Все об армировании

Очень полезно разобраться, что такое армирование. Выяснив общие базовые моменты, можно будет уже уточнять, как армировать газоблоки и балки, колонны и дорожные плиты, подстилающие слои и набетонки, сваи и другие строительные элементы на объектах. В завершение стоит ознакомиться с применяемыми материалами и инструментарием, с главными правилами исполнения работ.

С давних пор в строительстве стремятся увеличивать несущие характеристики различных конструкций и сооружений. Решать эту проблему можно за счет подбора материалов и повышения их сечения. Но оба варианта упираются в очевидные технологические ограничения. Поэтому и появился такой прием, как армирование. Он состоит в том, что внутрь вводятся изделия из материала более прочного, чем основная часть здания или его элемента. Несмотря на кажущуюся простоту, подобный подход требует серьезной инженерной и архитектурной проработки.

Чаще всего армируют бетон. Именно с целью его упрочнения выпускается наибольшее количество арматурных элементов. Правильно сделанный и рационально использованный железобетон не подвержен образованию трещин даже при серьезных нагрузках и температурных перепадах. Повышение прочности каждого конкретного строительного элемента оговаривается и проектируется отдельно. Вот об этом и стоит вести речь.

Стоит сразу отметить, что не все строительные конструкции нуждаются в укреплении. Так, для блоков ФБС арматура не нужна по умолчанию. Они принимают только сжимающее воздействие, которое обычный бетон и так отлично переносит без дополнительной помощи. Единственное исключение – если блоки могут подвергнуться изгибу. Гораздо чаще приходится армировать конструкции из газоблоков.

Их подобным образом защищают от воздействия как естественной усадки, так и нагрузки, провоцирующей изгиб. А вот повышать несущую способность газобетона большого смысла нет – она и без того значительна. Это прямо влияет на особенности подбора и использования арматуры.

Иногда строители сталкиваются с круглыми колоннами 400х400. В этом случае важную роль играет процент насыщения колонны арматурными компонентами. Обязательно рассчитываются оптимальные длины и расстояния. В зависимости от сечения и степени нагрузки подбирают необходимые усилительные компоненты.

Нужно армирование и для дорожной плиты. Она неплохо выдерживает сжатие, однако изгиб и другие нагрузки сказываются на этом элементе совершенно негативно. Стандарты поэтому предусматривают всегда усиление деталями из горячекатаной стали. Допускается применение как напряженных заблаговременно, так и не подвергаемых напряжению конструктивных элементов.

В отдельную группу обоснованно выделяют армирование подстилающих слоев и набетонок. Цель такой процедуры – обеспечить однородность рассредоточения нагрузки. Вряд ли нужно пояснять, почему так важен этот момент, и с чем конкретно он связан. Прочность на сжатие и растяжение также важны для любых полов и уличных площадок. Что следует подчеркнуть, так это необходимость тщательно согласовывать между собой устройство разных слоев конструкции.

Внутренние арматурные компоненты обязательно должны соответствовать нормам действующих СНиП. Армировать требуется одинаково и забивные, и буронабивные сваи: все эти варианты чувствуют себя куда лучше, если их усилят.

Повышение прочности перекрытия и ригеля – еще одна часто встречающаяся в строительной практике манипуляция. Такую работу проводят, добиваясь полноценного обустройства несущих и оградительных межэтажных элементов. Она позволяет обеспечить приличные характеристики даже тогда, когда строители сталкиваются с нестандартными конструкциями и задачами. А произойти это может даже в самом обычном с виду здании. В нем тоже приходится «попотеть» иногда, формируя сложную поддерживающую систему.

Следующий важный тип работ – армирование железобетонных перемычек, характерных для оконных и дверных проемов. Балки из железобетона являются наилучшим выбором для решения подобной задачи. Они должны строго отвечать требованиям государственных стандартов качества. Классификация балочных элементов отталкивается прежде всего от их линейных габаритов. Не допускается использование усилителей с трещинами.

Запрещено применять для этой цели усилительные элементы кустарного производства или сомнительного происхождения. Связки между сетками и каркасами изготавливать непосредственно на строительных и ремонтных площадках разрешено. Но в этом случае обязателен строгий инженерный контроль качества.

Что касается армирования пилонов, то оно довольно мало отличается от усиления колонн. Правда, некоторая специфика все же есть, поэтому механически переносить приемы и техническую документацию между этими сферами не стоит.

При сооружении кирпичных домов часто пользуются оформлением облицовочной кладки в полкирпича. Но разумеется, чтобы она стояла долго и стабильно, нельзя обойтись без все той же процедуры армирования. Потребность в ней особенно велика, если:

• присутствует риск проседания земли;

• используются под облицовочной кладкой тонкие столбы;

• местность имеет высокий индекс сейсмической угрозы;

• возводится здание в 2 этажа и более;

• при основной кладке швы не перевязывали.

Но порой приходится усиливать несущие способности самих грунтов. К этому приему прибегают и при жилом, и при промышленном, и часто при дорожном строительстве. Арматурные элементы могут использоваться также там, где важно избежать осыпания, разрастания оврагов, размывания реками. Хотя для этих целей рекомендуют габионы, георешетки – на самом деле это не самостоятельные приемы, а разновидности все того же армирования. Да и возможности классического железобетонного усиления в таких случаях еще далеко не исчерпаны.

Несколько неожиданным моментом при этом может оказаться для многих людей, что требуется часто упрочнение даже обычной штукатурки. Разумеется, никто не вставляет в нее железобетонные балки. Повышение прочности достигается при помощи использования специальных сеток. Но иногда поступают иначе: просто готовят штукатурную смесь с добавкой фиброволокна – его упрочнительный, стабилизирующий эффект не менее внушителен, чем от введения стальных деталей в бетон. Полезно отметить, что введение дополнительных деталей и компонентов требуется не на всем протяжении поверхностей. Тонкие штукатурные покрытия сравнительно неплохо порой держатся даже без усиления. Окончательное решение, впрочем, в любом случае должны принимать специалисты.

В целом сплошное армирование штукатурки проводят:

• при использовании кладки из разнородных материалов;

• в схемах типа «мокрого фасада»;

• на материалах с высокими теплозащитными характеристиками;

• под затирку;

• под покраску.

Разумеется, порой приходится повышать прочность даже ступеней крыльца. Чем оно выше, и чем больше таких ступеней, тем значительнее обычно нагрузка. Полезно проектировать схему упрочнения на бумаге. Использование чертежей позволяет избежать массы ошибок, которые в других случаях были бы совершенно неотвратимы.

Завершить тему можно на армировании фундамента для забора. Его используют, конечно, чтобы повысить надежность и стабильность опоры. Вдобавок арматура исключает воздействие негативных факторов почвы или по крайней мере компенсирует это воздействие в значительной мере.

Армировать таким способом вполне можно как несущие, так и обособленные части построек. Процедура подразумевает использование упрочняющих сеток либо специальных каркасов. Стержневые элементы обеспечивают в норме однородное рассредоточение нагрузок. Что немаловажно, все эти стержни ставятся сразу не поодиночке, а соединяются в сложную систему. Изготавливать их могут не только из стали, но и из композитных полимеров; первые ряды арматуры выкладывают вдоль всего периметра стены.

Такая исполнительная схема выручает при обустройстве пола и другой стяжки. В раствор просто вводят стружку или фибру (в виде волокон). Результат в обоих случаях одинаков: тормозится истирание, повышается механическая жесткость. Конечно, такое решение наиболее приемлемо на промышленном полу. Однако никто не запрещает использовать его и в частном строительстве.

Пользуются дисперсным армированием все шире. Несмотря на многократный рост производства необходимых конструкций и веществ, потребность в них далеко не удовлетворяется. Стоит отметить, правда, что в отечественной практике той же фиброй пользуются еще слишком мало. Во многом это связано с недооценкой ее возможностей. Рекомендации и методы пока еще недостаточно проработаны в силу той же причины.

Этот вариант армирования применяется, если нужно отделывать или ремонтировать что-то. Стабилизация слоев обеспечивается включением в каждый из них специальной сетки. Ее заделывают строго в глубину. Такое решение совместимо и со шпатлевкой, и со штукатуркой. Требования к расчету и исполнению те же самые, что и в других случаях.

Специальное напряжение может создаваться во всей массе бетона. Некоторые случаи, впрочем, подразумевают применение этого метода в точках растягивающих напряжений. Чаще всего интенсивность преднапряжения принимается равной от 5 до 6 МПа. Однако для труб напорного типа из железобетона этот показатель должен быть уже 10-12 МПа. Чтобы обжатие бетона дало строго соответствующий необходимому результат, пользуются сталью с заданным уровнем упругих деформаций.

Поперечное армирование производят сообразно расчету на восприятие усилий. Такое исполнение практикуется около всех участков железобетонных элементов, которые также поддерживаются продольной арматурой. Дополнительно поперечные армирующие элементы призваны задержать развитие трещин. Они же помогут избежать бокового выпучивания в любую сторону. Минимальное сечение конструкций в вязаном каркасе составляет не менее 0,6 см, в противном случае несущая способность не будет обеспечена.

Двойное армирование используют, если критически важна повышенная прочность. Речь идет про продольную арматуру в сжатой зоне. Она будет деформироваться вплоть до одновременного разрушения вместе с бетоном.

Основной исполнительный материал при армировании фундаментов – стальные прутки. В некоторых случаях, как уже говорилось, применяют прутки на полимерной основе. Выбор зависит почти исключительно от приоритетов заказчиков. Горизонтальные конструктивные элементы монтируют вдоль стенок из дерева. В крупных домах применяют не 2, а 3 или 4 ряда арматурных блоков.

Полезно, чтобы толщина блоков составляла не менее 0,8 см. Вертикальные арматурные части так же устанавливают вдоль деревянных стенок. Очень важно, чтобы они позиционировались строго под углом 90 градусов по отношению к поверхности почвы. Поэтому приходится пользоваться специальными контрольными устройствами (отвесами или уровнями). Стальные элементы обычно делаются из сплавов со средним и даже высоким уровнем углерода.

Преимуществами стали являются:

• повышенная механическая прочность;

• надежность;

• стойкость к значительным механическим нагрузкам;

• пригодность для формирования сварных стыков.

Полимерной арматурой также сейчас пользуются все чаще. Наряду с синтетическими веществами, для ее изготовления применяют зачастую и базальт, и стекло. Внешнюю поверхность обязательно покрывают, однако, все теми же защитными полимерными слоями. Непосредственно при монтаже часто применяют подставки (иногда говорят про фиксаторы или стульчики, но это просто синонимы). Проще всего скреплять арматуру не сваркой, а при помощи вязальной проволоки.

Подобный метод одинаково пригоден и для стали, и для неметаллических упрочняющих изделий. Но минус в том, что вязальные хомуты рассчитаны только на средний уровень нагрузок. Применять их для ответственных и сильно нагруженных строений не рекомендуется. В некоторых случаях пользуются вязальными пистолетами. Что касается сварки, то такой подход дорог и требует солидной квалификации от исполнителей.

В случае простых и очевидных решений можно воспользоваться готовыми онлайн-калькуляторами. Именно так обычно обстоят дела в частном домостроении. Отправными точками при расчетах всегда выступают сведения о грунте и о том, каковы будут нагрузки на несущие элементы. Нельзя забывать ни о массе людей и имущества в домах, ни о номинальных значениях снеговой нагрузки. Армирование часто рассчитывают по минимальному сечению и размеру упрочняющих элементов, которые могут воспринять нагрузку определенного уровня.

Стоит помнить, что для ленточных, плитных и столбовых фундаментов есть свои нюансы армирования. Расчет его тоже, конечно, отличается. Итогом вычислений оказывается определение:

• потребности в арматурных элементах;

• необходимого сортамента отдельных конструкций и частей;

• суммарной массы и объема каркаса;

• монтажного шага.

В большинстве случаев все же упрочняют не штукатурку, а обычные строительные конструкции. Поэтому необходимо рассмотреть ключевые нормы армирования железобетона. Самостоятельно согнуть металлическую трубу проще и легче всего с помощью самодельного станка. Время и силы на его обустройство будут компенсированы с избытком. В точках пересечения арматуру обязательно обвязывают.

Смысла приобретать стеклопластиковую арматуру для частного строительства нет. Она может быть выгнута только в условиях обустроенного производства, что часто становится непреодолимой преградой. Стальные изделия желательно гнуть холодными, а если их и разогревают, то надо давать остыть естественным образом на воздухе.

В глубокой траншее обвязку делают внутри. Если же величина траншеи фундамента невелика, то придется связывать арматуру снаружи, и только затем опускать. Обвязка углов должна производиться тщательно. Каждый из них требуется усиливать. Т-образные перекрещивающиеся детали непременно усиливают перемычками и другими элементами.

При закупке арматуры надо внимательно проверять, соответствует ли она ГОСТ 5781-82. Частные застройщики могут не уточнять все параметры, а просто сверять их с тем, что указано в типовом или созданном по спецзаказу проекте. Между прутьями оставляют промежуток не менее 25 и не более 40 см. Это для продольных изделий, а для поперечных – максимум 30 см. Дополнительно:

• рекомендуют не брать для арматуры прутья хуже А400;

• хомуты желательно делать не из гладкой, а из шершавой арматуры;

• вокруг прутьев необходимо поддерживать слой бетона минимум 40 мм, что снижает опасность коррозии;

• стержни каркасных изделий в продольной плоскости стыкуют с нахлестом (его минимальное значение – 20 сечений прута, а максимальное – 250 мм);

• заполнитель для бетона не должен застревать в промежутках стержней;

• монолитные железобетонные конструкции армируют так, чтобы весь каркас находился внутри;

• для свайного фундамента берут продольную рифленую арматуру;

• стены и перекрытия можно упрочнять сетчатыми элементами;

• недопустимо нарушение связей между арматурными элементами.