Армирование бетонной плиты: расчет материала и технология укладки

Железобетон потому так и называется, что внутри бетонного блока находится стальной каркас. Особенностью такого композитного материала является то, что коэффициент расширения при изменении температуры окружающей среды и у бетонной смеси, и у стальных конструкций один и тот же. Поэтому главная задача при размещении армирующих конструкций в опалубку, куда будет заливаться бетон – правильное скрепление элементов арматурного каркаса.

Монолитная плита перекрытия своими руками – схема армирования

Чтобы узнать толщину будущего перекрытия, строители пользуются простой формулой – длину пролета делят на 30, полученная цифра и будет оптимальной толщиной. Традиционная система армирования плит заключается в расположении рабочих стержней внизу и вверху плиты, перераспределяющей нагрузку арматуры и упоры из катанки. Если толщина плиты будет не более 80 мм, достаточно для армирования всего одного слоя проволочной сетки. Важно так приподнять сетку, чтобы она оказалась как бы внутри бетона, как минимум на 2-3 см.

Нагрузка на конструкцию распределяется следующим образом: основные нагрузки приходятся на нижнюю арматуру, тогда как верхняя испытывает сжимающую нагрузку, равно как и бетон. Процесс армирования следует выполнять на всю площадь монолитной плиты, в обязательном порядке применяя опалубку, которая традиционно выполняется из дерева или фанеры. Стойки опалубки должны быть закреплены как можно прочнее, ведь только один квадратный метр перекрытия может достигать в весе 300 кг! Для надежности гораздо лучше использовать телескопические стойки, которые способны выдерживать на себе 2 тонны веса.

Материалы и инструменты

Для того чтобы заложить каркас армирования основания своими руками, понадобится не только металл, а также дополнительные материалы и инструменты. Сетка никогда не должна касаться края плиты.

Расстояние от границы фундамента до металла должно быть не менее 3 см. Поэтому нижний слой каркаса укладывается на специальные фиксирующие подставки.

Материалы и инструменты

Для связки используется строительная проволока ВР-1 различного диаметра. Связывание производится при помощи специального крючка.

Если у вас его нет, можно использовать обычные пассатижи. Отрезок проволоки размером примерно 300 мм, складывается вдвое, так чтобы на одном конце образовалась петля. Петля заводится под место пересечения прутков и затягивается так, чтобы не дать стержням возможность сдвинуться.

Примеры вязки узлов пересечения стержней

На заметку! При связке не стоит слишком сильно затягивать узел, чтобы избежать разрыва проволоки.

Материалы и инструменты

Подробнее ознакомиться с техникой укладки арматуры в опалубку можно посмотрев видео в этой статье.

Выбор вязальной проволоки

Обвязочная проволока для скрепления между собой элементов арматуры выпускается по ГОСТ 3282-74 под общим названием «Проволока стальная низкоуглеродистая». Стандарт регулирует все её технические характеристики, включая точность параметров, механические свойства, тип, размер, цвет и прочее.

Бывает оцинкованная и без цинкового покрытия, тёмного цвета или светлая. Цвет зависит от условий отжига, снимающего с проволоки излишние напряжения в металле. Чёрная получается после простого отжига в условиях взаимодействия с кислородом воздуха на открытом пламени и появления на поверхности металла слоя оксидов и окалины. Светлая отжигается в среде инертных газов и не имеет на поверхности оксидной плёнки.

Диаметр выпускаемой по ГОСТ 3282-74 проволоки может быть от 0,16 до 10 мм без цинкового покрытия и от 0,2 до 6 мм – с покрытием.

Выбор вязальной проволоки

Существует прямая зависимость диаметра проволоки для связывания арматуры с диаметром самой арматуры. Так, для прутков арматуры с диаметром не более 10 мм применяют обвязочный материал с диаметром не менее 0,8 мм. Самые же ходовые размеры сечений – от 0,8 до 1,2 мм. В многоэтажном строительстве и при возведении объёмных инженерных нежилых сооружений используют обвязочную проволоку с сечением от 1,4 до 2 мм.

Интересный факт: Опытные арматурщики предпочитают, однако, один «универсальный» размер – 1,2 мм. Просто если прутки арматуры по толщине превышают 16 мм, проволоку складывают вдвое.

Длина отрезков, которые готовят заранее, распиливая бухту обвязочной проволоки «болгаркой» — около 40 см. при сгибе вдвое получается двойной хомутик с петлёй на одной конце и двумя свободными кончиками на другом. Такая длина является самой комфортной для большинства видов и способов скрепления элементов арматурного каркаса между собой.

Читайте также:  Технология установки балок перекрытия своими руками

Как вязать арматуру — подробное описание схем и способов

Арматурой в строительстве называются соединенные между собой элементы, который при совместной с бетоном работе создают более прогрессивный материал – железобетон. Благодаря арматуре балки и плиты лучше воспринимают растягивающие напряжения, а сжатые конструкции увеличивают прочность. Для получения необходимого эффекта фрагменты арматуры соединяются между собой. За счет способа соединения метод называется связыванием.

Чем вяжут арматуру

Поскольку в строительстве фундаментов и капитальных стен используют в основном арматуру в виде стальных стрежней, их соединение для восприятия сжимающих или растягивающих напряжений обязательно. В массовом строительстве для соединения применяется метод сварки и вязки, в индивидуальном – обычно только вязки. При этом вязка арматуры выполняется с помощью:

  • вязальной проволоки;
  • арматурных фиксаторов.

Под термином «вязальная проволока» понимается круглая проволока из низкоуглеродистой стали по ГОСТ3282-74. Она может быть обычной и термически обработанной (с маркировкой «О»), с покрытием и без. Толщина цинкового покрытия определяет класс материала.

Выбирая, какой проволокой вязать арматуру, следует обращать внимание на марку бетона и условия эксплуатации конструкции. При этом учитываются механические свойства.

Так, если вязка арматуры под фундамент предполагается вручную, лучше выбирать более тонкий вариант, поскольку без специального инструмента толстая проволока для вязки арматуры требует значительных усилий.

Кроме низкоуглеродистой проволоки промышленного производства допустимо использование металлокорда из автомобильных шин. При сжигании шин металлокорд высвобождается и одновременно проходит термическую обработку, что в дальнейшем упрощает работу с ним. Такой вариант вязального материала приемлем только при малых объемах работ и индивидуальном малоответственном строительстве.

Применимы также пластиковые хомуты, обычные и со стальным сердечником. Обычно они используются для стеклопластиковой арматуры.

Применение хомутов допустимо в случаях, когда жидкий бетон не будет подвергаться механическим нагрузкам в процессе застывания (по нему не будут ходить, складывать тяжелые вещи, нагружать другими строительными материалами).

Этот вариант применим для малоэтажной застройки, поскольку в процессе заливки большой массы бетонной смеси крепления могут смещаться вместе с арматурой. Смещение нарушает работу каркаса и приводит к изменению расчетной прочности конструкции.

Как вязать арматуру для фундамента

В зависимости от выбранного материала для вязки, применяют различные методы фиксации. Проще всего ситуация с пластиковыми хомутами. Они обматываются вокруг стыка, насколько позволяет длина, и затягиваются.

Чтобы правильно вязать арматуру для ленточного фундамента, потребуется инструмент. В зависимости от схемы вязки арматуры, стержни распределяются по будущему полю заливки.

Если планируется создать фундамент, часть стержней втыкается в подготовленное основание (трамбованную песчано-гравийную засыпку), это облегчает работу. После окончания соединительных работ каркас поднимается над грунтом на специальных подставках. Это необходимо для предотвращения коррозии выступающих из бетона металлических элементов. Для соединения стержней используют:

  1. специальные клещи для связки арматуры; 
  2. вязальный крючок, самодельный или промышленного производства; 
  3. загнутый крючок из толстого гвоздя или дюбеля, вставляемый в патрон дрели (шуруповерта). Благодаря такому механизированному крючку закрутка проволоки выполняется быстрее и с меньшим приложением ручной силы. 
  4. полуавтоматический крючок для вязки арматуры. Механизм с ножкой и пружинным возвратным механизмом оттягивает проволоку и делает несколько вращательных движений. Это происходит благодаря спиральным пазам на ножке крючка, которые при оттягивании обеспечивают вращение с возвратом в прежнее положение. 

Использование таких инструментов целесообразно при небольших объемах работ, например, при строительстве собственного дома, где вязка арматуры своими руками выполняется на протяжении короткого отрезка времени (при подготовке фундамента для каркасного или кирпичного строения или устройстве забора на бетонном основании).

Крючок для вязки арматуры своими руками изготавливается из отработанного электрода, гвоздя или другого подходящего металлического прутка требуемой прочности.

Профессиональный инструмент для вязки арматуры

При создании большого объема армирования для железобетонных конструкций (профессиональная деятельность, крупное частное строительство) вместо ручного или полуавтоматического инструмента лучше использовать автоматический, так называемый пистолет для вязки арматуры. Этот полезный прибор изобрели в Японии, он позволяет в считанные секунды затянуть проволоку на соединении стержней с требуемым усилием.

Принцип работы устройства показан в видео.

Основные расчеты

Металлические прутья должны быть литыми (без разрывов). Если стержни состоят из двух частей, то нахлест считается по формуле – d*40. Величина d – диаметр арматуры. Если предположить, что он составляет 20 мм, нахлест равняется в этом случае 800 мм.

Для ж/б плит перекрытий используется стальная арматура класса A3. Рекомендуемый диаметр по нормам СНиПа от 8-14мм. После всех перерасчетов можно внести корректировки в план чертежа. По общим стандартам для устройства плит перекрытия до 6 м, рекомендуется принимать шаг арматуры 200 мм на 200 мм, толщину плиты брать также 200 мм. При этом верхняя сетка будет с диаметром прутьев 8 мм, а верхняя 12 мм.

Читайте также:  Зачеканка швов плит перекрытия /инструкция с фото

Вязка или сварка арматуры?

Итак, теперь на основе тех данных, которые представлены выше, можно сделать определенные выводы по поводу того, а что лучше применять на практике – варку или связку арматуры. Разумеется, каждый метод не обделен преимуществами, но у каждого имеются и свои недостатки. Если сварка осуществляется с максимальной скоростью, то вязка – это достаточно продолжительный и трудоемкий процесс. Его лучше всего применять при строительстве небольших собственных домов или коттеджей. Здесь именно этот метод зарекомендовал себя как наиболее эффективный.

Вязка или сварка арматуры?

При строительстве больших домов стоит обратить свое внимание на сварку. Здесь используются прутки, имеющие значительный диаметр. С помощью обычной проволоки соединение будет получить достаточно сложно. Сварка в данном случае – это единственно правильное решение.

Недостатки метода сварки не всегда дают возможность рассчитывать на ее использование на сложных грунтах. В болотистой местности этот метод полностью исключен. Здесь после возведения фундамента обязательно начинается процесс его усадки, который может занимать долгое время. Если использовать сварочное соединение, то оно может попросту не выдержать возникающих сторонних усилий, и разрушиться.

Вязка или сварка арматуры?

Это приведет к нарушению целостности конструкции, а также к потере жесткости. Вязка обеспечивает подвижное соединение прутков. Здесь они могут свободно перемещаться в пространстве в зависимости от состояния грунта.

Основные ошибки монтажа

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

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

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.

Основные ошибки монтажа

Треснувшая конструкция

Иногда во время строительства обнаруживается, что плита перекрытия треснула еще до того, как ее успели положить. Причиной возникновения подобного дефекта является неправильное хранение или транспортировка. Данный строительный материал необходимо складировать определенным образом, соблюдая основные правила.

Конструктивные элементы должны укладываться в штабеля, не касаясь грунта. Под нижнюю надо подложить не промокающее и не гниющее основание, достаточно высокое и прочное. Плиты желательно уложить в горизонтальное положение и между ними установить прокладки из деревянных реек. Расстояние от рейки до края изделия должно быть равно 20-40 см.

Если все необходимые условия соблюдены, при наличии прочного основания штабель может иметь 8-10 рядов, но не должен иметь высоту более 2,5 метров.

Требования СНиП и ГОСТ

схема и устройство обвязки

По поводу возведения монолитных зданий, плит фундамента и перекрытий действуют стандарты и требования, охватывающие практически все возможные варианты использования бетонных монолитных сооружений и элементов.

Двумя ключевыми документами для армированных плит являются:

В них оговариваются марки бетона, процесс подготовки площадки опалубки, варианты вязки и сборки армирующего каркаса и усилений, порядок установки закладных элементов.

Собственно в отношении конструкции армирования нет особых указаний, так как расчеты выполняются индивидуально в каждом проекте исходя из поставленных задач.

По вязке арматуры для монолитных плит указывается несколько правил:

  • В одной плоскости перекрестная арматура должна укладываться в строгом соответствии с установленным проектом шагом.
  • Вязка арматуры по всем пересечениям осуществляется только по периметру всей конструкции и по границам усиления, закладных элементов или подготовленных проемов. В остальном объеме армирующего каркаса пересечения вяжутся в шахматном порядке.
  • Сонаправленные прутья при укладке нескольких слоев армирования смещаются относительно друг друга так, чтобы в верхней проекции прутья одного ряда располагались между прутьями второго.
  • Ключевое требование СНиП касается стыковки арматуры. Обязательно формируется перехлест протяженностью от 35d до 75d, где d – диаметр используемой арматуры.
  • В месте перехлеста перевязка осуществляется несколько раз с расстоянием не более 10см для придания жесткости и прочности каркасу, особенно если он вначале собирается на подготовленной площадке, а после транспортируется к месту установки.
Читайте также:  Варианты крепления стропил крыши на дачных постройках

Самостоятельная вязка арматуры для фундамента

Фундамент будет долговечным и устойчивым к различным нагрузкам, если соблюдается несколько основополагающих факторов: верный выбор арматурного проката (сечение и вид), марка и качество бетона, а также правильно подобранная методика скрепления стержней в единый каркас – так называемая вязка арматуры.

Для чего нужен арматурный «скелет»?

Как известно, застывший бетон обладает высоким уровнем прочности, прекрасно противостоит сжатию, но при этом слаб в отношении нагрузок на растяжение, сдвиг, изгиб. Проще говоря, бетонной конструкции не хватает должного уровня пластичности, из-за которой готовый фундамент или стена трескаются, расслаиваются, появляются другие видимые и скрытые дефекты. Этот недостаток призван устранить армирующий каркас.

Самостоятельная вязка арматуры для фундамента

Арматурный прокат – это металлические или композитные стержни круглого сечения диаметром от 4 до 80 мм. Пруты нарезаются, связываются в единый пространственный каркас с интервалом между соседними элементами в 40-60 см, и устанавливаются в опалубку перед заливкой товарного бетона и формирования монолитной плиты. Полученная единая конструкция именуется железобетоном и отличается лучшими техническими характеристиками по сравнению с обычной бетонной заготовкой.

Стальная арматура выпускается нескольких видов:

1. Монтажная.

Используется для формирования пространственного «скелета». Нарезанные арматурные пруты укладываются и фиксируются поперечно в вертикальной и горизонтальной плоскости. Самый явный отличительный признак – гладкий профиль и маркировка А1 или А240.

2. Рабочая.

Самостоятельная вязка арматуры для фундамента

Этот тип изделий располагается в каркасе продольно (в горизонтальной плоскости), поэтому в готовой конструкции принимает на себя нагрузки на изгиб, сдвиг, растяжение, компенсируя напряжение бетонного камня. Профиль этого вида периодический (рифленый) трех типов: кольцевой, серповидный, смешанный. Выпускается в классах A-II, A-III, A-IV, A-V, A-VI.

К примеру, для формирования монолитной плиты фундамента для горизонтальных перпендикулярно расположенных сеток используется рабочая арматура, а для вертикальных связок между ними – монтажная.

Самое уязвимое место в арматурном каркасе – места перекрестий. Для их скрепления пользуются двумя способами:

Сварка. Этот профессионалы считают наиболее надежным, но здесь есть несколько весомых условий.

Во-первых, сваривать можно только те стальные стержни, которые имеют маркировку «С» (А400С, А500С). Во-вторых, стоимость продукции и работ заметно удорожает строительство, ведь нужен сварной аппарат с комплектующими и специалист по сварке. Самостоятельно эту процедуру осуществлять настоятельно не рекомендуется.

Самостоятельная вязка арматуры для фундамента

В третьих, сроки формирования арматурного каркаса существенно арматуры своими руками. Это наиболее быстрый и дешевый способ соединения деталей. Область перекрестий плотно скрепляется специально предназначенным для этого материалом: вязальной проволокой диаметром 1,2-1,4 мм или пластиковыми хомутами.

Чаще всего мастера предпочитают именно второй метод. Схема проста, но и здесь есть свои подводные камни. Приведенная ниже инструкция поможет начинающим мастерам своими руками правильно закрепить арматурный прокат в единый каркас.

Вязальная проволока или пластиковые хомуты?

Первый и самый распространенный способ работы – вязка вручную или с использованием подручных механических средств. Для этих целей можно воспользоваться плоскогубцами, промышленным вязальным крючком (цанги) или самодельным. Качество соединений зависит от опыта мастера.

Помимо инструмента потребуются фиксаторы и расходный вязальный материал. Работа вручную допускает применение проволоки или пластиковых хомутов. Стальной прокат довольно мягкий, выпускается двух разновидностей:

Самостоятельная вязка арматуры для фундамента

Если арматура будет полностью скрыта бетоном, то можно выбрать более дешевую, неоцинкованную проволоку. Но если формируется, к примеру, фундамент с выводом арматурных связок над плоскостью бетона (для последующей установки колонн или других элементов), то лучше применять сталепрокат, защищенный цинковой оболочкой от коррозии.

Для металлического арматурного проката надо использовать проволоку, а пластиковые хомуты следует оставить для композитного.

И не стоит менять сталь на гибкий ПВХ. Выгода в цене отсутствует, а в прочности и долговечности фундамент или плита может потерять существенно. Все же на разрыв пластик гораздо слабее металла, а все заверения продавцов в обратном – не что иное как маркетинговое продвижение товара.