Арматура для заливки плиты фундамента

Как армировать монолитную фундаментную плиту?

Железобетонный плитный фундамент применяют для создания надёжного основания при строительстве сооружений на слабых почвах и высоком уровне грунтовых вод. Работа его происходит в условиях действия значительных неравномерных напряжений сжатия и изгиба, вызванных деформациями несущего пласта и нагрузок от конструкций здания. Особенно это характерно для современных монолитных строений, имеющих нерегулярное распределение вертикальных элементов.

Бетон хорошо работает на сжатие, но плохо на растяжение. Этот недостаток устраняется его упрочнением стальными прутами. В результате раствор берёт на себя сжимающие нагрузки, а растягивающие и изгибные напряжения воспринимает арматура. Плюсы: повышается несущая способность, снижается вероятность образования трещин и усадки здания.

Цель состоит в создании условий совместной работы бетона и арматуры в плите: надёжное их сцепление, защита от коррозии и эффективное расположение в местах, испытывающих растяжение или изгиб.

• Подбор схемы, материала, типа и диаметра стержней, разработка чертежа и технологии укладки и соединения прутьев.
• Монтаж каркаса.

Выбор арматуры

Основными показателями качества являются:

• Прочность.
• Характеристики сцепления с бетоном.
• Свариваемость.
• Хладостойкость.
• Пластичность.

При усилении плитного фундамента строительные правила рекомендуют использовать в качестве рабочих стальные прутья периодического профиля класса прочности А400, А500 и А600. Они представляют собой цилиндрические стержни с двумя продольными рёбрами и поперечными выступами постоянной или переменной высоты. Такие профили называются, соответственно, кольцевой и серповидный, и обеспечивают хорошее сцепление. Например, если для периодической арматуры напряжение соединения составляет 6-10 МПа, то для гладкой — всего 2,5-3,0 МПа. Поэтому варианты без рифления применяют только для поперечного и косвенного упрочнения. Они имеют относительно низкий класс (А240, больше информации о такой арматуре здесь) и меньшую цену.

Периодическая арматура выпускается диаметрами от 6 до 50 мм длиной 6 и 12 м, изготавливается из сталей марки 35ГС и 25Г2С. В малоэтажном строительстве для фундаментных плит обычно используют прутки от 6 до 16 мм. Стержни с большими поперечными сечениями применять нет необходимости, так как они не будут загружены растягивающими нагрузками и не обеспечивают эффективную совместную работу с бетоном.

Класс прочности обозначает нормативное значение сопротивления растяжению в мегапаскалях. Например, А400 расшифровывается так: горячекатаная или термомеханически усиленная, рассчитанная на нагрузку в 400 МПа. Свариваемая дополнительно маркируется литерой «С»: А400С, А500С.

Армирование плитного фундамента выполняют слоями с помощью сеток из сварных или вязаных прутов. Придерживаются рекомендаций:

1. Если толщина основы менее 150 мм, то укладку выполняют в один слой. При большей — в виде каркаса из двух параллельных поясов.
2. Рабочие прутки располагаются взаимно перпендикулярно в слое, который параллелен подошве. Сетки имеют одинаковые ячейки шириной от 20 до 40 см в зависимости от нагрузки. Максимальное расстояние между стержнями не должно быть более полуторократной толщины основания. Верхние и нижние слои соединяют вертикальными изделиями диаметром 6-8 мм с тем же шагом, что и у рабочих или в два раза большим (в зависимости от нагрузки).
3. При выборе толщины защитного слоя учитывают, выполнялась или нет бетонная подготовка для будущего монолитного фундамента (если она отсутствует, то размер принимают равным 70 мм, а при наличии — 40 мм). На это расстояние стержни должны быть утоплены в тело на всех гранях во избежание их ускоренной коррозии.
4. Если сторона основания монолитной железобетонной плиты меньше 3 м, используют диаметр не менее 10 мм, при длине свыше 3 м берут пруток 12 мм и более.
5. При армировании фундамента торцы укрепляют П-образными элементами, изготовленными загибом прутьев, и связывающих (на длине двух толщин основания) верхний и нижний слои каркаса. Делается это с целью анкеровки изделий на краях и возможности восприятия крутящих моментов.
6. Шаг уменьшают в два раза (до 10 см) при опасности продавливания (например, местными нагрузками типа вертикальных колонн).
7. Если в конструктивной схеме сооружения предусмотрено выполнение монолитной стены, то выводят вертикальные выпуски стержней, которые остаются после заливки. При монтаже их вводят в массив основания на глубину двух толщин, крепят к каркасу и загибают. Такое решение обеспечивает совместную работу стены и плиты.

Для точного расчёта выполняют чертеж, на котором указаны тип, диаметры и длины, расстояния между прутками и рядами, конструкции элементов усиления.

Выбор диаметра арматуры

Расчёт монолитной плиты представляет собой достаточно сложную задачу и может быть выполнен только специализированной проектной организацией. При малоэтажном строительстве для оценки требуемого диаметра применяют подход, основанный на минимально допустимом содержании.

При расчёте этим способом используют коэффициент армирования (μ): μ = А/(В∙Н), где:

• А — площадь поперечного сечения стержней;
• В — ширина плиты;
• Н — рабочая высота (необходимо из общей толщины основания вычесть размер защитных слоёв).

Для плоских плит строительными нормами установлено минимальное значение коэффициента μ_min=0,3%. Основываясь на этом, легко рассчитать требуемый диаметр.

Пример расчета диаметра

Исходные данные: монолитная плоская плита размером в плане 800х800 см, высотой 38 см на бетонной подготовке. Так как высота больше 150 мм, усиление сетками выполняется в два ряда. Защитный слой арматуры равен 4 см с каждой стороны основания. Длина её более 3 м, следовательно, диаметр должен быть не менее 12 мм.

Определяем суммарную минимальную площадь поперечного сечения рабочей арматуры: А = 800∙(38-2∙4)∙0,3%=72 см2. Площадь сечения одного пояса каркаса: 72/2=36 см2. Количество прутков в ряду получим делением её на площадь поперечного сечения одного стержня (берём из стандарта). Для двух рядов оно удвоится.

Результаты расчётов диаметра для одного ряда:

Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения одного прута, см2	Количество в одном поясе, штук	Шаг расчётный, мм
12	1,131	32	258
14	1,589	24	347
16	2,011	18	470

Выбираем диаметр прутков 12 мм, расстояние между ними принимаем с запасом 200 мм. Чем реже шаг, тем более прочной и надёжной будет конструкция плитного фундамента. Однако следует отметить, что существует и максимально допустимое значение коэффициента армирования (μ_max=5%). Имеются также варианты расчетов оптимальных параметров, при которых предельные напряжения в бетоне и прутках совпадают.

Класс прочности бетона	Класс прочности арматуры
	А400	А500
В15	1,3	1,0
В20	1,7	1,3
В25	2,2	1,65
В30	2,5	1,9

Монтаж арматурного каркаса

1. Устройство опалубки из бруса по наружному контуру плиты, укладка гидроизоляции на бетонную подготовку или гравийно-песчаную подушку.

2. Монтаж нижнего ряда на высоте 4 см от бетонной подготовки (или 7 см от подушки) с помощью пластиковых или стальных опор. Сетки с требуемым размером ячеек и диаметром арматуры класса А400, А500 сваривают и вяжут на месте строительства или используют готовые. Применение сварных сеток, изготовленных по ГОСТ 23279-2012, ускоряет производство работ, но они выпускаются ограниченной номенклатурой. В последнее время от сварки постепенно отказываются, так как нагрев приводит к изменению структуры стали и деформации.

На месте стержни обычно связывают в узлах проволокой диаметром от 2 до 4 мм. Для удобства и обеспечения вязки рабочей арматуры с одинаковым шагом приобретают шаблоны крестообразного типа. Если прутки короче плиты, то их соединяют с нахлёстом в 40-50 калибров. Необходимо следить, чтобы изделия не касались поверхности опалубки и подошвы основания.

3. Устанавливают подставки для верхнего ряда сетки в виде сварных каркасов (треугольной формы), стальных уголков, швеллеров. Расстояния между указанными технологическими опорами должны обеспечивать жёсткую фиксацию сеток в процессе заливки.

4. Монтируют вертикальные прутки диаметром 6-8 мм с шагом 20-40 см, связывая верхний и нижний пояса.

5. Крепят П-образные прутки к сеткам по периметру каркаса для усиления торцов плиты.

6. Если проектом предусмотрено возведение монолитной стены, изготавливают и вяжут вертикальные Г-образные выпуски.

7. Далее производят укладку бетона требуемого класса прочности.

Источник

Правильное армирование плитного фундамента

При возведении крупных сооружений, три этажа и более, либо при строительстве массивной конструкции на зыбком грунте, обычно заливают плитный монолит. Для того, чтобы он в полной мере выполнял свои функции, следует правильно сделать армирование плиты фундамента.

Почему необходимо армирование?

Фундамент, вне зависимости от того, какого он типа, делают, чаще всего, из бетона. Материал этот имеет особенность: он выдерживает большое давление и сжатие, но плохо справляется с воздействием на изгиб и растяжение.

При строительстве любых сооружений редко удается распределить нагрузки равномерно. В итоге возникает момент изгиба, что может обернуться разрушением бетонной конструкции.

Армирование плитного фундамента выполняют для того, чтобы усилить монолит именно по данному показателю. В итоге получается своего рода дуальная конструкция (несмотря на то, что это монолит), где бетон держит вес, арматура противостоит растяжению и линейной деформации.

Именно от армирования фундамента зависит насколько долго простоит постройка.

Схема армирования

Армирование фундаментной плиты осуществляется согласно определенным схемам. Иногда плиту заливают неравномерно: в местах, на которые будут опираться несущие стены, колонны, перегородки, часто выполняют дополнительное армирование. Считается, что расстояние между ярусами сетки не должны превышать 0,4 м. То есть, для фундамента высотой 1 м, необходимо 3 пояса армирования.

Перед тем, как вязать каркас, рассчитывают схему армирования, делают чертеж, и в дальнейшем действуют согласно ему.

Параметры плит

Простейшая схема армирования плиты фундамента выглядит следующим образом: нижний ярус — горизонтальная решетка, с шагом ячейки 20-40 см. Точно такая же сетка установлена на втором ярусе, параллельно первому. Между сетками крепят вертикальные распорки. Высота между двумя уровнями не должна превышать 40 см. Если фундамент выше, добавляют третий ярус и т. д.

Армирование торцов плиты выполняют при помощи П-образных хомутов. Длина каждой из «ножек» буквы «П» — две толщины каркаса плиты. А поперечина «П» в данном случае расположена вертикально, и является торцевым элементом арматурного каркаса.

Толщина бетона, между краем плиты с любой стороны, и внутренним каркасом, должна быть не менее 5 см, во избежание скорого возникновения коррозийных процессов.

Зоны продавливаний

Такими участками считаются, в первую очередь, места опоры несущих стен, колонн и др. В этих зонах размер ячеек следует делать меньше, во избежание образования момента растяжения. Если укладываете арматуру со стороной ячейки 30 см, в этих зонах сделайте 15 см. Таким образом удастся избежать образования трещин и продавливаний.

Если место опоры несущей конструкции на фундамент расположено на монолитной стене подвального помещения, закладку делают той же глубины, что и высота самого подвала. В таком варианте делают привязку оснований к стенам.

Если выполняют армирование монолита, делают общую обвязку частей каркаса стен и плит. Во время бетонирования основы, часть вертикальных прутьев оставляют, они будут выполнять функции связывающих элементов. Эти вертикальные части заглубляют в основание, концы загибают на 2 части высоты плиты. Затем элементы соединяют с основным каркасом.

Важно соблюдать технологию вязки каркаса, чтобы избежать проблем в будущем!

Выбор арматуры

Для того, чтобы каркас был максимально эффективным и функциональным, необходимо правильно выбрать и рассчитать диаметр и общую длину арматуры. Чаще всего используют материал следующих типов:

• гладкие прутья (А240). Применяют для придания конструкции формы, из нее делают хомуты и распорки, для армирования не используют;
• рифленые (А300, А400). Используют непосредственно для армирования.

Расчет диаметра

Прежде всего необходимо рассчитать оптимальный для данной конструкции диаметр прутка. Минимальный размер диаметра рассчитывают по следующему алгоритму:

1. Вычисляют сечение плиты, умножив ее длину на высоту. Например, имеем плиту длиной 5 м и высотой 0,4 м, получаем 5*0,4=2 м².
2. Рассчитывают площадь прутьев в одном ряду. Зная длину плиты и шаг между прутьями, рассчитывают минимальный диаметр стержня.

Расчет выглядит таким образом:

1. Имеем плиту длиной 6 м и высотой 0,3 м. Площадь поперечного сечения равна 1,8 м².
2. Общая площадь всей арматуры 1,8*0,3%=0,0048 м², т. е. 48 см².
3. Площадь в одном направлении — не менее 24 см² (48/2=24).
4. Далее обращаемся к справочникам, где указаны площади прутьев разных диаметров, где и подбираем подходящее значение диаметра арматуры.

Общая площадь сечения арматуры — не менее 0,3% поперечной площади фундамента. Диаметр прутьев выбирают так:

• при длине плиты от 3 м — 10 мм;
• при большей длине плиты — 12-24 мм;
• диаметр гладких вертикальных стержней — от 6 мм.

Расчет количества

Общую длину арматуры вычисляют таким образом:

1. Допустим, размеры плиты — 5х7 м, шаг между прутьями — 30 см. Получается 5/0,3=16,6. То есть необходимо 16 прутьев длиной по 7 м. Это продольные элементы армирования.
2. Поперечные прутья имеют длину 5 м, а их количество — 7/0,3=23,3=23 шт. Итого получается 16 прутьев по 7 м и 23 стержня. по 5 м, то есть 16*7+23*5=112+115=227 м. Это длина арматуры, необходимой на одну решетку. Если их две, 227*2=452 м, если 3 яруса, 227*3=681 м.
3. Кроме того, между двумя ярусами арматуры устанавливают своеобразные фиксаторы-распорки, представляющие собой П-образные элементы, нижние части ножек которого загнуты в разные стороны. Высота ножек до загибов равна расстоянию между ярусами каркаса.
4. К полученному результату прибавляют 10% длины, это запас на стыки.

Аналогично рассчитывают длину гладких прутьев, из которых выполняют П-образные распорки. Ширина шляпки равна расстоянию между ярусами каркаса, длина ножек — двум высотам плиты. То есть для плиты высотой 40 см, толщина каркаса составит 30 см. Распорка выглядит следующим образом: ножки по 60 см, поперечный элемент — 30 см, итого, (0,6*2)+0,3=1,5 м. На один каркас размером 5х7 м достаточно 30-36 распорок, то есть 35*1,5=52,5 м прута на пауки-распорки.

Если у нас 16 продольных прутьев и 23 поперечных, получается (16+23)*2=78 шт. То есть понадобятся 78 прутьев по 1,1 м, 78*1,1=86 м гладкого прута.

Технология армирования плиты фундамента

Крайне важно правильно выполнить армирование монолитной плиты фундамента. Сделать это можно различными способами: каркас вяжут или сваривают, собирают все элементы в траншее, либо опускают туда уже готовые. Рассмотрим наиболее часто применяемые варианты.

Способы изготовления каркаса

Армирующий каркас делают двумя способами:

• вязка. Прутья соединяют при помощи специальной проволоки, используя крючок или пистолет;
• сварка. Применяют аппарат для электросварки.

Предпочтительнее собирать каркас, используя проволоку. Сварка придает конструкции жесткость, которая в данной ситуации не только не нужна, но и крайне нежелательна. Жесткое соединение лишено малейшей подвижности, даже при умеренном воздействии оно разрушается.

Каркас должен быть чуть подвижен, чтобы не ломаться в случае сильной деформации, а держать форму. Именно это качество придает метод вязки.

Укладка арматуры

Армирование фундамента выполняют следующим образом:

1. Выровненное дно ямы равномерно засыпают подушкой из песка и щебня, в примерном соотношении 2;3. Толщина слоя — 6-8 см, подушку хорошо утрамбовывают. На песок укладывают гидроизоляцию.
2. Нижнюю решетку, при помощи проволоки, вяжут на земле, на ровной поверхности. Готовый элемент укладывают в яму. Можно вязать и непосредственно в яме, но это не всегда удобно.
3. В первом случае за комфорт придется платить весом готового элемента, который нужно будет опускать в траншею, из-за большой массы без помощника не обойтись. Вязать решетку непосредственно в траншее можно и самому.
4. На дно укладывают несколько кирпичей — они выполняют функцию опоры. На них размещают сетку.
5. На нижний ярус устанавливают несколько пауков, согнутых из арматуры, на которые будет уложена сетка второго яруса.
6. Готовую решетку второго уровня размещают на пауки, гнут вертикальные П-образные элементы из гладкой арматуры, и крепят их проволокой между двумя сетками.

С любой из сторон плиты, верх, низ, торцы, между арматурным каркасом и краем фундамента должен быть слой бетона 6-8 см.

Как избежать ошибок при монтаже?

При армировании плиты фундамента нередко, особенно у новичков, случаются типичные ошибки. Бетонный монолит способен удерживать давление массы всего строительного сооружения только при соблюдении технологии изготовления. Если каркас выполнен неправильно, некорректно произведена заливка, или допущены ошибки в расчетах арматуры, фундамент может быть хрупким, как стекло.

Чтобы избежать неприятностей и больших материальных потерь, а плита стоит дорого, нужно знать о частых ошибках, и стараться не допускать их при армировании фундамента:

• наиболее распространенная ошибка при армировании плиты фундамента — неверные расчеты арматуры, либо вообще попытка обойтись без них. Только правильно подобранный диаметр и схема расположения прутьев станут залогом получения крепкого монолита;
• плиту фундамента после заливки не укрывают пленкой, и забывают периодически поливать водой. В результате она трескается;
• песчано-щебневую подушку не утрамбовывают, и она под тяжестью массы бетона проседает. Это приводит к тому, что плита фундамента деформируется и трескается;
• на готовой опалубке не заделывают отверстия. Раствор вытекает, формируются неровности, а сквозь большие щели может вытечь немало смеси;
• нельзя допускать, чтобы арматура соприкасалась с воздухом или грунтом, минимальный слой бетона — 6-8 см, лучше больше. В противном случае очень скоро начнутся коррозийные процессы, что быстро приведет к потере прочности фундамента и всего сооружения;
• оставляют слишком большой шаг между прутьями, в результате каркас не выдерживает нагрузок. В обычных местах — шаг до 40 см, в зонах несущих конструкций — 20 см;
• не соблюдается технология укладки песчано-щебневой подушки. Иногда ее вообще не укладывают, либо засыпают только щебень. По ГОСТу минимальное содержание песка в смеси — 40%;
• торцы стержней нужно покрывать защитой, во избежания коррозии;
• очень важным элементом является армирование углов фундамента. Стыкам нужно уделить особое внимание, используя дополнительные П-образные элементы. Длина каждой из ножек в 2 раза больше шага ячейки;
• нельзя устанавливать каркас на брусья из дерева, они деформируются под тяжестью конструкции, изменяя ее конфигурацию, и тянут влагу, способствуя появлению ржавчины;
• стержни соединяют встык. Так делать нельзя, прутья соединяют только внахлест, длина которого не менее 20 диаметров арматуры.

Армирование плиты фундамента — первый, но в то же время, один из наиболее важных и ответственных этапов строительства любого сооружения. Мелочей в данном процессе нет, важен каждый нюанс. Чтобы фундамент служил долго, и в полной мере выполнял свои функции, необходимо правильно рассчитать арматуру, и выполнить остальные операции в полном соответствии с предварительной схемой, согласно правилам и технологическим стандартам.

Источник