, делает его неустойчивым к нагрузкам и подвергает дополнительному риску ускоренной коррозии.

В частном и малоэтажном строительстве остается только вариант перевязки арматуры проволокой или другими механическими крепежными материалами.

Для вязки арматуры используется:

• Специальная обожженная стальная проволока диаметром от 0,8 до 1,5 мм. Отжиг проволоки придает ей вязкость и мягкость, за счет чего ее можно крутить и связывать даже вручную;
• Готовые зажимы из необожженной стальной проволоки для перекрестных соединений арматуры;
• Полимерные зажимы и стяжки.

Большее распространение получила вязальная отожженная проволока, но больше как историческая данность, ускорить процесс вязки позволяют именно полимерные зажимы или готовые подпружиненные хомуты стальной проволоки.

Задача вязки каркаса армирования заключается в следующем:

1. По подготовленной площадке размечаются границы будущей монолитной плиты с указанием всех границ и углов. Далее закладывается бобышки – специальные фиксаторы, подставки, на которых раскладывается первый слой арматуры, чтобы выдержать заданное расстояние от нижней границы заливаемой плиты, так чтобы арматура полностью была закрыта бетоном;
2. Укладывается арматура вначале по одному направлению, притом с обязательным перехлестом в точках, где арматура составляется для покрытия всей длины;
3. Распределяются поперечные вертикальные элементы для связи с последующими слоями армирования;
4. Вязка выполняется по всем точкам тройного пересечения, где имеются вертикальные поперечные стоки, по всему периметру армирования и внутри в шахматном порядке или в каждом пересечении;
5. Далее устанавливаются бобышки для второго ряда армирования. Вся процедура повторяется, только при условии, что шахматный порядок вязки в центральной части плиты будет смещен по отношению к первому ряду по диагонали.

Крючком

Самый простой и доступный для исполнения вариант вязки. Используется крючок из толстой прочной стальной проволоки (подойдет даже гвоздь для шифера) специальной формы. Конец у крючка заострен, сам изгиб крючка примерно с диаметром разворота в 3см и выходом концовки на 3-4 см.

Ручка крючка делается поворотной и смещенной относительно крюка в сторону так, чтобы они не располагались на одной оси.

Изготовить крючок для вязки можно и самостоятельно, однако лучше приобрести готовый инструмент в любом строительном магазине.

Покупной вариант будет прочнее, надежнее и невероятно удобнее, так как уже давно найдена удобная эргономичная форма инструмента и вариант хваткой ручки, чтобы не уставала кисть руки.

Для вязки используется отрезок проволоки примерно 20-25 см. Его складывают пополам и после еще раз посередине изгибают под углом 90 градусов. В итоге получается изогнутый крючок с одной стороны с петелькой и двумя свободными концами на другой стороне.

Проволока поддевается под место пересечения или перехлеста арматуры. Крючок задевается в петельку на проволоке так, чтобы его кончик зацепился за вторую концовку. Если несколько раз прокрутить крючок вокруг оси, то концы проволоки скручиваются и затягивают петлю вокруг арматуры.

Последним действием торчащий отрезок проволоки загибается к плоскости каркаса, чтобы она ни в коем случае не выступала за переделы объема боронования. Если этого не сделать, то выступивший металл со временем будет ржаветь, что отразится на прочности плиты и даже проступит через дальнейшую чистовую отделку.

В качестве усовершенствования вязки крючком используются и другие варианты:

• Крючок делается с прямой основой и зажимается в патроне шуруповерте или дрели с ограничителем усилия. Продев крюк в петельку проводок, можно быстрее закручивать и затягивать ее, при этом ориентируясь по усилию на ограничитель шуруповерта. Это ускорит процесс вязки примерно вдвое;
• В продаже имеются полуавтоматические крючки для вязания арматуры. Это крючок из стальной проволоки, закрепленный на толстом цилиндрическом валу, у которого имеется специальная спиральная резьба с большим углом наклона. Ручка разработана специально под эту резьбу. Зацепившись крюком за петельку и потянув ручку на себя, вал прокручивается вокруг оси, затягивая проволоку.
  Примечательно, что вязка получается аккуратнее, чем в предыдущих вариантах за счет стабильного натяжения. Однако пользователи сетуют на недолгий срок службы таких полуавтоматических крючков.

Пистолетом

Даже вязку арматуры уже успели полностью автоматизировать. Обвернуть место пересечения арматуры проволокой, стянуть концы и скрутить их, вполне можно выполнить это за 0,5-0,8 секунды, если использовать специальный пистолет.
Проволока для вязки подается с бобины на специальные клешни захвата, которые упирают в перекрестие арматуры. Далее достаточно нажать на курок и через доли секунды вязка закончена.

Форма и повторяемость вязки у пистолета идеальная. Сила натяжения и расход проволоки регулируются, так что недостатков у такого подхода нет, кроме высокой стоимости самого оборудования.

Пистолет обойдется подрядчику или хозяину возводимого дома примерно в 35-50 тыс. руб. При необходимости можно найти магазины или фирмы, способные предложить пистолет в аренду, что будет куда экономнее.

Все работы по вязке каркаса под монолитную плиту выполняются с пистолетом на порядок быстрее, чем вручную. Фактически то, что сделает бригада работников с крючками за 10 дней, с пистолетом один человек успеет за одну смену.

Проволочными зажимами

Главная задача заключается не в прочном скреплении арматуры, а в удержании ее на месте без сдвигов до заливки бетоном.

Вместо обожженной проволоки можно использовать подготовленные зажимы. Изготавливаются они из пружинящей стальной проволоки толщиной до 2 мм.

Проволоку оборачивают вокруг двух труб диаметром чуть больше арматуры. В итоге должен получиться зажим в виде свернутого пополам отрезка с загнутыми двумя свободными краями по окружности.

Достаточно зацепить проволокой один из прутьев на пересечении и, перегнув через поперечную арматуру, зацепить снова за первый прут. Существуют готовые формы для зажимов на случай тройного пересечения и для связки арматуры внахлест.

Пластиковыми стяжками

Вовсе не обязательно использовать стальную проволоку и вязать ее крючком или кусачками. Уже широко распространены и везде доступны пластиковые стяжки длиной от 50 мм до метра, которые легко затягиваются вручную и при этом обеспечивают надежную фиксацию.

Длинные стяжки лучше оборачивать по одному разу с каждой стороны перекрестия арматуры и после затягивать, однако даже диагонального обхвата хватит по прочности. Идеальным решением пластиковые стяжки будут в случае армирования монолитной плиты полимерной арматурой.