Фундаменты монолитная армированная плита

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

Важные правила и технология выполнения армирования фундамента из плит

Армирование монолитных фундаментов регламентируется действующими стандартами.

Усиление бетона арматурным каркасом повышает степень надежности и эксплуатационный ресурс будущего сооружения.

Для чего необходимо армирование фундамента из плит, как правильно армировать монолитное плитное основание, расскажем в статье.

Что это такое, зачем нужно?

Армирование монолитной плиты называют процедуру помещения в тело бетона стальной силовой конструкции с целью повышения прочных характеристик фундамента и увеличения срока службы дома, который будет эксплуатироваться на нем.

В процессе службы основание подвергается неравномерному давлению как со стороны сооружения, так и почвы вокруг него. В результате возникают изгибающие моменты, которые влекут за собой появление трещин не только в теле фундамента, но и стенках самого дома.

Бетонный массив сам по себе характеризуется стойкостью к сжимающим нагрузкам, а арматура компенсирует действие растягивающих и изгибающих сил.

Таким образом, армирование позволяет:

• повысить прочность основания;
• предотвратить возможные усадки сооружения, связанные с недостаточной прочностью фундамента;
• снизить риск разрушения монолитной плиты под давлением грунта.

Что будет, если не армировать?

С целью экономии некоторые строители отказываются от армирования.

Такой подход практикуется при строительстве легковесных построек, на которые по проекту будут стоять на грунте, не склонному к подвижкам. В других случаях необходимость армирования регламентируется нормативными требованиями.

Нарушение технологии влечет за собой преждевременное разрушение фундамента под действием больших нагрузок со стороны самой конструкции, давления в результате морозного пучения почвы и т.д.

Основные требования

Конструктор, занимающийся проектированием плитного основания, должен придерживаться условий армирования, изложенных в СП 52-101-2003.

В нормативном документе содержатся:

• правила расположения и вязания арматурной сетки,
• описание математически расчетов,
• рекомендации по использованию подставок для нижнего слоя и т.д.

Согласно технологическим требованиям, не допускается использование арматуры со следами ржавчины, старой краски и т.д. Чтобы обеспечить высокую адгезию металла с бетоном, применяют стальные стержни периодического сечения. Для фиксации элементов силовой конструкции используют вязальную проволоку или применяют метод сварки: пластиковые хомуты в данном случае ненадежны.

Перед началом армирования проектировщик должен выбрать рациональную схему расположения прутков, определить потребность в арматуре, продумать способ фиксации конструкции в пространстве с помощью подпорок.

Минимальный показатель

Монолитные плиты, в теле колотых процент армирования составляет менее 0,05%, относят к бетонным конструкциям. Минимальный показатель зависит от проектных нагрузок и может варьироваться в пределах от 0,05 до 0,25% (выбирается по СП 52-101-2003 — СП 63.13330.2018).

По контуру рабочего сечения армокаркаса при повышенных нагрузках минимальный процент армирования может быть увеличен в два раза.

Схемы и чертежи укладки арматуры

Схема армирования дает полное представление о расположении элементов каркаса в пространстве. Когда толщина монолитной плиты меньше 15 см, то фундаменту достаточно жесткости, которую обеспечивает одна сетка из продольных и поперечных прутков, расположенных перпендикулярно друг к другу с проектным шагом.

Для легких блочных построек оптимальной высотой плиты считается 15–25 см, для жилых домов и коттеджей – 25–35 см. В этом случае арматурный каркас представляет собой соединенные между собой вертикальными прутками два пояса – верхний и нижний.

Основные параметры плиты

В простом варианте исполнения армирующий пояс представляет собой сетку, где арматура размещена по отношению друг к другу с одинаковым шагом, равным от 20 до 40 см. Расстояние между прутками, выбирается, исходя из расчетных нагрузок, действующих на фундамент.

Например, для кирпичных и других тяжелых домов выбирают шаг в 20 см, тогда как для одноэтажных каркасных коттеджей расстояние между силовыми элементами может быть увеличено до 30–40 см.

Шаг армирования должен быть меньше толщины фундаментной плиты минимум в 1,5 раза.

На практике чаще всего возникает потребность в армировании в два слоя. Тогда, согласно СП 63.13330.2018, верхний и нижний пояса соединяют между собой П-образными хомутами. Длина такого хомута должна превышать проектную толщину монолитной плиты минимум в два раза.

Концы арматуры должны быть утоплены в тело бетона минимум на 2–3 см со всех сторон. В противном случае металл быстро окисляется и возможно преждевременное разрушение силовой конструкции.

Зоны продавливания

В местах, где несущие стенки опираются на фундамент, возникает необходимость усиления армокаркаса. С этой целью уменьшают шаг армирования.

Например, если по основной площади прутки выкладывались через 20 см, то под стенами можно сократить это расстояние до 10 см. В противном случае остается риск деформации фундамента и появлений трещин.

Когда по проекту в доме предусмотрено подземное помещение, то глубина заложения плитного основания будет напрямую зависеть от высоты подвала. В этом случае проектировщику необходимо жестко объединить конструкции фундамента и стен.

С этой целью в армокаркасе основания оставляют вертикальные выпуски, которые послужат связующим звеном нескольких конструктивных элементов.

Дополнительное усиление арматурного каркаса

На практике часто возникают ситуации, когда требуется усиление арматурного каркаса в местах, где на фундамент действуют максимальные нагрузки, например, под колонами и действующими каминами внутри помещения.

В этом случае можно увеличить размер сечения прутков или ввести дополнительные продольные стержни в нижний пояс, поскольку именно на нижнюю часть силовой конструкции действует максимальное давление.

Расчеты

Зная площадь фундамента и ориентируясь на шаг между арматурой, можно рассчитать необходимое количество металлопроката для армирования. Согласно действующим стандартам, максимальный шаг между прутьями будет составлять 40 см. На значение параметра также влияют класс и размер сечения арматуры.

Занимаясь частным домостроением, лучше принимать шаг, равный не меньше 20 см, при этом, в местах максимальных нагрузок расстояние между элементами силовой конструкции нужно уменьшать.

Алгоритм расчета количества арматурных стержней лучше рассматривать на примере. Например, габариты фундамента – 6 на 6 метров, проектный шаг – 20 см.

Вначале рассчитывают потребность в арматуре для одного слоя сетки: 900 / 20 х 2 = 90 штук продольных и поперечных прутков длиной 6 м каждый. Для двух сеток потребность в арматуре увеличится вдвое – 180 штук. Для вертикальных прутков высотой 10 см понадобится 203 м арматуры. Значение получено методом умножения точек пересечения (45х45=2025 шт.) на длину одного прутка.

Таким образом для выполнения проектных условий потребность в арматуре составит: 180 х 6 + 203 = 1283 м. Если учесть, что один погонный метр арматуры диаметром 14 мм весит 1,21 кг, то необходимо закупить 1,56 т металлопроката. Практикующие строители рекомендуют заказывать арматуру с запасом (5–10%).

Правильный порядок работ

Вначале собирают нижнюю сетку. Для этого на рабочем поле выкладывают продольную и поперечную арматуру перпендикулярно друг к другу, соблюдая проектный шаг между элементами.

После фиксации деталей в местах пересечения крепят вертикальные прутки. Затем монтируют верхний пояс армокаркаса.

По окончании сборки проверяют соответствие размеров проектным значениям.

Фиксация стержней может проводится двумя способами:

1. С помощью вязальной проволоки и специального крючка или реверсивного устройства.
2. Методом электросварки.

Последний вариант позволяет значительно сократить время работы, но остается риск перегрева металла, в результате чего снизится прочность всей силовой конструкции. Поэтому эксперты рекомендуют вязать арматуру ручным или полуавтоматическим способом.

Готовый каркас укладывают на рабочее поле на подпорки, соблюдая технологическое расстояние между дном конструкции и стенками опалубки.

Основные ошибки монтажа

Собираясь заниматься строительством своими руками, собственнику стоит предварительно проанализировать ошибки, которые чаще всего допускают новички:

1. Отсутствие защитного слоя бетона между армокаркасом и боковыми стенкам фундамента (минимум 30 мм). В результате концы стержней будут в большей степени подвержены коррозии, что в целом отражается на сроке службы основания.
2. Использование деревянных фиксаторов для организации защитного слоя бетона. Дополнительные элементы остаются в теле плиты и нарушают его целостность. Дерево – рыхлый материал, который может разбухать и разрушать конструкцию. Поэтому для крепления арматуры используют специальные пластиковые фиксаторы.
3. Сборка каркаса методом сварки при большой силе тока. В результате в местах соединения деталей структура стали разрушается, а силовой потенциал армированного каркаса ослабевает. Подбором силы тока должен заниматься профессионал.

Качественную сборку армокаркаса лучше доверить профессионалам, поскольку в этой работе нужны навыки и понимание технологии.

Много важной и полезной информации о возведении плитного фундамента представлено в этом разделе.

Видео по теме статьи

Как правильно связать каркас фундаментной плиты поставить «лягушки», подскажет видео:

Заключение

Следуя действующим стандартам, можно самостоятельно спроектировать схему, рассчитать и собрать армокаркас даже при минимальном опыте в строительстве фундаментов.

Сложность заключается в расчете суммарных нагрузок, действующих на основание, а также выборе качественных материалов.

При необходимости, начинающему конструктору лучше обратиться за помощью к квалифицированным специалистам, ведь от качества армирования зависит срок службы всего здания.

Источник