Как грамотно сделать нахлест арматуры при вязке и сварке

Соединяя стальные пруты, армируя ленточный фундамент, у многих возникает естественный вопрос: как грамотно выполнить нахлест арматуры, и какова должна быть его длинна. Ведь правильная сборка металлического силового каркаса, позволит предотвратить деформацию и разрушение монолитной бетонной конструкции от воздействующих на нее нагрузок и увеличить безаварийный срок ее эксплуатации. Каковы технические особенности выполнения стыковых соединений, рассмотрим в данной статье.

Типы соединения арматуры внахлест

Согласно требованиям СНиП бетонное основание должно иметь не менее двух сплошных безразрывных контуров арматуры. Выполнить данное условие на практике позволяет стыковка армирующих прутов внахлест. При этом соединения в стыках могут быть нескольких типов:

• Внахлестку без сварки
• Сварные и механические соединения.

Первый вариант соединения широко используется в частном домостроении благодаря простоте исполнения, доступности и невысокой стоимости материалов. В данном случае применяется распространенный класс арматуры A400 AIII. Стыковка нахлеста арматурных стержней без использования сварки может осуществляться как с применением вязальной проволоки, так и без нее. Второй вариант чаще всего используется в промышленном домостроении.

Согласно строительным нормам и правилам соединение арматуры нахлестом при вязке и сварке предусматривает использование прутов диаметром до 40мм. Американский институт цемента ACI допускает использование стержней с максимальным сечением 36мм. Для армирующих прутьев, диаметр которых превышает указанные значения, использовать соединения внахлест не рекомендуется, по причине отсутствия экспериментальных данных.

Согласно строительной нормативной документации запрещено выполнять нахлест арматуры при вязке и сварке на участках максимального сосредоточения нагрузки и местах максимального напряжения металлических прутов.

Виды арматуры

Требования к арматуре для устройства железобетонного фундамента регламентируется ГОСТ10922-2012. Стандарт определяет марку, диаметр сечения, допустимые нагрузки и прочие характеристики арматурной стали, применимые к конкретным условиям строительства. Проектные организации рассчитывают нагрузки на фундамент, составляют оптимальные схемы раскладки арматуры, рассчитывают ее параметры и потребность. Проектирование армирования – непременное условие для фундаментов высотных зданий, общественных сооружений, производственных цехов.

Для небольших строений технология армирования позволяет назначать сечения и методы крепления, исходя из параметров конкретного строительного объекта и места его расположения. Такой подход обусловлен тем, что фундаментная лента, как правило, воспринимает незначительные нагрузки.

В частном малоэтажном домостроении возможно использование усреднённых нормативов, общих принципов армирования.

Раскладка арматуры фундамента предполагает разделение стержней на три основные группы по их пространственному расположению в конструкции армокаркаса:

• Рабочие пруты. Раскладываются вдоль фундаментной ленты.
• Поперечные горизонтальные стержни.
• Арматура, расположенная вертикально.

Поперечные пруты принято называть хомутами.

В частной малоэтажной застройке можно руководствоваться минимально допустимыми размерами сечений:

• Диаметр рабочей арматуры рассчитывается из соотношения ее площади сечения к общей площади сечения фундамента дома как 1:1000, или 0,1%.
• При длине фундаментной ленты до 3м – допустимый диаметр арматуры равен 10 мм.
• Для ленты более 3 м минимальный диаметр – 12 мм.
• Максимальный диаметр прутов не может превышать 40 мм.
• Диаметр горизонтальных связей (хомутов) — не менее ¼ диаметра рабочей арматуры.
• Вертикальные стержни для заглубленной фундаментной ленты должны иметь минимальный диаметр 8 мм.

При строительстве зданий из камня или кирпича рекомендуется укладывать арматуру с добавлением к расчетным нормам 10-20 % по весу, – для дополнительной уверенности в правильности расчетов.

Соединение нахлеста арматурных стержней сваркой

Для дачного строительства сварка нахлеста арматуры считается дорогим удовольствием, по причине высокой стоимости металлических стержней марки А400С или А500С. Они относятся к свариваемому классу. Что существенно повышает стоимость материалов. Использовать пруты без индекса «С», например: распространенный класс A400 AIII, недопустимо, так как при нагревании металл значительно теряет свою прочность и коррозионную стойкость.

Тем не менее, если Вы решили использовать стержни свариваемого класса (А400С, А500С, В500С), их соединения следует сваривать электродами 4…5 миллиметрового диаметра. Протяженность сварочного шва и самого нахлеста зависит от используемого класса арматуры.

Исходя из приведенных данных видно, что при использовании при вязке стальных прутов класса В400С величина нахлеста, соответственно и сварного шва, составит 10 диаметров свариваемой арматуры. Если для силового каркаса фундамента взяты стержни ᴓ12 мм, то протяженность шва составит 120 мм, что, по сути, будет соответствовать ГОСТу 14098 и 10922.

Согласно американским нормам нельзя сваривать перекрестия арматурных стержней. Действующие нагрузки на основание могут вызвать возможные разрывы, как самих прутьев, так и мест их соединения.

Узлы и скрутки — схемы

Приемы обвязки прутьев бывают разными и зависят от типа узла и угла доступа. Как правило, при ручной обвязке:

1. Участки соединения горизонтальной арматуры между собой обвязываются диагональными двойными петлями, с 2-3 прокруткой концов вплоть до исключения люфтов.
2. Узлы соединения вертикальной и горизонтальной арматуры фиксируются крестообразными или взаимно диагональными петлями. Концы прокручиваются не менее 3, но не более 5 раз.

Соединение арматуры внахлест при вязке

В случаях использования распространенных прутов марки А400 АIII, что бы передать расчетные усилия от одного стержня другому используют способ соединения без сварки. При этом места нахлеста арматуры связывают специальной проволокой. Такой метод имеет свои особенности и к нему предъявляются особые требования.

Варианты нахлеста арматуры

В соответствие с действующим СНиП безсварочное соединение стержней при монтаже силового каркаса ЖБИ может производиться одним из следующих вариантов:

• Накладка профильных стержней с прямыми концами;
• Нахлест арматурного профиля с прямым окончанием с приваркой или монтажом на протяжении всего перепуска поперечно расположенных прутов;
• С загнутыми окончаниями в виде крюков, петель и лапок.

Вязать такими соединениями можно профилированную арматуру диаметром до 40 миллиметров, хотя американский стандарт ACI-318-05 допускает к использованию стержни диаметром не более 36 мм.

Использование стержней с гладким профилем требует применять варианты нахлестного соединения либо путем приварки поперечной арматуры, либо использовать стержни с крюками и лапками.

Способы вязания

Инструмент и технология вязки зависят от числа соединений и опыта работника. Несколько узлов проще обвязать клещами или крючком, в остальных случаях стоит рассмотреть варианты с арендой или приобретением автоматического и полуавтоматического инструмента.

Крючком

При захвате петель проволоки любыми видами крючков соблюдается ряд общих правил, включая:

• Нарезку кусков проволоки с учетом сечения самой арматуры и способа соединения. На сложные петли и толстые прутья потребуются куски длиной до 30-40 см, при обвязке прутьев стандартного сечения и обычных захватах – 15-20. Удобную для себя длину стоит проверить заранее.
• Складывание отрезка пополам и как минимум однократное оборачивание вокруг прутьев.
• Зацепку и протягивание крючком свободных концов проволоки, при необходимости – с придерживанием.
• Быстрое оборачивание первых поворотом и медленное – последних.
• Обязательную проверку надежности соединения.

Важно! Надежность узла проверяется не натягиванием самой вязальной проволоки, а давлением на соединяемые стержни. При правильной затяжке каркас и отдельные прутья не смещаются.

Из видео узнаете о том, как быстро и правильно вязать арматуру крючком:

Простой узел

При выборе этого варианта:

1. кусок проволоки длиной в 15-20 см сгибается пополам, загибается петлей на конце и засовывается под арматуру;
2. после этого крючком захватывается конец и делается один оборот;
3. далее петля затягивается и прокручивается крючком до конца.

Обратите внимание! Способ ценится за простоту и надежность, но требует контроля за свободными концами проволоки на шаге первой прокрутки.

«Мёртвый узел»

Данный способ обвязки выбирается при сборке каркасов с большим количеством хомутов, характерных для балок, колон и выступов. К плюсам соединения прутьев «мертвым узлом» относят надежность, к минусам – относительно высокий расход проволоки (до 40 см в сравнении с обычными 15-20) и сложность, способ требует определенной сноровки и практики.

При такой обвязке пошагово:

1. куски проволоки длиной в 20-40 см складываются вдвое;
2. проволока направляется петлей вперед, под низ прутьев, слева от хомута или изогнутого участка — по краям должно остаться около 3-4 см;
3. все той же петлей проволока заводится наверх хомута и загибается под низ прутьев;
4. крючок вставляется в петлю, цепляет свободные концы и проворачивается несколько раз, вплоть до обрыва или полного зажатия проволоки.

Пистолетом

При использовании этого инструмента важно заранее проверить правильность схемы армирования, зафиксированные пистолетом узлы практически невозможно развязать.
Схема действий простая – заправленный проволокой пистолет направляется на узел стыковки и нажимается курок. На все действия уходит не более 1-2 с.

После прохода всех открытых участков отдельные труднодоступные узлы могут обвязываться с помощью другого инструмента.

Шуруповёртом

Основное внимание уделяется выбору самого шуруповерта, в идеале на начальных этапах этот инструмента работает на чуть более высоких оборотах, в конце затяжки – на нижних. В качестве насадки используется обычный гвоздь, изогнутый под прямым углом, другие правила вязки не меняются.

Клещами

Преимуществом этого способа считается экономия проволоки: последняя не разрезается на куски, а наматывается в небольшие клубки, придерживаемые нерабочей рукой. Схема действий простая – один конец просовывается под прутья, второй захватывается клещами. После соединения обоих концов в губках, клещи проворачиваются 1-2 раза, излишки откусываются.

На заметку. Скорость вязки при использовании клещей зависит от профессиональных навыков, но в целом этот способ лучше подходит для соединения небольшого количества узлов (в противном случае руки просто устают).

Основные требования к выполнению соединений нахлестом

При выполнении вязки стыков арматуры нахлестом существуют определенные строительной документацией правила. Они определяют следующие параметры:

• Величину накладки стержней;
• Особенности расположения самих соединений в теле бетонируемой конструкции;
• Местонахождение соседних перепусков относительно друг друга.

Учет этих правил позволяет создавать надежные железобетонные конструкции, и увеличивать срок их безаварийной работы. Теперь обо всем подробнее.

Где располагать при вязке нахлестные соединения арматуры

СНиП не допускает расположение мест вязки арматуры нахлестом в областях наибольшей нагрузки на них. Не рекомендуется располагать стыки и в местах, где стальные стержни испытывают максимальное напряжение. Все стыковочные соединения прутов лучше всего размещать в ненагруженных участках ЖБИ, где конструкция не испытывает напряжения. При заливке ленточного фундамента перепуски окончаний арматуры разносят в места с минимальным крутящим моментом и с минимальным изгибающим моментом.

В случае отсутствия технологической возможности выполнить данные условия, протяженность нахлеста армирующих стержней берется из расчета 90 диаметров стыкуемых прутов.

Какую делать величину нахлеста арматуры при вязке

Поскольку вязка арматуры внахлест определяется технической документацией, то там четко указана протяженность стыковочных соединений. При этом величины могут колебаться не только от диаметра используемых прутов, но и от таких показателей как:

• Характер нагрузки;
• Марка бетона;
• Класс арматурной стали;
• Мест соединения;
• Назначения ЖБИ (горизонтальные плиты, балки или вертикальные колонны, пилоны и монолитные стены).

Сращивание арматурных стержней при выполнении нахлеста

В целом же протяженность нахлеста прутов арматуры при вязке определяется влиянием усилий, возникающих в стержнях, воспринимаемых сил сцеплением с бетоном, воздействующими по всей длине стыка, и силами, оказывающими сопротивления в анкеровке армирующих прутов.

Основополагающим критерием при определении длинны напуска арматуры при вязке, берется ее диаметр.

Для удобства расчетов нахлеста армирующих стержней при вязке силового каркаса монолитного фундамента предлагаем воспользоваться таблицей с указанными величинами диаметра и их напуска. Практически все величины сводятся к 30-ти кратному диаметру применяемых стержней.

В зависимости от нагрузок и назначения железобетонных изделий длина нахлестных соединений стержневой стали изменяется в сторону увеличения:

В зависимости от марки бетона и характера нагрузки, применяемого для заливки монолитной ленты фундамента и прочих железобетонных элементов, минимальные рекомендуемые величины перепуска арматуры в процессе вязки будут следующими:

Как расположить друг относительно друга арматурные перепуски

Для увеличения прочности силового каркаса фундамента очень важно правильно располагать нахлесты арматуры относительно друг друга в обеих плоскостях тела бетона. СНиП и ACI рекомендуют разносить соединения, таким образом, чтоб в одном сечении было не более 50% перепусков. При этом расстояние разбежки, как определено в нормативных документах, должно быть не менее 130% длинны стыковочного соединения стержней.

Взаимное расположение арматурных перепусков в теле бетона

Если центры нахлеста вязаной арматуры находятся в пределах указанной величины, то считается, что соединения стержней располагается в одном сечении.

Согласно нормам ACI 318-05 взаимное расположение стыковочных соединений должно находиться на расстоянии не менее 61 сантиметра. Если дистанция будет не соблюдена, то повышается вероятность деформации бетонного монолитного основания от нагрузок, оказываемых на него в процессе возведения здания и его последующей эксплуатации.

Материалы для вязки и их выбор

Для соединения и фиксации прутьев используются:

• Обожженная или оцинкованная проволока с диаметром в пределах 1,2-1,4 мм (более тонкие марки рвутся, толстые – сложнее закручиваются).
  Исключение делается для каркасов из прутьев с сечением в 16-18 мм, обвязываемых проволокой толщиной в 1,6 мм (10% от диаметра самой арматуры). При толщине стержней более 18 мм, что в целом встречается редко, вязальную проволоку проще удвоить.
• Винтовые муфты, удерживающие арматуру с сечением свыше 25 мм.
• Пластиковые хомуты, достаточно надежно фиксирующие каркас при малых и средних динамических нагрузках и оптимальные при вязке композитных видов арматуры.
• Клипсы из прочного пластика, перпендикулярно скрепляющие прутья композитной арматуры.
• Фиксаторы арматуры – закладные элементы из полимера, обеспечивающие достаточную толщину бетонного слоя и удерживающие стержни в нужном положении.

Справка. Универсальным соединительным материалом признана мягкая, но прочная проволока. Для ускорения работы она разрезается на отрезки длиной в 25-30 см или вставляется в пистолеты в специальных катушках.

Средний расход проволоки на армирование 1 м3 составляет 75 п.м, при работе с автоматическим пистолетом или отсутствии навыков это значение увеличивается. Пластиковые хомуты при всех своих преимуществах считаются менее надежными при высоких динамических нагрузках и требуют особого внимания при заливке большой массы раствора или уплотнении бетонов глубинными вибраторами.

Армирование углов фундамента

Армирование углов требует соблюдения технологии
Угловые соединения фундамента разделяются на 2 типа: углы здания и примыкания стен. Армирование углов можно выполнить по нескольким технологиям:

• «Лапкой». На концах рабочих стержней делают «лапки». Они выполняются под прямым углом в форме кочерги. Минимальная длина лапки – 35 диаметров прута. После соединения изогнутой части с перпендикулярным участком получается конструкция, в которой внешние пруты соединяются с внешними, внутренние – также с внешними.


Армирование ленточного фундамента «Лапкой»

• Г-образные хомуты. Вместо лапок используются г-образные детали длиной от 50 диаметров рабочих прутов.

• П-образные элементы. Для соединения необходимы два изделия длиной от 50 диаметров основного стержня. Каждый хомут соединяется с параллельными прутами и внешним перпендикулярным.
• Тупые углы. Внешний прут изгибается под нужным углом и усиливается дополнительно привязанными стержнями. Внутренний элемент связывается с внешним.


Схема армирования тупых углов
В углах и примыканиях фундаменты принимают наибольшие нагрузки. Простой вариант вязки прямых углов недопустим, потому что не обеспечивает надлежащую прочность конструкции. Видео по армированию углов: