Коровин Сергей Дмитриевич
Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.
Армирование монолитной плиты — это сложная и ответственная задача. Конструктивный элемент воспринимает серьезные изгибающие нагрузки, с которыми бетону не справится. По этой причине при заливке монтируют арматурные каркасы, которые усиливают плиту и не дают ей разрушаться под нагрузкой.
Как правильно армировать конструкцию? При выполнении задачи нужно соблюдать несколько правил. При строительстве частного дома обычно не разрабатывают подробный рабочий проект и не делают сложных расчетов. Из-за небольших нагрузок считаю, что достаточно соблюсти минимальные требования, которые представлены в нормативных документах. Также опытные строители могут заложить арматуру по примеру уже сделанных объектов.
Плита в здании может быть двух типов:
В общем случае армирование плиты перекрытия и фундаментной не имеет критических отличий. Но важно знать, что в первом случае потребуются стержни большего диаметра. Это вызвано тем, что под элементом фундамента есть упругое основание — земля, которое берет на себя часть нагрузок. А вот схема армирования плиты перекрытия не предполагает дополнительного усиления.
Армирование фундаментной плиты
Арматура в фундамент в этом случае укладывается неравномерно. Необходимо усилить конструкцию в местах наибольшего продавливания. Если толщина элемента не превышает 150 мм, то армирование для монолитной плиты фундамента выполняется одной сеткой. Такое бывает при строительстве небольших сооружений. Также тонкие плиты используются под крыльца.
Для жилого дома толщина фундамента обычно составляет 200—300 мм. Точное значение зависит от характеристик грунта и массы здания. В этом случае арматурные сетки укладываются в два слоя друг над другом. При монтаже каркасов необходимо соблюдать защитный слой бетона. Он позволяет предотвратить коррозию металла. При возведении фундаментов величина защитного слоя принимается равной 40 мм.
Диаметр армирования
Перед тем как вязать арматуру для фундамента, потребуется подобрать ее сечение. Рабочий стержни в плите располагаются перпендикулярно в обоих направлениях. Для соединения верхнего и нижнего ряда используют вертикальные хомуты. Общее сечение всех прутов в одном направлении должно составлять не менее 0,3% от площади сечения плиты в этом же направлении.
Пример армирования
Если сторона фундамента не превышает 3 м, то минимально допустимый диаметр рабочих прутов назначается равным 10 мм. Во всех остальных случаях он составляет 12 мм. Максимально допустимое сечение — 40 мм. На практике чаще всего используют стержни от 12 до 16 мм.
Перед закупкой материалов рекомендуется посчитать массу необходимой арматуры для каждого диаметра. К полученному значению прибавляют примерно 5 % на неучтенные расходы.
Укладка металла по основной ширине
Схемы армирования монолитной плиты фундамента по основной ширине предполагают постоянные размеры ячейки. Шаг прутьев принимается одинаковым независимо от расположения в плите и направления. Обычно он находится в пределах 200—400 мм. Чем тяжелее здание, тем чаще армируют монолитную плиту. Для кирпичного дома рекомендуется назначать расстояние 200 мм, для деревянного или каркасного можно взять большее значение шага. При этом важно помнить, что расстояние между параллельными прутами не может превышать толщину фундамента более чем в полтора раза.
Обычно и для верхнего, и для нижнего армирования используют одинаковые элементы. Но если есть необходимость уложить пруты разного диаметра, то те, которые имеют большее сечение укладывают снизу. Такое армирование плиты фундамента позволяет усилить конструкцию в нижней части. Именно там возникают наибольшие изгибающие силы.
Основные армирующие элементы
С торцов вязка арматуры для фундамента предполагает укладку П-образных стержней. Они необходимы для того, чтобы связать в одну систему верхнюю и нижнюю часть армирования. Также они предотвращают разрушение конструкции из-за крутящих моментов.
Зоны продавливания
Связанный каркас должен учитывать места, в которых изгиб ощущается больше всего. В жилом доме зонами продавливания будут участки, в которых опираются стены. Укладка металла в этой области осуществляется с меньшим шагом. Это значит, что потребуется больше прутов.
Например, если для основной ширины фундамента использован шаг 200 мм, то для зон продавливания рекомендуется уменьшить это значение до 100 мм.
При необходимости каркас плиты можно связать с каркасом монолитной стены подвала. Для этого на этапе возведения фундамента предусматривают выпуски металлических стержней.
Армирование монолитной плиты перекрытия
Расчет арматуры для плиты перекрытия в частном строительстве выполняется редко. Это достаточно сложная процедура, выполнить которую сможет не каждый инженер. Чтобы заармировать плиту перекрытия, нужно учесть ее конструкцию. Она бывает следующих типов:
Последний вариант рекомендуется при выполнении работ самостоятельно. В этом случае нет необходимости устанавливать опалубку. Кроме того, за счет использования металлического листа повышается несущая способность конструкции. Самая низкая вероятность ошибок достигается при изготовлении перекрытия по профлисту. Стоит отметить, что оно является одним из вариантов ребристой плиты.
Перекрытие с ребрами залить непрофессионалу может быть проблематично. Но такой вариант позволяет существенно сократить расход бетона. Конструкция в этом случае подразумевает наличие усиленных ребер и участков между ними.
Еще одни вариант — изготовит сплошную плиту перекрытия. В этом случае армирование и технология похожи на процесс изготовления плитного фундамента. Основное отличие — класс используемого бетона. Для монолитного перекрытия он не может быть ниже В25.
Стоит рассмотреть несколько вариантов армирования.
Перекрытие по профлисту
В этом случае рекомендуется взять профилированный лист марки Н-60 или Н-75. Они обладают хорошей несущей способностью. Материал монтируется так, чтобы при заливке образовались ребра, обращенные вниз. Далее проектируется монолитная плита перекрытия, армирование состоит из двух частей:
- рабочие стержни в ребрах;
- сетка в верхней части.
Наиболее распространенный вариант, когда в ребрах устанавливают по одному стержню диаметром 12 или 14 мм. Для монтажа прутов подойдут инвентарные пластиковые фиксаторы. Если нужно перекрыть большой пролет, в ребро может устанавливаться каркас из двух стержней, которые связаны между собой вертикальным хомутом.
В верхней части плиты обычно укладывается противоусадочная сетка. Для ее изготовления используют элементы диаметром 5 мм. Размеры ячейки принимаются 100х100 мм.
Сплошная плита
Толщина перекрытия чаще всего принимается равной 200 мм. Армирующий каркас в этом случае включает в себя две сетки, расположенные друг над другом. Такие сетки нужно связать из стержней диаметром 10 мм. В середине пролета устанавливают дополнительные пруты усиливающей арматуры в нижней части. Длина такого элемента назначается 400 мм или более. Шаг дополнительных прутов принимают таким же, как шаг основных.
В местах опирания нужно тоже предусмотреть дополнительное армирование. Но располагают его в верхней части. Также по торцам плиты нужны П-образные хомуты, такие же как в фундаментной плите.
Пример армирования плиты перекрытия
Расчет армирования плиты перекрытия по весу для каждого диаметра стоит выполнить до закупки материала. Это позволит избежать перерасхода средств. К полученной цифре прибавляют запас на неучтенные расходы, примерно 5%.
Вязка арматуры монолитной плиты
Для соединения элементов каркаса между собой пользуются двумя способами: сварка и связывание. Лучше вязать арматуру для монолитной плиты, поскольку сварка в условиях строительной площадки может привести к ослаблению конструкции.
Для выполнения работ используют отожженную проволоку, диаметром от 1 до 1,4 мм. Длину заготовок обычно принимают равной 20 см. Существует два типа инструмента для вязания каркасов:
Второй вариант существенно ускорят процесс, снижает трудоемкость. Но для возведения дома своими руками большую популярность получил крючок. Для выполнения задачи рекомендуется заранее подготовить специальный шаблон по типу верстака. В качестве заготовки используют деревянную доску шириной от 30 до 50 мм и длинной до 3 м. На ней делают отверстия и углубления, которые соответствуют необходимому расположению арматурных прутов.
Такой монолитный участок работает как плита, опирающаяся на соседние сборные плиты. Для этого у него предусмотрена выгнутая корытом рабочая арматура, диаметр которой зависит от ширины участка (расчетной длины плиты этого участка) и нагрузки на перекрытие. Продольная арматура – конструктивная, она создает армирующую сетку, но нагрузки не несет. По верху широкого монолитного участка также укладывается противоусадочная сетка из гладкой арматуры малого диаметра.
На рисунке приведены примеры армирования двух монолитных участков в жилье (безо всяких дополнительных нагрузок в виде теплых полов и кирпичных перегородок).
Как видите, участки бывают разной ширины, но задаваясь целью выполнить широкий монолитный участок, опирающийся на плиты, нужно всегда проверять, а выдержат ли его плиты перекрытия. Это самый важный момент в конструировании монолитных участков. Несущая способность плит перекрытия бывает разной (от 400 до 800 кг/м 2 – без учета веса плиты).
Допустим, мы имеем две сборные плиты шириной 1,2 м, между которыми расположен монолитный участок шириной 0,58 м. Несущая способность плит 400 кг/м 2 , т.е. один погонный метр такой плиты может выдержать 1,2*400 = 480 кг/м.
Посчитаем нагрузку на 1 погонный метр плиты от монолитного участка толщиной 220 + 30 = 250 мм = 0,25 м. Вес железобетона равен 2500 кг/м 3 , коэффициент надежности по нагрузке 1,1.
0,25*1,1*2500*0,58/2 = 199 кг/м.
На два мы делили, т.к. монолитный участок опирается на две плиты, и на каждую из них приходится половина нагрузки.
Помимо веса монолитного участка у нас есть нагрузка на плиты от конструкции пола (140 кг/м 2 ), от перегородок (50 кг/м 2 ) и временная нагрузка от веса людей, мебели и т.п. (150 кг/м 2 ). Умножая это все на коэффициенты и на ширину сборной плиты плюс половину ширины монолитного участка, и прибавив нагрузку от собственного веса монолитного участка, мы получим итоговую нагрузку на каждую сборную плиту:
1,3*140*(1,2 + 0,58*/2) + 1,1*50*(1,2 + 0,58*/2) + 1,3*150*(1,2 + 0,58*/2) + 199 = 929 кг/м > 480 кг/м.
Мы видим, что нагрузка получилась больше, чем может выдержать плита. Но если взять плиту с несущей способностью 800 кг/м 2 , тогда один погонный метр такой плиты может выдержать 1,2*800 = 960 кг/м – надежность конструкции будет обеспечена.
Таким образом, нужно всегда проверять несущую способность плит в зависимости от габаритов монолитного участка, ширины плиты и нагрузок, на нее воздействующих.
Даже в профессиональных схемах раскладки перекрытий часто встречается монолитный участок между плитами в зданиях сложной конфигурации. Забетонировать этот кусок гораздо проще, чем отлить сплошную плиту, так как нижний, верхний уровень заданы по умолчанию, отсутствует боковая опалубка, достаточно нижнего щита. Одним из вариантов является использование сборно-монолитного перекрытия СМП.
Технология монолитного участка перекрытия
В индивидуальном строительстве чаще используются плиты стандартной высоты 220 мм. Это необходимо учесть при армировании самодельного участка, обеспечив минимально возможный защитный слой 15 – 30 мм. Если монолитный участок между перекрытиями будет выступать над соседними, потребуется увеличение толщины стяжки при отделке полов.
Заводские перекрытия имеют пустоты, в которых удобно протягивать электрокабель. В самодельной плите коммуникации необходимо замуровать перед заливкой, чтобы не долбить бетон позже. Данная методика часто применяется для изготовления люков. Если проемы для лестниц вырезаются в плитах, изготовленных промышленным способом, нарушается схема армирования, конструкция теряет несущую способность, становится опасной для эксплуатации.
Опалубка
Монолитный участок между плитами заливается на щит, который необходимо подпереть снизу стойками. Простейшие расчеты сечений пиломатериалов – самый бюджетный вариант для индивидуального застройщика, показывают, что для опалубки могут использоваться доски, брус с минимальными размерами:
- стойки – 65х50 мм, древесина 2 сорта минимум
- балки, прогоны – 100х50 мм, сортность не ниже указанной
- доски палубы – толщина 25 мм, ширина любая, сортность аналогична предыдущему варианту
В этом случае конструкция выдержит вес бетонного перекрытия без провисания, изменения геометрии.
Стойки
Монолитный участок между перекрытиями по умолчанию имеет боковую опалубку, которой являются торцы ж/б изделий, уложенных на место. Остается разместить под нижней поверхностью доски, заведя их края под существующие плиты ПК, проконтролировать плоскостность, отсутствие прогиба в любую сторону. Для этого необходимо выполнить действия:
- опереть на два столба балку возле каждой стены – длина зависит от размера участка, укладываются поперек плит
- уложить на них прогоны – балки 100х50 мм на ребро, монтируются вдоль плит
После чего, между крайними стойками монтируются остальные столбы, обеспечивающие горизонтальность балок, прогонов, досок палубы. При выборе древесины 2 сорта прочность изгиба пиломатериала недостаточна. Кроме нижней обвязки столбов досками 25 мм, необходимой для предотвращения сдвига при заливке, дополнительно используется аналогичная обвязка на уровне 1,3 – 1,5 м. Все столбы сшиваются «дюймовкой» поперек, вдоль, образуя жесткую пространственную конструкцию.
Для облегчения распалубки используются наращиваемые стойки:
- они изготавливаются меньше проектной высоты
- наращиваются кусками в верхней части, которую достаточно открутить при демонтаже
При распалубке вначале демонтируются нижние бруски стоек, затем снимаются балки с верхними кусками стоек. После чего, демонтируется палуба с прикрученными к ней прогонами. В дальнейшем весь пиломатериал пригоден для строительства стропильной системы. Если выбрать древесину I сорта, можно сократить расходы доски «дюймовки» на обвязку стоек в средней части.
При необходимости фиксации элементов опалубки к существующим стенам лучше использовать анкеры с металлическими гильзами. Они легко извлекаются из кладки после распалубки в отличие от дюбель-гвоздей, пластмассовые элементы которых извлечь из стены практически невозможно.
Палуба
На этом этапе монолитный участок между плитами оснащается палубой поверх прогонов. Края досок заводят под существующие плиты перекрытия, середина лежит на балках, что обеспечивает жесткость конструкции.
Щели между досками запениваются изнутри опалубки (сверху), доски укрываются полиэтиленовой пленкой. Это позволит сохранить воду в бетоне, облегчит распалубку, предотвратит растрескивание плиты перекрытия. Дощатая конструкция удобна для разводки инженерных систем – отверстия любого диаметра высверливаются коронками, сверлами без проблем на любом участке.
При ширине пустотного участка меньше 1 м часто используется технология без стоек, балок:
- из досок, ОСБ, многослойной фанеры сооружается палуба, заходящая под соседние плиты на 20 см с каждой стороны
- через каждые 0,5 – 0,8 м в палубу пропускаются проволочные хомуты (от 6 мм)
- в местах прохождения проволоки на плиты укладываются куски бруса сечением от 7 х 5 см
Палуба притягивается проволочными закрутками через брус к нижним плоскостям уложенных плит, армируется, заливается по стандартной технологии. Не рекомендуется пробивать в торцах плит отверстия для арматуры, так как они ослабляют конструкцию пустотных изделий ПК. Проволочные хомуты обрезаются УШМ при распалубке заподлицо, часть остается внутри монолитного куска.
Армирование
Для повышения ресурса перекрытия используется арматура не ниже A-III периодического сечения (горячекатаная) диаметра 10 – 16 мм. Основными нюансами армирования являются:
- наращивание стержней – стандартной 6 м длины часто не хватает, при стыковке используются куски, нахлест должен быть больше 40 диаметров прутка
- стыки – при наращивании в двух соседних стержнях продольный шов должен быть смещен на 60 диаметров минимум
- изгиб – если плита заходит на стену с выемкой в средней части для лучшего сцепления силового каркаса здания, прутки сетки изгибаются внутрь этого ребра жесткости, ответные стержни, выходящие из кладки, заводятся в плиту
Для вязки стыков ячеек применяется проволока 1 – 2 мм, узлы создаются ручными, механическими крючками, самодельной оснасткой, установленной в шуруповерт либо специальным вязальным пистолетом.
Участок между плитами может армироваться готовой либо связанной на месте эксплуатации сеткой. В первом случае снимают размеры продольных, поперечных стержней с учетом 4 см защитного слоя с каждой стороны. Сетки вяжутся на ровных площадках, укладываются на палубу поверх пленки на прокладки 15 – 30 мм. Чаще применяются бетонные бруски 10 х 10 см либо пластиковые подставки с крестообразными прорезями для арматуры.
Для верхнего слоя эти приспособления не годятся ввиду небольших размеров. Здесь используются хомуты, скобы, столики разных форм, конструкций. Основной задачей этих элементов является поддержка верхней сетки в проектном положении (на 15 – 30 мм ниже плоскости плиты).
Для изгибания арматуры применяются самодельные приспособления. Например, кусок 50 – 70 см трубы с приваренным к одному его краю оправкой 10 – 15 см обеспечит необходимый радиус (5 диаметров прутка), позволит снизить усилие.
Коммуникации
Участок между плитами может содержать узлы ввода инженерных систем. Закладные, пустотообразователи устанавливаются после или перед армированием в зависимости от места расположения, конфигурации, размера. Например 11 см крестовину канализации лучше смонтировать до укладки сеток, гильзы для стояков водопровода можно устанавливать на любом этапе.
Пустотообразователи сложной формы необходимы для специфических коммуникаций. Поэтому их обычно изготавливают из пенопласта, пенополистирола, нарезая куски одинакового формата для достижения нужной длины из 5 см листа.
Для жесткой фиксации, отсутствия подвижек легких полимерных фитингов, пенополистирольных пустотообразователей при заливке перекрытия используется технология:
- заглушки надеваются на фитинг
- фиксируются саморезами снизу сквозь палубу
- либо заглушка прикручивается шурупами сверху
- затем на нее надевается фитинг
На эти участки, заливаемые самостоятельно, могут опираться внутренние лестничные марши. Для них необходимо:
- выпустить арматуру нижней сетки
- изготовить ступень для опирания ж/б конструкции марша с ответным посадочным местом
- установить опалубку для лестничного проема/люка
Для выпуска арматуры потребуется изготовить пропилы в деревянном щите перемычки цепной пилой. Надеть доску на арматуру, пропустив ее в пропилы, запенить оставшиеся щели. Ступени, выемки создаются прикручиванием к опалубке узких планок изнутри.
Заливка
Перед укладкой бетона между плитами перекрытия рекомендуется загрунтовать торцы существующих плит для повышения адгезии. Основными рекомендациями для бетонных работ являются:
- сброс смеси с 1 м максимум (лучше в 0,5 м) – предотвращается расслаивание материала
- направление укладки – постоянно в одну сторону до полного заполнения
- укладка за один прием – габариты пролета обычно это позволяют
- уплотнение бетона – для повышения прочности перекрытия следует выгнать из смеси воздух, перемешать наполнитель наконечником глубинного вибратора, опуская его в раствор через 40 – 60 см
- пленка – должна присутствовать на объекте на случай дождя, быть немного больше заливаемого участка
- вязкость – не допускается применение жидких бетонов, необходимая текучесть придается этому конструкционному материалу не водой, а вибратором
Бетону противопоказан солнечный ультрафиолет, жаркая засушливая погода, мороз. Укрывание мешковиной, опилками, песком позволяет смачивать поверхность без разрушения. Пленка летом защищает от солнечных лучей, зимой обеспечивает принцип термоса, сохраняя образующее при гидратации цемента с водой тепло.
Марка бетона выбирается в соответствии с нормативами СП 63.13330 для ж/б конструкций:
- плотность – 1 800 – 2 500 кг/м 3
- прочность сжатия – от В7,5
Водонепроницаемость, морозостойкость для конструкций, эксплуатируемых внутри помещений, особого значения не имеет. При самостоятельном изготовлении бетона необходимо учесть, что вероятность растрескивания резко снижается, если используется наполнитель различных фракций с непрерывным рядом зерен. Песок не должен превышать 1/3 от всего объема заполнителя.
Обработка швов
После заливки между плитами перекрытия, вновь изготовленным участком могут остаться наплывы. Их шлифуют алмазной оснасткой для УШМ («болгаркой») тарельчатого типа. Если в проект заложен наливной, теплый пол, стяжка, выравнивание стыков не обязательно. Для лучшего сцепления двух соседних ж/б конструкций в боковых гранях заводских плит могут изготавливаться штробы при наличии соответствующего инструмента.
Эти выемки при укладке бетона заполняются смесью, две плиты получаются практически монолитными. Качество нижней грани плиты обычно уступает заводским аналогам, поэтому чаще применяется отделка натяжными, уровневыми потолками.
Подобная технология очень удобна при изготовлении люков или лестничных проемов. Эти технологические отверстия можно усилить диагонально расположенными возле них стержнями, резко повысив прочность железобетона. Если вырезать люк в заводской плите, нарушается целостность арматурных сеток, что ослабляет конструкцию по умолчанию. Это особенно актуально при смещении проема в середину плиты.
Технология монолитного участка самодельного перекрытия позволяет заполнять пустоты при раскладке плит без снижения конструкционной прочности. Даже без предварительного натяжения арматуры плиты обладают высоким ресурсом при соблюдении указанных требований.
