Почему нельзя варить арматуру в фундаменте?

Вязать или варить арматуру для фундамента

Фундамент – важная и трудоемкая часть строительства дома. От правильной закладки основания зависит, как долго простоит здание. Сырость в нижней части дома, трещины в стенах – нарушение технологической схемы возведения фундамента. В нашей статье мы расскажем, почему в некоторых случаях арматуру вяжут, а не сваривают, и в каких ситуациях можно сварить арматуру для фундамента.

Плюсы и минусы составляющих фундаментных оснований

Бетон – особый строительный материал, после замешивания приобретающий текучую структуру и твердеющий спустя какое-то время после заливки в опалубку. На его основе изготавливаются различные опорные конструкции (фундаментные основания). Текучий материал после застывания приобретает следующие свойства:

• прочность;
• долговечность;
• способность выдерживать большие нагрузки;
• устойчивость к колебаниям температуры.

При исследовании проблемы придется учесть имеющиеся у бетонного материала отрицательные свойства, основное из которых – хорошая гигроскопичность (способность впитывать влагу). Поэтому при обустройстве фундаментов погружаемое в грунт основание и прилегающая к земле часть (цоколь) подлежат гидроизоляции, защищающей материал от прямого контакта с грунтом. Делается это еще и потому, что в зимнюю пору при замерзании влага расширяется и способна разорвать бетонную заливку изнутри.

Еще один существенный недостаток бетона – зависимость прочностных показателей от направления действующих на него нагрузок. Выдерживая значительные прямые давления, на растяжку этот материал “работает” плохо. Последнее означает, что залитая бетонная лента способна выдерживать высокие внешние нагрузки. При этом внутренние напряжения, исходящие из центра наружу, со временем могут разрушить ее.

Сварная арматура для фундамента — особенности применения

В строительстве архитектурных сооружений главной задачей является подготовка прочного фундамента, который будет противостоять внутреннему усилению на сжатие опор стен и нижнего грунта. Основа фундамента — бетон, который состоит из песка, цемента и воды, при застывании он выдерживает большие нагрузки. Физические характеристики цементного материала не могут гарантировать отсутствие деформации основы сооружения.

Для противостояния сдвигам фундамента, возникающим при перепадах температур и других природных факторах, используют металл обеспечивающий надежную фиксацию. Армировка — это обязательный процесс в ходе строительства. В процессе эксплуатации сооружения возникает осадка, при этом грунт под фундаментом уплотняется. Процесс должен проходить равномерно по всей протяженности ленточного фундамента. В таких случаях внутренние усилия в фундаменте не возникают.

Добиться равномерности и снизить осадку можно при использовании фундаментных лент с арматурой, ширина которых определяет величину нагрузки.

Фундамент является основой архитектурного строения, при закладке основания соединений для прочности используют два способа: сварку и связку. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы. Некоторые строители предпочитают использовать для укрепления фундаментной основы сварку, в таком случае соединение производят в местах пересечения арматуры. Способ достаточно простой и надежный, особое внимание при нем уделяется армировке углов, чтобы стальные элементы, являлись соединяющим звеном одной и другой стены.

Рекомендации по связке

Перед тем, как приступить к работе, подготовьте материал и инструменты. Арматуру нужно предварительно нарезать, если в этом есть необходимость. Заранее определитесь с формой арматурного каркаса. Мы рекомендуем соединять прутки таким образом, чтобы на стыке они образовывали квадрат.

Если собираете каркас на улице, то это можно сделать прямо на земле. На одну сторону «квадрата» уйдет три арматуры. Возьмите три прутка и положите их параллельно друг другу. Предварительно положите под прутки пару кирпичей или досок, чтобы арматура не касалась почвы.

Расстояние между прутками должно быть от 4 до 6 см. Шаг должен быть постоянным, чтобы нагрузка распределялась равномерно. Т.е., если при сборке первой стороны каркаса вы сделали зазор 5 см между тремя прутками, значит соблюдайте его на протяжении всего времени.

Изготовьте хомуты из толстой проволоки. На картинке ниже показано расположение арматурных прутков и хомутов.

Теперь вы должны соединить прутки и хомуты. Для этого используется специальная тонкая проволока и крючок. Есть множество способов сделать узел. Один из них показан на картинке ниже. Вместо крючка можно использовать специальный пистолет, но тогда стоимость работ увеличится.

Для соединения арматуры используют одну петлю. Есть метод соединения с двумя петлями, но он используется редко, поскольку одной петли достаточно для обеспечения достаточной жесткости. Да и обучиться этому несложно. Посмотрите несколько роликов в интернете. Там подробно описывается и показывается процесс связывания арматуры.

Стандартный расход проволоки на один узел — около 20 см. У новичка будет уходить больше материала, но нужно стремиться именно к этому показателю, чтобы не переплачивать за проволоку.

Помните: чем качественнее связан каркас, тем лучше. Конечно, если у вас лопнет одна-две связки, фундамент сильно не пострадает. Важно, чтобы конструкция была жесткой при заливке бетоном. Но если таких огрехов будет много, то каркас станет подвижным, а это плохо. Следите, чтобы арматура была стянута с достаточным усилием.

Как связать каркас для размещения в фундаменте

Планируя изготовление арматурной решетки способом связывания, своевременно приобретите требуемые материалы и подготовьте инструменты.

Технологию вязки несложно освоить самостоятельно, соблюдая приведенные рекомендации:

• Разместите горизонтально расположенные элементы нижнего яруса на фиксированном расстоянии от уровня почвы. Обеспечить необходимый зазор 40–60 мм можно с помощью пластиковых опор, деревянных подкладок или отходов кирпича. Прутки каркаса не должны касаться грунта.
• Обеспечьте установку вертикальных стержней с равным интервалом между ними. Соблюдение постоянного шага позволит равномерно распределить нагрузки. Элементы важно оградить от контактирования с почвой при помощи специальных подставок из неметаллического материала.
• Производите фиксирование арматуры пространственного каркаса вязальной проволокой. При выполнении работ контролируйте надежность крепления в участках соединения. Элементы не должны смещаться при заливке в опалубку бетонного раствора.

• Соблюдайте равный интервал между арматурой, расположенной в горизонтальном ярусе, а также между вертикальными элементами. Важно дополнительно закрепить угловую арматуру, которая склонна к смещению в процессе заливки бетона. За контур основания угловые части не должны выступать.
• Проверьте прочность собранного каркаса под нагрузкой. Установите на верхний пояс металлоконструкции деревянную доску и встаньте на нее. При перемещении по доске элементы каркаса должны сохранять неподвижность.

Дополнительная фиксация размещенного в опалубке каркаса с помощью деревянных брусков обеспечит его неподвижность при заполнении опалубки бетонным раствором. Приобретая материалы для изготовления силовой решетки, соблюдайте требования документации по использованию арматуры необходимых марок и сортамента.

Тонкости сварных работ

Чтобы полностью развеять миф, почему нельзя варить арматуру в фундаменте, необходимо знать особенности выполнения всех действий.

Изначально готовится арматура нужного диаметра и длины, соответствующая проектному заданию на обустройство фундаментного каркаса. После этого предстоит следующий алгоритм действий:

• приобретенный материал проверяется на качество;
• выполняется отбраковка, в процессе которой определяются металлические заготовки, характеристики которых не соответствуют требованиям нормативных документов;
• стальные стержни зачищаются от коррозии, рихтуются, покрываются абразивным составом, режутся на заготовки требуемых размеров;
• все элементы будущей каркасной конструкции соединяются в общей плоскости легкими прихватками сварочным агрегатом, окончательная фиксация выполняется позже;

• заготовки будущей каркасной части фиксируют специальными кондукторами на расстояниях, определяемых проектными чертежами;
• конструкции прихватываются сваркой, уточняется соответствие параметров рамы данным проектной документации;
• заключительный рабочий этап – окончательная сварка каркаса.

Соблюдая технологические этапы сварки арматурных прутьев на строительной площадке, помните, что лучше использовать специальный агрегат для инверторной сварки.

Главными показателями режимов во время работы сварочного аппарата считаются:

• сечение электрода;
• величина рода и полярности электрического тока;
• показатель напряжения электродуги;
• скорость выполнения сварочных работ;
• количество подходов.

При контактном способе сварки и определении ее рабочего параметра основным показателем считают силу используемого тока, от которого полностью зависят качественные характеристики получаемого сварного шва и показатель производительности работ.

Выбор диаметра электрода выполняется с учетом толщины соединяемого металла. Необходимо помнить, что рабочий режим основан на уровне электрического тока. Когда используемый электрод толще четырех миллиметров, рекомендуется понизить стандартный показатель тока на десять – пятнадцать процентов. Определяясь с режимом полярности, отдавайте предпочтение обратной. В связи с тем, что при работе на постоянном электротоке активно вырабатывается тепловая энергия, возрастает вероятность того, что в металлическом материале появятся прожоги.

Новейшие сварочные агрегаты могут преобразовывать переменный электрический ток, и после включения соответствующего режима электроток, поступающий на электродный стержень, превращается в постоянный.

Выбирая скоростной режим, проследите, чтобы ванна, наполняемая раскаленной сталью, располагалась выше поверхности кромок. Лучше всего подбирать режим, при котором ширина сварочного шва в полтора – два раза превышает диаметр электродного стержня.

Собрав арматурную конструкцию, предназначенную для устройства фундамента, необходимо провести несложное испытание. На поверхность каркаса укладывается доска, по которой начинает ходить человек. Если каркасная система собрана по проектным чертежам, от веса она не будет изгибаться.

Перед тем, как начать подавать бетонную смесь, арматурная система дополнительно укрепляется, чтобы надежно зафиксироваться в фундаментном теле.

Какой метод соединения предпочесть?

Прежде, чем окончательно определиться – вязать или варить арматурный каркас, взвесьте все «за» и «против». Каждый метод соединения имеет положительные и отрицательные моменты. Выбрать оптимальное решение помогут рекомендации специалистов. При возведении многоэтажных зданий с увеличенной нагрузкой на основание – однозначно выбирается сварка. Диаметр стального прутка выбирается не менее 30 миллиметров. Почему арматуру увеличенного сечения следует предпочесть? Ответ: чтобы максимально сократить риск пережога, который приведет к ослаблению прочности соединения.

К недостаткам метода сварки, который ограничивает сферу применения, относится возникновение внутренних напряжений, повышающих вероятность образования трещин при заливке. Проблематично использование в сейсмически неустойчивых районах и на сложных грунтах, где процесс усадки происходит долгое время и может вызвать разрушение.

Но нельзя забывать о достоинствах сварки:Быстрота проведения работ, позволяющая значительно сократить сроки строительства.

• Увеличенная жесткость готового модуля.
• Получение прочного основания, способного выдерживать большие нагрузки.

При частных постройках лучше воспользоваться способом вязки, который:

• отличается простотой и доступностью, даже для начинающих строительную карьеру;
• снимает потребность в поиске сварочного аппарата и сварщика высокого разряда, способного выполнить работы без дефектов;
• не образует в местах соединений дополнительных напряжений;
• позволяет использовать для усиления более дешевую арматуру уменьшенного сечения.

К недостаткам можно отнести небольшую жесткость, что не особо актуально при возведении малоэтажных построек.

Можно ли применять сварку?

Использовать сварные соединения при армировании фундаментов не запрещено правилами СНиП. Но существует ряд важных условий, которые обязательно нужно соблюдать при сварке арматуры для фундаментных конструкций:

Необходимо очень тщательно контролировать качество металлических прутьев, которые будут использоваться при создании армирующей решетки.

Изделия не должны иметь никаких дефектов и очагов коррозии. Из-за ржавчины может резко ухудшиться прочность и надежность сварных соединений.

Если на стальных стержнях присутствует коррозия, их нужно заменить новыми или тщательно очистить от оксидов.
Перед проведением строительных работ необходимо в обязательном порядке проводить на стройплощадке геодезические исследования, анализировать свойства грунтов и сейсмическую обстановку. Сварку можно использовать только в фундаментах зданий, которые возводятся на почвах с минимальной усадкой.

Повышенная сейсмическая активность и продолжительная усадка грунта могут приводить к нарушению целостности сварных соединений. В таких случаях данный способ является недопустимым.

Сварочное соединение арматуры

Сварка арматуры для фундамента считается более трудоемкой технологической операцией, чем связывание отдельных стрежней. Такой способ создания арматурных единых конструкций будет оправдано, если варить арматуру для конструкции фундамента в заводских условиях. Если к несущему основанию здания при увеличенных нагрузках предъявляются повышенные требования прочности, специалисты советуют применять сварные металлические сетки и каркасы. Свариваемые стержни соединяются методом контактной сварки на специальном оборудовании – монтажных сварочных столиках квалифицированными сварщиками с опытом работы.

Сварочный станок для контактной сварки

Этапы сварки арматуры

Процесс создания арматурных сеток и каркасов производится в специальных цехах поэтапно:

• Вначале производится заготовка материалов и проверка их качества.
• Стальные заготовки арматуры очищаются от коррозии, грязи и после этого размечаются и нарезаются по рабочим схемам и чертежам.
• Из отдельных стержней собирается плоская арматурная конструкция и слегка прихватывается сваркой.
• Плоские арматурные элементы с помощью специальных устройств – кондукторов устанавливаются друг над другом на расчетном расстоянии строго вертикальном положении.
• На следующем этапе соединяемые элементы предварительно связываются.
• Еще раз происходит сверка положения арматурных стержней по рабочим схемам.

Завершающим этапом будет окончательная контактная сварка изделий.

При выполнении технологической цепочки по сварке арматуры фундамента непосредственно на стройплощадке следует помнить, что потребуется специальное оборудование для электродуговой инверторной сварки.

Контактная точечная сварка может соединять арматурные заготовки диаметром до 25 мм. Если сваривать металлические стрежни увеличенного диаметра, возможно деформирование изделий из-за сильного нагрева.

Положительные и отрицательные стороны сварки

Сваренные в заводских условиях фундаментные конструкции из арматуры значительно сокращают сроки строительства и позволяют быстро проводить монтажные работы по установке каркасов и сеток в тело фундамента. К положительным характеристикам сварных изделий можно отнести:

• Увеличение жесткости готовых пространственных модулей.
• Создание прочного и надежного основания, способного воспринимать значительные увеличенные нагрузки.

Сварные арматурные элементы нельзя применять в районах повышенной сейсмичности, а также на сложных грунтовых основаниях с длительными процессами усадки. Именно эта отрицательная сторона сварных соединений значительно ограничивает область их применения.

Плюсы и минусы сварочных работ

Перед тем, как остановиться на одном из способов армирования фундамента для строящегося здания, еще на проектной стадии следует рассмотреть сильные и слабые стороны каждого из них. Из преимуществ сварки для соединения арматурных элементов сразу же можно отметить их быстроту и получение более прочного, нерушимого каркаса. Этот способ является наиболее оптимальным при возведении крупных, габаритных объектов, к примеру, производственных помещений различного характера. Однако сварка арматуры для фундамента имеет и свои минусы, о которых рассказывается ниже.

• Крайне не рекомендуется специалистами использовать сварочное соединение арматуры в зонах с повышенной сейсмической активностью, либо на подвижных грунтах (к которым, кстати, относятся и сыпучие). Слишком подвижные почвы неизбежно со временем дадут усадку произведенного данной методикой фундамента. Из-за нее жесткие сварные соединения в конструкции может разорвать. В такие условиях рекомендуется использовать проволоку и способ соединения арматуры – вязку: она скрепляет каркас относительно подвижно, прочно, но дает возможность элементам фундамента в определенных границах смещаться даже при ощутимых сдвижках грунта. Такое ограничение существенно уменьшает область применения сварки при закладывании несущих конструкций зданий.
• Процесс сварки влияет и на соединяемые элементы. На арматуру воздействует очень высокая температура. В результате происходит некоторое разрушение структуры металла в местах проведения сварочных работ, что негативно сказывается на общей жесткости и прочности самого каркаса.

Тем не менее, сварка все же остается ведущим способом оборудования фундаментов под большие здания.

Особенности технологии методом сварки

Изменение свойств у свариваемого материала может оказаться несущественным для несущей способности фундамента. Соблюдение технологии работ, подбор марки материалов позволяют значительно сократить срок монтажа. На удаленных площадках практикуется предварительно варить следующие элементы:

• Каркас;
• Сетку;
• Стержни.

Их собирают в плитовой, ленточный фундамент или вертикальными колоннами (столбами).

На площадке можно не только удобно расположиться сварщику, но провести осмотр качества шва, соблюдения геометрических параметров каркаса, дефектов, искривлений.

Для увеличения площади соприкосновения круглых прутков используют спрямление поверхности в месте контакта шлифовальным инструментом. Способ не приводит к чрезмерному перегреву металла.

Сборка фрагментов в целую конструкцию, выполняется внахлест из расчета не менее 10 диаметров прута.

Перед сваркой проводится очистка поверхности от ржавчины, окалины, грата, грязи.

Для сваривания пригодна арматура, маркированная в конце буквой С (например, А500С). Нельзя использовать метод сварки для Ø свыше 20 мм.

На рынке можно встретить как старую маркировку изделий Ст3, так и по новым стандартам – начинающуюся с буквы А (марки А400С, А500С). Они относятся к свариваемому классу.

Использовать: распространенный класс A400 AIII – недопустимо, так как при сильном нагреве их металл значительно утрачивает свою прочность и стойкость к коррозии. Такую марку вяжут.

Электроды на практике выбирают по отношению к диаметру свариваемых фрагментов. Если Ø больше 14 мм, то электрод берем 4 мм, если меньше – 3 мм.

Способы сварки

Наиболее распространенный метод электрической дуги с плавной регулировкой силы тока (инверторный). Сборка может исполняться такими методами:

• Стыковым;
• Внахлест;
• Тавровым;
• Крестовым.

Встык и тавр (торец упирается в арматуру под углом 90°) лучше не применять из-за малой прочности на изгиб. Эти методы состыковки используются только при отсутствии других вариантов. В длину пруты свариваются внахлест, а поперечины накладываются крестом. По американскому стандарту крестовые пересечения не варятся. Посмотрите видео, как армировать фундамент.

Проверка качества

Чтобы предварительно определить, какой получится шов, сваривают два небольших отрезка стержней. Остывшее соединение осматривают на наличие трещин, глубину проплавления тела, качество образовавшегося шлака. Если хотя бы один из параметров вызывает сомнения, то необходимо изменить настройки силы тока в сварочном аппарате или заменить электроды:

• Электрод прилипает – увеличиваем ток;
• Не прилипает, а сразу выжигает поверхность – уменьшаем ток;
• Трудно поймать дугу, чтобы не прожечь стержень – взять электрод меньшего диаметра;
• Электрод горит козырьком, шлак пенится – значит некачественный, заменить.

Недостатки

К прямому недостатку относится жесткость конструкции. Вот почему это не дает возможности возводить этим способом фундаменты на всех видах грунтов. На подвижных грунтах в опорном поясе возможно появление излишних напряжений, приводящих к трещинам и неравномерному распределению нагрузки с неблагоприятными последствиями для всего здания.Неаккуратная заливка бетонной массы может привести к разрыву,перекосу сварной конструкции.

Вероятные недостатки вызываются нарушениями технологии во время выполнения операций, параметров сварочного оборудования и человеческого фактора в лице исполнителя (производителя) работ. Все это, даже имея скрупулезно рассчитанный проект, требует неусыпного контроля и поэтапных проверок выполнения всех операций.

Вязать арматуру или варить для фундамента. Технология сварки арматуры

Хотя сварка арматуры для фундамента более трудоемка, чем вязка, полностью отказаться от нее невозможно. На больших стройках при возведении многоэтажных домов нельзя обойтись без сварки. Фундаменты таких сооружений несут увеличенные нагрузки, поэтому и требования по прочности предъявляются соответствующие. Чтобы арматуру для фундамента варить, используют специальные марки изделий – А400С или А500С. Диаметр прутков находится в пределах 3-5 сантиметров. Для работ применяется контактная точечная сварка. Учитывая тот факт, что при перегреве металла происходят изменения структуры, вызывающие ослабление прочностных характеристик, желательно, чтобы сварка арматуры для фундамента проходила на специализированных предприятиях либо проводилась на стройплощадках квалифицированными сварщиками.

При сварке у арматуры снижается прочность и нарушается внутренняя структура

Изготовление сварных каркасов в промышленных условиях проводится в несколько этапов:

• отделом технического контроля проводится проверка качества материалов, которые планируется использовать при изготовлении каркаса. Отбраковывается материал, не соответствующий требованиям стандартов и техническим условиям;
• круглый прокат из стали Ст.0 или Ст.3, предварительно очищенный от ржавчины, грязи, подвергают правке, разметке, резке на заданную величину. Проводится зачистка элементов абразивным инструментом;
• заготовки соединяются в плоскую конструкцию. Точечная сварка арматуры производится при диаметре заготовки до 26 миллиметров. При работе с арматурой увеличенного диаметра происходят деформации конструкции от сильного нагрева при сварке. Чтобы избежать искривлений, элементы слегка прихватывают;
• с помощью специальных кондукторов, плоские элементы устанавливаются вертикально друг над другом на расчетном расстоянии. Кондукторы изготавливают с высокой степенью точности – отклонения от заданных параметров не превышают трех миллиметров;
• производится предварительная связка элементов;
• проверяется соответствие пространственной конструкции техническому проекту, корректируется вся сборка в целом, определяется необходимая длина сварочных швов. Во избежание деформаций элементов от перегрева четко определяется последовательность сварки соединений;
• окончательно сваривают пространственную конструкцию.