Армирование монолитной железобетонной 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

Особенности армирования монолитного фундамента

Фундамент является основой здания. На него приходятся основные нагрузки от грунтовых подвижек, веса постройки. Усилить его прочность можно с помощью арматурных прутьев, которые надо правильно выбрать и рассчитать их количество. А во время строительных работ стараться избегать основных ошибок монтажа фундаментной плиты.

Армирование плитного фундамента — зачем проводится

Каркас из арматуры является необходимым элементом бетонного основания дома. Иногда владельцы будущих домов отказываются от этой технологии. Это связано с возрастанием расценок на строительные работы.

Использование металлических конструкций решает следующие проблемы:

• усиливает прочность бетона, способствует его противостоянию большим нагрузкам;
• застывший раствор характеризуется высокой степенью сопротивления сжатию и низкой к изгибу. Стальные стержни равномерно распределяют давление, что снижает вероятность неравномерной усадки;
• армирование фундаментной плиты уменьшает ее деформацию от подвижек грунта, увеличивает стойкость к перепадам температуры и воздействию влаги. Это обеспечивает длительный срок службы постройки.

Обратите внимание! Монтаж каркаса основания производится согласно СНиП, в котором содержится перечень требований и размеры прутьев.

Общие рекомендации, какую арматуру выбрать

Армирование монолитного фундамента производят двумя видами прутьев: из стали и композита. Они имеют свои достоинства и недостатки.

Для монтажа используются 3 типа стальных прутов:

• Марка А 240 с гладкой поверхностью. Подходит для вертикальных перемычек.
• А 300 (10-12 мм) с кольцевыми насечками.
• А 400 с серповидным профилем. Имеют увеличенный рабочий диаметр и обеспечивают прочность бетонного основания.

Чтобы определить толщину стержней, строители пользуются специальным коэффициентом, на основании которого производят расчет. По нему вычисляют соотношение армирования к объему раствора.

Армирование бетонной плиты для частного строительства определяют по таблице:

Диаметр арматуры, мм	Применение
10	При строительстве на твердом, сухом грунте
14 и более	Слабая, нестабильная, пучинистая почва
10-12	Дом из пенобетона или дерева
14-16	Бетонная или кирпичная конструкция здания

Дополнительная информация! Все расчеты исполнительного проекта проводятся проектировщиком.

Как правильно рассчитать количество

Выбор материалов и грамотное армирование фундаментной плиты зависит от чертежа каркаса, который отражает габариты бетонного основания.

• Длина (ширина) основания делится на шаг между прутьями. К этому значению прибавляется 1 единица.
• Для каркасной сетки полученное число умножается на 2.
• При двухслойном расположении стержней их понадобится в два раза больше.

Стальные пруты выпускаются отрезками в 6 метров. На основании полученных данных подсчитывается, сколько погонных метров необходимо. Также учитывают дополнительное количество элементов для усиления углов и зон с повышенной нагрузкой. Аналогично определяется численность вертикальных перемычек. Расчеты производятся по высоте плиты.

Важно! В смету закладываются: нахлест и прутья для П-образных хомутов.

Схема армирования, что такое зона продавливания

Укладка арматурных элементов зависит от толщины бетонного основания. Если ее значение не выше 15 см (что характерно для блочных и деревянных домов), поперечные и продольные прутья располагаются в один слой перпендикулярно друг другу.

Жилые здания и коттеджи строятся на железобетонной конструкции высотой 25-35 см. Для них армирование плиты фундамента рекомендуется делать с монтажом каркаса, включающего в себя два пояса: верхний и нижний, и вертикальных перемычек, соединяющих их между собой. Шаг стержней для кирпичного дома равен 20 см, для одноэтажного каркасного – 30-40. Перекрытие на торцах необходимо армировать П-образными хомутами.

Важно! Расстояние между прутами каркаса должно быть меньше или равно толщине основы, умноженной на 1,5.

Зона продавливания представляет собой участок основания, на который опираются несущие стены постройки. Для уменьшения нагрузки и предупреждения возникновения трещин раскладку арматуры делают в 2 раза чаще.

Методика изготовления армирующей сетки и каркаса

В строительстве применяют 2 технологии соединения металлической арматуры друг с другом: связыванием и посредством сварочного аппарата. Последний метод применяется редко, так как повышает жесткость конструкции, что негативно отражается на прочности основания.

Основные способы армирования

Сварка позволяет осуществить монтаж каркаса быстро. Недостаток: перегрев металла повреждает кристаллическую решетку металлических прутьев, что приводит к их коррозии и разрушению в сварочных швах при большой нагрузке на растяжение.

Связывание стержней проводится специальной проволокой диаметром 2-4 мм и с помощью вязального пистолета или крючка. В зонах повышенной нагрузки проводится усиление дополнительными прутьями. Работы занимают больше времени, но обеспечивают надежное соединение элементов. При затвердении бетона в конструкции происходит равномерное распределение нагрузки.

Заливка и заземление плиты своими руками

Заземление проводят после проведения работ по установке каркаса. Для этого устанавливается кольцо, сделанное из оцинкованного материала. Оно располагается с внешней стороны основания и снабжается присоединительными шинами для крепления элементов громоотвода, слива осадков.

Затем заливают бетонный раствор. Процесс проводится непрерывно до окончательного заполнения опалубки. С помощью вибропрессования смесь освобождается от воздушных пузырьков. Набор прочности конструкции происходит в течение 28 дней.

Основные ошибки при монтаже

Они могут наблюдаться на всех этапах армирования монолитной плиты фундамента. Приводят к разрушению бетона или усложняют его заливку.

К ним относятся:

• отсутствие правильных расчетов или их неточность относительно нагрузки, которую будет испытывать основание, так как с их помощью рассчитывается размер арматуры и схема ее расположения;
• нет подушки из песка и щебенки, или она плохо утрамбована;
• соединение стержней встык. Правилами рекомендуется укладывать элементы внахлест, длина которого не менее 15 диаметров;
• соприкосновение прутьев с почвой, применение их без защитного покрытия на торцах. Это приводит к коррозии металла и снижает качество основания;
• нарушение допустимого расстояния между отдельными прутами: шаг арматуры в монолитной плите примерно 40 см, а в зонах усиления не больше 20;
• монтаж каркаса на бруски из дерева вместо фиксаторов, что ведет к проникновению влаги внутрь конструкции;
• неправильное армирование на углах здания и под несущими стенами;
• после заливки бетон не укрывается полиэтиленом. От этого на поверхности образуются трещины.

Технология армирования кирпичной кладки

Как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента

Какой марки бетон нужен для фундамента частного дома

Особенности выбора фундамента под каркасный дом

Источник