Надежность и прочность столбчатого фундамента с ростверком во многом зависит от его правильного армирования. Рассмотрены особенности армирования столбчатого фундамента, последовательность работ при армировании, требования к арматуре, расположение арматуры в углах здания и на пересечении с несущими стенами. Также показаны нормативные документы, согласно которым ведется строительство и перечислены ошибки, которые не должны допускаться в ходе работ.
Особенности армирования столбчатого фундамента
Повышение крепости и надежности фундамента достигается его армированием. Бетон выдерживает большие нагрузки на сжатие. Изгибные или растягивающие усилия даже небольшие, разрывают его.
На столб фундамента действуют такие нагрузки:
- на сжатие - вес здания;
- на разрыв - зимой пучение грунта сжимает стенки столба и отрывает его вверх от подошвы;
- на излом/сдвиг, зимой - горизонтальные подвижки грунта при замерзании или летом - сдвиг плотного слоя по водонасыщенному или слабому грунту.
Для нагрузок на сжатие не армируют, а воздействие от пучения грунта полностью устраняют, обернув столб тремя слоями полиэтилена или рубероида. Сдвиговая нагрузка возможна редко, но защищают от нее армированием.
Второй зоной армирования в столбчатых фундаментах, является ростверк. Армирование ростверка свайного фундамента производят только по его нижней и верхней поверхности с учетом толщины защитного слоя бетона.
Требования к арматуре столбов фундамента и ростверка
Для горизонтальной продольной арматуры ростверка берут прутки с регулярным профилем и диаметром 10 - 16 мм. Вертикальные и горизонтальные поперечные участки каркаса - из гладкой арматуры, диаметром 6 - 8 мм.
Для столбов вертикальная арматура - профилированная, горизонтальная - гладкая. Диаметры те же.
Обычно используют прутки марок А I и А III (А 400 С).
Можно использовать новый вид арматуры - композитную. Практика пока не велика, а характеристики у нее хорошие.
Последовательность армирования столбов и ростверка
Столбы армируют вертикальными прутьями. Их варят или вяжут проволокой в каркасы.
На дно ямы насыпают песок, толщиной 200 - 250 мм и сверху такой же слой песка со щебнем. Укладывают не менее 50 - 100 мм бетона для защиты металла от грунтовой влаги и коррозии.
Готовые каркасы опускают в скважины буронабивных свай или ямы под столбы.
Размеры каркаса в сечении должны быть меньше диаметра скважины на 35 - 50 мм с каждой стороны. Этот слой бетона называется защитным. Щелочной реакцией он защищает металл от коррозии.
Выпуски арматуры столбов при изготовлении каркаса загибают горизонтально на длину 30 - 40 диаметров прута. Если дипломированный сварщик умеет правильно, и не перекаливая варить арматуру, загибы не делают.
В ростверк стержни укладывают двумя слоями:
- верхний слой ниже верхнего среза на толщину защитного слоя;
- в нижнем слое, на ту же толщину выше подошвы.
Середина не армируется, тут нагрузок почти не бывает.
Схема расположения прутов арматуры определяется требованиями к частям фундамента:
- для буронабивных свай или железобетонных свайных столбов - требования прочности на срез обуславливается нагрузкой от горизонтального смещения массивов грунта;
- для горизонтального, обычно монолитного ростверка нагрузка будет изгибающей, т. к. балка ростверка расположена концами на опорах, а под средней ее частью опоры почти нет.
Как располагают арматуру в углах ростверка?
Армирование углов ростверка свайного фундамента и пересечения с несущими внутренними стенами нужно вести с загибанием прутов на длину не менее 0,4 - 0,8 м. Отогнутые части горизонтальных прутьев одной стороны ростверка должны заходить на перпендикулярную ей другую сторону и наоборот.
Варить можно не всегда - некоторые марки стали не варятся обычными электродами, возможны перегрев прутков, вытекание металла и ослабление стыков, швов и т. п.
Нормативные документы по столбчатым фундаментам
Количество прутков, марки арматуры, значение диаметров получают в результате расчета столбчатого фундамента профессиональным инженером-строителем. Как и чертежи для его армирования.
Для этого используют такие нормативные документы:
- СП 20.13330.2011 (СНиП 2.01.07-85*) «Нагрузки и воздействия» - терминология и нагрузки на столбчатый фундамент;
- СП 50-101-2004 (актуализация СНиПов 2.02.01-83 и 3.02.01-87) - Свод Правил по фундаментам зданий и сооружений, п. с 12.1 - по 12.8 - общие требования к расчету, расчет столбчатых фундаментов - п. 12.3;
- СП 22.13330.2011 (обновленный СНиП 2.02.01-83) «Основания зданий и сооружений» - нагрузки, глубина заложения, учет грунтовых вод, особенности стадий проектирования;
- СП 63.13330.2012 (актуализация СНиП 52-01-2003) «Бетонные и железобетонные конструкции», расчетные требования в п. 5, 7, 10.
Расчет по документам позволяет точнее определять цену на армирование столбчатого фундамента.
Ошибки при армировании
Наиболее часто встречающиеся ошибки:
- Арматурный каркас устанавливают на грунт. Металл корродирует, расширяется в объеме и рвет бетон в самом важном месте - подошве столбов.
- При установке в скважину каркас не центрируется. Арматура может выйти наружу столба или остаться малая толщина защитного слоя.
- Не выпускается арматура для связей с каркасом ростверка. Монолитный ростверк не сможет противостоять горизонтальным подвижкам грунта, и фундамент может разрушиться.
- При сварке стержней соединения не должны быть на углах и на пересечениях стен.
- При изгибе прутов место сгиба не греют - прут дает микротрещины.
- Арматура в средней части любого железобетонного изделия - грубая ошибка - бетонная балка или плита растягивается или сверху при нагрузке на края и опоре посередине, или снизу - когда опоры по краям, а нагрузка в середине. Эти растягивающие усилия и должна выдерживать арматура. В средней части изделия нагрузок почти нет, и арматура там - выброшенные деньги, время и труд.
- При заливке бетона глубинный вибратор использовать только во внутренней зоне каркаса и аккуратно, чтобы не нарушить его конфигурацию.