Арматура для фундаменту, вибір матеріалу для армування

Вибір арматури для фундаменту

Залізобетонні фундаменти і їх переваги

Перевагою залізобетону для облаштування фундаментів, є його наступні особливості:

• Висока міцність до навантажень на стиснення.
• Бетонний камінь на відміну від інших, будівельних матеріалів перебуваючи у вологому середовищі, не руйнується, а навпаки набирає міцність з часом.
• При влаштуванні масивних підстав з великою площею опори на грунт, залізобетон найбільш вигідний як за вартістю матеріалу, так і по технологічності робіт.
• Якщо грунти мають слабку несучою здатністю то свайне поле, пов`язане монолітним ростверком або плитний монолітний фундамент є єдиним способом забезпечити майбутнє будівлю надійною основою.

Але, варто зазначити, чистий бетон в більшості випадків не використовується. Застосовують армований сталевим прокатом залізобетон. Причина такого підходу в наступному:

• Хоча в основному матеріал фундаменту працює на стиск, в нижніх його шарах з`являються навантаження на розтягнення і крутіння, які вдало компенсує сталева арматура.
• Армування бетону також збільшує стійкість фундаменту при можливих просадках грунту.
• У більшості випадків для зведення підстав використовують не монолітні конструкції, а збірні. Чи не армовані бетонні вироби складно не тільки перевозити, але і монтувати. Залізобетон заводського виготовлення має достатню міцність для транспортування на будь-які відстані будь-яким транспортним засобом.

Як видно з усього вищесказаного, бетонні фундаменти без використання арматури практично непридатні. Бетон і сталь обов`язкові для твердого грунту будь-якої будівлі. Таке поєднання ще й виправдовується дивовижною сумісністю хімічних і фізичних властивостей цементного каменю і заліза:

• коефіцієнт температурного розширення цих двох матеріалів практично дорівнює (при підвищенні або зниженні температури вони змінюються в обсязі однаково), тому неможливо руйнування бетону через напруг, що виникають від збільшуються або зменшуються розмірів армуючих сталевих каркасів;
• цемент захищає сталь, так як має водневий показник (PH) більше десяти (тобто є лугом). Без проникнення вологи і кисню ззовні (що повинен забезпечувати захисний шар не менше 3 сантиметрів), залізо не піддається корозії.

Вимоги до арматури для залізобетонних фундаментів

Як не дивно вимоги до стали для армування фундаментних виробів або конструкцій мінімальні. Втім, як і до самої бетонної суміші. Навіть для висотних будівель в фундаменті рідко використовується бетон класу більше ніж В 10 (95 відсотків зразків-кубиків витримують стиснення 10 МПа).

Тому для армування не використовують високоякісну вуглецеву сталь. Виняток становлять лише ті випадки, де до фундаментів пред`являються особливі вимоги через незвичайних умов роботи (в сейсмонебезпечних зонах, при будівництві мостів і т. П.). Взагалі вибір схеми армування визначається відповідно до СНиП 52-01-2003 «Бетонні і залізобетонні конструкції» а перерізу арматури, її тип і клас визначається розрахунком згідно викладеної в цьому документі методикою.

Застосовувані типи арматури

Для армування фундаментів використовується арматура класу не більше А-2 (пруткова, її легко відрізнити від більш міцної по ребрах, розташованих не спіраллю, а «ялинкою») або дротяна В-1 і Вр-1 (рифлена). Канати та інші плетені вироби для фундаментів зазвичай не використовують.

Але варто відзначити, що останнім часом з`явилися рекомендації застосовувати для фундаментів більш висококласну сталь. Це класи арматури аж до А - 4. Клас арматури визначається її стійкістю до руйнування при розтягуванні, чим вона вища, тим більше клас. Причому гарячекатані вироби маркуються буквою «А», холоднотягнуті «В» або «Вр», якщо їм надавалося рифлення.

Якщо при розрахунку не потрібно використання високих класів (по СНиП), то краще, в плані економії, застосовувати більш дешеві класи. Здебільшого застосування високоміцної сталі невиправдане. Можна сказати що при створенні стандартних стрічкових фундаментів не потрібно висококласна сталь і лише іноді при розрахунку може знадобитися арматура вище А - 2. Тому завжди звертайте увагу на методикам розрахунку, а не користуйтеся типовими проектами, в багатьох випадках є можливість значно заощадити на вартості металу для фундаменту (чим вище клас, тим більше ціна).

Також варто відзначити, якщо для безлічі інших залізобетонних конструкцій армуючі сітки найчастіше зварюють, то для фундаментів їх частіше в`яжуть на місці бетонних робіт. Це пов`язано з тим, що зварений каркас за своїми властивостями не відрізняється від виїзного, зварювальні стики тільки послаблюють сталь. При великих обсягах конструкцій в`язка каркасів вигідніше, ніж зварювання (як за витратами праці, так і матеріалів).

Зазвичай для найбільш поширеного стрічкового фундаменту армування полягає тільки в покладеної в один або два ряди сітці з арматури в його нижній частині (з урахуванням захисного шару бетону в 5-7 см від підошви фундаменту до арматури). Якщо ж планується каркасний будинок, то кількість і перетин арматури, слід збільшити.

У цьому випадку фундамент повинен витримувати і горизонтальні зміщення колон, тому його розрахунок і конструкція ускладнюються. У фундаменті великої товщини необхідно вже пристрій каркаса по всьому об`єму і використання прутів великого діаметру.

Нетрадиційна і неметалічна арматура для фундаментів

Існують також альтернативи звичайному каркасному армуванню зі сталі в фундаментах. Перелічимо найбільш поширені технології:

• Фибробетон, в цьому випадку не в`яжеться сітка, а невеликі волокна (скло, полімери) або відрізки сталевого дроту вводяться до складу суміші на етапі її приготування. Використання цього методу дозволяє значно скоротити трудомісткість облаштування фундаменту, так як виключається стадія армування. Також зменшується вартість підстави (як фібри можна використовувати відходи, які дешевше сортового прокату). Ще одна перевага цієї технології в тому, що можна застосовувати суміш більш низького класу.
• Застосування арматури зі скловолокна або полімерів. На сучасному етапі розвитку промисловості також вдалося позбутися від основних недоліків полімерної або стекловолоконной арматури. За допомогою модифікування вихідних матеріалів технологи домоглися того, що неметалічна арматура має такий же коефіцієнт температурного розширення, як і бетон. Також за допомогою спеціальних добавок досягли практично такий же адгезії цементу до полімеру, як і до стали. Тому на сьогодні це одна з найголовніших альтернатив стали. Крім того, використання такої арматури дозволяє значно знизити вартість армування (скловолокно трохи дешевше, ніж залізо, а також витримує великі навантаження при меншому перерізі). Також перевагою полімеру або скла перед сталлю є те, що вони стійкі до впливу агресивних речовин і вологи навіть без захисного шару бетону. Наприклад, для сільськогосподарських приміщень або хімічних виробництв несталевих армування фундаментів оптимальне рішення, що дозволяє збільшити міцність і довговічність будівель.

Звичайно, конкретний варіант облаштування фундаменту вирішується шляхом розрахунку на підставі натурної та геологічної зйомки будівельного майданчика. Але вибір матеріалу для армування конструкції може бути закладений вже в технічному завданні. Тому, завжди потрібно прораховувати найбільш вигідні в економічному плані варіанти і по можливості відмовлятися від використання дорогої арматури на користь стали більш низьких класів або альтернативних варіантів забезпечення міцності бетону.

Олександр Сухов Дата: 2015-02-09