Технология анкеровки арматуры в бетоне

При создании железобетонных конструкций важно обеспечить им прочность не ниже расчётной, а также оптимальное соотношение прочности и долговечности. Поэтому при сборке и монтаже армирующего каркаса анкеровка арматуры обязательна, она позволит равномерно распределять механические напряжения в структуре и не допустит её разрушение. При условии, что анкеровка выполнена по всем нормам и правилам.

Зачем нужна анкеровка?

Анкерование прутков требуется для обеспечения расчётной прочности арматурного каркаса и его надёжного закрепления в бетоне. Основной задачей при формировании длинного каркаса соединить концы прутков так, чтобы они в случае приложения механических напряжений не смещались со своего положения. То есть две параллельно или перпендикулярно расположенные арматуры не будут разрушать конструкцию, и она сможет прослужить гораздо дольше в условиях различных типов прикладываемых напряжений, чем без применения анкеровки.

Качество закрепления арматуры в бетонной конструкции определяется путём расчётов механических напряжений, которые предполагаются в ходе её эксплуатации. При выполнении строительных работ обязательное соблюдение технологий, чтобы было полное соответствие проведённым вычислениям.

Анкеровку можно выполнять для стальной и композитной арматуры. При этом важно, чтобы свойства прочности и гибкости в усиленных местах сохранялись. В противном случае в структуре материала создадутся дополнительные напряжения, вследствие которых образуются скрытые дефекты. В конечном счёте объект станет непригодным для эксплуатации за период меньше расчётного.

Виды анкеровки

Для надёжной анкеровки арматуры в структуре бетона используются следующие методы:

1. Прямой. Применяют ровные концы арматуры.
2. С отгибом. Загибают концы в виде петель, крюков или лапок.
3. Сварной. Концы стержней свариваются поперечными арматурами.
4. Химический анкер.

Метод подбирается с учётом эксплуатационных особенностей: типа нагрузки, наличия механических напряжений и ряда других факторов.

Прямой

Применяется для классов арматуры с периодическим типом профиля, если это допускается геометрией заливаемой бетоном конструкции. Позволяет снизить внешние механические воздействия за счёт дополнительного обжатия армокаркаса.

Прямая анкеровка при восприятии касательных напряжений стремится осуществить надкол бетонного слоя. Поэтому длину касания двух арматурных прутков подбирают в соответствии с этим параметром, чтобы не допустить разрушения монолита изнутри.

Если на отрезке для анкерования требуется установить пруток в перпендикулярном положении, то в таком случае требуется использование дополнительных способов упрочнения, например, установки хомутов для арматуры.

Данный способ анкеровки арматуры применим исключительно для рифлёных прутков. Гладкий профиль не позволяет реализовать надёжное крепление этим методом.

С отгибом

Загиб концов арматурных прутков обычно проводится в заводских условиях, чтобы получить прочную и надёжную конструкцию, соответствующую заявленным техническим характеристикам. Проводится холодная гибка, чтобы исключить температурные деформации и разрушение структуры стали, необходимо соблюдать радиус загиба арматуры.

В случае применения продольных механических воздействий силы стремятся разжать крюки и деформировать бетон внутри конструкции. Поэтому в месте крюка необходимо установить несколько поперечных прутков, которые бы смогли увеличить площадь контакта и предотвратить разрушение. Если делать анкеровку под прямым углом, то длину конца крюка стоит делать не менее 70 мм.

Длина прямого участка от границы, где осуществляется применение растягивающих напряжений, до точки отгиба должна составлять не менее 3-х диаметров изгиба ребристого прутка и до 2,5 гладкого. Допускается снижение данного параметра до 30%, но не менее расчётной величины.

Пример выполнения анкеровки арматуры при армировании монолитных балок.

Анкеровку следует проводить только при наличии опыта подобных расчётов и понимания механизмов данных процессов. Поэтому её доверять можно только проектировщикам. Если такой возможности нет, то стоит использовать простые расчёты с округлением полученной величины в большую сторону.

Сварной

Для сварки арматуры чаще используется точечно контактный способ, в редких случаях ручной электродуговой (на прихватки), если диаметр арматуры 10 мм и более. Подходит горячекатаная арматура с периодическим профилем, например, А500С.

Методы сварки выбирают в каждых ситуациях индивидуально на основе технологических проектных требований. Наиболее часто используют крестообразные типы соединений и ручную сварку. Точечный метод реализуется преимущественно в заводских условиях. Армокаркасы сваривают встык или внахлёст. Для закладных деталей применяют сваривание с использованием флюса.

Монтаж армокаркасов осуществляют при помощи полуавтоматов, так как только такой способ позволяет добиться высокого качества соединений и оптимальной жёсткости конструкции.

Также для надёжности соединений требуется использование специальных электродов. Они способны не только упростить процесс сварки, но и ускорить данный процесс.

Химический анкер для арматуры

Особенность данного способа в том что он позволяет установить арматуру в необходимом месте в уже застывшем бетоне. Может применяться для крепления и замены арматуры при строительстве ответственных конструкций (мостов, перекрытий зданий, армировании колонн, лестниц и др.).

Процесс вклейки арматуры в бетон с помощью химического анкера.

Технология выполнения следующая:

1. Просверливается отверстие сверлом на 2 мм шире чем диаметр арматуры. Например, если прут 10 мм то сверло для перфоратора 12 мм.
2. Из отверстия выдувается вся пыль.
3. С помощью пистолета “загоняется” специальный  клей, и вставляется арматура.

Глубина анкеровки высчитывается индивидуально для каждой конструкций, так что для ответственных конструкций будет лучше если расчеты выполнит профессионал.

Какой должна быть длина анкеровки?

Длина анкеровки должна рассчитываться на основе специальных формул и учётом действующих нормативов. Важно учитывать ряд факторов, которые бы позволили получить требуемые характеристики железобетона, чтобы его можно было эксплуатировать без деформаций и дефектов в заранее определённых условиях. Поэтому при выборе длины нужно пользоваться таблицами из СП 63.13330.2018 с учётом последних изменений.

В процессе расчета длины анкеровки арматуры в бетоне необходимо учитывать следующие факторы:

1. Вариант анкеровки.
2. Класс арматуры и форму ее профиля.
3. Диаметр стального стержня.
4. Класс используемого бетона и показатель его напряжения в зоне анкеровки.
5. Присутствие других конструктивных элементов (например, поперечных стержней).

Для каждого типа анкеровки длина будет разной. Она определяется из нормативных документов путём проведения соответствующих расчётов по формулам с использованием таблиц. В качестве примера ниже приведены таблицы длин анкеровки арматуры в теле разных классов бетона и для разных классов стержней.

Следует обратить внимание на  то, что анкеровка и нахлест арматуры это разные технологические процессы и длинна у них разная.

От качества анкеровки арматуры зависит конечный результат строительства здания. Поэтому экономить на материалах или проводить самостоятельные расчёты без наличия необходимых знаний или опыта не нужно, так как это впоследствии может вылиться в значительные финансовые затраты. При возведении ответственных конструкций рекомендуется привлекать опытных специалистов.