Как правильно устанавливать арматуру в опалубку: основные требования и рекомендации

При установке арматуры в опалубку необходимо учитывать правильное расположение и укладку стержней согласно проекту и строительным нормам. Для обеспечения надежности конструкции следует соблюдать необходимый диаметр арматуры, прокладывать защитные слои от бетона и обеспечивать правильное их соединение.

Также важно контролировать качество монтажа арматуры, обеспечивая правильную фиксацию и крепление ее элементов. Необходимо уделять внимание защите от коррозии, правильному укладыванию и фиксации арматурных сеток, а также обеспечить устойчивость опалубки для равномерного распределения нагрузок в процессе заливки бетоном.

Требования при установке арматуры в опалубку

Бетон как материал обладает высокой прочностью. Он хорошо сжимается и усаживается, но плохо выдерживает изгибы и разрывы, что является его основным недостатком. Под действием изгибающих сил в бетонных изделиях появляются трещины, которые впоследствии приводят к разрушению. Это происходит из-за того, что прочность бетона на разрыв очень низкая.

Этот показатель составляет всего 7-10% от прочности на сжатие. В связи с этим важным становится вопрос армирования бетона.

Армирование бетона: суть и необходимость

Легко понять, зачем необходимо использовать арматуру при строительстве бетонных конструкций. Ведь металлическая арматура обладает высокой прочностью на растяжение, превосходящей прочность бетона более чем в 100 раз. При их соединении получается долговечный железобетон, который выдерживает как сжатие, так и растяжение.

Необходимо помнить, что для армирования могут использоваться различные материалы, такие как отдельные стержни, сетка, стекловолокно, дисперсные или другие волокна, которые могут быть сварены или связаны между собой.

Арматура, имеющая рельефные насечки, принимает на себя растягивающие усилия, чтобы улучшить сцепление с бетоном. Таким образом, бетонное изделие становится более надежным, долговечным и защищенным от трещин. Кроме того, железобетон становится устойчивым к перепадам температуры, что повышает его несущую способность. Узнайте больше о работе арматуры в видео.

Видео: принцип работы арматуры

Когда необходимо использовать армирование, а когда можно обойтись без него?

Армирование бетона необходимо? Этот вопрос часто задается специалистам в области строительства. Их ответ утвердительный: армирование необходимо! Единственным исключением может быть заливка небольшого (до 3 см) цементного пола в доме или квартире. В этом случае армирование может быть пропущено, но многие все же предпочитают добавлять фиброволокно при замесе раствора для увеличения прочности и долговечности стяжки, хотя это и не увеличивает трудозатраты и время выполнения работ.

Другой частый вопрос касается необходимости армирования бетона при строительстве фундамента. Теоретически, это возможно при постройке очень небольшого деревянного или каркасного дома, хозяйственного строения или забора с равномерной нагрузкой. В этом случае уровень грунтовых вод должен быть очень низким, а силы морозного пучения — минимальными или отсутствовать.

Кроме этого, для дополнительной уверенности необходимо изучить характеристики грунтов и их изменения в зависимости от времени года. На основе этих данных и точного вычисления нагрузки от всех конструкций предстоящего строительства можно определить, нужно ли проводить армирование и каковы риски при его отсутствии.

Для фундамента, на который будут действовать блоки, кирпич и другие тяжелые материалы, армирование обязательно. Это не только позволит сэкономить на бетоне, но и обеспечит надежность строительства. При правильном выполнении работ фундамент не будет трескаться в процессе усадки дома. В каждом случае выбор индивидуален, но опыт показывает, что арматуру лучше не экономить.

Вне зависимости от ситуации, необходимо учитывать, что армирование обязательно, особенно когда строится гражданские и промышленные здания, а не частные, где застройщик имеет право выбора. В случае высотных строений металлический арматурный каркас является основой всей конструкции и обеспечивает необходимую жесткость зданию.

Важно отметить! Любые бетонные конструкции подвергаются комбинированным нагрузкам, и сочетание бетона с арматурой позволяет им быть устойчивыми к сжатию, изгибу, излому и растяжению.

• фундамент;
• крыльцо;
• монолитные и сборные перекрытия;
• колонны;
• стяжки;
• площадки под автомобиль;
• забивные и буронабивные сваи;
• ригели;
• железобетонные перемычки;
• лестничные марши и другие.

Укладка арматуры в опалубку

Первоначально опалубка должна быть освобождена от грязи и мусора. В соответствии с проектом проводится разметка местоположения арматуры. В домостроении общий вес арматурного каркаса обычно не превышает 100 кг, поэтому его укладка может выполняться вручную, без привлечения специальной техники. При проведении работ важно следить за тем, чтобы арматурный каркас не соприкасался с опалубкой. Необходимо предусмотреть защитный слой между опалубкой и металлической конструкцией.

Основной целью является предотвращение появления коррозии. Толщина защитного слоя определяется в соответствии с проводимыми работами. Для устройства монолитного фундамента с бетонной подготовкой, защита должна составлять 35 мм, для не подготовленных оснований — 70 мм. Для плит и стеновых конструкций толщиной до 100 мм, должна быть предоставлена защита толщиной не менее 10 мм.

Для создания этой конструкции применяются щебень, камень и другие материалы для строительства. Для установки вертикальных арматурных стержней сверху предусмотрены специальные фиксаторы.

Требования ГОСТ 34329-2017

5.1 Различают классы всех типов опалубки в зависимости от точности изготовления, точности монтажа и оборачиваемости: 1, 2 и 3.

Выбор классов опалубки зависит от технологии бетонирования, характера монолитных конструкций, требуемого качества бетонных конструкций и поверхностей, а также других факторов. Применение опалубки только 1-го класса необязательно и не всегда целесообразно, в том числе с экономической точки зрения.

5.2 Таблицы 1 и 2 содержат показатели качества опалубки в зависимости от класса.

Таблица 1 ГОСТ 34329-2017

Наименование показателей, единица измерения

Значение показателей для классов

Точности изготовления и монтажа*:

— отклонение линейных размеров щитов на длине до 1 м (до 3 м), мм, не более

По требованию заказчика

— отклонение линейных размеров панелей на протяжении до 3 м не должно превышать мм

— перепады на формообразующих поверхностях:

— стыковые соединения щитов не должны превышать мм

— стыковые соединения палубы не должны превышать мм

— специально образованный выступ, создающий запад на бетонной поверхности, не должен превышать мм

— отклонения от прямолинейности горизонтальных элементов опалубки перекрытий на длине L должны быть не более мм

— отклонение от прямолинейности формообразующих элементов на протяжении до 3 м не должно превышать мм

— отклонения от прямолинейности вертикальных несущих элементов (стоек, рам) опалубки перекрытий на высоте h не должны превышать мм

— отклонение от плоскости формообразующих элементов на протяжении до 3 м не должно превышать мм

— разница длин диагоналей щитов высотой 3 м и шириной 1,2 м не должна превышать мм

— Отклонение формообразующих элементов от прямого угла на ширине до 0,5 м не должно превышать мм

— Сквозные щели в стыковых соединениях не должны превышать мм

— Высота выступов на формообразующих поверхностях не должна превышать мм

— Количество выступов на 1 м2 не должно превышать штук

— Высота впадин на формообразующих поверхностях не должна превышать мм

— Количество впадин на 1 м2 не должно превышать штук

После снятия опалубки качество бетонной поверхности монолитной конструкции должно соответствовать следующим требованиям:

— Отклонение от плоскости на длине до 1 м (до 3 м) не должно превышать мм

— Диаметр или наибольший размер раковины не должен превышать мм

— Глубина впадины не должна превышать мм

— Высота местного наплыва (выступа) не должна превышать мм

* Характеристика точности измерений соответствует ГОСТ 21778, ГОСТ 21779.

Таблица 2 по ГОСТ 34329-2017

Тип опалубки и материал элементов опалубки

для создания формообразующих элементов, необходимо использовать единицы оборотов*

для поддерживающих и несущих элементов также требуется единицы оборотов*

Электросварка арматуры на стройке

На строительных площадках для соединения арматурных стержней, сеток и каркасов используют различные виды электросварки: ручную электродуговую, ванную, ванно-шовную, контактную и полуавтоматическую электрошлаковую.

Для дуговой шовной сварки (см. рис. 6-3) арматурные стержни соединяют внахлестку, с накладками или на желобчатых подкладках. Этими способами соединяют горизонтальные, наклонные и вертикальные стержни из сталей классов А-I, A-V при диаметрах от 8 до 80 мм.

Для дуговой шовной сварки применяют трансформаторы переменного тока типов СТШ-50-80, ТД-300, ТСД-500 и аналогичные им, а также агрегаты постоянного тока АСД-300, АСД-3-1. В данном виде сварки используются электроды типов Э-42, Э-46, Э-50, Э-55, Э-85.

Преимущества дуговой шовной сварки заключаются в ее простоте и универсальности, но недостатки представляют собой высокую трудоемкость и большие затраты металла на нахлестку и накладку.

Ванная сварка предполагает образование плавленого металла в пространстве, ограниченном торцами стыкуемых стержней и скобой-накладкой. Концы стыкуемых стержней устанавливаются с зазором, равным 1,5—2 диаметрам электрода с покрытием (см. рис. 6-4). Этот метод используется для соединения горизонтальных, наклонных и вертикальных стержней.

В ванну заливают жидкий металл из расплавленных электродов и частично из металла стыкуемых стержней. Чтобы избежать растекания расплавленного металла во время сварки, применяются съемные медные формы или стальные необорачиваемые скобы-подкладки или накладки.

Особенность ванной сварки заключается в том, что процесс сваривания происходит непрерывно. Металл в верхней зоне ванны находится в жидком состоянии, в то время как шлак и пузырьки инертных газов поднимаются вверх к металлу, что приводит к улучшению качества стыка.

Ванную сварку можно выполнить с использованием одного электрода или гребенки из нескольких электродов, зафиксированных на специальной пластине или держателе для электродов (рис. 6-5).

Одноэлектродную ванную сварку используют для соединения стыков гладких стержней класса А-I и периодического профиля классов A-II и A-III из стали с диаметром до 32 мм.

Многоэлектродную сварку в медных формах используют для стыковки стержней гладких и периодического профиля диаметром до 80 мм из сталей Ст3 и Ст5. Максимальный диаметр стержней стали 35ГС, свариваемых этим способом, составляет 40 мм (рис. 6-6).

Для процесса ванной сварки требуются сварочные трансформаторы переменного тока или агрегаты постоянного тока. Для одноэлектродной ванной сварки используются такие типы электродов, как Э42А-Ф, Э55-Ф, Э50А-Ф и Э85-Ф, а для многоэлектродной — Э42А-Ф и Э55-Ф.

В сравнении с дуговой шовной сваркой, ванная сварка приводит к уменьшению расхода стали на стык, расхода электродов и электроэнергии, а также снижает трудоемкость и стоимость процесса.

Ванно-шовная сварка отличается от ванной сварки тем, что стальную необорачиваемую скобу-наладку приваривают к стыкуемым стержням фланговыми швами, что позволяет скобе воспринимать часть усилий, действующих на стык. Этот процесс выполняется в два этапа: сначала проваривают фланговые швы дуговой шовной сваркой, а затем заплавляют зазор между торцами стыкуемых стержней с помощью гребенки из 3-4 электродов.

Для соединения стержней с диаметром от 36 мм и более можно использовать ванно-шовную сварку (см. рис. 6-7).

При контактной сварке концы стыкуемых стержней закладывают в электроды контактно-сварочной машины на 1—1,5 диаметра стыкуемых стержней. После этого при включении машины на режим "сжатие — сварка" автоматически происходит предварительное сжатие, нагревание и осадка металла стержней, что обеспечивает качественный и прочный стык.

Для проведения контактной сварки внахлестку на строительных площадках создана контактно-сварочная машина с выносным и встроенным сварочным трансформатором типа К-726 (см. рис. 6-8).

Для соединения арматурных стержней диаметром от 12 до 32 мм класса А-I широко применяется метод контактной сварки. Ее главные преимущества заключаются в снижении затрат на труд и материалы. Но к сожалению, использование контактной сварки на строительных площадках ограничено из-за недостатка мобильных контактно-сварочных машин.

Другой метод сварки — полуавтоматическая электрошлаковая сварка, которая предполагает механизированную подачу электродной проволоки и последовательное заполнение стыка расплавленным металлом. Перед выполнением сварочных работ торцы стержней обрабатывают под углом 10—15°, фиксируют медную форму и покрывают порошкообразным флюсом (рис. 6-9).

При воздействии электродной проволоки на стержни, которые нужно соединить, возникает электрический разряд, который плавит металл и флюс (см. рис. 6-10). Флюс благодаря своей меньшей массе поднимается вверх, образуя шлаковую корку над расплавленным металлом. Она защищает металл от воздействия кислорода и азота воздуха, что улучшает качество соединения.

Использование полуавтоматической электрошлаковой сварки увеличивает производительность труда в 3—5 раз, а стоимость сварочных работ снижается в 2,5—3 раза по сравнению с ванной и ванно-шовной сваркой. Однако для этого метода необходимо специализированное оборудование, поэтому его применяют только для соединения арматурных стержней большого диаметра (16 мм и более).

Предварительное натяжение арматуры

Применение предварительного натяжения арматуры распространено как в сборных, так и в монолитных конструкциях и сооружениях. В случае монолитного исполнения с предварительным натяжением арматуры бетонируют пролетные строения мостов, большепролетные балки и плиты перекрытий, контурные элементы оболочек и куполов, резервуары, высотные сооружения и т. д. Например, железобетонный ствол Останкинской телебашни был выполнен с предварительным натяжением вертикальной пучковой арматуры.

Среди двух способов натяжения арматуры — на упоры и на бетон — в монолитном строительстве наиболее распространен последний.

Для обеспечения прохода арматуры, которая подвергается напряжению от бетонирования, используют специальные каналы. Для этой цели перед заливкой бетона в опалубку устанавливают каналообразователи в виде стальных труб или стержней с наружной проволочной обмоткой и специальной смазкой, либо резиновые шланги с проволочным сердцевиной.

Чтобы избежать сцепления с бетоном, стальные трубы или стержни поворачивают вокруг оси каждые 15-20 минут, а после окончания бетонирования извлекают их через 2-4 часа. При использовании резиновых каналообразователей проволочную сердцевину извлекают через 2-4 часа, а затем извлекают резиновый шланг. Извлеченные каналообразователи (трубы и шланги) могут применяться при длине канала до 6 метров.

Для крупноразмерных конструкций (пролеты мостов, большие балки) каналы устраивают путем закладки гофрированных стальных трубок (см. рис. 6-11), которые остаются в бетоне.

После того, как бетон достигнет проектной прочности, арматуру в виде пучков высокопрочной проволоки или стальных канатов протягивают через специальные каналы. Затем, с помощью гидравлических домкратов одиночного или двойного действия (см. рис. 6-12), натягивают эту арматуру.

Гидравлические домкраты одиночного действия создают усилия в 60, 80 и 150 тонн. Один конец арматурного пучка укрепляют в стаканном анкере, а другой закрепляют в противоположном конце канала с помощью специального цангового зажима. Стаканный анкер соединяют с подвижным штоком поршня домкрата с помощью муфты. При увеличении давления усилие натяжения передается от штока через муфту и стаканный анкер арматурному пучку. Во время натяжения необходимо регулярно подтягивать анкерную гайку, и после достижения необходимого натяжения ее закручивают до отказа.

В процессе натяжения арматуры необходимо тщательно контролировать величину передаваемого на нее усилия.

Когда домкрат снимается, усилие натяжения, которое создается в арматуре, передается на бетон через анкерные устройства на обоих концах арматурного пучка и сжимает его.

Для натяжения арматуры с помощью гидродомкратов двойного действия на арматурный пучок надевается стальная шайба с коническим отверстием, в которую вставляются лопасти домкрата. Концы проволок закреплены в кольцевом захвате, установленном на подвижном цилиндре домкрата. Подача масла в этот цилиндр позволяет натянуть пучок, контролируя степень натяжения арматуры по манометру.

Арматуру натягивают плавно, увеличивая напряжение постепенно на 3—5 МПа. Как только напряжение в пучке достигает значений на 5% больше заданного, его уменьшают до необходимого уровня и приступают к закреплению. Для этого в неподвижный цилиндр подается масло, а затем коническая пробка запрессовывается в отверстие шайбы при помощи штока поршня. В результате проволочный пучок фиксируется в шайбе, и усилие натяжения, созданное после снятия домкрата, передается на бетон через шайбу.

Если длина арматуры, которую необходимо натянуть, превышает 10 метров, то ее натягивают с обоих концов одновременно с помощью двух домкратов.

Для сохранения целостности структуры и защиты напряженной арматуры от коррозии в каналы впрыскивают цементный раствор марки не ниже 300. Чтобы обеспечить более прочное сцепление бетона со стенками канала и арматурой, раствор готовят на безусадочном или расширяющемся цементе. Качество впрыскивания контролируют через специальные отверстия.

Для предварительного натяжения арматуры резервуаров, силосов и других цилиндрических сооружений используют специальные навивочные машины (рис. 6-13). Они обтягивают стенки резервуаров высокопрочной проволокой снаружи, создавая в бетоне предварительное сжимающее напряжение.

После заливки бетоном резервуара с проектной прочностью в его центр устанавливают опорную стойку, к которой крепят вращающуюся стрелу с двумя тележками. Верхняя тележка скользит по стене резервуара, перемещаясь вдоль нее, в то время как нижняя тележка может подниматься и опускаться по вертикальной раме.

Для перемещения нижней тележки вдоль периметра служит цепь, закрепленная на стене резервуара. На нижней тележке размещены электроприводы для передвижения вдоль периметра резервуара, а также устройство для натяжения цепи.

Бухту проволоки натягивают, закрепляя ее в бухтодержателе навивочной машины, причем один конец проволоки крепится к стене резервуара, а затем начинается намотка. По мере намотки проволоки через каждые 2-3 оборота проволоку периодически натягивают. Правильный шаг намотки обеспечивается передвижением нижней тележки вверх и вниз по вертикальной раме.

Для обмотки арматуры на резервуары диаметром от 10 до 42 м и высотой до 8 м используется машина АНМ-5. Машина АНМ-7 предназначена для обмотки проволоки на резервуары диаметром от 16 до 70 м и высотой до 12 м.

Для защиты арматуры от коррозии наружные поверхности резервуаров торкретируются или штукатурятся высокомарочным цементным раствором.

Сварные стыки проверяются визуально и выборочным испытанием образцов, вырезанных из конструкции в объеме 1% от общего числа соединений. Рекомендуется проводить испытания физическими методами без разрушения соединений. При стабильных результатах количество вырезаемых образцов может быть сокращено до 0,5%.

Отклонения от проектных параметров отдельных элементов арматуры не должны превышать установленных допусков (таблица 6-3).

Ошибки при монтаже армирующей конструкции

Небольшие недочеты могут вызвать серьезные последствия, такие как разрушение фундамента или ухудшение процесса бетонирования. Существует несколько распространенных ошибок при создании каркаса, и важно знать, как ими избежать:

• Когда стержни соединены встык, это приводит к потере прочности каркасной конструкции.
• Во время установки армирующего каркаса прутья располагаются непосредственно у грунта или воткнуты в него. При движении почвы арматура может врезаться в грунт, что приведет к коррозии металла и уменьшению прочности всего фундамента.
• Игнорирование рекомендаций по размещению арматуры приводит к разрушению плиты.
• Если торцы стержней не имеют защитного покрытия, они подвержены коррозии под воздействием влаги из бетонной смеси.
• Особое внимание следует уделить правильной армировке в углах здания и в зонах под несущей стеной.
• Нельзя устанавливать каркас на деревянные бруски или другие неподходящие элементы – это серьезная ошибка. Следует использовать только специальные крепежные элементы. В противном случае влага может проникнуть к металлическим деталям, что может привести к повреждению бетонного основания.

Видео описание

Ознакомьтесь с процессом изготовления опалубки и армирования плитного фундамента в нашем видеоролике.