Инженерные изыскания
Что такое инженерные изыскания
Инженерные изыскания- это комплексная деятельность по изучению условий окружающей среды и факторов антропогенного воздействия, в целях рационального и безопасного использования территорий как в черте населенных пунктов так и за их пределами. Изыскания позволяют всестороннее изучить условия строительной площадки, так как залогом долгой и беспроблемной эксплуатации зданий и строений выступает объемное исследование и правильная интерпретация полученных результатов.
Цели инженерных изысканий
Перед инженерными изысканиями ставятся различные цели и вопросы. Но основные и самые важные можно свести к тезисам:
- Сбор всесторонней информации о месте будущего строительства с позиции геологии, геодезии, экологии и гидрологии.
- Составление прогнозов о вероятных изменениях при взаимном влиянии объекта и природной среды.
- Обнаружение рисков при проведении строительных работ, разработка мероприятий по их минимизации и устранению последствий.
- Повышение надежности и безопасности, улучшение потребительских свойств объекта
- Оптимизация взаимосвязи между сооружением и окружающей средой, определение потенциала района застройки.
Этапы проведения работ по инженерным изысканиям
Проведение изыскательских работ ведется в четыре ступени:
- Подготовительная. На начальной стадии собирается и изучается архивная документация:
данные по составу и физико- механическим свойствам почв, карты, разрезы, планы. На подготовительной ступени определяется объем практических работ, подбирается методология и оборудование для сбора образцов.
- Полевая. На этом этапе проводится комплекс работ, согласно плану инженерных изысканий объекта. Выполняются мероприятия по отбору образцов грунта, воды, воздуха, проводятся замеры физических показателей и других натурных величин.
- Лабораторная. Отобранные образцы доставляются в лабораторию для проведения исследования необходимых свойств.
- Камеральная. Завершающая стадия включает в себя обобщение, анализ и систематизацию данных, полученных в ходе проведения полевых и лабораторных работ. Результатом камеральной ступени изыскательской деятельности служит технический отчет.
Виды инженерных изысканий
Какие виды работ необходимо провести на участке зависит от конкретных задач. Действия по изысканиям разделяют на два направления:
- Экономическое. Заключается в обеспечении оптимальных условий для строительства: обоснование экономической целесообразности стройки за счет подбора местных строительных материалов и водоснабжения; расчете сбалансированного подбора ресурсов.
- Техническое. Разностороннее изучение территории с целью выверенного подбора площадки под застройку.
Вся, проводимая деятельность по инженерным изысканиям делится на пять отдельных видов:
- Геодезические
- Геологические
- Гидрометеорологические
- Экологические
- Геотехнические
- Геодезические изыскания
Работы по геодезии на участке ведутся в предпроектный период. Предназначены они для сбора и обработки необходимого и полного пакета данных о площадке. На этапе геодезических исследований определяются координаты пространственных объектов и точек высот земной поверхности. Дают представление об объеме земляных работ в районе строительства. Геодезические исследования включают в себя работы по картографии. Данные, полученные топографическими методами, наносятся на планы, карты, схемы; сверяются с архивной документацией, выявляются и фиксируются изменения.
В состав работ по геодезическим изысканиям входит:
- Сбор, изучение и систематизация архивной информации. Получение данных из архивов об истории исследований района строительства.
- Рекогносцировка на местности. Обследование участка, выявление оптимальных точек для топографии, поиск координат точек для включения в геодезические сети.
- Разработка новых и развитие существующих опорных геосетей.
- Организация планово-высотных геодезических сетей.
- Топография методом аэрофототопографической и стереофотограммметрической съемки.
- Топографическая съемка подземных и наземных коммуникаций и объектов.
- Актуализация кадастровых планов в графическом, фотографическом и цифровом формате.
- Работы по инженерной гидрографии
- Перенос в натуру и привязка геофизических точек
- Работы по стационарному наблюдению за усадкой и деформацией основания зданий, и изменениями геологических пород в районах развития опасных техногенных и сейсмических процессов.
- Наполнение данными информационных систем и кадастров.
- Составление топографических планов, тематических и кадастровых карт, специальных атласов в графическом и цифровом формате.
- Обработка материалов
- Составление технического отчета.
Геологические изыскания
Геологические изыскания в строительстве- это комплекс работ направленных на изучение геологических и гидрогеологический условий на строительной площадке; изучение свойств грунтов и изменение их с течением времени. Инженерно- геологические изыскания наиважнейший этап, предшествующий проектированию нового здания, реконструкции или сносу существующего.
Геологические испытания дают ответ на вопросы:
- Состав почв.
- Расположение и толщина грунтов в геологическом разрезе. Знания о составе и толщине слоя грунта позволяют правильно подобрать тип фундамента.
- Глубина промерзания грунта. От этого показателя зависит глубина заложения фундамента.
- Наличие и глубина залегания водоносного слоя. Показатель влияет на выбор основания здания и целесообразности обустройства дренажной системы для отведения вод.
- Определение уровня агрессивности и коррозийной активности грунтовых вод. Наличие большого количества солей в водонасыщенных грунтах может привести к бетонной коррозии и препятствует набору прочности бетонной смеси.
- Физико- механические свойства грунтов. Важно знать такие показатели как сопротивление сжатию и сдвигу. На основе этих данных будет впоследствии рассчитана несущая способность фундамента. А от этого будут подбираться материалы для строительства и проектироваться возможная этажность строения.
Отчет по геологическим изысканиям дает обоснованный ответ о выборе типа фундамента, возможным нагрузкам на основание, вероятности подтопления, возможных сейсмических сдвигах, необходимости дренирования и уплотнения грунтов, а также позволяет оптимизировать затраты на обустройство площадки под строительство.
Гидрометеорологические изыскания
Гидрометеорологические изыскания- работы по оценке гидрогеологических, метеорологических и гидрологических условий в районе будущего строительства и влияние гидрометеорологических условий на объект. К таковым относят:
- Снеговые и ветровые нагрузки
- Интенсивность поступления атмосферной влаги: дожди, снег, град.
- Наличие надземных и подземных водоемов, рек. Скорость и направление течения.
- Изучение уклонов и мест стока воды.
- Определение вероятности возникновения опасных гидрометеорологических явлений: оползни, сели, лавины.
- Глубина промерзания грунта, водоема- криологические условия
Деятельность по гидрометеорологии включает в себя работы по:
- Сбору и анализу данных изучаемой местности.
- Рекогносцировке района и обследований участка застройки
- Наблюдениями и измерениями характеристик водных и климатических объектов. А именно изучении питания водных объектов, течении, загрязненности прозрачности воды, обнаружении подземных источников питьевой воды, глубины их залегания, объемов. К метеорологическим наблюдениям относят: направление и скорость ветров, количество осадков в течение года, температуру, уровень солнечной радиации.
Объектами исследования гидрометеорологических изысканий выступают:
- Гидрологические режимы рек, озер, каналов, других водных объектов, прибрежной зоны.
- Климатические и метеорологические условия в исследуемом районе.
- Несущие угрозу безопасности природные метеорологические явления.
- Изменения в гидрометеорологии местности под воздействием техногенной деятельности человека.
Инженерно-экологические изыскания
Экологические изыскания- работы по исследованию свойств компонентов природной среды: недр, почвы, воды, воздуха, растительных и живых организмов.
Целью инженерно-экологических изысканий является обеспечение безопасности и создание комфортной среды обитания для человека; прогнозирование влияния строительного объекта на природную среду; разработка мер по устранению пагубного воздействия человека на окружаю среду.
Комплекс работ по экологическим исследованиям района строительства включает:
- Измерение уровня радиации на участке, определение выделения в атмосферу радона.
- Отбор проб почвы, воды, воздуха. В дальнейшем образцы доставляются в лабораторию, где исследуются на наличие загрязнений, в том числе солями тяжелых металлов.
- Газогеохимия участка. Важная часть экологических изысканий, в ходе которой определяются вещества, способные при распаде выделять опасные газообразные вещества.
- Оценку микробиологического, паразитологического состояния среды.
- Изучение физико- механических факторов: шума, вибраций, электромагнитных полей.
- Определение санитарно-биологических показателей.
Результаты исследования оформляются в виде технического отчета, в котором даются рекомендации для проектировщиков и строителей с точки зрения экологии. Вовремя выявленные неблагоприятные факторы позволяют разработать эффективные меры по недопущению экологических катастроф, снижению уровня опасности для населения.
Инженерно-геотехнические изыскания
Последний вид изысканий в районе застройки- инженерно- геотехнические. Нацелены на исследование массивов грунтов, которые будут служить основаниями будущим сооружениям и средой прокладки инженерных коммуникаций. В задачи геотехнических изысканий входит проведение дополнительных исследований в районах со сложными геоморфологическими условиями и активными геодинамическими процессами; создание расчетов по устойчивости грунтов с учетом всех факторов воздействия.
Геотехнические изыскания отличаются от геологических тем, что формирует математическую модель, учитывающую не только геологический состав и физические свойства грунтов, но и факторы геологического и техногенного характера, которые могут повлиять на ход строительства с определенной долей вероятности.
Опасные геодинамические процессы вызываются:
- Действием подземных и наземных водных источников
- Весом грунтов
- Совместной работой массы грунта и текущих подземных вод
- Силами, которые возникают при промерзании- оттаивании почвы.
Например, прорыв водовода может привести к оползню толщи грунта, заболачиванию местности. В случае нарушения равновесного баланса при строительстве может произойти обрушение пород под собственным весом.
Цели геотехнических изысканий
- Контроль за изменением свойств грунтов
- Мониторинг строительства и реконструкционных работ
- Контроль за опасными геологическими процессами.
- Своевременное обнаружение отклонений от нормы состояния строительного объекта
- Наблюдение за окружающим пространством при обустройстве котлованов и отведении воды
- Изучение и мониторинг свойств фундаментов при ремонте или реконструкции строения.
Комплексный и всесторонний подход с применением перечисленных видов инженерных изысканий, гарантирует получение выверенных, обоснованных результатов, на основании которых выносится решение об утверждении или отклонении территории для строительства.
Оформление результатов инженерных изысканий
Все типы работ проходят камеральную стадию. Данные обрабатываются, группируются и формируется итоговый технический отчет, который служит основой для разработки проектной документации. Отчет содержит:
- Вводную часть.
- Разделы с описанием в текстовой форме, использованием карт, таблиц, графических геологических разрезов, с указанием грунтов.
- Заключительную часть, в которой делаются выводы о соответствии или несоответствии изученных показателей установленным в нормативной документации.
Технический отчет по инженерным изысканиям подлежит обязательной экспертизе соответствующими аккредитованными организациями. Экспертное заключение оформляется в соответствии с утвержденными стандартами.
Какие опасные процессы выявляют инженерные изыскания
Присутствие карстовых пустот. Возникают в результате естественных или искусственных геогидрологических процессов- вымывания породы из известковых грунтов. Залегают на разной глубине, не редко происходят обвалы почвы внутрь карста. Поэтому важно, чтобы строение располагалось не над карстовой пещерой.
Завышенный уровень грунтовых вод. Может серьезно подпортить ход строительства или сделать его продолжение невозможным. Своевременное выявление особенности участка позволяет разработать меры по дренированию места застройки.
Вероятность оползней. Проблема возникает, когда строительство ведется на уклоне на глинистых и водонасыщенных грунтах. При недостаточном заглублении фундамента, здание с пластом породы съезжает вниз, часто с необратимыми повреждениями.
Присутствие водоносных горизонтов. В процессе работ может выясниться, что на территории в доступе имеется качественная питьевая вода. Это снимает проблему водоснабжения, позволяет обустроить артезианскую скважину и питать здание или сооружение автономно, не привязываясь к централизованному водоснабжению.
Присутствие техногенных слоев. При проведении инженерных изысканий в городах или прилегающих районах выявляются опасные химические, физические и биологические захоронения отходов. В этом случае строительная площадка переносится или опасный грунт вывозиться в полном объеме, если такое действие оправдано.
Кто может проводить изыскания
- Изыскания в полном объеме может проводить застройщик, если он является членом саморегулируемой организации в области инженерных изысканий.
- Физическое или юридическое лицо, состоящее в профильной СРО.
- Лицо, получившее разрешение на использование земель, находящихся в государственной или городской собственности, при условии нахождения в профильной СРО.
Работы по отбору проб и получению результатов на местности возможны только с применением поверенного в установленном порядке оборудования.
Ошибки частных застройщиков
Если при капитальном многоэтажном гражданском и промышленном строительстве проведение инженерных изысканий это законодательная норма, то при частном домостроении- рекомендательная. Поэтому возникают ошибочные мнения по поводу проведения инженерных изысканий.
- При проектировании и выборе типа фундамента опираться на мнение владельцев существующих строений. Глубокое заблуждение, так как грунты и вода залегают в толще неоднородно. Картина разреза может меняться через несколько метров.
- Инженерные изыскания- это дорого. Безусловно, плата за проведение работ требуется, но сумма составляет менее 1% от стоимости проекта. Значительно больше придется потратить при решении проблем с неравномерной осадкой фундамента или трещинами по зданию. С другой стороны, позволит сэкономить на материалах, так как подрядчики- строители необоснованно перестраховываются, используя больше бетона и арматуры для фундамента.
- Не стоит доверять девелоперу, который утверждает, что проводились инженерные изыскания участка и предоставляет копию отчета. Важны изыскания именно под пятном застройки. Вряд ли продающая земельные участки организация точно угадала координаты будущего дома.
- Нельзя опираться на мнение специалистов, которые утверждают, что исходя из многолетнего опыта по внешнему виду способны определить несущую способность грунтов и другие важные физико-механические характеристики. Данные показатели исследуются в аккредитованной лаборатории, с последующим оформлением результатов.
Необходимость проведения инженерных изысканий очевидна. Строительство дома без понимания геологической, геодезической и экологической картины- работа вслепую. Важно понимать, что в случае судебных разбирательств наличие технического отчета о проведенных инженерных изысканиях компетентной организацией, является важным доказательным аргументом для привлечения к ответственности недобросовестных проектировщиков и застройщиков. Наличие координат участка и строений избавит от спорных конфликтных ситуаций и сбережет деньги и нервы.
Как из старого чердака сделать уютную мансарду?
Если вы мечтаете увеличить жилую площадь в доме, чтобы сделать гостевую спальню, детскую, кабинет или место для творчества, тогда пора выбросить ненужные вещи с чердака и заняться его ремонтом. Чердак идеально подойдёт для обустройства нового помещения и осуществления ваших дизайнерских фантазий. Во время переделки важно предусмотреть лестницу, организовать вентиляцию, позаботиться о подведении необходимых коммуникаций и, самое главное, о грамотном утеплении.
При трансформации чердака важно правильно подобрать теплоизоляционный материал, который защитит от теплопотерь и обеспечит хорошую шумоизоляцию. Не менее актуальное условие — создание оптимального микроклимата в помещении. «Кровельный пирог» должен сохранять паропроницаемость строительных конструкций, чтобы защитить от появления конденсата, из-за которого образуется грибок и плесень. Обязательно предусмотрите гидроизоляционный и пароизоляционный слои, а оптимальным вариантом для утепления станет теплоизоляция из каменной ваты: лёгкий материал, который не создаёт большую нагрузку, пожаробезопасный, паропроницаемый и экологичный. Однако мало просто утеплить крышу и положить толстый слой изоляции. В процессе монтажа может быть допущено множество ошибок, которые снижают эффективность утепления и увеличивают тепловые потери дома.
Разобраться во всех нюансах утепления мансарды поможет «Каталог решений для капитального ремонта частного дома и квартиры», созданный специалистами компании ROCKWOOL. В нем можно найти ответы на самые часто задаваемые вопросы по выбору толщины теплоизоляционного слоя и использованию плит из каменной ваты в различных конструкциях: скатные кровли, перекрытия, стены, фасад и трубопроводы. Изучив схемы монтажа, можно самостоятельно провести необходимые ремонтные работы или проконтролировать работу строительной бригады.
«Важно отметить, что мансарда увеличит нагрузку на дом, поэтому посмотрите состояние стропильной системы. В некоторых случаях, может потребоваться усиление конструкции. Требуемая толщина теплоизоляционного слоя подбирается исходя их нормативов по сопротивлению теплопередачи ограждающих конструкций для конкретного региона. Минимальный показатель для северных регионов — 250 мм, для центрального — 200 мм, а для южных областей — от 150 мм. При выполнении работ по утеплению рекомендуется минимизировать количество слоев утеплителя. Во-первых, так повышается скорость работы и снижается количество отходов из-за подрезки утеплителя при выполнении разбежки. Во-вторых, утеплитель толщиной 100 мм и более в меньшей степени склонен к прогибам, чем толщина 50 мм, за счет чего более надежно удерживается в каркасе, что важно при монтаже на вертикальные и наклонные поверхности. В-третьих, минимизация слоёв обходится в итоге дешевле», — комментирует Андрей Петров, ведущий инженер-проектировщик компании ROCKWOOL.
Качественные материалы вкупе с соблюдением технологии укладки — гарантия длительного срока службы крыши без «плачущих» стен, плесени и грибка. В правильно утеплённой мансарде будет создан комфортный микроклимат, и не потребуется зимой повышать мощность обогрева, а летом расходовать энергию на кондиционирование.
Скачайте «Каталог решений для капитального ремонта частного дома и квартиры» от ROCKWOOL или получите консультацию специалистов перейдя по ссылке.
Арматура
Современное строительство, как гражданское, так и промышленное, сложно представить без использования арматуры. Арматура строительная представляет собой стержни, которые в процессе монтажа собираются в необходимую конструкцию: сетку или каркас. Смонтированный каркас или сетку заливают бетонным раствором. Применение армирующего каркаса оправдано тем, что бетон отлично работает на сжатие, но плохо на растяжение. Арматура принимает на себя растягивающие нагрузки и перераспределяет их на массив. За счет этого удается добиться прочности и увеличения несущей способности железобетонных конструкций. Армированные конструкции в значительной мере меньше подвергаются растрескиванию.
Армконструкция должна иметь:
- Повышенную прочность
- Устойчивость к вибрации
- Высокую пластичность
- Стойкость к деформациям
- Инертность к коррозийным процессам
Разновидности арматуры
В зависимости от использования арматура бывает:
- Рабочей. Называется так, потому что преобладающе работает в связке с бетоном. Воспринимает растягивающие, реже сжимающие нагрузки возникающие от веса конструкции и внешних нагрузок.
- Монтажной. Монтажная арматура не воспринимает никаких нагрузок. Необходима для фиксации и удержании рабочей арматуры в запроектированном положении. Иногда монтажные стержни вынимают.
- Поперечной. Поперечная арматура устанавливается перпендикулярно продольным несущим стержням. Служит для воспрепятствования усилий сдвига и поперечной силы, и для предотвращения выпучивания продольных прутов арматурного каркаса. Собирает отдельные прутья в объемный каркас и обеспечивает конструкции пространственную работу.
- Распределительной. Данный тип арматуры необходим для перераспределения нагружающих усилий внутри монолитной конструкции. Связывается с рабочими прутами сваркой или проволочной скруткой.
В настоящее время в строительной индустрии используют два принципиально различных вида арматуры:
- Стальная. Производится в виде стальных прутов или бухт разной длины и диаметра сечения.
- Композитная. Изготавливается из органического сырья. И выполняет те же задачи, что и стальная.
Общая классификация стальной арматуры
Чтобы проще разбираться в арматурном каркасе, существует классификация по признакам.
По классам арматура бывает:
- А240. Выпускается сечением от 6 до 40 миллиметров из стали марки Ст3кп, Ст3пс и Ст3сп
- А400. В зависимости от марки стали, Ст5пс и Ст18сп, диаметр бывает 6- 40 миллиметров. Из марок 18Г2С производят прутья диаметром равным 40-80 миллиметров.
- А500. Делают профиль от 10 до 40 мм.
- А600. Производят пруты толщиной 10- 40 миллиметров.
- Ап600. 10-40 мм.
- А800. Данную арматуру изготавливают диаметром от 10 до 32 мм.
- А1000. Как и в предыдущем классе d=10-32 мм.
- В500. От 3 до 16 мм.
Индекс В означает, что арматура получена холоднодеформированным способом.
- Вр500. Выпускают 3-5 миллиметров в диаметре.
- Вр1200. d=8мм.
- Вр1300. Производят 7 миллиметров в диаметре.
- Вр1500. Выпускают диаметром 3 мм.
- Вр1600. Встречается 3-5 миллиметров.
Индекс К интерпретируется как арматура канатная.
- К1400. Производится d=15 мм.
- К1500. d=6-18 мм.
- К1600. Имеет размеры 6, 9, 11 ,12 ,15 миллиметров
- К1700. Данный прокат выходит с размерностью 6-9 мм. в диаметре.
По способу изготовления
- Горячекатанная.
- Холоднодеформированная
- Канатная
Производство арматурного проката
Изготовление арматуры начинается на металлургических комбинатах. Там из железной руды с добавлением угля получают чугун. Далее чугун переплавляют в сталь, добавляя в исходное сырье легирующие элементы. Они придают стали заданные свойства. В качестве легирующих химических веществ используют: марганец- Г, кремний-С, хром- Х, никель-Н, молибден-М, вольфрам- В, селен-Е, алюминий- Ю, титан- Т, ниобий- Б, ванадий- Ф, кобальт- К, медь- Д, бор-Р, азот-А, цирконий- Ц. Буквенный индекс через дефис говорит об обозначении химического элемента в маркировке стали.
Затем расплав подается на машину непрерывного разлива. Сталь сливается в распределитель, подается в кристаллизатор, а оттуда в специальные желоба, где и охлаждается. Изначально заготовки для будущей арматуры имеют квадратное сечение. В таком виде сырье для получения арматуры храниться до момента, когда отправиться на металлопрокатный стан. Перед тем как начать процесс формирования арматуры, заготовки разогревают в печи для увеличения пластичности. Температура разогрева зависит от марки стали. Важно не перегреть, чтобы не ухудшить показатели твердости будущего изделия. Недогрев тоже нежелателен, так как усложняет процесс вытягивания. Разогретые бруски пропускают через систему валков. Каждый блок валков имеет меньший размер по сравнению с предыдущим. При этом происходит утончение и удлинение заготовки, и формирование круглого профиля. Так получают проволоку катанку, которая может служить самостоятельным изделием и являться материалом для дальнейшей переработки, и горячекатанную арматуру. На заключительном этапе протягивания на арматуру наносятся насечки. Предусмотрены кольцеобразные, серповидные и комбинированные. Насечки, они же ребра, нужны для лучшего механического сцепления арматуры и бетона.
Холоднодеформированную арматуру- проволоку получают прокаткой на специальном станке до заданного диаметра. Применяют для производства катанку из высокоуглеродистой и низкоуглеродистой стали. Холоднодеформированный прокат выпускают размером в диаметре от 3 до 16 миллиметров.
Канатная арматура. Наиболее эффективная напрягаемая арматура выпускается в виде канатов. Представляет собой закрученные по спирали вокруг центральной проволоки проволочные нити. В производстве первое место занимает канатная арматура из семи нитей, но существуют 3, 19 проволочные канаты и арматурные пучки, состоящие из продольных не свитых проволок или канатов.
По типу профиля
- Гладкий. На поверхности изделия отсутствуют ребра. Пример гладкого профиля арматура А240
- Периодический. На поверхность изделия в процессе производства наносятся насечки перпендикулярно или под углом к продольной оси. Ребро на пруте арматуры отстоит от другого на одном и том же расстоянии, называемом периодом, по всей длине изделия. Отсюда происходит название ребристопрофильной арматуры- периодическая.
По условиям эксплуатации
- Ненапрягаемая. Ненапрягаемая арматура предназначена для формирования сеток, пространственных каркасов, армированных поясов в обычном состоянии.
- Напрягаемая. Применяется для производства предварительно напрягаемых железобетонных конструкций. Как известно, бетон чувствителен к усилиям растяжения и провисания. Для того чтобы нивелировать эти нагрузки бетону необходимо придать расчетное предварительное сжатие. Сжимающее усилие бетону придает напрягаемая арматура. Напряжение арматуры основано на том, что предварительно растянутый металл после снятия напряжения стремиться принять прежнюю первоначальную форму, то есть сжаться. Но если при этом арматурный материал обжат бетоном, то нагрузка сжатия передается на всю железобетонную конструкцию. Напрягают арматуру механическим, электротермическим, электромеханическим способом.
При механическом напряжении арматуру растягивают до расчетного значения винтовыми или гидравлическими домкратами.
При электротермическом способе под воздействием электрического тока происходит нагрев до 300-3500 С. За счет нагрева металл расширяется. Нагретую арматуру до охлаждения помещают между упорами, препятствующими ее укорачиванию. В процессе понижения температуры в прутах или канатах возникают растягивающие напряжения. Напряженную арматуру заливают бетоном и, после затвердения снимают напряжение. Сжимающая нагрузка передается на бетон за счет анкеров, которые закреплены на противоположных концах прутов арматуры, либо при помощи механического сцепления бетона за ребра арматурного прута. Электротермический способ хотя и менее трудоемок, но не обеспечивает точности соблюдения заданных параметров.
Электромеханический вобрал в себя технологические операции электротермического и механического способов растяжения.
Еще одним способом создания преднапряженных конструкций является способ натяжения на бетон. Заключается он в следующем. Перед заливкой бетонного раствора в форму помещают пластиковую трубу в расчетном месте. После застывания и вынимания трубы в массиве образуется канал. В него прокладывают арматуру и напрягают обычным способом. Затем канал бетонируют, анкеруют концы прутьев. Таким способом строятся длинномерные конструкции. Например, мосты. Натяжение на бетон позволяет прочно и надежно соединить сегменты пролета моста.
В настоящее время набирает популярность технология производства бетона на напрягающих цементах. Суть заключается в том, что бетон на напрягающем цементе во время затвердевания расширяется и растягивает арматуру. Так как арматура препятствует свободному расширению бетона, в массиве возникает сжимающее напряжение.
Композитная арматура
Арматура из композитных материалов получает все большее распространение. Композитная арматура производится:
- Стеклокомпозитная. Производится из тончайших нитей стекловолокна.
- Базальтокомпозитная. Выпускается из предварительно расплавленного природного материала базальта
- Углекомпозитная. Сырьем для производства служит углеволокно, состоящее из углеродных нитей.
- Арамидокомпозитная. Состоит из полиамидных волокон, которые обеспечивают высокую механическую прочность. Известно под торговой маркой «Кевлар».
Принцип производства сводится к тому, что расплавленное сырье вытягивается в нити на фильерных машинах и скрепляется в жгуты полимерной органической смолой. Выпускается толщиной от 4 до 32 мм. гладкой и рифленой фактуры. В зависимости от диаметра производится в бухтах – до 8мм, в прутах- при диаметре от 8 миллиметров. Получила широкое распространение в дорожном строительстве, в строительстве бассейнов; армировании фундаментов при частном строительстве и прочих ненагруженных фундаментов; в бетонных конструкциях, где есть угроза возникновения коррозии; при создании пешеходных и велосипедных дорожек; формировании арм. пояса в кирпичной или блочной кладке; устройстве отмосток вокруг зданий.
Сравнение стальной и композитной арматуры
Оба вида имеют свои достоинства и недостатки. Нельзя однозначно выделить какой-либо материал в лидеры по всем критериям. Для каждой конкретной задачи применима определенная арматура. Правильный выбор с экономической и технологической точки зрения может быть сделан только после грамотных проектных расчетов.
К плюсам стальной арматуры относится:
- При необходимости может соединяться методом сваривания. Этот момент важен если необходимо придать каркасу жесткость.
- Можно гнуть под любым углом на строительной площадке. В зависимости от конфигурации бетонного изделия стальная арматура способна повторить контур и при сгибе не создает напряжения в сторону разгибания. Значимый фактор, так как в углах стен и фундаментах не допускается прерывистость прутьев. Композитная арматура не способна сгибаться под углом в 90 градусов. При сгибе возникают силы, стремящиеся вернуть прут в исходное положение. Изогнутые композитные элементы арматуры можно заказать только на заводе. Согласно техническому заданию, их изготовят в нужном количестве
- Подходит для монолитного строительства многоэтажных зданий
- Есть возможность напряжения. Преднапряженные бетонные элементы хорошо работают на прогиб, обладают повышенной трещиностойкостью. За счет повышенной прочности есть можно уменьшить сечение изделия без снижения прочностных характеристик, поэтому требуется меньше расход бетона и стали.
- Обладает токопроводностью, это позволяет производить электропрогрев бетона в условиях низких температур. Свойство стальной арматуры проводить электрический ток полезно для создания системы заземления и молниеотведения. Композитная арматура, из-за физических характеристик непригодна для выполнения таких задач.
- Огнестойкость. Стальная арматура начинает приобретать избыточную пластичность и терять свои несущие свойства при 6000С. И в этом ее серьезный плюс. В то время как композитная размягчается при 250-3000 С. Нарушение арматурного каркаса может привести к обрушению здания.
- Простота работы на строй площадке. Со стальной арматурой привычно и просто работать в полевых условиях, соблюдая минимальные требования безопасности. При работе с композитными материалами, нужно надежно защищать кожу и слизистые и дыхательные пути от попадания органической пыли.
Достоинства композитной арматуры
- Невысокая стоимость. Производство полимерной арматуры значительно дешевле стальной.
- Коррозийная стойкость. Композитные материалы не подвержены коррозии, в то время как стальную арматуру необходимо защищать от прямого воздействия воздуха и влаги. Все виды пластиковой арматуры можно применять холодных в условиях, когда в бетон добавляют антиморозные добавки. Стальная арматура в бетоне с добавками активно коррозирует.
- Низкий коэффициент теплопроводности. Благодаря этому свойству исключается образование мостиков холода. Расширение при охлаждении сопоставимо с показателями расширения бетона, поэтому не происходит отслоения арматуры и трещин в толще бетона.
- Диэлектрические качества. Являются плюсом композитной арматуре при строительстве зданий и помещений, где присутствие посторонних электромагнитных полей нежелательно. Это исследовательские и центры МРТ, радиотехнические лаборатории и так далее.
- Простота транспортировки. Композитная арматура легче стальной в 5 раз. Продукция малого сечения, до 8 миллиметров сворачивается в бухты. Поэтому нет необходимости в специальном длинномерном транспорте для перевозки. Для частного домостроения пластиковую арматуру можно привезти на личном транспорте.
- Высокая удельная прочность. Прочность композитной арматуры выше прочности стальной примерно в 3 раза. Но композитные материалы уступают стали по модулю упругости. Это говорит о том, что армировать нагруженные объекты ни стекалопаластиковой, ни базальтопластиковой, ни прочими видами органических арматур нельзя. Композитная продукция не подходит для изготовления предварительно напряженных конструкций, потому что имеет огромные потери напряженности с течением времени. То есть со временем, в течение 5-7 лет в органической арматуре теряется усилие сжатия, и напряженность бетона резко снижается. При сохранении внешней нагрузки бетон начнет трескаться и крошиться.
Ориентируясь на приведенные преимущества, невозможно однозначно сказать: какая арматура лучше, надежнее, практичнее. Однозначно формируется вывод, что для каждого вида есть своя область применения. Стальную арматуру оправданно использовать в преднапряженных объектах: балках, фундаментных блоках, перекрытиях. И в ненапряженных изделиях: ленточных фундаментах, набивных фундаментах, плитных основаниях, колоннах, несущих конструкциях. Композитную рационально применять для усиления кладки, для фундаментов частного малоэтажного строительства на твердых, не пучинистых грунтах, при условии неразрывности армирования углов; для неответственного армирования: лестничных маршей, не несущих колонн, чаш бассейнов. При выборе арматуры важно опираться на обоснованное мнение проектировщика, подкрепленное расчетами показателей и характеристик, взятых из СП и СНиП.