Арматура для зсувних споруд: які діаметри стрижнів використовувати?

Будуєте об’єкт на схилі, в зоні ризику зсувів чи нестабільних ґрунтів? Один неправильний розрахунок або невідповідний діаметр арматури – і вся конструкція може втратити стійкість. Тріщини у стінах, деформація підпірної стіни, зрушення фундаменту — саме з цього починаються руйнування, яких можна було б уникнути.

Протизсувні споруди – це не просто бетон і грунт. Це складні інженерні системи, в яких арматура грає ключову роль: вона бере на себе навантаження, що розтягує і зсуває, забезпечує монолітність і опір деформаціям. Але яку арматуру використати? Який діаметр стрижнів підійде для вашого проекту? Як уникнути типових помилок, які роблять навіть досвідчені будівельники?

Дізнайтесь у статті:

• Чому армування визначає надійність усієї конструкції;
• Які діаметри арматури потрібні у різних типах протизсувних рішень;
• Що каже будівельний регламент — і що не пишуть у СНІПах;
• Як вибрати матеріал, що витримає десятиліття у складних умовах.

Якщо ви хочете спроектувати опору, яка реально утримає схил читайте далі.

Чому армування важливе?

Протизсувні споруди – це не просто потужні бетонні стінки. Це інженерні системи, що працюють в умовах багатокомпонентних навантажень: постійного тиску ґрунту, впливу підземних вод, коливань температур, а також можливих сейсмічних впливів. Бетон сам по собі добре працює на стиск (20-40 МПа у бетонів класів B25-B35), але має вкрай низьку міцність на розтяг – в середньому 2-3 МПа. Це робить його вразливим до тріщиноутворення при згинанні, зсуві або деформаціях основи.

Без армування:

• стіна втрачає геометричну стабільність при перших рухах схилу;
• на поверхні з’являються поздовжні та діагональні тріщини;
• конструкція швидко втрачає несучу здатність і може стати причиною катастрофічного обвалення.

Арматура у таких конструкціях виконує кілька ключових функцій:

• Приймає на себе навантаження, що розтягують і зрізають;
• Забезпечує жорсткість та просторову стабільність системи;
• Запобігає розтріскуванню бетону в найбільш навантажених зонах (кути, стики, підошва);
• Підвищує довговічність при дії вологи, хімічно активних речовин у ґрунті, перепадів температур.

Факт: Згідно з ДБН В.2.1-10:2009 (“Основи та фундаменти будівель та споруд”), за наявності зсувних або зсувних процесів обов’язково застосування армованих конструкцій з використанням арматурних стрижнів класу не нижче А500С. Мінімальний діаметр поздовжньої робочої арматури – 12 мм, а у високонавантажених елементах – від 16 до 25 мм в залежності від розрахункового згинального моменту.

Приклад розрахункової ситуації:

Для підпірної стіни висотою 4 м, розташованої на глинистому схилі з вологістю понад 20% і ухилом понад 12°, активний тиск ґрунту може досягати 22–25 кН/м². У такій ситуації:

• В основі потрібно армування 2-3 поздовжніми стрижнями Ø20-25 мм на метр довжини;
• У тілі стіни – вертикальне армування Ø14-16 мм з кроком 200-250 мм;
• Поперечні хомути – Ø8-10 мм з кроком не більше 150 мм у зонах максимального вигину (нижня третина стіни).

Важливо:

• Глибина захисного шару бетону у зовнішніх конструкціях має бути не менше 50 мм;
• У зонах агресивного середовища рекомендується використовувати арматуру з антикорозійним покриттям, композитні матеріали (наприклад, базальтопластик) або гарячеоцинковану сталь;
• Враховується також коефіцієнт надійності за призначенням (γn ≥ 1.1–1.2) залежно від класу відповідальності об’єкта.

Основні типи споруд та де яка арматура потрібна

Протизсувний захист може включати різні типи інженерних конструкцій — від масивних гравітаційних стін до буроін’єкційних анкерів і армованих оболонок. У кожному їх арматура грає критичну роль, та її діаметр безпосередньо залежить від розрахункових навантажень, геології ділянки, кліматичних умов і конструкції загалом.

Ключові фактори при доборі арматури:

• Розрахунковий тиск ґрунту (від 15 до 60 кН/м² і вище);
• Глибина закладання та висота конструкції;
• Характер і тип ґрунтів (глинисті, супіски, леси, скельні);
• Умови експлуатації (вологість, промерзання, хімічна агресивність);
• Клас відповідальності споруди (І, ІІ, ІІІ за ДБН В.1.2-14:2018).

Рекомендовані діаметри арматурних стрижнів:

Технічні обґрунтування

• Діаметри стрижнів розраховуються за методиками з ДБН В.2.6-98:2009 «Бетонні та залізобетонні конструкції» з урахуванням коефіцієнта надійності γ ≥ 1.1 та мінімального армування у розтягнутій зоні (не менше 0,1% площі перерізу).
• Мінімальний діаметр робочої арматури в підпірних та пальових конструкціях — 12 мм, але на практиці нижче Ø16 мм застосовувати недоцільно через ризик крихкого руйнування та недостатню жорсткість.
• В умовах агресивних середовищ (висока вологість, рухливі муло-глинисті ґрунти, перепади температур, сульфатні сполуки) рекомендується:
  • Застосування арматури з антикорозійним покриттям (цинк, епоксид, композит);
  • Збільшення захисного шару бетону до 60 мм і більше;
  • Застосування бетону класу не нижче B30 із водоцементним відношенням ≤ 0,5.

Яку сталь використати?

У протизсувних конструкціях арматура піддається багатоосьовим навантаженням, працює в умовах змінного зволоження, агресивних хімічних ґрунтів та морозного пучення. Тому вибір марки сталі та класу міцності – ключовий фактор надійності та довговічності споруди.

Критерії вибору стали:

1. Межа плинності – не менше 500 МПа (для сприйняття зусиль, що розтягують);
2. Клас зчеплення з бетоном – особливо важливий у зонах вигину та зсуву;
3. Стійкість до корозії – критична за наявності ґрунтових вод, солей, органіки;
4. Сумісність з бетоном за температурним розширенням (важливо для альтернативних матеріалів).

Порівняння марок сталі для протизсувної арматури:

Інженерні зауваження та рекомендації

• A500C – найбільш універсальний та рекомендований вибір для більшості протизсувних конструкцій. Має стабільну міцність, високу пластичність, хороше зчеплення з бетоном і стійкість до розтріскування при динамічних навантаженнях (вібрація, сейсміка).
• A400C та A240C — допустимі лише у конструктивних або монтажних елементах. Не забезпечують достатньої міцності в умовах вигину та розтягування. A240C використовувати в тілі конструкції категорично не рекомендується.
• Нержавіюча арматура та арматура з епоксидним покриттям – критичні при:
  • Наявність підземних чи стічних вод;
  • Підвищеної кислотності (pH < 5);
  • Застосування протигололедних реагентів у зоні експлуатації;
  • Об’єкти з розрахунковим терміном служби понад 50 років.
• Композитна арматура (склопластик, базальтопластик) може застосовуватися як антикорозійна альтернатива, але тільки після розрахункового обґрунтування та при дотриманні:
  • Умов на вигин та зсув;
  • Сумісності з бетоном за модулем пружності;
  • Підтвердження стійкості до УФ, лужного середовища, вологи (відповідно до ДСТУ EN ISO 10406-1:2019).

Норма: Згідно з ДБН В.2.6-98:2009, у відповідальних залізобетонних конструкціях для захисту від зсувів та зсувів ґрунту мінімально допустимий клас арматури — А500С, з рекомендованою межею плинності ≥500 МПа та розрахунковою міцністю на розрив ≥540 МПа.

Особливості розрахунку та схем армування

Розрахунок армування протизсувних споруд — це інженерно складне завдання, в якому враховуються не тільки геометрія конструкції, а й механіка ґрунту, гідрогеологія, кліматичні фактори та навантаження від конструкцій, що лежать вище. Основні розрахунки проводяться відповідно до:

• ДБН В.2.1-10:2009 «Основи та фундаменти споруд»;
• ДБН В.2.6-98:2009 «Бетонні та залізобетонні конструкції»;
• Єврокод EN 1997-1:2004 (Eurocode 7) — для розрахунку стійкості укосів та взаємодії фундаменту з ґрунтом;
• EN 1992-1-1 (Eurocode 2) – при застосуванні європейської арматури чи технологій.

Основні параметри, що впливають на розрахунок армування:

1. Глибина закладення фундаменту конструкції: при глибині понад 2 м зусилля від горизонтального тиску збільшуються експонентно. Особливо це критично на глинистих і пучинистих ґрунтах.
2. Ухил схилу та кут природного укосу ґрунту: чим більший кут ухилу, тим вище горизонтальний тиск і, відповідно, більше потрібне армування задньої (розтягнутої) зони конструкції.
3. Тип ґрунту: піски, супіски, суглинки, глини – все по-різному передають і накопичують напруги. Наприклад, у пластичних глинах нерідко формуються повзунки, що потребує додаткового армування паль та ростверків.
4. Наявність ґрунтових вод та коефіцієнт фільтрації: при високому рівні УГВ та слабкому дренажі необхідно враховувати гідростатичний тиск, який додає навантаження до конструктивного розрахунку та вимагає посиленого армування задньої частини стіни.
5. Навантаження від будівель, доріг, транспорту: динамічні та циклічні навантаження (вібрація, коливання, тимчасові навантаження) вносять змінні зусилля в розрахунок згину та зсуву. Особливо критично при розміщенні на схилі опор ЛЕП, доріг, котеджів.

Основні схеми армування

1. Двошарове поздовжнє армування: Використовується в тілі підпірної стіни або плити. Розташовується в зоні розтягування (внутрішній бік конструкції). Арматура A500C Ø16–25 мм укладається у верхньому та нижньому поясах. Відстань між лозинами: 150–200 мм. Крок підбирається з урахуванням максимального моменту та розрахункової висоти перерізу.
2. Поперечне армування – хомути та драбини: Служать для опору поперечним силам та стримування тріщиноутворення. Діаметр: Ø8-10 мм. Крок установки — не більше 200 мм у середній зоні, 100–150 мм у місцях концентрації напруги (під підошвою стіни, у кутах плит, у сполучення з ростверком).
3. Вертикальне армування паль та анкерів: Застосовується в буронабивних або забивних палях. Використовуються стрижні Ø20–32 мм по всій довжині, з анкеруванням у нижній третині та випуском під ростверк. Каркаси формуються з поперечними кільцями Ø8 мм із кроком 150 мм. Довжина анкерів залежить від розрахункової зони ковзання, але не менше ніж 2/3 глибини схилу.
4. Армування ростверків: Включає два поздовжні пояси Ø16–25 мм та поперечні хомути Ø10 мм через 100–150 мм. Конструктивна висота ростверку визначається розрахунковим згинальним моментом, але не менше 400 мм при кроці паль до 2 м.
5. Горизонтальні зв’язки між палями/стінками: На рівні підошви та у верхній частині влаштовуються зв’язки (балки) з каркасами з A500C Ø16 мм. Це перешкоджає зміщенню паль при бічному тиску. При кроці між палями більше 2 м необхідний монтаж зв’язків або включення плитної обойми.
6. Анкерні зв’язки та торцеве армування: На схилах з активними усуненнями використовується анкерне посилення. Арматурні пучки Ø25–32 мм анкеруються у скельний або щільний шар. У місцях виходу анкерів на поверхню необхідно встановлювати розпірні елементи з каркасом, що підсилює.

Важливі зауваження:

• Під час проектування обов’язково враховується сейсмічність району. У зонах ІІ та ІІІ категорії сейсмічності нормативне значення зусиль збільшується мінімум на 20%.
• Арматура повинна мати захисний шар не менше 35 мм у конструкціях, що контактують із ґрунтом або підземними водами (за ДБН В.2.6-98:2009).
• Мінімальне армування за площею: не менше 0,1% площі перерізу бетону в зоні розтягування, проте фактично це значення часто перевищується в 3-4 рази за розрахунками на згин та зсув.

Типові помилки

Арматура для протизсувних споруд та де її купити в Києві

Проектування та будівництво протизсувних споруд – це не місце для компромісів. Підпірні стіни, палі, анкери та ростверки щодня протистоять серйозним силам: тиску ґрунту, підземним водам, морозному пученню, сейсмічним навантаженням та рухам схилів. І в цих умовах єдиною гарантією їхньої надійності залишається правильно підібрана арматура — по діаметру, марці сталі, захисним покриттям та точності розрахунку.

Помилки на етапі вибору арматури ведуть до:

• тріщин та зсувів конструкцій вже в перші роки експлуатації;
• нестійкості схилів та руйнування інфраструктури;
• дорогим аварійним ремонтам та втратою інвестиційної привабливості об’єкта.

Що важливо пам’ятати:

• Використовуйте лише сертифіковану арматуру з підтвердженими характеристиками ДСТУ та EN.
• Підбирайте діаметри не «на око», а за розрахунковими моментами, з урахуванням коефіцієнтів запасу.
• У зонах з підвищеною вологістю, хімічною агресією та морозами використовуйте нержавіючу або оцинковану арматуру.
• Обов’язково забезпечте захисний шар бетону та якісне армування у критичних зонах: сполученнях, кутах, опорах.

Де купити надійну арматуру для протизсувних конструкцій?

У металобазі «Стилар» ви знайдете все необхідне для армування складних геотехнічних об’єктів:

• Сертифікована арматура A500C та A400C Ø12–32 мм — з паспортами, протоколами випробувань та відповідністю ДСТУ 3760:2006;
• Оцинкована, нержавіюча та композитна арматура – для роботи в агресивному середовищі та при нульовому обслуговуванні;
• Повний комплект: в’язальний дріт, фіксатори, підставки, прокладки, сітки, сітки з гальванічним покриттям;
• Підтримка інженерів – від підбору перерізу та схем армування до постачання на об’єкт у потрібний термін та з резервом на монтаж.

Зв’яжіться з нами зараз і отримайте технічний розрахунок, підбір арматури, специфікацію та комерційну пропозицію під ваш проект.

Ми допоможемо вам збудувати фундамент, який утримає не лише будинок — а й увесь схил.