Совершенствование и развитие сферы индивидуального строительства приводит к появлению новых материалов и способов их применения на стройке. Одно из таких новшеств – это самостоятельное армирование и заливка монолитных плит для перекрытия дома.
Плита перекрытия является одним из самых распространенных железобетонных изделий в строительстве.
Армирование монолитной плиты необходимо проводить строго по технологии. Так как нижний слой арматуру несет на себе основную нагрузку, плита ее не выдержит при неправильном армировании.
Рабочая нагрузка на готовую монолитную плиту для перекрытия направлена сверху вниз. От точки приложения она распределяется равномерно по всей плите. Без правильного армирования такая плита не выдержит нагрузок. Основная нагрузка приходится на нижний слой арматуры. Он работает на растяжение, поэтому должен обладать особой прочностью. Верхняя часть плиты испытывает при этом сжатие, которое бетон и без армирования переносит хорошо.
Монолитные бетонные перекрытия, их армирование можно при большом желании сделать своими руками. Но это потребует больших затрат времени и сил. Перед началом работы необходимо произвести точный расчет изготовления монолитного перекрытия. Такой расчет специалисты делают на компьютере с помощью подключения специального программного обеспечения.
Правильный расчет монолитной плиты для перекрытия и ее армирования имеет ряд преимуществ:
- перекрытие из монолитной плиты будет обладать высокой несущей способностью;
- точный расчет даст оптимальный вариант выбора арматуры, толщины плиты, марки и количества бетона. Все это в совокупности позволяет экономить финансовые средства и время;
- профессиональный расчет дает возможность в качестве опоры монолитного перекрытия использовать не только стены, но также и колонны, расположенные внутри помещения;
- расчет выдаст все необходимые объемы работ и их стоимость;
- можно рассчитать плиту перекрытия нестандартной геометрической формы;
- срок службы перекрытия, сооруженного в строгом соответствии с расчетами армирования, практически неограниченный.
Общие правила
Армирование необходимо выполнить в два слоя. Чтобы соединить стержни в сетку, понадобится вязальная проволока в 1,5 мм.
Выполнить профессиональный математический расчет по силам далеко не каждому. Но существуют общие правила сооружения и армирования самодельного монолитного перекрытия. Согласно этим правилам толщина плиты должна равняться 1/30 длины перекрываемого пролета. Например: при длине пролета 600 см толщина готового монолитного перекрытия будет равна 20 см. Увеличение толщины приведет только к перерасходу дорогостоящего бетона. Если длина перекрываемых проемов не превышает 7 метров, то можно прибегнуть к стандартному варианту расчета. По такому расчету монолитную плиту следует армировать двумя слоями арматуры. Оба слоя выполняются из арматурных стержней А-500С. Они имеют диаметр 10 мм. Стержни укладываются с шагом примерно 150-200 мм. Соединение прутьев в сетку со стороной квадрата 150-200 мм выполняется вязальной мягкой проволокой диаметром около 1,2 – 3,0 мм. Можно плиту армировать с применением сварной стандартной сетки, имеющейся в продаже.
При определении размеров монолитного сооружения следует учесть величину захвата. Это та часть плиты, которая будет опираться на стену. Если стены кирпичные, то величина захвата должна быть 15 см или немного больше. Для стен из газобетона эта величина составляет 25 и более сантиметров. Арматурные стержни обрезаются так, чтобы их торцы были залиты слоем бетона не менее 25 мм толщиной.
После связывания арматурных сеток необходимо правильно разнести их по высоте. При толщине плиты монолитного перекрытия от 180 до 200 мм длина перекрываемого пролета может достигать 6 метров. В таких плитах расстояние между верхней и нижней сеткой арматуры составляет от 105 до 125 мм. Для соблюдения этого расстояния из обрезков арматуры толщиной 10 мм делаются своеобразные фиксаторы. Верхние и нижние горизонтальные части фиксаторов делаются длиной около 350 мм. Высота вертикальных элементов равна 105-125 мм. Эти фиксаторы можно сгибать с помощью самодельного приспособления. Готовые фиксаторы устанавливаются между верхней и нижней арматурной сеткой с шагом около метра. В зоне опоры плиты на стену это расстояние уменьшается до 400 мм.
Для разведения арматурных сеток по высоте используются фиксаторы, которые устанавливаются в шахматном порядке с шагом в 1м.
Простейший расчет показывает, что при правильном армировании на кв. м монолитного бетонного перекрытия толщиной 20 см требуется примерно 1 куб. м бетона марки М200 и выше (лучше М350), 36 кг арматуры марки А-500С, имеющей диаметр 10 мм.
Под нижней сеткой для армирования монолитной конструкции должен остаться слой бетона примерно в 25-30 мм или чуть больше. Таким же слоем покрывается верхняя арматурная сетка. Для соблюдения этого размера под пересечения нижних арматурных прутьев подставляются пластиковые фиксаторы с шагом около 1 метра. Эти фиксаторы продаются в магазинах строительных материалов. Их можно заменить деревянными брусочками, прибитыми или прикрученными саморезами к опалубке. Если их не закрепить таким образом, то они могут всплыть при заполнении опалубки бетонной массой. Это общие правила. Но точный расчет может сделать только профессионал.
Сооружение опалубки
Для изготовления монолитной плиты нужно установить опалубку. Делается она из древесины. Под опалубку устанавливаются специальные телескопические стойки на прочных треногах. Стойки следует надежно закрепить. Количество их должно быть такое, чтобы опалубка не прогибалась под весом бетона. Вес его достигает 300-500 кг на кв. м при толщине слоя 200 мм. Располагаются стойки обычно через каждые 120-150 см. При отсутствии специальных стоек их можно заменить стойками из бруса 100х100 мм сечением или кругляка такого же диаметра.
Опалубка должна располагаться строго горизонтально и не иметь щелей между досками.
Низ опалубки составляет слой листового ламинированного материала. Для этого годится ламинированная фанера. Математический расчет рекомендует использовать листы толщиной 18-20 и более миллиметров. К ламинированной поверхности бетон не прилипает. Можно также использовать простую толстую фанеру, окрашенную масляной краской. К ней бетон тоже не прилипает. Такой материал позволяет получить совершенно гладкую и ровную нижнюю поверхность плиты перекрытия. В самом простейшем варианте могут использоваться обыкновенные обработанные доски. Толщина их должна быть 50 мм. К стойкам фанеру или доски прикрепляют шурупами.
Важно проконтролировать абсолютную горизонтальность опалубки с помощью уровня или других доступных средств. Между щитами фанеры или досками не должно оставаться щелей. Можно сверху опалубку застелить полиэтиленовой пленкой, чтобы жидкий бетон не просочился вниз. Пленка также не даст влаге из бетонной массы впитаться в дерево опалубки. Потеря влаги уменьшает прочность бетона. Небрежно смонтированная опалубка приведет к неровностям нижней поверхности монолитной плиты и к дополнительным трудностям при окончательных отделочных работах.
Низ будущей плиты состоит из слоя бетона для изоляции арматуры толщиной около 20 мм. На него через опоры укладывается арматурная сетка. Вся конструкция заливается бетоном марки М200 или выше.
При ширине перекрываемых пролетов более 8 метров перекрытие армируют высокопрочными канатами. Если при этом монолитная плита будет опираться на колонны, то на местах опоры монтируется дополнительное армирование. Опалубка делается на всю длину плиты.
Бетонирование арматуры
Чтобы при застывании бетон не растрескивался, его необходимо смачивать водой в течении первой недели.
Бетон укладывается на всю площадь перекрытия сразу. Бетонную смесь лучше использовать промышленного приготовления, которая доставляется специальными машинами-миксерами в нужном количестве. Такой бетон лучше самодельного. Он проходит контроль качества, в его состав входят специальные добавки для улучшения свойств.
Уложенный бетон должен хорошо провибрироваться. Лучше всего с этой задачей справится глубинный строительный вибратор. Его можно взять в отделе проката магазина стройматериалов. Вибратор уплотняет бетонную массу, выгоняет из нее воздух и лишнюю воду. После полной укладки всего бетона поверхность будущей плиты заглаживается специальной гладилкой с длинной ручкой. Можно присыпать поверхность тонким слоем сухого цемента.
Схема элементов армирования: опорная арматура; бетон; венец; стержни.
Окружающая температура воздуха при укладке бетона не должна опускаться ниже +5 градусов по шкале Цельсия. При более низких температурах влага внутри бетонной массы может кристаллизоваться. Это приведет к растрескиванию бетона и потере его прочности. Существует присадки, позволяющие заливать бетон при низких температурах, но получившееся изделие будет более низкого качества.
Проектной прочности монолитная плита достигнет в рекомендуемых температурных условиях через четыре полных недели. Первые 2-3 дня во избежание появления трещин на поверхности плиты ее надо периодически смачивать водой. Только таким способом можно достичь необходимой прочности монолита. На время схватывания бетона не обязательно прекращать строительство на объекте. Можно продолжить возведение стен или выполнение других работ.
И последний совет: если расчет монолитного бетонного перекрытия не был сделан на этапе проектирования строительства, за ним лучше обратиться к профессионалам. Не стоит экономить на этом, можно в результате такой экономии остаться в большом проигрыше.
Монолитные бетонные перекрытия, выполненные по расчетам специалистов, будут гарантированно иметь высокое качество. Они будут обладать большой несущей способностью. Профессионально выполненный расчет позволит приобрести нужное количество арматуры и бетона. При наличии колонн в помещении расчет позволит правильно армировать места опоры плиты перекрытия на эти колонны. На глазок это сделать невозможно.
В многоэтажном и частном строительстве невозможно обойтись без плит перекрытия, которые бывают нескольких видов: сборные железобетонные, монолитные и балочные. В частном и малоэтажном строительстве зачастую практикуется процедура самостоятельного армирования плит перекрытий, которые благодаря тандему «бетон и арматура» обладают повышенной прочностью. Кроме того, подобным образом изготавливают лестничные ступени, армированные и арочные перемычки.
Особенности армированных плит перекрытия
Изготовление монолита не обходится без применения арматуры, что выступает связующим материалом в железно-бетонных конструкциях - армированных плитах, лестничных ступенях, армированных и арочных перемычкам. Процесс армирования монолитных плит перекрытия проводится с помощью арматуры, которая имеет сечение 8 - 14 миллиметров, с условием, что плита отличается толщиной до 150 миллиметров. Однако толщина арматуры может варьироваться, зависимо от вида изделия.
Армированные плиты перекрытия позволяют решить концепцию строительства по-настоящему теплых домов. Они используются в жилищном, коммерческом и промышленном строительстве для организации кровли и межэтажных горизонтальных перекрытий. Плиты покрытий и перекрытий позволяют получить в конечном результате теплые межэтажные перекрытия, а также обеспечить надежную защиту от холода чердачных помещений и эксплуатируемых мансард и отсутствие мостиков холода.
Бетонные армированные плиты перекрытий, как и обыкновенный бетон, имеют специализированную маркировку, и на неё рекомендуется при выборе плит обратить свое внимание. Маркируют железобетон пометками, которые состоят из букв и цифр. Смысловая нагрузка букв обозначает тип плиты. К примеру, ПК - плиты перекрытия, ПНО - плиты настила облегченные, либо НВ - настил внутренний. По цифрам, что идут после букв (размещаются через дефис), вы можете распознать размеры плиты: ширину и длину в дециметрах.
Самая коварная в расшифровке - последняя цифра, которая означает допустимые нагрузки на плиту перекрытия в килопаскалях. Важно помнить, что любая единица, которая содержится в последней цифре, значит 100 килограмм на 1 квадратный метр плиты. К примеру, цифра 7 предупреждает вас, что максимальные нагрузки на изделие составляют 700 килограмм на квадратный метр.
При выборе бетонной плиты нужно обращать внимание, что эти конструкции различаться могут не только размерами и своей маркировкой, но также они бывают различными по структуре. Зависимо от поперечного сечения, армированные железобетонные плиты делятся на 3 разновидности: сплошные, ребристые и пустотные. Наиболее продаваемыми и популярными на строительном рынке являются плиты пустотные, которые они имеют много достойных преимуществ.
Подобные плиты перекрытия обладают, в первую очередь, сравнительно небольшим весом, что упрощает процедуру их перевозки и установки. Также подобные плиты лучше переносят испытание деформацией, имеют отличные тепло- и звукоизолирующие свойства. Следует знать, что пустоты в армированных плитах бывают различной формы: овальной, вертикальной или круглой.
Благодаря подобным различиям армированные плиты можно выбрать для конкретных ситуаций, зависимо от природных особенностей и климата местности, в которой вы планируете возводить дом. Полезной информацией при покупке железобетона станет и то, что в случае применения плит перекрытия в качестве только потолка или пола стоит практиковать армирование ребристых плит перекрытия, ребра должны идти лишь с одной стороны.
Достоинства армированных плит перекрытия
Все армированные плиты перекрытия рекомендуется использовать в покрытиях и перекрытиях жилых и общественных построек и сооружений со стенами из ячеистобетонных блоков, кирпича и крупных блоков. Плиты перекрытий подходят для зданий с влажностью воздуха внутри здания до 60% и для построек при наличии на внутренней поверхности стен пароизоляции с влажностью внутреннего воздуха до 75%. Глубина опирания плит перекрытия на несущие стены должна приниматься не меньше 80 миллиметров.
Армированные плиты позволяют не только добиться качественного утепления постройки, но и ускорить сам процесс строительства, а также повысить звукоизоляцию. Незначительный вес армированных плит и бетонных перемычек снижает нагрузку на стены и фундамент, позволяя дополнительно получить экономический эффект при возведении дома. Для процедуры армирования пустотных плит перекрытия не требуется громадная строительная техника, такая как подъемный кран.
Конструкция в конечном результате получается очень прочной, она выдерживает без проблем колоссальные напряжения и воздействие огня на протяжении длительного периода. Для сравнения стоит оговориться, что перекрытие из древесины может огневое воздействие выдерживать только 25 минут, а вот монолитные плиты перекрытия - более часа.
Строительство с использованием плит перекрытия и громадных блоков позволяет возводить здания любой сложности и любых размеров. При изготовлении монолитных плит перекрытия имеется возможность перекрывать помещение, которое имеет неправильную геометрию стен. Таким способом можно создавать даже нестандартные по габаритным размерам перекрытия. Опорой для подобного армированного перекрытия могут выступать не только стены, но также и колонны, что планировку дома делает более свободной.
Схема армирования плиты перекрытия
Если говорить о составляющих, то традиционная схема армирования плит перекрытия выглядит так: рабочие стержни внизу плиты, рабочие стержни вверху, арматура, которая перераспределяет нагрузку, подставки из катанки. Применяемые чертежи могут иметь и некие отличия. Но в любом случае важно правильно рассчитать планируемую нагрузку и необходимую толщину бетона. Толщина рассчитывается из пропорции 1:30, таким образом, чтобы узнать требуемую толщину бетона, нужно разделить длину пролета на 30 — и вы получите оптимальную толщину.
Если толщина плиты более 150 миллиметров, то армирование в этих случаях совершают в 2 слоя, где они друг на друга располагаются и связываются проволокой между собой. Размер ячеек не должен быть больше 200 на 200 миллиметров, но и не меньше 150 на 150 миллиметров. Так, к примеру, если ширина между несущими стенами составляет шесть метров, то толщина армированной плиты должны равняться 0,2 м.
Если вы специально уменьшите толщину бетона, то увеличиться расход металлопроката, если возрастет толщина, то затраты бетона тоже станут больше. Для прочности изделий желательно применять арматуру одинакового сечения. Дополнительное армирование можно проделать при помощи прутьев, что имеют длину 400-1500 миллиметров.
Основные нагрузки находятся на нижней арматуре, а сжимающую нагрузку получает верхняя, с чем отлично справится и бетон. Помните, что процесс армирования монолитной плиты перекрытия следует выполнять на всю длину изделия, а также применять опалубку, которая является важнейшим этапом в монтаже плиты. Вы можете для этого использовать даже дерево - обычные доски 50 на 150 миллиметров или недорогую фанеру.
Главное — прочно и надежно закрепить стойки опалубки, потому что вес бетона, который используется при проведении данной операции, достигает зачастую 300 килограмм на один метр квадратный перекрытия. Единственное, без чего сложно обойтись при установке армированной плиты перекрытия, это телескопические стойки. Это удобный и надежный инструмент. Стойка способна выдерживать 2 тонны веса, в отличие от досок, в которых могут быть микротрещины или сучки.
Армирование плиты перекрытия своими руками
При установке подобного перекрытия очень важным будет правильный расчет армирования плит перекрытия. Для плит перекрытия в домашних условиях рекомендуется применять горячекатаную стальную арматуру, что имеет класс А3. Диаметр такой арматуры составляет 8 - 14миллиметров и зависит от расчетной нагрузки.
Плиту принято армировать в два слоя. Первую сетку прокладывают в нижней части плиты, вторую - в верхней. Сетки должны располагаться в средине бетона, защитный слой, создаваемый опалубкой, должен быть не меньше 15-20 миллиметров. Арматуру в сетку связывают с помощью вязальной проволоки. Размеры ячеек 200 на 200 или 150 на 150 миллиметров.
В сетке арматура должна быть цельной, без разрывов. Если не хватает длины арматуры, дополнительную арматуру нужно подвязать с нахлестом, который равняется 40 диаметрам арматуры. Если вы армируете перекрытие арматурой d - 10, то необходимо сделать нахлест в 400 миллиметров. Стыки арматуры должны располагаться в шахматном порядке, в разбежку. Края нижней и верхней арматуры в сетках следует между собой связывать П-образным усилением.
Нагрузки на железобетонную плиту передаются сверху вниз и распределяются на всю площадь покрытия. Таким образом, можно сделать подобный вывод: основной рабочей арматурой является нижняя, испытывающая растягивающие нагрузки. Верхняя получает нагрузки на сжатие. В инженерных расчетах нужно просчитывать дополнительные арматурные усиления, но существуют и общие правила.
При процедуре армирования нижней сетки дополнительную арматуру прокладывают между несущими опорами в средине. При связке верхней сетки прокладывают усиления над несущими опорами. Также нужна дополнительная арматура в местах скопления отверстий и нагрузок. Дополнительное армирование делают отдельными хлыстами, что имеют длину 400 - 2000 миллиметров, зависимо от ширины пролетов. Нижнюю сетку усиливают между несущими стенами в проеме.
Верхнюю сетку нужно усилить над несущими стенами. Армирование плит перекрытия своими руками в местах, где они опираются на колонны, сильно отличатся от традиционного армирования, эти участки дополнительно требуют создания объемных усилений.
Плиту перекрытия заливают с помощью бетононасоса. При заливке необходимо в обязательном порядке уплотнить бетон, для чего обычно применяют глубинный вибратор. Процесс твердения бетона будет сопровождаться его усадкой, которая возрастает при высыхании бетона, и появляются на его поверхности микротрещины. Поэтому на протяжении 2-3 дней после совершения заливки бетоном рекомендуется пролить данную конструкцию водой. Бетон лучше увлажнять не прямой струей, а путем разбрызгивания.
Надежное армирование монолитного фундамента
Использованием исключительно одного, пусть даже качественного бетона, нельзя обеспечить надежность и долговечность конструкции. В плитном монолитном фундаменте бетон – это только строительный материал, а оптимальную прочность, способность нейтрализовать внешние воздействия от нагрузок можно только благодаря арматурному поясу.
Поэтому надежные и долговечные монолитные фундаменты, на которых часто возводят высотные бетонные здания, имеют мощное армирование, причем в данном случае часто могут применять сразу несколько различных видов арматуры в зависимости от допустимых нагрузок, структуры почвы и размеров плиты.
Какое армирование используется для монолитной плиты?
Так выглядит условно чертеж армирования монолитной плиты. Но в реальности, схема существенно отличается − она более детальная, так как нужно предусматривать множество факторов и параметров.
Учитывая размеры и массу железобетонной плиты, для армирования лучше использовать:
- Для вертикальных поясов прутья с внешним диаметром до 10 мм.
- Для горизонтальных поясов – до 14 мм.
- Для перемычек подходит и 8 мм.
Если используется композитная арматура, то диаметр несущих элементов может быть и меньшим, но количество прутьев нужно увеличивать. В большинстве случаев, схема расположения арматуры предусматривает использование прутьев с диаметром до 5% от толщины самой плиты. Тогда будет достигнута максимальная эффективность конструкции при минимальных финансовых расходах.
В отличие от ленточных фундаментов, монолитная плита армируется неравномерно. В зонах с минимальной нагрузкой каркас будет ослабленным, а вот на углах здания, на пересечения несущих стен, армирование уже будет значительно мощнее, так как это зоны продавливания − максимального давления, где возникают деформационные сдвиги.
Армирование по ширине плиты
Принимается стандартный квадратный размер плиты, где шаг арматурного каркаса будет одинаковым в любых направлениях. Для бетонных зданий армирование делают с интервалом 200−400 мм, для кирпичных зданий достаточно 200 мм, чертеж будет напоминать шахматную доску.
Для легких каркасных зданий шаг будет еще меньшим, ведь нагрузка на фундамент значительно меньшая, но тут также многое зависит от типа почвы и ее несущих способностей. Но, в соответствии с СП «Бетонные и железобетонные конструкции», максимальное расстояние между стержнями не должно составлять 1,5 толщины плиты в целом.
Что такое зоны продавливания и их влияние на армирование
В местах, где на фундамент влияет основная нагрузка от несущих конструкций здания, возникает дополнительное напряжение. Оно влияет не только на распределение бетона, но и на степень его амортизации. Чтобы нейтрализовать влияние массы несущих конструкций, в местах соединения несущих стен и основания используется сплошной ряд армирования.
Если арматура в центре плиты имеет шаг 200 мм, то в зоне продавливания шаг будет уже 100 мм и даже меньше. В расчетах и будущей схеме армирования плиты будет указано максимально допустимое расстояние между вертикальными арматурными звеньями.
Оптимальным решением в таких случаях будет:
- Разработка подробного проекта арматурного каркаса с указанными расстояниями между поясами.
- Выполнение рабочей схемы армирования.
- Вынос вертикальных стержней выше основания, чтобы соединить несущие стены и фундамент арматурным поясом, а не оставлять только бетонное соединение.
На данный момент, в соответствии с ГОСТ 5781-82, существуют следующие типы стальных арматур:
- А240 (АІ). Это гладкие прутья, больше используются для вертикального армирования, в монолитных основаниях не используются.
- А300 (АІІ). Прутья с рабочим диаметром 10-12 мм, имеют внешний периодичный профиль с кольцевыми насечками.
- А400 (АІІІ). Имеет серповидный профиль, большой рабочий диаметр и оптимальный для монолитной плиты.
Выбор арматуры для монолитного фундамента зависит от множества факторов.
Как связывать арматурный каркас
Некоторые чертежи уже предусматривают метод соединения, если проведен расчет допустимой нагрузки на основание. Но большинство строителей используют метод сварки или связывания. Сварку сейчас мало используют, ведь из-за длительного локального нагрева металл меняет свою структуру и слегка деформируется. А вот связывание обеспечивает достаточную гибкость. Для связывания рекомендуется использовать мягкую прочную стальную проволоку диаметром 3−4 мм, а также плоскогубцы или зажимы.
Принцип армирования монолитной плиты:
- Сначала нужно сделать опалубку, на внутренней части за 5 см от края установить рулонную гидроизоляцию.
- Затем установить на расстоянии до 5 см от песчано-гравийной подушки горизонтальный арматурный пояс, укрепить его колышками или уплотнителями. Арматура не должна соприкасаться с подушкой и боковыми стенками опалубки.
- С интервалом 200−400 мм устанавливают вертикальные прутья, в нижней кромке связываются с горизонтальным поясом. С целью увеличить прочность здания, в углах армирование устанавливают чаще, дополнительно усиливают продольными прутьями.
- Горизонтальные пояса монтируют с интервалом 15 см, но учитывают толщину плиты. В некоторых случаях дистанцию можно уменьшить, но не увеличивать. Последовательно связывают вертикали с горизонтальным поясом.
- Выводят вертикальный слой арматуры выше залегания верхней кромки фундамента. Она затем свяжется с нижним краем несущих стен.
По окончании армирования вся конструкция заливается бетоном.
Типичный пример расчета арматурного каркаса для монолитного фундамента
Для расчета берется монолитная плита с габаритными размерами 6х6 метров, толщина плиты для частного дома 20 см. В примере будет использоваться расчет арматурного пояса в зоне сопряжения:
- Площадь фундамента: 1,2 кв. метра.
- Минимальная площадь арматуры 1,2*0,3% = 36 кв. см.
- Площадь арматуры для одного горизонтального пояса с учетом интервала между поясами 100 мм составит 36/2 = 18 кв. см.
В ГОСТ 5781-82 есть весь допустимый ассортимент арматурных прутьев с их поперечным сечением и допустимой длиной. Поэтому, для данного примера целесообразно использовать 12 стержней с диаметром 14 мм каждый. Затем нужно сделать чертеж будущего каркаса, чтобы посчитать необходимое количество арматуры. Для стороны длиной 6 метров целесообразно принимать шаг горизонтального пояса 300 мм, а для вертикального – 300 мм с использованием арматуры диаметром 8 мм.
Если свести все данные в таблицы с учетом использования П-образных соединительных арматурных хомутов, тогда для армирования монолитной плиты площадью 36 кв. м придется купить и вложить 515,2 м арматуры с диаметром 12 мм и 56 м с диаметром 8 мм.
Как правильно армировать плитный фундамент?
Главный элемент, определяющий прочность строения – фундамент. Именно поэтому до начала строительных мероприятий следует определиться с видом основания, применяемыми материалами, выполнить расчёты. Отдавая предпочтение цельному основанию для возведения будущего объекта, обязательно выполните армирование монолитной плиты фундамента.
Для выполнения мероприятий по усилению конструкций понадобится стальная арматура, объединённая в жесткий каркас. Это позволит повысить прочностные характеристики основы, увеличить срок эксплуатации здания, установленного на монолитном фундаменте.
В материале статьи остановимся детально на том, как правильно выполнить армирование фундаментной плиты. Рассмотрим этапы строительных мероприятий, позволяющие сформировать надежное и долговечное основание здания.
Строительство любого дома невозможно без устройства прочного и надежного фундамента, который является основой для всего строения
Технология формирование монолита
Комплекс мероприятий по устройству монолитной основы включает следующие этапы:
- разметку и очистку площадки;
- извлечение земли под котлован требуемого размера;
- формирование дренажной системы;
- засыпку и уплотнение песчано-гравийной основы;
- выполнение гидроизоляции;
- сборку и фиксацию опалубки;
- установку арматурного каркаса и ;
- бетонирование.
Надежность монолитной основы определяет не только качество бетонного раствора, но и правильно выполненное усиление. Остановимся на этой операции более детально.
О необходимости армирования
До выполнения строительных мероприятий обязательно разберитесь, каким образом выполняется армирование монолитной плиты фундамента. Абсолютно не обоснована ошибочная позиция скептиков и дилетантов, считающих, что затвердевший бетонный раствор без усиления арматурой обладает высокой прочностью и сможет выдержать массу строения. Это совершенно не так.
Армирование фундамента с помощью металлических арматурных прутьев укрепит опоры будущего строения и предотвратит образование трещин в бетонной конструкции
Необходимость армирования связана с особенностями бетона, который отлично воспринимает сжимающие нагрузки, но восприимчив к изгибающим моментам, растягивающим усилиям.
При строительстве здания на монолитном основании, нагрузки на фундамент распределяются неравномерно. Результат – возникновение изгибающего момента, вызывающего появление трещин, нарушение целостности, как основания, так и всей постройки. Помните, что сжимающие усилия воспринимает бетонный массив, а стальная арматура компенсирует изгибающий момент. Армирование фундаментной плиты позволяет исключить воздействие негативных факторов.
Усиление стальными прутками позволяет:
- повысить прочностные характеристики монолитной основы, способной воспринимать повышенные усилия, по сравнению с обычной плитой без арматуры;
- предотвратить возможность усадки здания, связанную с недостаточной прочностью основания;
- не допустить деформации цельной бетонной плиты под воздействием реакции грунта.
Действующие стандарты регламентируют механизм армирования монолитных оснований, применяемых для возведения различных объектов. Усиление бетона стальной арматурой позволяет обеспечить высокую степень надежности основы будущей постройки.
Устройство монолитной плиты должно полностью отвечать всем требованиям по нагрузкам и типу грунта на участке строительства
Расчетная часть
Цельная фундаментная плита обеспечит устойчивость возводимого здания, если правильно составлена схема армирования монолитной плиты фундамента.
Правильно рассчитанный монолитный фундамент обеспечит устойчивость строения на проблемных почвах с близко расположенными водоносными слоями. Расчет позволит сформировать надежное цокольное основание здания. Составив чертеж основания, выполнив расчёты, можно определить параметры основы, рассчитать потребность в арматуре. Отдав предпочтение не глубоко заглубленной плите, расположенной на уровне почвы, отпадает необходимость в рытье глубокого котлована, связанного со значительными финансовыми затратами.
Экономия денежных средств, снижение трудовых затрат обеспечивается формированием основы со следующими характеристиками:
- Глубиной приямка – 0,3-0,5 м.
- Толщиной бетонной плиты – 0,15-0,3 м.
Для выполнения строительства необходима схема армирования плитного фундамента. Ее несложно разработать самостоятельно, зная габариты, особенности конструкции здания. Самостоятельно разработанный чертеж позволит оценить стоимость строительных мероприятий, профессионально подойти к выполнению работ по армированию.
Такая плита полностью заливается бетонной смесью, перед заливкой производится установка арматурного каркаса, который во много раз усиливает конструкцию
Зная габариты основания и, ориентируясь на интервал между стальными прутками и массу одного погонного метра арматуры, не сложно рассчитать количество стальных стержней необходимого сортамента.
Алгоритм выполнения расчёта потребности в арматуре, расположенной с шагом 20 см, рассмотрим на примере основания, имеющего габаритные размеры 900х700 см:
- потребность в продольных стержнях одного уровня каркаса определяем путем деления длины плиты на расстояние между стержнями – 900:20=45 прутков (длиной 7 метров). Количество продольной арматуры на две стороны составит 45х2=90 элементов;
- суммарное количество поперечно расположенных элементов определяем аналогично: 700:20х2=70 прутков (длиной 9 метров);
- рассчитываем общий метраж стержней усиления: 90х7+70х9= 1260 метров;
- определяем массу необходимой для усиления фундамента арматуры, зная вес погонного метра стального прутка. Например, для стержня диаметром 14 мм, погонный метр которого весит 1,21 кг, получаем: 1260х1,21=1524,6 килограмм.
Заказ прутков осуществляется в тоннах. Следует, руководствуясь полученным значением, заказывать незначительно увеличенное количество стержней с учетом отходов, связанных с резкой материала.
Схема армированной монолитной бетонной плиты
Что необходимо для армирования?
Прием армирования повсеместно встречается практически во всех областях строительства. С его использованием делают ступеньки для лестниц, крыльцо из бетона, монолитные плиты для перекрытий. Суть армирования заключается в органичном совмещении разных материалов в единое целое. Например, арматуры и бетона. Бетон обладает по своей природе очень высокой прочностью, но при этом слишком хрупкий на излом. Металл, входящий в состав арматуры, эластичен. Поэтому сочетание этих двух материалов создает некую синергию, то есть свойства железобетона значительно лучше и полезней свойств бетона или металла по отдельности. Железобетон способен выдержать такие вибрации и колебания, которые никогда не перенесет обычный бетон. По своей сути арматура играет роль некого скелета для изделий из бетона, ведь без нее он просто бы рассыпался на куски при первой же нагрузке.
Что нужно знать об армировании перекрытий
Для осуществления армирования бетона применяют арматурный стальной прут. Его толщина варьируется от 8 до 14 мм при толщине плиты до 150 мм. при покупке готовых плит перекрытий необходимо учитывать то обстоятельство, что они выпускаются на заводах сплошными, ребристыми и пустотелыми. Особой популярностью пользуется последний вариант. Это обусловлено тем, что благодаря пустотам внутри бетонного монолита, такие плиты обладают относительно небольшим весом, прекрасными показателями теплоизоляции, плохой звукопроницаемостью, а также неплохо выдерживают деформацию.
Производят плиты перекрытия из тяжелого марок бетона. Их стандартные размеры характеризуются тремя величинами: длина – 4, 5 или 6 м, толщина – 140, 180 либо 220 мм, допустимая нагрузка – 150, 190 или 230 кг/м2.
При этом стоит понимать, что покупные плиты при укладке всегда образуют стыки, которые могут быть и ступенчатыми, что отрицательно влияет на ровность поверхности, образуемой ими. Если же произвести армирование монолитной плиты перекрытия своими руками, то мы получим однородную и ровную поверхность без стыков.
Каковы возможности армирования
Применение конструкций из армированного бетона позволяет не только утеплить здание, но и ускорить в значительной степени процесс его возведения. Относительно небольшая масса плит с арматурой уменьшает нагрузку на фундамент. Сама же конструкция получается достаточно прочной и может выдержать не только длительное и значительное напряжение, но и серьезное воздействие огня. При пожаре армированные бетонные плиты перекрытий удерживают здание в течение часа, в то время, как деревянные рушатся уже через 25 минут.
Использование монолитных плит перекрытия с арматурой дает возможность возводить здания и сооружения с любой степенью сложности. С их помощью достаточно легко можно поправлять геометрические особенности помещения, а также создавать нестандартные перекрытия, как по размерам, так и по форме. Так как опорами для таких плит являются не только стены здания, но еще и различные арки с колоннами, возможности планировки возрастают в разы.
Как можно своими руками изготовить монолитную плиту перекрытия
В строительной литературе можно встретить очень простую формулу, с помощью которой легко рассчитать толщину перекрытия. Берут длину пролета и делят ее на 30. Полученный результат является оптимальной толщиной будущей плиты. Классическая схема армирования плит предполагает размещение рабочих стержней в верхней и в нижней частях плиты. Это перераспределяет нагрузку всей арматуры и упоров из катанки. При толщине плиты менее 80 мм, вполне достаточно будет использовать не арматурный прут, а проволочную сетку. Только нужно сделать так, чтобы она находилась внутри монолита. Для этого сетку приподнимают на 2,3 см над заливаемой поверхностью.
Арматурный прут между собой связывают проволокой или скрепляют сваркой. Первый способ более быстрый и удобный. Для связывания используют специальный крючок, который можно изготовить самостоятельно, а можно приобрести в магазине. В случае, когда плита предполагает толщину около 150 мм или даже больше, потребуется сделать два слоя арматуры. Слои делают друг над другом, скрепляя между собой перемычками. Размер получающихся ячеек должен варьироваться от 150 до 200 мм. Для нормальной прочности при самостоятельном изготовлении плиты перекрытия стоит использовать прут с одинаковым сечением. Чтобы прочность еще больше увеличить, можно привязать арматуру прутьями длиной от 40 до 150 мм к основной конструкции.
Распределение нагрузки на всю конструкцию происходит таким образом, что основная ее доля приходится на нижний слой арматуры. При этом верхний слой подвержен сжимающим воздействиям подобно бетону. Армирование производится путем заливания бетона в опалубку по всей поверхности перекрытия.
В целом весь процесс создания бетонной плиты перекрытия делится на три составляющие: монтаж опалубки, армирование и заливка бетона. Рассмотрим их все.
Создание опалубки
Опалубка для заливки монолитного перекрытия напоминает горизонтальную «палубу» из специальной влагостойкой фанеры, толщина которой 18-25 мм или сколоченной плотно обрезной доски толщиной 40 мм. Устанавливают ее по надежным поддерживающим балкам из деревянного бруса (80-100х100 мм), расположенным горизонтально.
Горизонтальные брусковые балки поддерживаются прочными вертикальными стойками, которые бывают готовыми, специальными (телескопическими) либо приготовленными самостоятельно из цельного бруса 100х100 мм, кругляка, имеющего диаметр 80-100 мм, а также прочных металлических труб или швеллера.
Для определения потребности в материалах для сооружения опалубки, нужно вычислить площадь всего перекрытия и его толщину. Последняя бывает от 10 до 20 см, в зависимости от того, какая ширина пролета и планируемая при будущей эксплуатации нагрузка. Прочность опалубки должна быть такова, чтобы без малейшей деформации выдержать вес бетона и той арматуры, которая будет в него вмурована. При толщине перекрытия в 20 см, вес образующейся плиты составляет около 500 кг на каждый м2. Поверхность опалубки лучше всего делать из обычной или ламинированной 20-миллиметровой фанеры. При использовании фанеры с ламинированным покрытием вы получите идеально гладкий потолок, не требующий большого объема отделочных работ. Высоту установки опалубки определяют с использованием нивелира или строительного уровня. Для этого отбивают горизонтальную линию, которая должна соответствовать высоте будущего перекрытия, по периметру всего пролета.
При использовании телескопических стоек их устанавливают в первую очередь по краям, применяя треноги и унивилки (короны). По стойкам устанавливают балки продольного направления на расстоянии в 2 м. Только после этого можно устанавливать промежуточные стойки. Не обязательно делать треноги на все. Обычно достаточно снабдить этой конструкцией 30 – 40% стоек. Расстояние между промежуточными опорами делают из расчета мощности перекрытия и толщины самих стоек. Усреднено на одну стойку с нагрузкой 900 – 1200 кг должно выделяться не более 1 м2 опалубки.
Если принято решение использовать самодельные стойки, то их длина должна соответствовать высоте установки нижней части продольных балок. Устанавливают самодельные стойки с шагом в 1 м на твердое основание или толстые обрезки доски с достаточной площадью. По продольным лагам помещаются поперечные на расстоянии друг от друга в 0,5 м, а сверху на них укладываются листы толстой фанеры. Верхняя поверхность этой конструкции обязана быть строго горизонтальной и отвечать заранее зафиксированному уровню.
При применении для верхней части опалубки обрезных досок, они должны быть совмещены вплотную, а поверх них кладется плотная полиэтиленовая пленка либо рубероид. По всему периметру дощатой опалубки монтируется бортик равномерной высоты, соответствующей толщине перекрытия. По углам его нужно надежно соединить.
Как самостоятельно произвести армирование бетонной плиты перекрытия
Стальная арматура класса А3 производится методом горячего проката. Она бывает от 8 до 14 мм в диаметре с гладкой или ребристой поверхностью. Она лучше всего подойдет для самостоятельного создания монолитного армированного перекрытия. Первую сетку монтируют в нижней части предполагаемой плиты, а вторую соответственно в верхней. Опалубка должна быть выставлена таким образом, чтобы обе сетки находились внутри монолита плиты. Расстояние от верхней сетки до поверхности должно быть не менее 2 см. В сетку арматуру нужно связывать вязальной проволокой, образуя ячейки со сторонами 200 или 150 мм. Сегодня существуют специальные машинки для вязки арматуры, но можно это делать и обычным ручным крючком.
Использование сварочного аппарата целесообразно только тогда, когда вы хорошо умеете с ним управляться, так как неумелые действия могут привести к истончению прутьев в местах сварки, что обязательно приведет к разрушению. По всей длине сетки разрывов быть не должно, поэтому при недостаточности длины прутьев, их следует наращивать внахлест не менее 50 см. При этом все стыки нужно размещать в шахматном порядке. По всем краям сетки связываются в П-образные фигуры. Изгибать пруты нужно только при острой необходимости без нагревания. Перекаливание металла нарушает его внутреннюю структуру, что может привести к перелому прута. В тех местах, где предполагаются дополнительные нагрузки, армируют в особом режиме с дополнительными прутьями. При армировании следует и учитывать те места, где будут проходить инженерные коммуникации. По возможности в них лучше сразу оставить отверстия, вставив отрезок трубы. Особо требует усиления вся площадь опоры на стены и колонны. В последнем случае усиления должны быть объемными.
Заливка бетонной смеси
После того, как вся сетка из арматуры будет связана, можно приступить к ее заливке. Для этого лучше всего использовать бетононасос. Если же объем работ не очень велик, то вполне можно справиться и без него. В таком случае вам понадобятся хотя бы два помощника, которые будут замешивать бетон в бетономешалке и поднимать его вам для заливки. В процессе заполнения опалубки бетонным раствором нужно периодически производить уплотнение смеси. Лучше всего для этого подойдет специальный строительный вибратор, но при неимении такового можно просто время от времени ритмично постукивать молотком по опалубке или открытым частям арматурной сетки.
В процессе затвердевания происходит значительная усадка бетона, что при ускоренном процессе высыхания может привести к возникновению микротрещин. В связи с этим на протяжении нескольких дней залитую плиту нужно поливать водой, тем более в жару. Однако нужно знать, что воду стоит разбрызгивать из шланга с дождевальной насадкой или лейкой, так как прямая струя может повредить поверхность еще не схватившегося бетона. Иногда для избежание появления трещин под самый нижний слой кладут специальную полимерную сетку, а всю остальную конструкцию сооружают уже поверх нее. В других случаях полимерную сетку применяют в качестве основного армирующего элемента. Это делают там, где невозможно соорудить арматуру из прутьев и даже проволоки.
Полное застывание бетона произойдет не раньше, чем через 3 – 4 недели. До этого времени не стоит производить какие-либо работы на объекте и разбирать опалубку. По истечении этого срока опалубка демонтируется и получается бетонная плита перекрытия, которая является черновым потолком для помещений под ней. Таким способом можно создавать даже криволинейные перекрытия любой конфигурации.
При строительстве собственного дома или коттеджа вполне возможно создать самостоятельно бетонные плиты перекрытия с арматурой внутри. Эта конструкция намного надежнее и долговечнее деревянной, но сооружать ее стоит только на прочных бетонных или кирпичных стенах. Использование в качестве стенового материала легкобетонных блоков или древесины исключает такую возможность, так как такие стены могут не выдержать вес железобетонного перекрытия.
