Для чего и как производится армирование свай, применяемых для возведения свайного фундамента?

Армирование входит в перечень технологических процессов при производстве буронабивных и железобетонных свай.

Процедура необходима для придания жесткости силовой конструкции, а также предотвращения разрушения опорных элементов при воздействии деформирующих сил со стороны грунта.

Подробнее о технологии, разновидностях армирования свай расскажем в статье.

Нормативы и типы устройства силовой конструкции

Технология армирования предполагает использование трех основных методик:

1. Монтаж армирующего каркаса продольного типа.
2. Продольно-поперечно армирование.
3. Армирование по методу предварительного напряжения.

Принципы устройства силовой конструкции описаны в таких нормативных документах:

• сварные арматурные изделия для ж/б конструкций – ГОСТ 10922-90, ГОСТ 19804.4-78 и ГОСТ 19804.2-79;
• вычисления необходимого расстояния между элементами арматурного каркаса – СП 63.13330.2018;
• требования к качеству металлопроката для армирования свай – в вышеуказанном СП 63.13330, ГОСТ 5781-82, ГОСТ 10884;
• испытание ж/б конструкций на образование трещин – ГОСТ 19804.0.

Продольного типа

По технологии арматура располагают параллельно друг к другу без горизонтальных перемычек. Для свай с сечением 200х200 и 300х300 мм используют 4 прута, а для опорных элементов 350х350 и 400х400 мм – 8 стержней.

Назначение свай с продольным армированием – закладка фундамента в почвах средней плотности (глина, супесь, суглинок) под наземные сооружения.

Такие силовые конструкции обходятся дешевле, но они характеризуются слабым сопротивлением относительно растягивающих и сгибающих нагрузок. Эта особенность ограничивает сферу применения фундамента, исключая строительство гидротехнических сооружений.

Продольно-поперечного вида

Сварная конструкция такого типа состоит из продольных прутьев с приваренной арматурной сеткой или горизонтальными перемычками. По краям каркаса шаг между поперечными элементами составляет 100 мм, в средней части – 200 или 300 мм, если глубина опорной подошвы больше 13 м.

Опоры с армокаркасом продольно-поперечного типа выгодно отличаются устойчивостью к различным нагрузкам в процессе службы, а также свободно переносят столкновения с крупнообломочными породами.

Это расширяет сферу применения свайных фундаментов для строительства сооружений жилищного и промышленного назначения на:

• высокоплотных глинистых,
• песчаных,
• вечномерзлых грунтах,
• а также на участках с каменистыми включениями.

Помимо наземных сооружений, сваи с продольно-поперечным армированием подходят для возведения:

Метод предварительного напряжения

При изготовлении свай в металлическую форму помещают аромокаркас и растягивают его с помощью гидравлических домкратов. Одновременно на прутья оказывают воздействие энергией СВЧ-поля для уменьшения плотности стали. После этого опалубку заполняют раствором.

Когда бетон схватывается, натяжение ослабляют и прутья сжимаются до первоначального состояния. При этом сжимающие силы воздействуют на бетон, в результате чего он приобретает максимальную плотность.

Такой фундамент используют для строительства наземных сооружений, а также возведения построек на воде в геологических условиях, где силовая конструкция будет подвергаться изгибающим и растягивающим нагрузкам.

Какие столбы армируются?

Армированию подлежат все железобетонные свайные фундаменты, которые будут использованы для строительства жилых сооружений, а также построек I класса ответственности.

К таким силовым конструкциям относятся:

1. Забивные опоры.
2. Буронабивные и буроинъекционные столбы.
3. Винтовые бетонные стержни.

С целью экономии собственники могут использовать бетонные сваи без арматуры только в том случае, если их несущая способность и эксплуатационный ресурс удовлетворяет проектным условиям. Как правило, речь идет о строительстве легковесных построек на высокоплотных грунтах, которые могут оказывать незначительной деформирующее воздействие на фундамент.

Например, если буронабивные сваи диаметром 300 мм будут испытывать только вертикальную нагрузку от вдавливания в несущий пласт с высоким сопротивлением, то прочность фундамента будет достаточной без армирования. Металлические винтовые и полые забивные сваи армированию не подлежат.

Особенности для забивных опор

Армирование выполняется на одной производственной линии вместе с остальными этапами изготовления ж/б опор. При этом предприятия могут закупать готовые каркасы у сторонних компании или заниматься их производством самостоятельно. Ближе к концу каркаса пруты загибают к центру, формируя острие сваи.

Для строительства в геологических условиях с высокоплотным грунтом или большим содержанием крупнообломочных пород, острый конец конструкции защищают стальной обоймой. Верхнюю часть каркаса дополнительно оснащают арматурной сеткой с шагом в 50 мм, чтобы укрепить конструкцию для оптимального восприятия ударов молота.

Для изготовления каркаса используют горячекатаные рифленые пруты из стали класса АI и АII (Ø от 12 мм).

Для армирования свай по методу предварительного напряжения применяют металлопрокат из стали марок:

Для буронабивных и буроинъекционных оснований

Необходимость армирования набивного и буроинъекционного основания определяется на этапе проектирования после расчета нагрузок, несущей способности, а также анализа конструкции на возможность деформации.

Армокаркас для фундамента изготавливают из продольной рифленой арматуры класса АI и АII (Ø 10–16 мм). Для горизонтальных перемычек используют гладкий металлопрокат (Ø 6–8 мм).

Соединять конструкции можно двумя способами:

1. Фиксировать прутья вязальной проволокой.
2. Использовать сварочный аппарат.

Места сварочных швов защищают и покрывают гидроизоляционным материалом.

Подготовка к процессу

Когда сборка армокаркаса будет проводиться своими руками, мастеру необходимо предварительно изучить нормативные требования, подготовить оборудование и запастись металлопрокатом в нужном количестве.

Необходимые инструменты

Чтобы сделать армокаркас своими руками, конструктору понадобятся такое техническое оснащение:

• болгарка для резки металлопроката;
• сварочный аппарат и/или вязальный пистолет/плоскогубцы;
• рулетка, карандаш, кисть для защиты швов антикоррозийной грунтовкой.

Определение количества материала

Согласно требованиям из СНиП 52-01-2003 (актуальная редакция СП 63.13330.2018), содержание продольной арматуры в силовой конструкции не должно быть меньше 0,1%. Поэтому сначала рассчитывают опорную площадь фундамента и в соответствии с этим значением подбирают количество прутьев.

Шаг между поперечными перемычками – 1 м. Размер хомутов определяют, исходя из конфигурации каркаса (кольцо, квадрат). Длину арматуры рассчитывают, складывая глубину скважины и высоту ростверка.

Как правило, на один узел идет 30–40 см вязальной проволоки. Удобно вести расчет, имея перед собой чертеж силовой конструкции с нанесенными размерами.

Технология проведения работ

Алгоритм работы следующий:

1. Подготавливают арматуру – нарезают прутья на отрезки нужной длины с помощью болгарки.
2. Изгибают гладкие прутья, придавая им нужную форму.
3. Размещают две рифленых арматуры параллельно друг к другу на рабочей поверхности.
4. Надевают на продольные прутья заготовленные квадраты и фиксируют с помощью сварки или обвязывают проволокой.
5. Переворачивают конструкцию и фиксируют две оставшиеся продольные арматуры.
6. Покрывают металлический каркас гидрофобным составом.

Готовый армокаркас устанавливают внутри скважины и заливают бетонным раствором. Над поверхностью бетона должны выступать прутки для связки с ростверком.

Изготовление арматурного каркаса для буронабивных свай — в видео:

Вся самая важная и полезная информация о свайно-винтовом фундаменте представлена в данном разделе.

Заключение

Технология армирования применяется, чтобы придать свайному фундаменту необходимую прочность и стойкость по отношению к деформирующим нагрузкам, которые возникают в процессе монтажа и эксплуатации. Готовые железобетонные конструкции изначально оснащены армирующим поясом, который закладывается в форму при производстве.

В случае с буронабивными и буроинъекционными сваями изготовить силовую конструкцию можно своими руками по технологии, описанной в статье. Требования к качеству и количеству арматуры контролируются нормативными документами.

Как вязать арматуру на фундамент вручную

Чтобы самостоятельно сделать арматурный каркас для ленточного, столбчатого или свайного фундамента, сетку для плавающей плиты, необходимо научиться правильно вязать продольные и поперечные стыки стержней. Для этого достаточно самодельного или заводского крючка и знания схем расположения арматуры внутри бетонных конструкций.

Правила и схемы вязки арматуры

Наиболее полные рекомендации, как вязать вручную арматуру, приведены в пособии по проектированию от 2007 года НИИЖБ имени Гвоздева. Вязальная проволока должна соответствовать ГОСТ 3282 (выпускается с покрытием 0,2 – 6 мм и без него 0,16 – 10 мм), поскольку не всякая имеющаяся в хозяйстве домашнего мастера проволока после отжига становится мягкой, сохраняет прочностные характеристики.

Специалисты не рекомендуют применение пластиковых хомутов, так как при перемещении бетонов внутри опалубки соединения смещаются вместе со смесью. Для плитных фундаментов промышленность выпускает готовые сварные арматурные сетки, однако доставка их на объект обходится дороже, чем отдельных прутков.

Кроме того, торцы приходится усиливать П-образными элементами вручную. Поэтому для небольших объемов арматурных работ в индивидуальном строительстве вполне достаточно бухты вязальной проволоки, крючка и данной инструкции.

Технология, как правильно вязать арматуру, имеет следующую последовательность операций:

• от бухты отрезается кусок проволоки 20-25 см для диаметров стержней 8 – 16 мм;
• изгибается пополам, заводится под нахлест прутков по диагонали;
• жало крючка продевается в петлю;
• проволочный хомут натягивается;
• свободный край укладывается на ложе крючка;
• вращением жала инструмента создается скрутка в 3-4 оборота;
• после извлечения крючка свободные концы отгибаются внутрь каркаса;

Подобная технология подходит для всех фундаментов, отличаются лишь схемы расположения стержней внутри арматурных конструкций.

Важно! При использовании арматуры от 25 мм сварка стыков является обязательным условием. Связанные проволочными скрутками перекрестия в этом случае могут отламываться под тяжестью конструкционного материала.

Ленточный фундамент

Перед тем, как сделать каркас из арматуры для ленточного фундамента, необходимо учесть основные ошибки самостоятельных застройщиков:

• прямые прутки в углах соединены перехлестом;
• каркасы стоят на подбетонке на вертикальных стержнях;
• в сечении бетонной конструкции арматуры меньше 0,1%;
• не обеспечен боковой защитный слой, прутки соприкасаются на отдельных участках с опалубкой.

Нельзя армировать углы ленточного фундамента простым перехлестом прутков. Армирование производится по специальным схемам анкеровки, представленным ниже.

При армировании ленты следует учитывать особенности этого фундамента:

• при бетонировании МЗЛФ связать арматурный каркас можно внутри опалубки, используя стержни, хомуты и анкеры;
• ленты глубокого заложения армируются перед монтажом щитов, так как проникнуть внутрь опалубки не сложно;
• каркасы можно изготовить в пятне застройки, разместить их по месту в опалубку, после чего, усилить Г-образными или П-образными анкерами в углах;
• подбетонка снижает минимальный размер защитного слоя бетона у подошвы конструкции с 5 см до 2-3 см, для создания нижнего защитного слоя используются специальные пластиковые подставки – “стаканы”;
• при наращивании продольных прутков необходимо обеспечить нахлест от 20 диаметров арматуры, но не менее 25 см;
• запрещено укладывать нижний пояс на камни, кирпичи, обрезки арматуры, допускаются исключительно пластиковые или бетонные прокладки;
• соединения арматуры внахлест должны быть разнесены в разбежку, так чтобы в одном сечении не соединялось более половины сечения всей продольной арматуры.
• существует минимальный процент содержания арматуры в поперечном сечении ленточного фундамента, равный 0,1%;

Схемы армирования углов ленточного фундамента.

Важно! Хомуты (поперечные горизонтальные и вертикальные прутки) необходимы в основном для придания каркасам необходимой пространственной геометрии. Поэтому арматура считается конструкционной, не испытывает нагрузок при эксплуатации. Диаметр принимается равным 6 и 8 мм для длины менее 80 см и более 80 см, соответственно.

Плитный фундамент

Поскольку плавающая плита считается самым дорогостоящим фундаментом, в средней части конструкции может использоваться разряженное армирование. Однако этот метод экономии материалов требует профессионального расчета в специальных программах. Поэтому индивидуальные застройщики чаще всего используют арматурные сетки с одинаковой ячейкой.

Правильно вязать арматуру в сетки не сложно, однако, не обладающие опытом и профильным образованием любители допускают ошибки:

отсутствие связи в торцах – прутки верхнего и нижнего пояса должны быть связаны П-образными хомутами по всему периметру плиты;

С торцов плита армируется П-образными хомутами.

Специальный пластиковый стакан обеспечивает нижний защитный слой.

Чтобы собрать арматурный каркас плиты, верхнюю сетку необходимо зафиксировать на некотором расстоянии над нижним поясом. Для этого применяются столики, лягушки, пауки, прочие элементы с отогнутыми лапками для опирания на нижние ячейки, полками, поддерживающими верхний слой.

Паук из арматуры диаметром 8 мм.

При изгибании арматуры на объекте запрещено нагревать прутки газосваркой. Должны использоваться гибочные станки или обоймы, обеспечивающие нужный радиус изгиба. В местах расположения несущих стен плитный фундамент усиливается дополнительной арматурой, т.е. шаг ячейки уменьшается вдвое.

В плитах с ребрами жесткости под несущими стенами располагаются каркасы по аналогии с ленточными фундаментами, ростверками. Их жестко связывают с сетками плиты, обеспечивают стандартные защитные слои бетона.

Ростверк

Внешняя схожесть ростверка с ленточным фундаментом приводит к ошибкам самостоятельного армирования. Лента испытывает растяжения в подошве от сборных нагрузок коттеджа, в верхней части от вспучивания грунтов. На ростверк силы пучения не действуют никогда, поскольку он отделяется от земли сминаемым слоем пенополистирола или воздушным зазором 10 – 20 см. Однако здесь возникает изгибающий момент в вертикальном направлении в местах жесткого защемления стоек в балки.

Важно! Для ростверка недостаточно сделать стандартный каркас из обвязанных хомутами продольных стержней. Нужно дополнительно усилить верхний ряд возле колонн (сваи и столбы), весь нижний пояс.

Схема правильного армирования узла сопряжения ростверк/свая.

Рекомендации, как правильно вязать арматурные стыки, относятся только к стальным стержням. Не рекомендуется использовать в фундаментах композитную арматуру, которая при появлении растягивающих усилий вначале удлиняется, лишь затем начинает воспринимать нагрузки. Это чревато раскрытием трещин в подошве верхней части бетонных балок фундамента, из которых состоит ростверк.

Столбы и сваи

Конструкция каркасов, использующихся в монолитных железобетонных столбах и сваях схожа с армопоясами ленты и ростверка. Форма сечения может быть нескольких типов:

• при использовании трубчатой опалубки можно сделать каркас квадратного или круглого сечения;
• если столбчатый фундамент заливается в щитовую опалубку, хомуты для связки вертикальных стержней имеют квадратную или прямоугольную форму.
• минимальное число продольных прутков в одном столбе или свае равно 4.

Вязка каркаса для сваи.

Нижняя часть бутобетонных столбов не армируется, так как прутки мешают укладывать внутрь опалубки камни крупного размера. Оголовки бутобетонного столба (1 м от устья) заливается товарным бетоном, армируется коротким каркасом.

На вертикальных стержнях отгибаются под прямым углом лапки для жесткой связки стоек с балками решетчатого ростверка. При этом часть из них должна быть привязана к нижнему поясу, оставшиеся – к верхнему.

Сделать каркас лучше всего самостоятельно, используя проволочные скрутки. В готовых изделиях, которые выпускаются для столбчатых фундаментов, буронабивных свай, все стыки сварные. Это обусловлено высокой технологичностью сварки в сравнении с проволочной обвязкой.

Таким образом, правильно вязать арматурные сетки и каркасы можно самостоятельно в пятне застройки. Для каждого типа фундамента существуют нюансы, изменяются значения защитного слоя бетона. Самым сложным моментом традиционно является анкеровка углов, усиление зон продавливания, растяжения.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.