Как избежать ошибок при армировании плитного фундамента?

В любом типе современного строительства зданий, имеющих более одного этажа, особое внимание уделяется такому процессу, как армирование плиты перекрытия.

Сфера применения

Монолитная железобетонная фундаментная плита — устройство и состав работ

Подобная технология применяется и при монтаже кирпичных объектов или построек, где постоянная влажность превышает 60%. Если внутри дома планируется разместить бассейн, автомойку или мастерскую, то рекомендуется использовать железобетонные конструкции. Монолитный тип более устойчив к коррозии.

Сфера применения

Армированные плиты из бетона нередко выбирают для создания помещений со сложной или неправильной геометрией. Они полезны в случаях, когда нет возможности доставить или произвести монтаж заводских заготовок. Если здание построено без армопояса, из легких блоков, то монолитные плиты перекрытия восполнят недостатки и позволят сэкономить время. Исключение составляют сейсмические участки, грунт со слоями суглинков, супесей и пустот. В таких областях придётся отказаться от армирования монолитного перекрытия.

Типы плит перекрытия

Перед тем как начать монтировать горизонтальную конструкцию необходимо выбрать тип. Железобетонные сборные конструкции выпускаются в виде:

  • многопустотных;
  • плоских (ПТ);
  • шатровых панелей с ребрами, расположенными по периметру;
  • с продольными ребрами.

Чаще всего выбирают применение железобетонных многопустотных. Они выпускаются двух видов, в зависимости от способа изготовления плиты перекрытия пно:

  • круглопустотные (ПК);
  • непрерывного формования (ПБ).

Схема многопустотной плиты перекрытия с отверстиями

Круглопустотные плиты — проверенные временем изделия, которые применяются в строительстве уже несколько десятилетий. Под них разработано множество нормативных документов и правил установки. Толщина — 220 мм. Изделия устанавливаются по серийным размерам, что создает неудобства при индивидуальном строительстве.

Технология изготовления этих плит подразумевает использование многоразовых форм для заливки, а перед изготовлением нетиповых изделий сначала потребуется подготовить опалубку. Поэтому стоимость нужного размера может существенно возрасти. Типовые плиты ПК имеют длину от 2,7 до 9 метров с шагом 0,3 м.

Схема железобетонных изделий с размерами

Ширина железобетонных изделий может составлять:

  • 1,0 м;
  • 1,2 м;
  • 1,5 м;
  • 1,8 м.

Конструкции шириной 1,8 м приобретаются крайне редко, поскольку из-за большого веса сильно усложняется процесс установки в проектное положение.

ПБ используются практически так же, как и предыдущий тип. Но технология их изготовления позволяет придавать изделию любую длину. Толщина — 220 мм. Ширина как у серии ПК. Недостатком является небольшой опыт использования и необработанность нормативной документации. В качестве доборных элементов к многопустотным плитам часто приобретают плоские ПТ. Они выпускаются толщиной 80 или 120 мм и имеют меньшие размеры, позволяющие перекрывать узкие коридоры, кладовки, санузлы.

Работа монолитного ребристого перекрытия с плитами, опертыми по контуру, изгибающие моменты, действующие в плите

Внешняя нагрузка в связи с провисанием плиты пере­мещается и совершает работу, равную произведению ин­тенсивности нагрузки q на объем фигуры перемещения

 

Из условия равенства работ внешних и внутренних сил Ап=Ам

Дальше пользуясь соотношением между пролетными и опорними моментами, уравнение равенства работ приводять к одному неизвестному, изгибающему моменту

При этом работа изгибающих моментов на соответст­вующих углах поворота

В крайних пролетах

М1=q l012/11

В среднем пролете и над средними опорами

М2= Мс= q l022/16

Над вторыми от края опорами

Мв= q l022/11

Нюансы монолитного строительства

Все основные требования к процессу создания монолитных конструкций из железобетона – в том числе и перекрытий, изложены в своде правил 52*103*2007.

Нюансы монолитного строительства

На заметку: Эти правила относятся только к конструкциям из тяжёлого бетона, заливаемым без предварительного напряжения арматуры.

Нюансы монолитного строительства

Возведение монолитного каркаса здания

Нюансы монолитного строительства
  • При проектировании любого здания выбирается КС (конструктивная система), в которой все несущие элементы увязываются так, чтобы обеспечить строению максимальную устойчивость и прочность.
  • Определяющим фактором здесь является применяемый массово строительный материал: дерево, металл, сборный или монолитный железобетон. Так как темой данной публикации является монолит, именно о нём и будем вести речь.
  • Монолитное перекрытие может устраиваться и по сборным ЖБ стенам, и по каменной кладке. Тут многое зависит от типа конструктивной системы, и основные из них представлены ниже:
    1. Колонная система, где основным несущим элементом являются колонны;
    2. Стеновая система, где все нагрузки воспринимают стены;
    3. Смешанная, где нагрузки распределяются между колоннами и стенами.
Нюансы монолитного строительства

Варианты конструктивных систем

Нюансы монолитного строительства

На заметку: При строительстве многоэтажных зданий, перекрытия для нижних этажей нередко проектируют в одной системе, а для верхних – в другой.

Нюансы монолитного строительства

Какими бывают перекрытия в монолите

Нюансы монолитного строительства

Монолитные перекрытия могут быть:

Нюансы монолитного строительства
  • Плоскими. Их обычно проектируют для зданий с пролётами между колоннами или стенами менее 8 метров. Это обычный, наиболее часто применяемый, вариант для гражданского строительства;
Нюансы монолитного строительства

Плоские перекрытия в строящейся жилой многоэтажке

Нюансы монолитного строительства
  • Ребристыми. Применяют при пролётах до 12 метров, чаще в промышленном строительстве.
Нюансы монолитного строительства

Ребристое перекрытие в административном здании

Нюансы монолитного строительства
  • Кессонными. Их рекомендуется устраивать в помещениях зального типа – как производственных, так и жилых. За счёт углублений в перекрытии улучшается акустика помещений, и появляются широкие возможности для дизайна потолка.
Нюансы монолитного строительства

Перекрытие кессонного типа

Нюансы монолитного строительства
  • Пустотными. Применяют там, где необходимо максимально снизить вес конструкции. Чаще всего это перекрытия большой площади в одноэтажных зданиях.
Нюансы монолитного строительства

Вариант монолитного пустотного перекрытия

Нюансы монолитного строительства

Необходимую конфигурацию перекрытие принимает за счёт использования при заливке специальных форм:

Нюансы монолитного строительства
Нюансы монолитного строительства

Общие требования к плитам

Нюансы монолитного строительства

Главными параметрами, от которых зависит прочность и надёжность заливаемого перекрытия, являются:

Нюансы монолитного строительства
Нюансы монолитного строительства
  1. Габариты в поперечном сечении – а именно, толщина плиты;
  2. Класс применяемого бетона, который определяет его прочность на сжатие;
  3. Содержание в плите продольной арматуры, количество которой определяется, исходя из длины пролётов и предполагаемых нагрузок на перекрытие.
Нюансы монолитного строительства

Стандартная плита со сплошным сечением обычно имеет толщину не менее 160, но не более 250 мм. Бетон для заливки должен применяться класса В20, не ниже. Толщина всех прочих плит варьируется от 250 до 500 мм, с применением бетона класса В25.

Нюансы монолитного строительства

Пустотные блоки в качестве вкладыша

Нюансы монолитного строительства

Армирование

Нюансы монолитного строительства

Согласно правилам, плоские плиты армируются:

Нюансы монолитного строительства
Нюансы монолитного строительства
  1. Продольно, в два ряда — вдоль верхней и нижней плоскостей;
  2. Поперечно, с распределением арматуры по всей площади и усиления в местах опирания плиты на стены или колонны;
  3. На участках в концах плит должна устанавливаться арматура в виде П-образных хомутов, позволяющих произвести анкеровку концов продольных стержней.
Нюансы монолитного строительства

Более подробно об армировании монолитных плит вы можете узнать из пособия по проектированию, изданным НИИЖБ в 2007г. В нём подробно излагается информация по сортаменту применяемой арматуры, её расчёту, выполнению соединений, гибке, анкеровке.

Читайте также:  Как правильно уложить плиты перекрытия между этажами

Расчет длины плиты перекрытия

Расчет плиты перекрытия выполняется с учетом необходимых размеров — учитывается проектная и физическая длина. То есть физический показатель в данном случае может быть любым. Что касается расчетной длины изделия, то она уже будет другой. В ее качестве выступает минимально возможное расстояние между соседними стенками, которые максимально удалены друг от друга. Физическая длина изделия практически всегда будет более длинной, чем проектная.

Делая расчет монолитного перекрытия, не стоит забывать и о его толщине. Она выбирается, исходя из самого большого допустимого значения продольного пролета (для безоблачных конструкций рекомендуется соотношение 1 к 30, но оно должно быть не меньше 15см). Если используется изделие длиной в пределах 6м, берется плита перекрытия, толщина которой по минимуму должна составлять 20 см, а выше 6м – исключительно с усиленными ребрами жесткости.

Если делать расчет монолитной плиты многопустотной из железобетона для строительства ограждающих или несущих горизонтальных конструкций, нужно брать во внимание, что сбор нагрузок осуществляется согласно с предписаниями Расчет пустотной плиты перекрытия выполняется в соответствии с «Актуализированной редакцией СНиП ».

Технология армирования

В любом виде строительства самым, пожалуй, популярным изделием из железобетона является именно плита перекрытия.

Основу данной конструкции, независимо от технологии ее изготовления, составляет железное армирование.

С учетом площади и потенциальных нагрузок производится расчет всех технологических параметров в соответствие со СНИП.

Подробная схема армирования плиты перекрытия должна отображаться в технической документации, содержащей чертежи.

Армирование плит перекрытий, возводимых по монолитной технологии, характеризуется следующими особенностями:

  1. Отсутствие потребности в специальной строительной технике. Речь идет, в частности, о подъемных кранах;
  2. Возможность монтажа перекрытий любой формы и габаритных размеров;
  3. Повышенная прочность монтируемой конструкции, способной выдерживать практически любые внешние воздействия. К примеру, монолитная плита может более часа выдерживать воздействие пламени.
Читайте также:  Плиты перекрытия, их характеристика и назначение

Максимальный пролет монолитного перекрытия

Перекрытия необходимы для разделения здания на этажи, это неотъемлемый конструктивный элемент, воспринимающий различные нагрузки. Монолитное перекрытие (своими руками залить его достаточно просто) обеспечивает устойчивость дома в целом, позволяя организовать звукоизоляцию и теплоизоляцию помещений.

Положительные характеристики конструкции раскрываются так:

  • отсутствие дорогостоящих работ по разгрузке/погрузке;
  • высокое качество готовой поверхности;
  • возможность свободной планировки помещений;
  • прочность, долговечность.

Конструктивно несущая часть перекрытий разделяется на безбалочную (создается из плит или панелей) и балочную (состоит из балок и наполнения)

Перекрытия могут быть:

  • монолитными – производятся на месте работ;
  • сборными – формируются на основе готовой заводской продукции – ж/б плиты либо панели;
  • часторебристыми – изготавливаются на основе пустотелых блоков и ж/б балок;
  • конструкциями из облегченного бетона.

Что необходимо учесть?

Конструкция должна соответствовать указанным параметрам:

  • плита должна выдерживать динамическую и статистическую нагрузку. В частном строительстве средняя нагрузка составляет 350-400 кг/м²;
  • под действием внешних сил перекрытие не должно деформироваться, то есть, должна быть обеспечена соответствующая жесткость;
  • в зависимости от места установки перекрытия (подвал, этажи, чердак) и функции помещения устанавливается звукоизоляция, блокирующая как воздушный, так и ударный шум;
  • если плита разделяет помещения с различным температурным режимом, например, чердак или подвал от этажа, должна быть обеспечена теплозащита;
  • сопряжение конструкции с наружными стенами не должно создавать мостиков холода, что провоцирует потери тепла и образование конденсата;
  • устройство монолитных перекрытий может быть реализовано с учетом огнестойкости.

Если строитель возводит монолитные перекрытия, технология проведения работ подчиняется указанной последовательности.

Технология устройства опалубки

Максимальный пролет монолитного перекрытия

Технология устройства монолитного перекрытия начинается с обустройства съёмной опалубки. Горизонтальный слой может быть изготовлен из влагостойкой фанеры (20 мм) либо обрезных досок ( мм). Если в системе все-таки образовались щели, поверх щитов выкладывается гидроизоляционная пленка, блокирующая протечку раствора.

Опалубка держится на балках – ригелях, опирающихся на стойки (покупные/арендованные телескопические, или самостоятельно изготовленные брусья 100х100 мм, либо кругляк 8-15 см). Система должна быть смонтирована строго горизонтально.

Укладка и расчет арматуры

Процесс реализуется следующим образом:

  • между опалубкой и каркасом соблюдается зазор 25 мм, что можно организовать при помощи покупных фиксаторов или при самостоятельном изготовлении деревянных или фанерных подставок. Фактическая высота закладных элементов зависит от толщины плиты, но чаще всего хватает 2.5 см;
  • диаметр прутка определяется по расчету в зависимости от нагрузки и размера плиты и варьируется в пределах 8-20 мм. В частном строительстве используется прут 8-12 мм;
  • арматурный каркас может быть однорядным или двурядным, что зависит от необходимой прочности. Ряды вяжутся при помощи гибкой проволоки с размером ячейки 15х15 см – в первом ряду, и 20х20 см – во втором;
  • расстояние от верхнего пояса до верха бетонной заливки должно составлять не менее 25 мм.

Шаг хомутов армирующего пояса – 200-400 мм

Чтобы перекрытие надежно взаимодействовало с несущими стенами, необходим монтаж армирующего пояса. Он формируется на основе стальных прутков и хомутов, к которым крепится арматура перекрытия. Вполне достаточно организовать 4 направляющих диаметром мм, к которым в перпендикулярном направлении крепятся хомуты при помощи вязальной проволоки.

Как залить?

Перед заливкой устанавливается опалубка для всех технологических отверстий, выставляются маячки для контроля толщины конструкции.

Читайте также:  Гидроизоляция подвала дома изнутри от грунтовых вод

Последовательность действий:

  • заливке подлежит заводской или самостоятельно приготовленный при помощи одной или нескольких бетономешалок бетон;
  • если перекрытие находится высоко, раствор подается при помощи подъемных механизмов;
  • весь арматурный каркас должен быть равномерно покрыт раствором. Работы должны быть проведены быстро;
  • далее производится трамбовка, впоследствии поверхность требует ухода.

Возможные ошибки при армировании

Неправильное армирование может стать причиной полного разрушения плиты, а также вызвать трудности при бетонировании.

  • Одна из главных ошибок — это отсутствие предварительных расчетов по нагрузке на фундамент. Ведь благодаря данным расчетам и производится правильное армирование фундаментной плиты.
  • Монтируя опалубку, не устраняются щели, бетон при этом вытекает, и на поверхности могут появиться неровности и трещины.
  • Отсутствие между грунтом и плитой гидроизоляционного слоя, это серьезная ошибка, которая в дальнейшем требует значительных дополнительных работ.
  • Прутья могут врезаться в грунт, а это способствует их быстрой коррозии.
  • Несоблюдение правильного расстояния между прутьями. По правилам расстояние между ними не должно превышать 40 см, а в некоторых случаях и 20 см.
  • Торцы не оснащены защитным слоем, это приводит к дальнейшей коррозии арматуры.
  • Не размещаются дополнительные основания из стальной арматуры под стенами, это может создать неправильную нагрузку на фундамент.
  • Размещение арматуры, которая работает на растяжение вдоль линии перелома конструкции.
  • Неправильное расположение арматуры по углам.

Армирование фундаментной плиты — один из важных и главных моментов при устройстве прочного и долговечного фундамента. А для того чтобы получить ожидаемый результат, необходимо следовать всем указаниям, о которых мы вам рассказали.

Расчет прочности

Схема конструкции двухслойной бетонной стены.

Он заключается в сравнении между собой двух факторов:

  1. Усилий, функционирующих в плите.
  2. Прочности ее армированных сечений.

При этом главным является то, что первое должно быть меньше второго.

Приведем примеры расчета постоянных нагрузок на монолитную плиту перекрытия.

Расчет прочности

Собственный вес с учетом коэффициента надежности по нагрузке: 2,5 т/куб.м * 1,2 = 2,75 т/куб.м. Для плиты толщиной в 200 мм – 550 кг/куб.м.

Собственный вес пола толщиной в 50-100 мм, например, стяжка 2,2 т/кв.м * 1,2 = 2,64 т/куб.м, а для пола 50 мм – 110 кг/куб.м.

Перегородки из кирпича толщиной в 120 мм приведем к площади плиты. Вес 1 м перегородки высотой 3 м: 0,12 м * 1,2 * 1,8 т/куб.м * 3 м = 0,78 т/м, при шаге перегородки, например, 4 м получается около 0,78 / 4 = 0,2 т/кв.м.

Расчетный вес этих перегородок = 300 кг/кв.м.

Нагрузка для 1-ой группы предельных состояний (прочность) 150 кг/куб.м.

Для жилья рассчитаем нагрузку с учетом коэффициента надежности 1,3 : 150 * 1,3 = 195 кг/кв.м.

Полная расчетная нагрузка на плиту рассчитывается следующим образом: 550 + 110 + 300 + 195 = 1155 кг/кв.м. В итоге для эскизных расчетов можно принять нагрузку в 1,2 т/кв.м.

Приведем расчет моментных усилий в сечениях.

Схема монолитного перекрытия

Изгибающие моменты влияют на 95% армирования изгибных плит. Изгибающие моменты в плане плите, опертой и незащемленной, например, на кирпичные стены, по направлениям Х и Y примерно могут определиться таким образом: Mx = My = ql ^2/23. Из этого можно получить значения для частных случаев.

Расчет прочности

Плита (6*6м ) Мх = My = 1,9 тм;

Плита (5*5м) Мх = My = 1,3 тм;

Плита (4*4м) Мх = My = 0,8 тм.

Это усилия, действующие вдоль и поперек плиты. Необходимо проверить прочность двух перпендикулярных сечений.

Этот пример является частным случаем общего подхода. Для расчета нагрузок в каждом конкретном случае необходимо обращение к специалистам.

Заливка бетона

Монолитные перекрытия заливают бетоном марки В20—В30, приготовленным в фабричных условиях. Заливка монолитных перекрытий должна проводиться в один этап, поэтому заполнение пространства малыми дозами не рекомендуется. Если сразу весь объем работ выполнить невозможно, участки плиты нужно рассечь сеткой с ячейкой 8–10 мм.

Подача смеси к перекрытию может проводиться бетононасосом или объемной бадьей, поднимаемой краном. После подачи наверх смесь равномерно распределяют, усаживают вибрацией и оставляют застывать.