Чем заменить металлическую арматуру на фундамент

Обновлено: 16.05.2024

Вопрос о ленточном фундаменте без арматуры продиктован в первую очередь желанием застройщиков уменьшить бюджет строительства - и это понятно, ведь стоимость металла гораздо выше цены бетона. Однако экономия на стадии закладки фундамента чаще всего выливается в прямые убытки, ведь давно подмечено, что дважды платит скупой. В этой статье мы рассмотрим, какой фундамент без армирования можно применить для возведения дома и не только.

Обязательно ли армировать фундамент

Ответить однозначно на вопросы, касающиеся армирования фундаментов, невозможно, потому что каждый из них индивидуален, заливается и эксплуатируется в разных условиях. Таковыми условиями в первую очередь является инженерно-геологическая обстановка на участке: тип и прочностные характеристики грунта, близкое расположение подземной воды, а так же вероятность пересечения её уровня с промерзающим слоем, что провоцирует наибольшую активность сил морозного пучения. Не зная всего этого, невозможно прогнозировать развитие событий и сделать правильный выбор конструктива фундамента, определить оптимальную глубину его заложения. Обычно люди, которые строят без проекта, стараются подстраховаться, увеличивая процент армирования - а не наоборот.

Минимальная плотность безарматурного монолита

Да, бетонные фундаменты (а с арматурой их называют железобетонными) существуют, и это отражено в СП 50*101 и 63*13330. Однако в этих документах оговаривается и ряд условий, необходимых для того, чтобы обеспечить им нормальную несущую способность. Главное – это плотность бетона не менее 1800 кг/м³, получить которую одним только за счёт вибрирования может и не получиться.

На заводах нужная плотность бетона обеспечивается путём применения высокомарочного цемента, определённого типа и фракции наполнителя, соотношения жидкости и твёрдых компонентов, подогревом смеси при затворении и затвердевании. Соответственно, чтобы получить бетон требуемой плотности, очень важно соблюдать технологию, и сделать это в домашних условиях невозможно.

Уж лучше тогда отдать предпочтение сборному варианту. Столь популярные в частном строительстве стеновые блоки ФБС, используемые для возведения ленточных фундаментов домов и гаражей с подвалом, производятся из неармированного бетона. По ГОСТ минимальная плотность этих блоков и составляет те самые 1800 кг/м³, достигаемые не только за счёт правильной компоновки ингредиентов, но и путём воздействия на формы вибраций, создаваемых виброплощадками, с последующей установкой в пропарочные камеры.

На объекте такие условия не создать, поэтому почти наверняка плотность готового монолита будет ниже нормируемой. Даже с применением заводских блоков с гарантированной нормативную плотностью, несущая способность такой ленты увеличивается путём заливки поверх ленты железобетонного армопояса.

Когда нельзя делать фундамент без арматуры

В СП 50*101 - в главе 8, посвящённой проектированию фундаментов для малоэтажных зданий, даны такие рекомендации по устройству ленточных оснований:

Если грунт непучинистый или слабо подвержен пучению, ленты можно формировать из бетонных безарматурных блоков (это как раз и есть ФБС). Про монолитный фундамент без арматуры для дома здесь ничего не сказано, так что его заливка – это чистая интерпретация на свой страх и риск.
При строительстве на грунтах, подверженных среднему и сильному пучению, блоки должны быть уже не бетонные, а железобетонные (УДБ). Они имеют сквозные отверстия, образующие вертикальные каналы – в них вставляют арматурные стержни и замоноличивают.
На грунтах с чрезмерным пучением фундаменты должны возводиться только в монолите, и только с внутренним армированием. Именно этот вариант, как самый надёжный, и применяют частные застройщики, не имеющие на руках проектной документации.

Примечание: Не зная, какова геологическая обстановка на участке, нельзя быть уверенными в том, что, силы морозного пучения не переломят фундамент пополам – даже если вы сделаете его вдвое шире, чем надо. И уже тем более, застройщик не может знать, будет ли уровень сочетаний нагрузок, при котором тем же СП разрешено применение бетона без армирования, укладываться в нормируемое значение.

Проблему ленточному основанию создаёт не только пучинистость грунта, но и его подвижность, обусловленная чаще всего осадкой из-за высокой пористости или способностью размокать в воде. Нестабильность почвы, на которую фундамент опирается, вынуждает работать его заглублённую часть не только на сжатие, но и на растяжение.

Разница между железобетонным ленточным фундаментом и фундаментом бутобетонном заключается только лишь в стоимости обоих вариантов. Но это как минимум, потому что стальная арматура внутри бетона портится со временем, а бутовый камень – нет. Таким образом повышается еще и долговечность бутового фундамента, а по прочности он не уступает фундаменту армированному стальным прутом вообще ни при каких условиях.

Я уже много писал о самых разных фундаментах, и тут в какой-то момент заметил одну прореху в этой теме. Это необходимость армирования монолитных фундаментов.

И на самом деле, если речь идет о малоэтажном частном домостроении, то какие имеются основания для обязательного армирования монолитных фундаментов стальными прутами?

Говорят, что если не армировать монолитный фундамент, то он треснет. А почему он должен трескаться? Просядет, что ли? А почему он должен проседать, если его строили не футболисты, а строительные специалисты?

Вот строили раньше фундаменты из кирпича, и никакого армирования внутри этих конструкций не было. Ясно, что кирпич – это не монолитный бетон, тем не менее, кирпичный фундамент тоже может теоретически треснуть. Вернее, может треснуть сама кладка, потому что такой сборный фундамент напоминает классическую змею – в каком-то месте грунт может подняться, а в каком-то - осесть, вот вам и треснула эта мелкоштучная гадюка.

Но на самом деле разрушения кирпичного фундамента не происходит, а если и имеют место быть отдельные случаи, то совсем не из-за отсутствия армирования кирпичной ленты. Такие фундаменты в большинстве своем стоят долго и счастливо, надо сказать, что до нашего дня дожило огромнейшее множество еще дореволюционных домов на кирпичных не армированных фундаментах, с которыми никаких проблем нет.

Чем же тогда отличается от кирпичного фундамента фундамент бетонный не армированный?

Разновидности бутовых фундаментов из какой-то строительной книги. В пояснениях ошибка - смотреть картинки согласно комментариям надо справа налево, а не наоборот

Или вот возьмем, к примеру, еще один вид сборных ленточных фундаментов – блоки ФБС. Фундаменты из таких блоков не нуждаются в армировании, достаточно и перевязки блоков, но это совсем не армирование. По идее, не армированная лента из ФБС тоже может треснуть, но вот не наблюдается такого явления, не трескаются фундаменты из ФБС, если строились по правилам.

А чем от таких фундаментов отличается не армированная бетонная лента? Или вот так: как может спасти стальная арматура бетонную ленту от растрескивания?

Вообще-то фундамент под легкий частный дом не испытывает особых нагрузок, потому и изгибаться он вообще не станет, если, конечно, он стоит на прочном основании. А если фундамент стоит не на прочном основании, то его и армирование не спасет – треснет обязательно, если просядет.

Интересный момент: в Великобритании сегодня строят фундаменты из промежуточных материалов – мелкоформатных газобетонных блоков, это что-то среднее между кирпичом и ФБС. И, как видно на фотографии – ленты из таких блоков тоже не армируют. Забыли, что ли, про арматуру? Не думаю – не армируют вполне целенаправленно.

Ну, а если не армируют, значит и не надо. Англичане ведь работают по нормам, в отличие от большинства наших самостройщиков, а раз они блочные фундаменты не армируют, значит, это норма, причем не просто внутрибританская, а всемирная.

А теперь давайте подумаем, чем же армировали фундаменты своих деревенских домов граждане нашей страны, когда цемента было навалом, а арматура была дефицитом?

В те времена, когда про стальную арматуру мало что знали, а цементные заводы работали в каждой деревне, строители армировали ленточные фундаменты обычными камнями. Сначала они использовали бут, а потом и крупный щебень. И весьма показателен тот факт, что большинство таких бутовых фундаментов, построенных еще в античные времена, стоят себе и в ус не дуют, а многие фундаменты 30-летней давности пришли в полную негодность.

Я имею в виду самострой, а не промышленное строительство. В промышленном строительстве действуют нормы, но самостройщикам этих норм лучше не касаться, иначе разорятся.

Однако самостройщики – это не современное явление, а древнее. И вот мы видим, что люди прекрасно строили прочные и долговечные фундаменты еще задолго до того, как появилась сама идея продольного армирования бетона железом. Причем под бетоном я имею в виду не цементносоставляющие смеси, а вообще любые бетоны, например, известковые. Ведь когда бетон еще не придумали, кирпичные фундаменты уже существовали, и какие-то смеси при этом использовались.

Но кирпичные фундаменты делали далеко не все, а чаще делали более дешевые монолитные, которые были гораздо проще в исполнении, но были не менее прочными и уж во всяком случае, более долговечными. Такие фундаменты назывались бутовыми, и скреплялись они или глиной, или известью. Можно долго смеяться над такими фундаментами, но они до сих пор живут, в отличие от многих фундаментов цементно-бетонных, и не трескаются.

Завершая свою публикацию, хочу еще раз обратить внимание на такой момент: во всех инструкциях, посвященных возведению бутового или бутобетонного фундамента, обращается внимание на то, что такие фундаменты очень хорошо себя ведут на устойчивых грунтах, то есть на тех, которые не подвергаются воздействию грунтовых вод.

Оно и понятно, потому что на первый взгляд так и есть – прочный грунт прекрасно заменяет элемент армирования, не позволяя залитой в него ленте совершать какие-то подвижки.

Но с другой стороны – а как защитит стальная арматура ленточный фундамент на обводненных грунтах? Если масса ленты начнет совершать хоть какие-то движения, даже в виде вибрирования, то имеется внутри нее арматура, или нет ее – лента все равно прогнется и треснет.

Поэтому я думаю, что проблема тут не в грунте, а в архитекторах и строителях. Другими словами – что при производстве железобетонного фундамента, что бутобетонного, должны применяться одни и те же нормы по прочности основания, которые могут осуществляться совершенно разными методами.

Стальная арматура подорожала почти вдвое и у многих появился резонный вопрос: можно ли заменить её стеклопластиковым аналогом? Давайте рассмотрим основные характеристики обоих видов и узнаём точный ответ на этот вопрос.

Предмет рассмотрения и немного теории

Для ненапряженных конструкций используется арматура А240, А400, А500, А500С.

А240 — это гладкая арматура, которая используется как вспомогательная. Гладкая арматура необходима в качестве хомутов для пространственных каркасов и привязки сеток из рабочей арматуры.
А400, А500, А500С — это рабочая арматура, которая воспринимает растягивающие усилия от собственного веса конструкций и внешних нагрузок.

Если говорить про арматуру А500, то для её производства применяются сплавы с содержанием углерода выше 0,6%. Данный показатель говорит, что гибкость и свариваемость этой арматуры ограничены.

А500С содержит углерода в два раза меньше, а значит она более пластична, прекрасно гнётся и хорошо сваривается. По этой причине в малоэтажном строительстве преимущественно применяется арматура А500С. Приставка «С» означает, что арматура сварная. Профиль этой арматуры выполнен в серповидной форме для улучшения адгезии с бетоном; продольные рёбра при этом не пересекаются с боковыми. Ещё её называют арматурой периодического сечения.

Композитная арматура представляет собой стержни из стеклянных, базальтовых, углеродных или синтетических волокон, пропитанных полимерным связующим. Образцы из углеродных или синтетических волокон можно не брать в расчёт из-за очень высокой стоимости — в частном строительстве её не применяют. Остановимся на самом доступном и распространённом варианте — стеклопластиковой арматуре.

Стеклопластиковая арматура подразделяется на несколько видов:

арматура с периодическим (классическим) профилем;
с песчаным покрытием;
с периодическим профилем и песчаным покрытием.

Песчаное покрытие наносится для усиления адгезии с бетоном.

Для сравнения возьмём стеклопластиковую и стальную арматуру А500 с одинаковым сечением 12 мм.

Параметры сравнения

Сразу оговоримся: мы не будем рассматривать чисто маркетинговые параметры, такие как долговечность, коррозионная стойкость, экологичность, электропроводность, теплопроводность, огнестойкость и прочие косвенные характеристики. Рассмотрим основные, можно сказать, фундаментальные параметры — это прочность, жёсткость и относительное удлинение.

Все несущие конструкции рассчитывают по двум группам предельных состояний. Первая: расчёт конструкции на прочность и устойчивость. Вторая: на прогиб, деформацию и величину раскрытия трещин. Говоря проще, расчёт сводится к определению двух величин: 1 — сопротивление внешним нагрузкам или прочность; 2 — сопротивление деформации или упругость. То есть, монолитная конструкция считается надёжной при соответствии одновременно двум параметрам.

Прочность

Для арматуры А500 предел прочности на растяжение равен 500 МПа. У стеклопластиковой арматуры этот показатель составляет 1200 МПа. Судя по этим числам, стеклопластиковая арматура вдвое прочнее стальной. Об этом любят говорить производители композитов. Но в таком пределе прочности совершенно нет необходимости, потому что он будет работать в бетонной конструкции всего на 20–30%. Это можно сравнить с кузовом автомобиля — если увеличить толщину стали в три раза, с одного миллиметра до трёх, то будет ли в этом толк? Да, прочность кузова увеличится в три раза, но есть ли в этом смысл? В бетонной конструкции всё то же самое.

Жёсткость или упругость

А вот следующий показатель — жёсткость, прямо укажет на разницу двух материалов. Жёсткость — это способность материала сопротивляться изменению формы при сохранении объёма. Жёсткость металлоарматуры — 200000 МПа; у стеклопластика — 55000 МПа. Это означает, что металл практически в 4 раза жёстче, чем стеклопластик. А вот это настоящая проблема для композита, поскольку для арматуры основной показатель — это упругость или жёсткость. То есть, арматура должна быть более упругой, чем бетон. А при таких значениях жёсткость стеклопластиковой арматуры приближается к жёсткости самого бетона. Простыми словами — пластиковая арматура практически не добавляет жёсткости монолитной конструкции. И вот на этом месте возникает резонный вопрос — а для чего она вообще нужна?

Относительное удлинение

Теперь об относительном удлинении. У металлоарматуры этот показатель составляет — 0,25%; у стеклопластика — 2%. Это значит, что монолитная конструкция, армированная пластиком, способна деформироваться на 2%. Такой деформации бетон попросту не выдержит. В качестве примера рассмотрим монолитную балку длиной 3 метра. Если дать на неё предельную нагрузку сверху, то в работу вступит нижний ряд арматуры. При относительном удлинении 0,25% величина расширения трещин составит 7,5 мм и балка прогнётся на небольшую величину. При относительном удлинении 2% величина расширения трещин составит 60 миллиметров. Балка при этом прогнётся ещё больше и в ней появятся огромные трещины. Бетон неспособен сохранять устойчивость при таких деформациях.

Вывод

Как и было написано выше, если арматура не проходит хотя бы по одному из двух параметров (прочность и жёсткость), то использовать её категорически нельзя! Стальная арматура проходит и по прочности, и по жёсткости; стеклопластиковая — только по прочности.

Стеклопластиковую арматуру можно использовать в качестве гибких связей для облицовочной кладки, при армировании стяжек, отмосток и садовых дорожек. На этом сфера её применения заканчивается.

А вы применяли композитную арматуру? Напишите, какой получился результат!

Друзья, нас уже больше 110 тысяч! Поставьте лайк, подпишитесь на канал, поделитесь публикацией — мы работаем , чтобы вы получали полезную и актуальную информацию!

Железобетон (железо + бетон) на протяжении 200 лет служил людям верой и правдой, но буквально несколько десятилетий назад производители нам подкинули еще один новый материал — полимер-композитную арматуру (далее ПКА) , которая в сфере частного домостроения стала очень сильно конкурировать с "классикой" — со стальной арматурой. На текущий момент, она в действительности пользуется очень высоким спросом у застройщиков.

Часто от них можно слышать, что композитная арматура существенно удешевляет стоимость строительства там, где требуются большие объемы армирования конструкций, поэтому ее используют и в фундаментах, и в несущих колоннах, и в перекрытиях, другими словами там, где за металл нужно выложить 70-80 т.р., а композитная арматура выходит в половину дешевле.

Есть ли еще причины кроме хорошей цены, почему ПКА (полимер-композитная арматура) пользуется большим спросом?

Я сам не один раз сталкивался с ней, и признаюсь, бетонировал септик с использованием именно композитной арматуры. Подтверждаю, что кроме заманчивой цены, есть еще преимущество — с ПКА легче работать.

Она имеет гораздо меньший вес, доставка возможна на своем автомобиле, легко режется и при размотке из бухты имеет неограниченную длину, с ее помощью можно армировать конструкции требуемой длины без каких-либо нахлестов и стыков, а соответственно меньше отходов и коротких обрезков. А стальные прутки, извините, ограничиваются длиной 11,7 и 5,85 м.

Но, проблема в том, что по факту, применение ее в индивидуальном строительстве очень и очень ограничено, о чем к сожалению из производителей мало кто признаётся.

Если посмотреть дальше, то на этом преимущества ПКА то и заканчиваются.

Для усиления анкеровки внутри бетонной конструкции я металл легко сгибаю в крюк, делаю загиб петлей, на предприятиях концы прутков сплющивают в грибок, а что с композитным прутком? Это является огромным минусом. При работе на растяжение ПКА имеет эффект продёргивания внутри бетона, потому как анкеровка ее невозможна и вообще отсутствуют какие-либо варианты. Вообще! Ни согнуть, ни приварить, ни сплющить.

Да, стеклопластик на разрыв при растяжении прочнее приблизительно в 3 раза, но грош цена этому свойству, если арматура проскальзывает внутри бетона и прогибается. Прут не работает сам по себе, он работает внутри бетона, вот как раз здесь и важен такой параметр, как модуль упругости. В сопромате он показывает, как деформируется тело под нагрузкой: чем этот модуль выше, тем меньше изгиб в точке при приложенной нагрузке.

Факт состоит в том, что модуль упругости ПКА в четыре раза меньше стали, поэтому, чтобы использовать композит вместо стали, нам нужно увеличить площадь сечения прутка в 4 раза! Выгодно ли это? Однозначно "Нет"! Если этого не сделать, то конструкция остается недостаточно жесткой, она не способна препятствовать прогибу конструкции и раскрытию трещин в растянутой зоне (Вторая группа предельных состояний).

И последний основной удар по ПКА: бетонная конструкция с использованием композитной арматуры внезапно обрушивается при воздействии на нее температуры больше или равной 87°С. Именно такую температуру нужно поддерживать на протяжении 13 минут, чтобы связывающие смолы в ПКА начали разрушаться. При этом, куски бетонного перекрытия или колонн не повиснут на прогнутых прутьях, если бы это была сталь, а обрушатся на голову из-за хрупкости полимера.

От автора

Друзья, я нахожу применение ПКА только при сооружении НЕ ответственных конструкций: туалеты, заезды и выезды, тротуары, септики, отмостки, фундаменты для заборов.

Иногда, применяют ПКА когда требуется получить от конструкций те свойства, которые с металлом несовместимы, а это: радиопрозрачность, химическая инертность и т.п., но вряд ли это относится к индивидуальному строительству, поэтому считаю, что полимер-композитную арматуру применять на частных домах совершенно нерационально.

Можно ли заливать фундамент без арматуры? Не стоит спешить и отвечать негативно. Это оказывается предметом активных споров и ответ далеко не всегда отрицательный. Современное домостроение оказывается не против такой технологии.

МОЖНО ЛИ ОБОЙТИСЬ БЕЗ АРМАТУРЫ В ФУНДАМЕНТЕ

Фундамент без арматуры оказывается совсем неуместным, если грунты на участке застройки обладают некоторой подвижностью. Ленточный фундамент без армирования может просто быть разорван при подвижках земли.

Можно ли не армировать ленточный фундамент?

Ленточный фундамент без арматуры

Для некоторых типов грунтов категорически нет. Есть наглядный пример, при котором человек решил построить основание на глине, в том районе, где большинство строятся на сваях. В результате его ленточное основание оказалось разорвано в нескольких местах уже на следующий сезон. Арматура в фундаменте не только укрепляет прочность, но и придает эластичности.

Ленточный фундамент без арматуры имеет сниженный срок эксплуатации в большинстве случаев.

Нужна ли арматура в ленточном фундаменте?

В большинстве ситуаций нужна. Безальтернативно. Экономия на арматуре тут неуместна. Причем оптимальным способом скрепления армированного каркаса является вязка. С помощью специальной вязочной проволоки можно быстро создать качественный и прочный каркас. Если соединения скреплять с помощью сварки, то нарушается структура прута. Фундамент без армирования в процессе обязательной усадки, которая длится около 5 лет, с высокой вероятностью трескается. Поэтому экономия на материале каркаса недопустима.

Можно ли залить фундамент без арматуры?

Технически это вполне возможно и многократно производится. Но следует точно понимать, как работает армирование в основании здания или сооружения. Оно не позволяет касательным силам, которые развиваются во время морозного пучения, повредить целостность основания.

Значит, что фундамент может не иметь каркаса только при отсутствии подвижек грунта. В противном случае он обязателен.

МОЖНО ЛИ КЛАСТЬ ФУНДАМЕНТ, ЗАЛИВАЯ МЕТАЛЛОЛОМ РАСТВОРОМ БЕЗ АРМАТУРЫ

Можно ли делать фундамент без арматуры, и заменять ее другим металлом?

Металлолом в фундаменте

Это допустимо для хозяйственных построек или небольших сооружений, таких как забор. Но для жилого дома так делать основание нельзя.

Некоторые специалисты указывают на старые опыты, когда арматуры не было и фундамент заливался на что попало под руку, в том числе простой металлолом. Но это совсем неправильный подход ориентироваться на устаревшие методики работы. Поэтому металлолом может применяться только для малых фундаментов на относительно устойчивых грунтах.

ЛЕНТОЧНЫЙ МОНОЛИТНЫЙ ФУНДАМЕНТ БЕЗ АРМИРОВАНИЯ

Обязательно ли армировать ленточный фундамент?

Ленточный фундамент без армирования

Все зависит от исходных технических показателей. Если вы станете армировать основание, то вопросов нет. Но если приняли решение создать особое основание без арматуры, то следует тщательно изучить подстилающие грунты и их динамику по сезонам. Также нужно точно знать технические показатели будущего дома и соответствующие требования к фундаменту. Только после этого можно ответить, нужно ли армировать фундамент или есть основания для риска и внедрения новой технологии. Выбор в каждом случае индивидуальный.

ПРИЧИНЫ НАРУШЕНИЯ ЦЕЛОСТНОСТИ ФУНДАМЕНТА И ИХ УСТРАНЕНИЕ

Фундамент подвергается постоянно и довольно существенной нагрузке. Существует множество причин, которые приводят к нарушению его целостности и разрушению пояса основания. Поэтому перед строительством следует точно разработать основание до каждой мелочи и учесть все негативные факторы, которые буду «давить» на основу здания – только так можно сохранить его прочностью.

Малейшая деформация фундамента сказывается на всей конструкции, причем предсказать характер деформации очень сложно. Лучше предотвратить возможные дефекты за счет соблюдения технологии строительства и правил подбора материалов.

Особенность наблюдения за фундаментом заключается в том, что он скрыт от глаз. Следить за его состоянием приходится по косвенным признакам и важно точно уметь и распознать для принятия соответствующих мер:

Деформации зданий и сооружений, а также отдельных составных частей построек.
Появление трещин и разрывов различной величины и геометрических характеристик.
Просадка грунта по периметру здания, а также просадка пола в подвальном помещении.
Разрушение и деформирование на стенах подвальных помещений.
Затопление территории рядом со зданием.
Разрушение и деформирование водоотвода и прочих коммуникаций.

Причины, которые могут вызвать разрушение целостности основания, также может быть много:

Ошибки проектирования и инженерных изысканий на стадии разработки чертежей.

Ошибки при технологии производства работ, в том числе перебор грунта, плохое уплотнение при засыпке, промерзании грунта и его замачивании.
Нарушение работ при возведении фундамента, в том числе неправильный подбор марки бетона, неправильное армирование, не верный подбор кирпича и камня, неправильная обратная засыпка.
Ошибки при эксплуатации фундамента. В этой категории выделяют затопление подвального помещения, повышение уровня агрессивности вод в грунтах, промерзание основания. Также деформации возможны при перегрузке фундамента, разрушение основания при прокладке коммуникаций. В случае сейсмической активности не имеющий дополнительной прочности фундамент быстро разрушается.

Территориальные и конструктивные особенности конкретного строительного объекта определяют его прочность и надежность для определенной технологии строительства.

Читайте также: