Что такое выпуски арматуры из фундамента

Выпуски арматуры из фундамента — это металлические стержни, которые выходят за пределы бетонного основания и служат для создания надежного соединения между фундаментом и другими конструктивными элементами здания, такими как стены или колонны. Они обеспечивают прочность и устойчивость здания, так как способны передавать нагрузки и компенсировать возникающие температуры и деформации.

Процесс изготовления выпусков арматуры предполагает заранее запланированное размещение стержней в форме, чтобы они могли быть интегрированы в будущие конструкции. Правильное выполнение выпусков позволяет избежать проблем с трещинами и обеспечивать долговечность здания.

Армирование колонн

Выполняется армирование колонн пространственными каркасами. Вяжут и сваривают каркасы из арматуры рабочей и конструкционной. Используются схемы армирования с продольными стержнями, поперечными хомутами, сетками, усиливающими спиралями и стяжками.

Выбор арматуры по характеристикам

Стальные пространственные каркасы работают внутри железобетонных колонн на растяжение, изгиб, кручение и сдвиг. Поэтому основная характеристика арматуры предел текучести. Для лучшего сцепления с бетоном наружная поверхность имеет неровную поверхность – рифление.

По этим двум показателям арматуре присваивается «класс»:

• АI – соответствует зарубежному А240;
• АII – аналог А300;
• АIII – то же самое, что и А400;
• АIV – аналог А600;
• АV – соответствует А800;
• Специальный – А500С.

Цифра указывает предел текучести в МПа. Вся арматура рифленая, кроме гладкой АI (А240). В документации используется двойная запись, российская снаружи, по западным стандартам в скобках.

До 90-х годов прошлого века применялось только кольцевое рифление. Позже появились варианты серповидного двух и четырехстороннего, резьбового рифления.

Прутки и рулонный прокат могут соединяться между собой по длине обжимными и резьбовыми муфтами. Арматура с серповидным и кольцевым рифлением стоит дешевле в производстве. Но, требует применения более дорогой техники на стройплощадке для гидравлического обжима муфт.

Арматура с резьбовым рифлением фактически является длинными шпильками. Ее соединять по длине на порядок легче. Нужен лишь газовый ключ. Но производство обходится дороже.

Армирующий каркас собирается из продольных стержней и поперечных П-образных хомутов. Либо проволочными стяжками, либо точечной сваркой. Устанавливается в опалубку, остается в бетоне весь срок эксплуатации. В круглых колоннах поперечные хомуты имеют вид кольца, соответственно.

Такая технология называется ненапрягаемым армированием. Расход стального проката просто гигантский. Рабочими в схеме являются продольные прутки. Поэтому их диаметр больше, от 12 мм до 40 мм. Поперечные хомуты могут относиться и к рабочему и к конструктивному типу армирования. Они необходимы для обеспечения проектной геометрии каркаса. И предотвращают раскрытие трещин в бетоне.

Гораздо меньший процент арматуры расходуется в технологии преднапряженного бетонирования. Вместо прутков здесь используются тросы. Их натягивают с проектным усилием внутри опалубки.

Что позволяет создать внутри монолитной конструкции внутренние усилия. Которые компенсируют внешние нагрузки во время эксплуатации.

К сожалению, методика преднапряженных конструкций из железобетона не пригодна для строительства по месту. Чаще применяется в готовых плитах перекрытия, которые проще укладывать на место. Самый экономичный вариант для отливки ЖБ колонн по месту – это использовать стержневую арматуру с серповидным рифлением класса А500С и А500СП. Из типовых марок сталей Ст3 спокойного, полуспокойного раскисления, 18ГС и 20ГСФ.

Кроме продольных стержней и поперечных хомутов в каркасы могут добавляться сетки. Например, с их помощью легче устанавливать пояса армирования пилонов – узких длинных колонн. Внутрь колонны 500х500 мм может закладываться спираль из арматуры или диагональные перемычки.

Защитный слой

Защитным слоем принято называть корку бетона поверх арматурного стержня, хомута. Назначение защитного слоя не ограничивается предотвращением коррозии стальной арматуры. Еще от повышает огнестойкость конструкции, обеспечивает устройство стыковки и анкеровки, совместной работы цементного камня и стали.

В сборных конструкциях армирование круглых колонн выполняется с защитным слоем рабочей арматуры на 5 мм меньше табличных значений. Для конструкционной арматуры табличные размеры уменьшают на 10 мм. С другой стороны, запрещено армирование колонны 400х400 мм с размером защитного слоя меньше 10 мм либо диаметра стержня, конструкционной или рабочей.

При толщине защитного слоя стойки больше 50 мм в него дополнительно укладывается согнутая в цилиндр сетка с площадью сечения от 0,05 мм. Это конструкционное армирование.

Расстояния в свету

Выполняется армирование колонны 300х300 мм и других типоразмеров, в том числе, с учетом расстояния между прутками в свету:

• не менее трех диаметров прутка;
• больше среднего размера фракции наполнителя бетона;
• до 400 мм для рабочей продольной арматуры.

При несоблюдении последнего максимального размера в каркас между рабочими прутками добавляется конструкционная арматура или сетка.

Продольное армирование колонн

В СП 28.13330 указан минимальный диаметр арматуры в колонне от 12 мм. Рекомендовано использовать стержни одинакового диаметра. Однако допускается применение двух типоразмеров. В этом случае толстая арматура смещается в углы, тонкая располагается на гранях.

В идеале берутся стержни или разматывается бухта необходимой длины. Стыки допускаются в нахлест, с обвязкой проволочными хомутами или сварным соединением. Их нужно стараться располагать в местах изменения сечения стоек.

Поперечное армирование колонн

В нижней таблице приведена зависимость диаметров арматуры продольной и поперечной:

Зачем нужна поперечная арматура в колонне из железобетона, можно понять из характеристик конструкционных материалов:

• бетон воспринимает колоссальные нагрузки на сжатие;
• сталь работает на растяжение, кручение, изгиб, сдвиг;
• в железобетоне свойства материалов объединяются.

Допустимый минимальный шаг поперечной арматуры в колонне составляет 12 и 15 диаметров прута для вязаных, сварных каркасов, соответственно. Максимальный шаг 400 мм и 500 мм при показателе расчетного сопротивления сжатию 450 – 500 кгс/см² и менее 400 кгс/см², соответственно.

Для колонн 300х300 мм и 400х400 мм допускается один цельный хомут П-образного или Т-образного профиля. Для больших сечений опор применяются два П-образных хомута, уложенных навстречу друг другу (П) или поперек друг друга (Т).

Проволочные и стержневые сетки косвенного армирования в колонне необходимы для придания каркасам проектной формы, усиления защитного бетонного слоя, прочих вспомогательных задач.

Анкеровка

В регламенте СП 63.13330 допускается армирование колонны 500х500 мм с анкеровкой следующих типов:

• при помощи анкерных устройств – головка высаженная, гайка, шайба, пластина регулировочная и так далее;
• с монтажом изделий типа сварных сеток и П-образных стержней;
• с приваренными поперечными стержнями;
• при помощи загнутого конца в форме петли, лапки или крюка;
• прямым стержнем.

Длина выпуска анкеров зависит от напряжения в этой зоне, качества бетона, схемы армирования, класса рифленого стержня и его поперечного сечения.

Анкеры применяются для замоноличивания консоли опоры с балками и плитами перекрытий. При этом в плиту может вмуровываться подошва, средняя часть, оголовок стойки. Длина анкеровки минимальная либо 200 мм, либо 15 диаметров прутка.

Соединения

Для ненапрягаемой арматуры допустимы следующие варианты соединения:

• муфты – резьбовые или под опрессовку;
• сварка – только внахлест;
• вязка – проволочными хомутами, с загибом или с прямыми концами.

Без сварки по ГОСТ допускается армирование колонн 400х400 мм с наращиванием стержней не более 40 мм в диаметре. В поперечном сечении места стыка процент армирования не должен превышать 50% или 25% для рифленого, гладкого прутка, соответственно.

Минимальное расстояние соединений в свету на чертеже составляет 30 мм или 2 диаметра стержня. Перепуск в нахлесте должен быть больше 250 мм или 20d.

Гнутые стержни

В 75% случаев армирование монолитной колонны выполняется с выпуском концов прутков в плиты и балки для обеспечения монолитной конструкции силового пространственного каркаса здания.

По умолчанию чертеж изгиба, отгиба должен обеспечивать безопасность бетона внутри загнутого участка. Другими словами, цементный камень не должен крошиться и трескаться внутри петли, крюка.

Поэтому гнутся прутки при помощи оправки, диаметр которой зависит от аналогичного параметра стержня. Дополнительно следует учесть шаг прямой и косвенной арматуры в колоне, плите, балки. Чтобы торчащий хвост можно было связать с соседним каркасом ж/б изделия.

Выпуски

Кроме анкеровки выпуски арматуры из колонны используются еще и в местах перехода поперечного ее сечения. В этом случае форма выпущенных стержней прямая. Но концы еще и отогнуты внутри с уклоном 1/8 – 1/6, как на нижней схеме.

При этом шаг поперечной арматуры в колонне может меняться или оставаться прежним. В зависимости от сборных нагрузок этажа.

Схемы армирования колонн

Кроме тела колонна в большинстве случаев имеет дополнительные элементы:

• подколонник – стакан, жестко связанный с фундаментом, в который устанавливается стойка;
• капитель – уширение оголовка опоры;
• консоль – боковой выступ под укладку плит, балок.

И если сама схема армирования колонны достаточно простая – вертикальные прутки, обвязанные рядами горизонтальных хомутов. То, для капителей и консолей разработаны специальные схемы армирования.

Например, типовое армирование консоли колонны производится по следующим схемам:

Для капителей поперечная арматура в колонне располагается следующим образом в месте уширения оголовка:

И это гораздо сложнее, чем арматурные выпуски из кирпичной колонны в балку из железобетона. Но и значительно прочнее, долговечнее.

Процент армирования колонн

Так как определяется процент армирования колонны простым арифметическим действием:

То, с его вычислением никаких проблем не возникает. Это показатель количества металла в поперечном разрезе бетона. Рекомендуется максимальный процент армирования колонн 5%. Оптимальным значением является 0,3 – 4%.

Минимальный процент армирования колонн нормативными документами в РФ не ограничен. Но, при содержании в поперечном сечении бетона меньше 0,25% стали колонна из разряда железобетонных автоматически переходит в категорию бетонных конструкций.

Таким образом, в клонах используются сварные, вязанные каркасы. Состоящие из продольной рабочей, поперечной косвенной и конструкционной вспомогательной арматуры. Концы которой могут отгибаться для связки с каркасами балок, плит перекрытия.

Правильное армирование фундамента

Возведение фундамента — один из основных этапов строительства, от которого во многом зависит долговечность дома. Строение простоит долгие годы, если под ним будет надежное и крепкое основание. В частном домостроении обычно используют железобетонный фундамент, ленточный или монолитный, в который заложена стальная арматура. Такие конструкции обладают высокой прочностью и несущей способностью, обеспечивают максимальную устойчивость дома и достаточно просты в изготовлении.

Армирование бетонного фундамента обязательно, без стальных элементов бетон не сможет компенсировать все нагрузки, оказываемые на основание.

Подготовка к работам

Перед строительством фундамента обязательно выполняется его расчет, который даст понимание, какие у основания будут размеры, сколько и какого диаметра необходимо арматуры. Для этого собирают исходные данные и рассчитывают нагрузки, под которыми подразумеваются длительные и кратковременные весовые воздействия на фундамент. При этом рассматривают абсолютно все возможные воздействия — вес стен, перегородок, перекрытий, крыши и других постоянных конструкций дома. Временные нагрузки могут быть от людей, мебели и снежного покрова, их также необходимо учитывать.

Выполнить полный инженерный расчет фундамента достаточно сложно, так как для этого необходимо произвести геологические изыскания, которые требуют использования специализированных инструментов. Они позволят узнать характеристики грунта, уровень грунтовых вод, климатические условия и другие факторы, которые могут оказывать воздействие на строение. Однако в частном домостроительстве на здания оказываются не настолько высокие нагрузки, как в многоэтажном, поэтому можно ограничиться общими рекомендациями. Для небольших зданий с низким весом фундамент обустраивают по примерным расчетам. Выполнить их можно с помощью специализированных калькуляторов, обычно размещенных на сайтах крупных строительных компаний.

При этом соблюдают следующие правила:

• Основание фундамента закладывают ниже глубины промерзания почвы. Этот параметр индивидуален для каждого региона, уточнить его можно по соответствующей карте, приведенной в старом СНиП 2.01.01-82 (в новые правила от 1999 года она не включена).
• Фундамент устраивают таким образом, чтобы масса строения равномерно распределялась по грунту. Если с монолитным основанием в этом плане проблем нет, то при возведении ж/б ленты фундамента необходимо учитывать стабильность и характеристики грунта. При подвижных почвах его ширину увеличивают или делают в основании армированную бетонную «подошву».
• Любой бетонный фундамент обязательно армируют. Стальная арматура, смонтированная внутри бетона, компенсирует изгибающие воздействия и обеспечивает ему дополнительный запас прочности.

Работы по армированию выполняется строго согласно нормам и правилам СНиП 52-01-2003, который регламентирует тип, толщину и количество стальных прутков, минимальное расстояние между ними и другие конструктивные особенности.

Основные принципы

Независимо от типа фундамента, в нем должно быть заложено арматуры, совокупная площадь которых занимает не менее 0,1% от его поперечного сечения. Как показывает практика, для большинства частных домов оптимально подходят рабочие пруты диаметром 10 мм (при стороне до 3 метров) или 12 мм (свыше 3 м). Можно больше, но в этом случае стоимость материалов будет значительно выше.

Для хомутов, которые используются для соединения верхнего и нижнего арматурных поясов, обычно выбирают стержни размером 6-8 мм.

Арматурный каркас делают только из рифленых прутов (кольцевого, серповидного или смешанного профиля). Стержни с гладкой поверхностью не рекомендуется применять даже для хомутов. При армировании соблюдают следующие правила:

• Арматуру размещают таким образом, чтобы она была распределена равномерно. Промежуток между прутками в поясе не должно быть более 400 мм. Шаг установки хомутов — до 300 мм. Но и располагать стержни слишком часто тоже не стоит: во-первых, уйдет много материала, во-вторых, могут быть проблемы с заливкой бетона. Наполнитель будет застревать в промежутках.
• Для рабочей арматуры берут стальные прутки классом не ниже А400 (A-III), для хомутов рекомендуется выбрать А300 A-II.
• Пруты связывают отожженной проволокой диаметром 0,8-1,4 мм. Метод вязки рекомендуется использовать для любых типов фундаментов. Сварка здесь недопустима, так как она ослабляет конструктивную прочность каркаса.
• При монтаже арматурной сетки или каркаса необходимо отслеживать, чтобы все элементы конструкции после заливки были «утоплены» в бетоне, не находились близко от грунта и не втыкались в него. Для нормальной защиты металла от коррозии внешних воздействий достаточно бетонного слоя в 25-30 мм со всех сторон.
• Если длины прута не хватает на всю протяженность каркаса, второй стержень укладывают внахлест. Соединение встык недопустимо. Нахлест должен быть не менее 20 диаметров используемого прутка (но не менее 25 см) для ленточного фундамента, не менее 40 диаметров — для монолитной плиты. В этом случае нагрузка будет равномерно распределена по всем элементам.
• В любом фундаменте самые проблемные места, на которые оказывается повышенная нагрузка. Это углы, примыкание несущих стен и простенков. Чтобы обеспечить запас прочности, в конструкции обязательно делают дополнительное усиление. Хомуты в этом случае выступают в качестве рабочей арматуры, поэтому шаг их установки уменьшают в два раза. На углах стержень загибают с нахлестом не менее 0,6-0,7 м.

Сгибать металл лучше холодным способом, без использования паяльной лампы, чтобы не снизить качество материала. Если длины прутка не хватает, используют Г-образный хомут, каждая из сторон которого также должна быть не менее 60-70 см. Аналогично усиливаются примыкания простенков.

Перед работами рекомендуется предварительно разработать схему армирования с указанием всех размеров, используемых стержней и их диаметров, мест соединений, усилений и т.д. Это упростит расчет необходимого количества материалов. При подсчете рекомендуется добавлять 10-15% «про запас».

Особенности ленточного фундамента

Наиболее часто в частном домостроительстве используют ленточный фундамент, представляющий собой замкнутый контур по всему периметру здания с ответвлениями под простенки. Его строительство обходится гораздо дешевле, возводить его проще, быстрее, при этом не требуется большого количества стройматериалов и использование специализированной техники.

Главная конструктивная особенность ленточного фундамента: он имеет небольшую глубину и ширину, в то время как протяженность железобетонной ленты может достигать нескольких десятков метров. Такая конструкция в основном испытывает нагрузки от веса дома и от морозного пучения грунта в зимнее время, поэтому для конструкции высотой около 60-80 см достаточно двух арматурных поясов — сверху и снизу, укрепленных хомутами.

Для лент глубокого заложения (свыше 100 см) потребуется смонтировать уже три ряда. Рабочие пояса подвязывают горизонтальными и вертикальными перемычками. Это позволяет закрепить пруты в необходимом положении, а также распределить часть нагрузки в местах соединений.

Под дома на пучинистых грунтах или крупногабаритные строения ленточный фундамент изготавливают с подошвой, которая за счет распределения нагрузки по большей площади обеспечивает более высокую стабильность основанию и снижает риск значительных просадок. Ее также необходимо армировать по длине одним или двумя рядами рабочей арматуры, соединенных хомутами с основным каркасом.

Монолитная плита

Монолитный фундамент представляет собой цельную железобетонную плиту, изготавливаемую строго по СП 63.13330.2012. Такие конструкции обеспечивают самую надежную опору для дома. Но имеют один значимый недостаток: низкая прочность при изгибе или растяжении, которые возникают при неравномерных нагрузках. Закладка стальной арматуры в бетон позволяет решить эту проблему.

По основной площади армирование бетонного монолита выполняется равномерно. При толщине плиты до 150 мм арматура монтируется в виде сетки с одинаковыми ячейками, шаг укладки стержней — 200-400 мм. Для монолитов высотой от 150 мм создают металлический каркас из двух или трех рядов прутков, связанных хомутами. В местах повышенной нагрузки обязательно выполняют усиление:

• Там, где будут установлены несущие перегородки, стержни укладывают в два раза чаще, с укороченным шагом.
• На торцах фундамент армируется П-образными прутками, длина которых составляет минимум две толщины плиты.
• Если в доме планируется обустроить подвал, в обязательном порядке связывают каркасы основания и стен дома. Делают это с помощью вертикальных прутков, так называемых выпусков. Стержни загибают под прямым углом на конце на две высоты плиты и вяжут к каркасу фундамента.

Сборку каркаса из арматуры необходимо проводить осторожно, чтобы не повредить гидроизоляционный материал и уплотненную песчаную подушку.

Технология изготовления армированного каркаса

Армирование выполняют после монтажа опалубки. При этом каркас можно сразу собирать непосредственно на месте. Или подготовить отдельные отрезки рядом и соединить их в траншее или котловане. Какой вариант выбрать, зависит от типа фундамента, глубины его заложения и условий строительной площадки. Например, сетку под монолит проще монтировать по месту, а каркас под высокую узкую ленту — отдельно.

Монтаж каркаса проводят в следующем порядке:

• Первыми монтируют рабочие прутки нижнего пояса, приподнимая их на 5 см с помощью подпорок или обычных кирпичей.
• Устанавливают поперечные стержни или заранее сформированные контуры, закрепляя их в требуемом положении отожженной проволокой с помощью пистолета или крючка для вязки или даже обычных плоскогубцев.
• Собирают верхнюю часть, соединяя ее с остальной конструкцией.

Со всеми перечисленными работами вполне реально справится в одиночку, но лучше задействовать двух-трех человек.

Какую арматуру использовать

Сегодня некоторые производители предлагают стеклопластиковую арматуру из сверхпрочного пластика диаметром 4-18 мм и длиной до 12 м. При этом заявляют, что ее характеристики сопоставимы с параметрами стальных стержней, а легкий вес изделий не создает дополнительной нагрузки на основание фундамента.

Однако по опыту профессиональных строителей прочность стеклопластика гораздо ниже, чем у металла. Кроме того, арматура из стеклопластика плохо гнется и скручивается, при деформации сразу ломается, рифление разматывается. Рабочей она быть не может. Да и стоит этот материал в два раза дороже. Поэтому для фундамента лучше выбирать традиционные стальные прутки, приобрести которые можно в компании «МеталлТорг».