УКЛАДАННЯ АРМАТУРИ ПІД СТІНИ CLT

Арматура є невід’ємним компонентом залізобетонних стрічкових фундаментів, що виконує ключову функцію — сприйняття розтягуючих навантажень, які бетон самостійно витримує погано. У контексті фундаментів під стіни CLT-панелі, арматурний каркас забезпечує стійкість до згинальних моментів, що виникають під впливом неоднорідних ґрунтів, морозного пучіння, усадки та нерівномірного розподілу навантажень від надземної частини будівлі. Хоча CLT-панелі є відносно легкими порівняно з цегляними або монолітними стінами, вони все одно створюють значні вертикальні навантаження, які необхідно рівномірно розподілити по площі основи. Арматура запобігає появі тріщин у фундаменті, що може призвести до осідання та деформації всієї споруди. Згідно з ДБН В.2.6-98:2009 ‘Конструкції будівель і споруд. Основи та фундаменти’, мінімальний відсоток армування зазвичай становить 0.1% від площі перерізу бетону, що гарантує його базову міцність та тріщиностійкість. Специфіка взаємодії з CLT-конструкціями полягає у забезпеченні не лише вертикальної, а й горизонтальної стійкості, оскільки легкі дерев’яні конструкції можуть бути чутливішими до бічних сил, таких як вітрові навантаження. Таким чином, правильно спроєктований та виконаний арматурний каркас є запорукою довговічності та надійності всього будинку з CLT.

Додатково, важливим аспектом є опір розтягуючим силам від горизонтальних переміщень, особливо на схилах або у зонах із сейсмічною активністю. Арматура класу А400С або А500С (згідно ГОСТ 10922-2012) забезпечує необхідну міцність на розтяг та хорошу зварюваність для монтажу каркасів. Вибір діаметра арматури, її кількості та кроку армування безпосередньо залежить від розрахункових навантажень та інженерно-геологічних умов ділянки. Для стрічкових фундаментів під одно- чи двоповерхові будинки з CLT зазвичай використовуються стрижні діаметром 10-14 мм для робочої арматури та 6-8 мм для хомутів. Захисний шар бетону, який повинен становити не менше 50 мм для фундаментів, відіграє критичну роль у захисті арматури від корозії, забезпечуючи тривалий термін служби конструкції. Нехтування цими нормами може призвести до руйнування фундаменту, пошкодження стін CLT та значних фінансових втрат на ремонт.

Ефективне проєктування армування стрічкового фундаменту під стіни CLT починається з точного розрахунку всіх типів навантажень. Слід враховувати не тільки вагу самих CLT-панелей (які, хоч і легші за бетон, мають значну масу, наприклад, CLT панель товщиною 140 мм важить близько 70 кг/м²) та перекриттів, але й тимчасові навантаження (меблі, обладнання, люди), снігові, вітрові, а також динамічні навантаження, що можуть виникати при експлуатації. Ці розрахунки виконуються згідно з ДБН В.1.2-2:2006 ‘Навантаження і впливи’. Особлива увага приділяється розподілу цих навантажень на стрічковий фундамент, який повинен рівномірно передавати їх на ґрунтову основу.

Визначення необхідної площі арматури базується на розрахункових згинальних моментах та поперечних силах у фундаменті. Для стрічкових фундаментів зазвичай передбачається два арматурні пояси: верхній і нижній. Нижній пояс сприймає розтягуючі зусилля від прогину фундаменту під дією навантаження, тоді як верхній пояс необхідний для протидії деформаціям від морозного пучіння ґрунту та нерівномірного осідання. Для робочої поздовжньої арматури найчастіше застосовують сталеві стрижні класу А400С або А500С діаметром 10-14 мм. Хомути, які забезпечують просторову жорсткість каркаса та сприймають поперечні сили, виконуються з арматури діаметром 6-8 мм. Важливо дотримуватися норм захисного шару бетону, який для фундаментів, що контактують з ґрунтом, повинен становити не менше 50 мм, щоб забезпечити надійний захист металу від корозії. Проєктування також включає деталізацію архітектурних проєктах вузлів кріплення CLT до фундаменту, часто за допомогою анкерних болтів або спеціальних металевих кріплень, які також повинні бути інтегровані в арматурний каркас.

Вибір оптимальної схеми армування стрічкового фундаменту під CLT-стіни відіграє ключову роль у забезпеченні його довговічності та несучої здатності. Найбільш поширеною та ефективною є схема з двома поясами поздовжньої робочої арматури – верхнім та нижнім. Кожен пояс складається з 2-4 стрижнів, залежно від ширини фундаменту та розрахункових навантажень. Мінімальний діаметр поздовжньої робочої арматури для стрічкових фундаментів становить 10 мм. Для зв’язування поздовжніх стрижнів у єдиний просторовий каркас використовуються поперечні та вертикальні хомути діаметром 6-8 мм. Крок хомутів зазвичай приймається в діапазоні 200-400 мм, залежно від інтенсивності навантажень та ділянок фундаменту (наприклад, під кутами та в місцях перетину стін крок зменшується). Захисний шар бетону для арматури повинен бути не менше 50 мм з боку контакту з ґрунтом, а з інших боків – не менше 35 мм, згідно з ДБН В.2.6-98:2009. Це гарантує захист арматури від корозії та забезпечує її ефективну роботу.

При проєктуванні кутових з’єднань стрічкового фундаменту, арматура має бути заведена за кут з нахлестом не менше 40 діаметрів робочого стрижня (наприклад, для арматури Ø12 мм, довжина нахлесту ~480 мм). Це забезпечує монолітність конструкції та запобігає появі тріщин у цих критичних зонах. Особливу увагу слід приділяти ґрунтам, схильним до морозного пучіння. У таких випадках, окрім належного армування, можуть знадобитися додаткові заходи, такі як влаштування дренажу або заглиблення фундаменту нижче глибини промерзання. Наявність жорстких клеєного бруса або CLT-панелей на фундаменті допомагає перерозподілити локальні навантаження, але не замінює якісного армування. Суворе дотримання проєктних рішень та будівельних норм є обов’язковим для уникнення структурних проблем у майбутньому.

Правильний монтаж арматурного каркаса є вирішальним етапом у будівництві стрічкового фундаменту. Він починається з розкладки та нарізки арматурних стрижнів згідно з проєктною документацією. Далі відбувається в’язка каркаса. Замість зварювання, яке може змінювати властивості металу та вимагає спеціального обладнання, для арматури класів А400С та А500С рекомендовано застосовувати в’язку спеціальним в’язальним дротом (перетином 1.2-1.5 мм). В’язка забезпечує гнучке з’єднання, яке не перешкоджає вільному температурному розширенню/стисненню металу та краще витримує динамічні навантаження. Зварювання арматури допустиме тільки за умови використання зварювальної арматури певних класів, відповідно до вимог ГОСТ 10922-2012.

Критично важливим є забезпечення проектного захисного шару бетону. Для цього використовуються спеціальні пластикові фіксатори арматури – ‘зірочки’, ‘стільчики’ або ‘кубики’, які встановлюються під робочі стрижні та забезпечують необхідний відступ від опалубки та ґрунту. Мінімальний захисний шар для фундаментів, що контактують з ґрунтом, становить 50 мм, а для неконтактуючих поверхонь – 35 мм. Після монтажу арматурного каркаса здійснюється ретельна перевірка його геометрії: розмірів, кроку стрижнів, діаметрів, довжини нахлестів та правильності кутових з’єднань. Будь-які відхилення від проєкту можуть суттєво знизити несучу здатність фундаменту. Після успішного контролю якості арматурного каркаса, можна приступати до встановлення опалубки та підготовки до заливки бетону, що включає перевірку готовності фундаментні системи та забезпечення доступу для бетонозмішувача. Відповідальне виконання цих етапів є запорукою міцності та довговічності фундаменту, на якому будуватимуться стіни CLT.

Навіть при ретельному проєктуванні, на етапі укладання арматури можуть виникати типові помилки, що суттєво знижують несучу здатність та довговічність фундаменту під CLT-стіни. Одна з найпоширеніших – недостатній захисний шар бетону. Якщо арматура розташована надто близько до поверхні фундаменту, вона піддається корозії від вологи та агресивних речовин у ґрунті, що призводить до її руйнування та ослаблення конструкції. Уникнути цього допомагає використання сертифікованих пластикових фіксаторів арматури та постійний контроль відстаней. Інша проблема – неправильний діаметр або крок арматури. Використання тоншої арматури або більшого кроку, ніж передбачено проєктом, зменшує здатність фундаменту протистояти розтягуючим силам. Важливо суворо дотримуватися креслень та перевіряти маркування арматури.

Ще однією критичною помилкою є відсутність або неправильна перев’язка арматури в кутах та перетинах стрічкового фундаменту. Ці зони є місцями максимальних напружень, і неналежне армування може призвести до утворення тріщин. Стрижні повинні бути заведені за кут із належним нахлестом, а не просто обрізані. Використання арматури з іржею або деформованих стрижнів також неприпустимо, оскільки це знижує її міцність та зчеплення з бетоном. Нарешті, деформація арматурного каркаса під час бетонування, викликана недостатнім закріпленням або неакуратним заливанням бетону, може змістити робочу арматуру з її розрахункового положення. Щоб уникнути цих проблем, необхідно забезпечити постійний технічний нагляд, проводити проміжні акти прихованих робіт, контролювати якість матеріалів та кваліфікацію виконавців. Ретельне дотримання технології монтажу арматури гарантує структурну цілісність та довговічність фундаменту для вашого будинку з CLT.

Забезпечення структурної цілісності фундаменту під стіни CLT в Україні має свої особливості, пов’язані як з кліматичними умовами, так і з нормативною базою. Українські будівельні норми, зокрема ДБН В.2.6-98:2009, визначають вимоги до міцності, стійкості та довговічності основ і фундаментів. Основною загрозою для фундаментів є морозне пучіння ґрунтів у холодний період року, яке може викликати нерівномірні деформації та підйоми конструкції. Для протидії цьому, фундаменти повинні бути закладені на глибину, що перевищує розрахункову глибину промерзання ґрунту (для більшості регіонів України це 0.8-1.5 метра), або ж має бути передбачене адекватне армування, здатне сприйняти ці навантаження.

CLT-панелі, завдяки своїй високій міцності та жорсткості, можуть ефективно перерозподіляти локальні деформації фундаменту, мінімізуючи вплив на надземну частину. Однак це не звільняє від необхідності якісного армування фундаменту. Геологічні вишукування, що є обов’язковими для відповідального будівництва, надають повну інформацію про типи ґрунтів, їхні фізико-механічні властивості та рівень ґрунтових вод, що безпосередньо впливає на вибір типу фундаменту та схеми його армування. Наприклад, на слабких або неоднорідних ґрунтах може знадобитися більш інтенсивне армування або застосування суцільної інженерні комунікації залізобетонної плити замість стрічкового фундаменту. Важливо також забезпечити належну гідроізоляцію фундаменту та стін CLT від ґрунтової вологи, щоб запобігти її капілярному підняттю та уникнути зволоження дерев’яних конструкцій, що може призвести до їх гниття та втрати несучої здатності. Комплексний підхід до проєктування та виконання всіх етапів робіт є запорукою надійності та безпеки.

Перехід від армованого залізобетонного фундаменту до дерев’яних CLT стін є одним з найважливіших конструктивних вузлів будівлі, що забезпечує її стійкість та довговічність. Для надійного кріплення CLT-панелей до фундаменту застосовуються спеціальні анкерні системи або закладні деталі. Анкерні болти, які закладаються в бетон фундаменту ще на етапі його заливки, повинні мати достатню довжину та діаметр, щоб витримувати як вертикальні, так і горизонтальні навантаження (наприклад, від вітру або сейсмічної активності). Розташування анкерів та їх крок визначаються проєктом і зазвичай становлять 600-1200 мм, залежно від конструктивного рішення та навантажень.

Щоб запобігти капілярному підняттю вологи з фундаменту в дерев’яні стіни CLT, між бетонною основою та першим рядом CLT-панелей обов’язково укладається гідроізоляційний шар. Це може бути рулонний матеріал на бітумній основі, спеціальна мембрана або гідроізоляційний розчин. Товщина гідроізоляції та її тип обираються залежно від кліматичних умов та рівня ґрунтових вод. Крім анкерних болтів, для забезпечення горизонтальної стійкості та жорсткості можуть використовуватися металеві кутники або спеціальні кріпильні пластини, які також надійно фіксуються до фундаменту та до CLT-панелей. Ці кріплення не лише утримують CLT-стіни від зсуву, але й допомагають передавати навантаження від стін на фундамент. Правильне виконання цих вузлів, з урахуванням всіх деталей проєкту та норм ДБН, є критично важливим для цілісності всієї споруди. Будь-які помилки на цьому етапі можуть призвести до серйозних деформацій або навіть руйнування будівлі, особливо в умовах інтенсивних вітрових навантажень або сейсмічної активності.

Контроль якості на всіх етапах робіт з армування та бетонування фундаментів є запорукою міцності та довговічності будівлі з CLT. Цей процес охоплює кілька ключових стадій. Перший етап – це вхідний контроль матеріалів: перевірка сертифікатів на арматуру (відповідність класу, діаметру, відсутність корозії), бетон (клас міцності, рухливість), опалубку. Другий етап – операційний контроль у процесі монтажу арматурного каркаса. Тут перевіряються: відповідність діаметрів та кроку арматури проєктним рішенням; правильність в’язки (або зварювання) стрижнів; наявність та належне розташування фіксаторів захисного шару; довжина нахлестів та анкерування в кутах; загальна геометрична точність каркаса. Всі виявлені відхилення повинні бути негайно виправлені.

Особливу увагу приділяють акту прихованих робіт, який складається до заливки бетону. Цей документ підтверджує, що арматурний каркас виконано згідно з проєктом та діючими нормами. Перед бетонуванням також перевіряється чистота опалубки та відсутність сторонніх предметів. Під час заливки бетону контролюється його якість (відповідність класу, рухливість), температура та режим укладання. Важливо забезпечити рівномірне ущільнення бетону вібраторами, щоб уникнути порожнин та каверн, які можуть знизити міцність фундаменту та оголити арматуру. Після заливки бетону здійснюється догляд за ним: захист від швидкого висихання, низьких температур та механічних пошкоджень, що є критичним для набору проєктної міцності. Дотримання цих правил контролю якості допомагає уникнути дорогих ремонтів та забезпечує надійність фундаменту на весь термін експлуатації будівлі.