Армирование монолитной подпорной стены

Тонкости армирования подпорной стены

Благоустройство загородного участка со сложным рельефом местности начинается с армирования подпорной стенки – инженерного сооружения, предназначенного для удерживания и разграничения грунта при перепадах высот и сложных рельефов.

Материалом для изготовления может служить кирпич, дерево, бетонные блоки и армированный бетон. Самым сложным, с точки зрения дачника или частного домовладельца, считается устройство монолитной железобетонной подпорной стены. Если заливка бетонной смеси в опалубку для многих домашних умельцев не представляет особых проблем, то технические тонкости армировки обычно известны только специалистам по строительству.

После прочтения нашей статьи этот вопрос перестанет быть «тайной под семью печатями» и позволит быть в курсе предстоящего объема работ по созданию надежной «невидимки» — стальной опоры в монолитной железобетонном сооружении.

Содержание

1. Немного теории из «скучного» сопромата.
2. Подготовительные работы. Муки выбора:сталь или композит?
3. Узнаем отличия между рабочей и монтажной арматурой.
4. Тайны арматурного «скелета».
5. Как правильно выбрать арматурные стержни?
6. Двашага армирования монолитной конструкции.
   • Шаг первый. Армирование подошвы.
   • Шаг второй. Армирование стенки.
7. Полезные советы и рекомендации по армированию.

Немного теории из «скучного» сопромата

Армирование подпорной стены придает монолитной конструкции необходимую прочность и надежность. Сооружение, согласно теории сопромата, воспринимает следующие нагрузки:

• Боковые нагрузки от сдерживаемого грунта. При этом развиваются боковые усилия, вызывающие смещение конструкции стены. Если усилия значительные или неправильно подобрана и смонтирована арматура, может произойти опрокидывание стенки. Грунт, который поддерживает армированный монолит, будет сползать и образовывать «призму обрушения». Графический чертеж распределения бокового давления грунта на подпорную конструкцию в сопромате называется эпюрой. И если рассмотреть этот график растягивающих усилий, можно даже не специалисту понять, в каком месте конструкции будет максимум нагрузок, а значит именно в этой плоскости нужно будет установить рабочую арматуру.
• Нагрузка от собственного веса железобетонной подпорной стены. Монолитный бетон с арматурным каркасом внутри имеет свой определенный вес, усилия от которого направлены вниз, к подошве основания. Ближе к краям нижних обрезов плиты нагрузки будут возрастать и создавать максимальное давление, направленные на грунтовое основание. Поэтому в этих зонах риска необходимо предусмотреть установку дополнительной арматуры, воспринимающей продольную нагрузку от собственного веса и исключающей развития деформации конструкции стены в этой плоскости.
• Вес грунта на уровне подошвы подпорной стенки.В свою очередь грунтовое основание оказывает на подошву подпорной конструкции свою нагрузку, аналогичное действию выпячивания и направленную вертикально вверх. Усилия при однородном составе грунтов,равномерно распределяется по всей стене. К верху конструкции нагрузки максимально возрастают и именно на эти места приходится пик всехрастягивающих усилий от веса грунта. Все эти особенности хорошо видны на эпюре изгибающих моментов, которые могут вызвать опрокидывание стены в верхней плоскости.

Вот так скучная наука «Сопротивление материалов», помогает понять — где и в каком месте нужно установить арматурный каркас.

Как известно,в железобетонном строительном изделии металлический каркас воспринимают основные нагрузки, а бетон обеспечивает его целость и связывает воедино арматуру с бетонной смесью в единый монолит.Важно правильно подобрать вид сечение арматурных прутьев, определиться какой стержень в арматурном каркасе будет воспринимать максимальные нагрузочные усилия. Самостоятельный подбор арматуры и расчет технических параметров конструкции подпорной стены можно произвести с помощью онлайн – калькуляторов, которые предлагают различные интернет — ресурсы.

С более подробным расчетом габаритов подпорной конструкции и расчетом арматуры, можно ознакомиться в сборнике СНиП 2.09.03-85 «Проектирование подпорных стен и стен подвалов».В издании представлен подробный расчет по устойчивости подпорных стен на опрокидывание, на сдвиг конструкции под действием поддерживаемого грунта, даны формулы по определению числового значения прочности, трещиностойкости и прочности грунтового основания подошвы подпорных стен.

Подготовительные работы. Муки выбора: сталь или композит?

Прежде чем приступить к заготовке арматурных прутков, следует определить с выбором материала арматуры. Несколько десятков лет в строительстве применялись исключительно стальные арматурные стержни и другой альтернативы просто не было. В 90-х годах прошлого столетия у абсолютного лидера в области строительной индустрии – стальной арматуры, появился сильный конкурент- композитная арматура, которая по некоторым техническим характеристиками намного превышает показатели традиционного продукта. Стальная арматура вследствие своих физико-механических свойств успешно справляется с растягивающими и сжимающими усилиями, легко монтируется и, самое главное, имеет доступную цену.

Но среди массы достоинств стальные стрежни имеют один большой минус:

• Подверженность коррозии.
• Повышенная электропроводность.
• Зависимость от электромагнитного воздействия.

Каждый их этих факторов оказывает отрицательное воздействие на арматурную сталь. Например, корродированные стальные прутья постепенно разбухают, вызывая увеличение растягивающих нагрузок на бетон. На поверхности железобетона начинают раскрываться деформационные трещины, монолит начинает крошится и ускоряется износа всей монолитной подпорной конструкции.

Многим частным застройщикам и дачникам, выбирающих арматуру для своей подпорной стены, понятие «композитная арматура» совсем незнакомо. Если не вдаваться в технические тонкости, композитными стержнями называют неметаллические арматурные прутья из прочных волокон стекла, базальта, углерода с пропиткой полимерными связующими и впоследствии отвержденные.

Композитные стержни маркируются по типу используемого волокна:

• Стеклопластиковая (АСП).
• Базальтопластиковая (АБП)
• Углепластиковая (АУП).

В процессе производства поверхность композитной арматуры обрабатывается кварцевым песком или подвергается процессу рифления. Такие мероприятия предназначены для лучшего сцепления композита с бетонной смесью.

Плюсы композитных арматурных прутьев:

1. Прочность на растяжение в 2,5 -3 раза превышает показатели стальных арматурных изделий.
2. Небольшой удельный вес.
3. Отличная стойкость в условиях применения в агрессивной среде.
4. Композитные прутья не подвергаются процессам коррозии и не коробятся.
5. Монтаж проводится без использования сварочного аппарата.
6. Стоимость композитных прутьев в три раза дешевле, чем стоимость стальной арматуры.

Для более подробного сравнения технических показателей арматуры из стали и композита рекомендуется ознакомиться со сравнительной таблицей этих двух типов арматурных стержней.

Вид арматуры	Ед. измерения	Стальные арматурные стержни класса А 3	Композитная арматура АСК
Материал	Сталь	Стеклопластик
Прочность на растяжение	Мпа	390	1000
Показатель упругости	Мпа	200 000	50 000
Теплопроводность	Вт/м	46	0,46
Коэффициент линейного расширения	αх10 -5 /°C	13 — 15	9 — 12
Плотность	Т/М3	7,85	2,0
Устойчивость к коррозии	Низкая	Высокая
Диаметры	От 6 до 16	4 — 20
Длина	До 12 метров	По личной заявке покупателя
Долговечность	Согласно нормам СНиП	До 80 лет

Как видно из сравнительной таблицы, композитная арматура мало в чем уступает привычной стали. И если необходимо возвести небольшую подпорную бетонную стенку в частном дом или декоративное поддерживаемое сооружения в саду или даче, можно без всякого риска использовать композитные арматурные изделия. Строительство массивных подпорных сооружений большой высот лучше всего армировать привычной стальной арматурой.

Узнаем отличия между рабочей и монтажной арматурой

В расчетах арматурных каркасов часто встречаются словосочетания «рабочая арматура» и «распределительные стержни». Для многих дачников и частных застройщиков эти понятия малознакомы и непонятны.Как известно, в теле монолитной железобетонной конструкции подпорной стены арматурный каркас устанавливается в местах наибольшей концентрации растягивающих и сжимающих усилий:

1. Рабочая арматура в арматурном каркасе служит для восприятия основных растягивающих и сжимающих нагрузок, в вертикальной части подпорной конструкции она устанавливается в продольном направлении,где развиваются максимальные растягивающие и сдвигающие деформации.По этой причине диаметр рабочих стержней должен быть не менее 10 мм из стали рифленой стали класса A-III.В подпорной стенке продольная арматура в обязательном порядке должна быть одинакового диаметра.
2. Распределительные арматурные стрежни равномерно распределяют нагрузку в рабочей арматуре, а в пространственном каркасе или сетке «отвечают» за совместную работу всех арматурных элементов. Другое функциональное назначение распределительных прутков заключается в фиксации рабочей арматуры и не допустить ее смещения во время заливки бетоном. По правилам армирования для этой цели используется гладкая горячекатаная проволока диаметром от 5 до 8 мм класса Вр — 1 или же арматура класса А.
3. Хомуты, монтажная арматура – дополнительные элементы арматурного пространственного каркаса служат для защиты конструкции от раскрытия косых трещин и для соединения арматурных сеток в единый каркас.

В зависимости от вида нагрузок, действующих на бетонную конструкцию, габаритных размеров монолита, вида грунтов арматурный каркас может укрепляться конструктивной арматурой, воспринимаемой нагрузочные усилия от усадки бетонной смеси или температурных перепадов.

Арматурные стержни с периодическим рифленым профилем обладают большим сопротивлением к выдергиванию в 2- 3 раза больше чем гладкая арматурная сталь.

Тайны арматурного «скелета».

Подпорная арматурная стенка армируется:

1. Пространственным каркасом с продольной рабочей арматурой диаметром от 10 до 16 мм, устанавливаемой с интервалом от 150 до 250 мм.
2. Поперечные стержни в объемном каркасе изготавливают из гладкотянутой проволоки диаметром от 5 до 8 мм и устанавливают с шагом от 200 до 300 мм.
3. Все остальные элементы: хомуты, монтажные стерни и конструктивную арматуру устанавливают по мере необходимости и изготавливают из арматурных стержней не больше диаметра продольной арматуры.

Таблица минимальных диаметров стержней в зависимости от расположения в арматурном каркасе

Как правильно выбрать и подготовить арматурные стержни?

Для лучшего сцепления с бетоном и правильной работы в условиях эксплуатационных нагрузок, арматура должна соответствовать следующим требованиям:

• Металлические прутки тщательно очищаются от продуктов коррозии щетками по металлу или дисковой пилой-болгаркой со специальной зачистной насадкой.
• Арматура освобождается от наледи, снега и следов старой краски.
• Поверхность в обязательном порядке обезжиривается.
• Искривленную арматуру необходимо выпрямить и выровнять.

Строители для проверки арматуры на прочность применяют простой метод: без предварительного нагрева загибают прут на 180 градусов.Если на поверхности арматурного прутка нет видимых трещин, то сталь считается пригодной для монтажа.

Два шага армирования монолитной конструкции

Конструкция подпорной стенки состоит из вертикальной стены и подошвы основания. Если первый элемент конструкции подпорной стенки – вертикальная часть, представляет собой видимую часть и ее функциональное назначение вполне понятно, то обязательное устройство второй части – подошвы, требует понятного пояснения. Все дело в том, что опорная подошва, как якорь, удерживает вертикальный массив от опрокидывания.Считается, что ширина подошвы и устойчивость стены находятся в прямой зависимости.

На верхнюю и нижнюю части подпорной конструкции действуют различные усилия, поэтому и армироваться эти элементы монолитного сооружения должны по разному.

Шаг первый. Армирование подошвы.

В зависимости от размеров и объема подпорной конструкции, нижнюю часть армируют плоскими арматурными сетками или пространственными арматурными каркасами.

1. Вначале собирается арматурная сетка,состоящая из рабочей (продольной) арматуры и распределительной (поперечной).
2. Прутки соединяются между собой с помощью мягкой вязальной проволоки и специального вязального крючка.
3. Арматурную сетку собирают таким образом,чтобы от края квадратной ячейки оставались выпуски не менее 100 мм.
4. Если одной плоской сетки недостаточно, то собирают пространственный каркас, состоящей из двух плоских сеток. Готовые сетки размещают в верхней и нижней части конструкции опорной подошвы.

После сборки и установки арматуры в подошве фундамента можно переходить к следующему этапу армирования.

Шаг второй.Армирование стенки.

Вертикальная часть подпорной стенки армируется отдельными стержнями или арматурными пространственными каркасами. Технологический процесс армирования начинают с нижней части стенки. Установку арматуры производят в следующем порядке:

1. Вначале монтируются вертикальные стержни, которые в обязательном порядке увязываются с арматурными выпусками подошвы стенки. Соединение арматуры производится внахлест.
2. Вертикальные рабочие стрежни соединяются в конструкцию каркаса поперечной распределительной арматурой.
3. Правильность монтажа продольной арматуры проверяют строительным отвесом каменщика. Если шнур показывает отклонение продольной арматуры от вертикали, то необходимо исправить положение стержня.
4. Соединение стержней удобно производить вязальной проволокой из оцинкованной стали.

По окончании арматурных работ проверяется надежность крепления пространственного арматурного каркаса, что бы арматурная конструкция не смещалась во время бетонирования.

Диаметр армирующей прослойки и ее конфигурация зависит от размеров, формы подпорной стены и рельефа участка.

Если планируется возвести поддерживающую конструкцию высотой до 1000 мм, разграничивающей легкие грунты, то можно воспользоваться готовыми металлическими армирующими сетками из гладкой проволоки диаметром от 5 до 8 мм и впоследствии соединить их в единый пространственный каркас.

Полезные советы и рекомендации по армированию

Процесс армирования подпорной стены – очень ответственный и важный процесс. Ведь именно этим стальным пруткам предстоит воспринимать всю нагрузку от перепадов высот сложного рельефа местности. Чтобы во время эксплуатации построенного сооружения не возникало не нужных проблем, рекомендуется ознакомиться с советами и рекомендациями специалистов:

1. Бывают случаи,что возведенная монолитная бетонная стенка оказалось меньшей высоты и не вполне функциональная.Принимается неверное решение дорастить уже залитую бетонную конструкции.В этом случае место стыковки старой конструкции и новой его части будет «слабым звеном» и в этом месте будут наращиваться разрушительные деформации и произойдет разрушение конструкции. По этой причине,неправильно построенную подпорную конструкцию лучше всего разобрать,очистить арматуру и начать процесс заново.
2. Не рекомендуется использовать для армирования стальные прутки,которые использовались в других конструкциях. Все дело в том, что металл со временем может стареть и терять свои технические характеристики.Прочность арматурных прутьев, бывших в употреблении, в два- три раза ниже новой арматуры.
3. В зависимости от конфигурации конструкции подпорных стенок иногда требуется изогнуть армирующие прутья. Многие допускают ошибку и для облегчения сгибания предварительно нагревают арматурные стержни. Действительно, с помощью термической обработки сгибать арматуру гораздо легче,однако при этом металл теряет свою упругость,что впоследствии приводит к ухудшению его прочностных характеристик.Поэтому если требуется согнуть стрежни под нужным углом, гораздо проще обрезать их до нужной длины и создать из них нужную конфигурацию,а стыки связать вязальной проволокой.
4. Ржавую арматуру необходимо очищать от продуктов коррозии. Для облегчения этого хлопотного занятия и предупреждения дальнейшего окисления металла, многие принимают неверное решение окрасить арматурные стержни защитной краской. Это действие не дает ожидаемого эффекта защиты от коррозии, а только ухудшает сцепление арматуры с бетонной смесью
5. Существует ошибочное мнение,что мелкая ячейка арматурной сетки способствует лучшей прочности монолитного бетонного массива.Во время заполнения арматурной прослойки бетонной смесью, частицы бетона с трудом наполняют мелкую сетку и в теле монолита могут появляться нежелательные пустоты, что приводит к снижению прочности всего монолитного массива.

Армирование подпорной стены требует тщательного и последовательного выполнения всей цепочки работ. Поэтому перед началом производства работ важно подробно ознакомиться со всеми техническими требованиями и учесть все нюансы процесса армирования монолитного железобетонного подпорного сооружения.

Узнав все тонкости технологии армирования подпорных плит, рекомендуем поделиться этими секретами со своими друзьями и коллегами через популярные социальные сети.

Видео инструкция по армированию монолитной стены:

Источник