Как армировать фундамент монолитная 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

Технология армирования фундаментной плиты

Фундамент является основой любого здания, от его прочности зависит эксплуатационный срок сооружения. Армирование фундаментной плиты посредством металлических прутьев арматуры – наиболее простой и эффективный способ повышения долговечности фундамента. Особенно популярна данная технология при обустройстве монолитных фундаментных конструкций, подвергающимся высоким изгибающим нагрузкам, сила которых легко разрушит обычную бетонную плиту, не защищенную металлическим каркасом. В данной статье будут рассмотрены основные этапы сооружения металлического каркаса и принципы расчета его ключевых параметров.

Общие рекомендации по армированию

Чтобы осуществить качественное армирование бетонной конструкции следует соблюдать общие правила, учитывающие технологию строительства и свойства задействованных материалов. В частном строительстве ими зачастую пренебрегают, обходясь без точных расчетов и составления рабочего проекта, поскольку одно- и двухэтажные дома не оказывают серьезных нагрузок на фундамент. Укладка арматуры производится по схемам, уже использованным ранее, что позволяет сэкономить время. В подобных случаях достаточно соблюсти минимальные требования, указанные в СНиП.

Также необходимо отличать плиты фундамента и перекрытия. Хотя между ними нет существенной разницы в конструкционном плане, процессы их возведения все-таки отличается. К примеру, для монтажа армирующего слоя плиты фундамента потребуются металлические прутки более крупного диаметра.

Монолитный армированный фундамент обладает достаточным уровнем прочности для возведения многоэтажных сооружений. Правда для создания основы под высотное здание используется более сложная технология, предполагающая применение нескольких видов арматуры, проведение точных расчетов размеров плиты и характеристик грунта.

Исходная информация

Типичная схема армирования монолитной плиты учитывает уровень нагрузок в горизонтальном и вертикальном направлениях. С помощью арматуры формируется сетка, шаг которой варьируется в пределах 20-40 см. При этом расстояние между прутками следует изменять в зависимости от величины продавливания в конкретном месте.

Зоной продавливания называют участок монолитной плиты, на который приходится большая часть нагрузки, оказываемой несущими стенами. Возникающее напряжение изменяет уровень амортизации бетона и его распределение. Для нейтрализации негативного влияния высоких нагрузок, исходя из требований СНиП, необходимо использовать сплошное армирование в зонах соединения со стеной. В среднем для армирования плиты фундамента в центральной зоне и на участках максимального продавливания используется металлическая сетка, шаг которой отличается в 2 раза.

При разработке подробного строительного проекта указывается точный промежуток между вертикально расположенными звеньями. Для устранения нагрузок от веса здания также рекомендуется выносить вертикальные стержни немного уровня бетонного основания для соединения со стеной.

Для армировки фундаментной плиты можно использовать одну или две сетки. Одной армирующей сетки достаточно для плиты толщиной 150 мм или меньше. Как правило, одинарное армирование подходит для небольших деревянных сооружений. На текущий момент в частном строительстве толщина монолит фундамента варьируется в пределах 20-30 см, что предполагает монтаж двух сеток, расположенных одна над другой.

Выбор арматуры

Для строительных работ используется три типа арматуры:

• Арматура с гладкой поверхностью (А240), применяемая при армировании в вертикальной плоскости. Не рекомендуется для усиления плиты монолитного типа;
• Марка А300 (диаметр в пределах 10-12 мм). Поверхность прутков покрыта кольцевыми насечками;
• Марка А400. Прутки обладают серповидным профилем. Благодаря увеличенному рабочему диаметру лучше всего подходит для усиления плиты.

Перед армированием монолитного фундамента необходимо рассчитать оптимальную величину сечения прутков. Сетка арматуры состоит из двух слоев, элементы которых расположены под прямым углом по отношению друг к другу. Нижний и верхний ряд соединяются посредством вертикальных хомутов. Зная сечение бетонной плиты можно рассчитать величину сечения прутков армирующей сетки, проходящих в одном направлении: она должна составлять около 0,3% от общей площади монолитной плиты.

Если ширина одной из сторон фундамента менее 3 метров, минимальный диаметр одного прутка составляет 10 мм. Для более массивных плит зачастую достаточно использовать арматуру диаметром 12 мм. Максимальный диаметр прутка для плиты составляет 40 мм.

Как правильно рассчитать количество арматуры

Количество используемых прутков напрямую зависит от размеров плиты, прежде всего от ее толщины (если она больше 25 см, потребуется двухслойное армирование). Используем для примера дом, основание которого имеет размеры 8×4 метра. Минимальный шаг сетки, согласно СНиП, должен составлять 20 сантиметров. Соответственно количество прутьев в длину будет равно:

Умножим полученное количество на 5%, чтобы обеспечить запас. Погонный метраж арматуры составит:

Как уже упоминалось нами ранее, диаметр прутка должен подбираться в соответствии с нагрузками на плиту. Минимальная степень армирования для бетонов М-200 и М-300 соответственно составляет 0,1 и 0,15%, что также следует внести в расчет по расходу материала. Зная эти параметры можно произвести точный расчет расхода материала для фундаментной плиты с армированием.

К примеру, возьмем плиту размером 6×6 м и толщиной 20 см и рассчитаем параметры арматурного пояса, находящегося непосредственно в зоне сопряжения площадью 1,2 м2. Оптимальная величина площади арматуры составляет 0,3% от площади плиты, соответственно:

Для одного слоя армирующего пояса, в котором элементы расположены с шагом 10 см, площадь примененной арматуры должна быть не ниже:

Под армирование фундаментной плиты подходит несколько видов арматурных прутьев. Все доступные варианты с указанием длины и площади сечения доступны для ознакомления в ГОСТ5781-82. Из результатов нашего примера следует, что наиболее подходящим является стержень диаметром 14 мм (в общей сложности будет использовано 12 стержней на каждую зону сопряжения). При стороне плиты 600 см оптимальный шаг сетки каркаса составит 30 см (для горизонтального направления), такой же шаг будет использован для вертикального направления, но будут применены 8-миллиметровые прутки.

Чтобы представить расчеты в более наглядном виде необходимо создать чертеж металлического каркаса. Он поможет при подсчете общего количества прутков, которые будут задействованы в процессе монтажа. Для нашего примера совокупный расход арматуры составит 515,2 погонных метра 12-миллиметровых арматурных прутков и 56 метров 8-миллиметровых прутков.

Связывание арматурного каркаса

Если до проведения строительных работ были произведены расчеты максимальной нагрузки, создаваемой конструкцией здания на фундамент, способ соединения выносится непосредственно в рабочий чертеж. Но на практике для объединения элементов металлического каркаса применяется метод связывания или сварка. При этом от сварки строители постепенно отказываются, поскольку нагрев металла становится причиной его деформации и изменения структуры. Метод связывания лишен подобных недостатков, обеспечивая решетку дополнительной гибкостью.

Лучше всего для связки прутков подходит стальная проволока диаметром 4 мм. Обладая необходимой прочностью, она остается гибкой, с ней достаточно просто работать, применяя обычные плоскогубцы.

Несколько советов по правильной вязке арматуры:

• При соединении прутков по длине оставляется нахлест порядка 250 мм или больше;
• Используя стержни различного диаметра, более тонкие следует расположить сверху;
• Вязка предпочтительнее сварки, только в исключительных ситуациях следует переходить на сварочный метод;
• В зонах повышенного прогиба конструкция усиливается дополнительными прутками.

Порядок возведения каркаса для армирования фундаментных плит:

• Создание опалубки по внешнему периметру, установка рулонного гидроизолирующего материала;
• Монтаж горизонтального пояса арматуры на высоте 50 мм от нижерасположенной песчано-гравийной подушки. Необходимо следить, чтобы прутки не касались стенок опалубки и подушки;
• Установка вертикальных прутьев с шагом 20-40 см. Они связываются с элементами горизонтального пояса в нижнем основании. По углам вертикальные прутки можно устанавливать с меньшим шагом, укрепляя их продольными прутками, чтобы увеличить прочность конструкции;
• Для элементов горизонтального пояса лучше выбрать интервал в 15 см или меньше (в зависимости от толщины плиты);
• Верхняя кромка вертикального пояса должна находиться выше плиты, чтобы объединить армирующий слой плиты фундамента с конструкцией стен.

Далее вся конструкция будет залита бетоном.

Описание схем армирования

Армирование по ширине плиты

Чаще всего армирование плитного фундамента осуществляется по основной ширине плиты с помощью сетки с одинаковым размером ячейки. При расчете шага сетки учитывается размер фундамента и величина нагрузки, которую он на себя примет после возведения здания. Допускается использование прутков различного диаметра, при этом более толстые стержни укладываются под низ конструкции. Армирование по основной ширине рекомендуется задействовать для нижней части плиты, чтобы распределить нагрузку по всей площади.

В торцевых частях укладываются стержни П-образной формы, связывающие нижний и верхний армирующий шар в единое целое. Данные элементы дополнительно укрепляют конструкцию, компенсируя разрушительное воздействие крутящих моментов.

Создание перекрытия по профнастилу

Интересная технология, позволяющая создавать перекрытия с высокой несущей способностью. Для работы подходят профилированные листы Н-60/Н-75. Листы монтируются таким образом, чтобы после заливки внизу получились ребра. Армирующая сетка устанавливается поверх листа на расстоянии 150 мм. В ребрах устанавливается пруток диаметром 12-14 мм, для монтажа стержней следует использовать фиксаторы из пластика.

Сплошная плита

Данная технология используется, если необходимо создать плитный фундамент или пролет толщиной не более 200 мм. Каркас состоит из двух сеток, расположенных в параллельных плоскостях. Для монтажа сеток подойдут прутки диаметром 10 мм. В середине конструкции в нижней сетке устанавливаются дополнительные усиливающие элементы длиной от 40 см. Периодичность установки усиливающих элементов должен быть равен шагу основной сетки.

Точки опоры плиты необходимо оснастить дополнительным армированием, установив его в верхней части конструкции. Торцы сетки также скрепляются П-образными элементами объединения сегментов.

Последовательность установки монолитной плиты

Для обеспечения сохранности железобетонной плиты в течение длительного срока, она должна располагаться на подушке из песчано-щебенчатой смеси, и защищена утеплителем и гидроизолирующим слоем. Общий ход работ можно разделить на следующие этапы:

1. предварительная очистка строительного участка от растительности и посторонних предметов;
2. выкапывание котлована, параметры которого рассчитываются согласно СНиП, с учетом массы здания и особенностей грунта;
3. дно котлована оснащается канавами для дренажа, поверхность канав покрывается геотекстильным материалом;
4. по всей площади котлована засыпается песчаный слой толщиной 30 см, поверх него размещается 20-сантиментровый слой щебня;
5. поверх образовавшейся подушки укладывается дополнительная прокладка из рубероида;
6. монтаж опалубки, состоящей из досок толщиной 2 см, скрепленных вместе гвоздями за зафиксированными наружными подпорками;
7. возведение армирующего каркаса, расстояние между металлическими прутками и деревянной опалубкой не должно быть меньше 5 см;
8. после заливания бетона, его обработки и застывания проводится демонтаж опалубки и начинаются основные строительные работы.

Заливка и заземление плиты своими руками

После завершения монтажа армированного каркаса монолитной плиты необходимо провести заземление. Данная процедура предполагает установку наружного кольца из оцинкованной ленты. Данное кольцо будет выступать внешней стороной плиты, являясь ее составной частью. Заземление оснащается присоединительными шинами, к которым будут крепиться элементы дождевого слива и громоотвод. Также шины можно вывести в месте подключения электрической сети к дому, чтобы обеспечить заземлением внутреннюю электрическую проводку.

Заливка фундамента проводится после завершения всех работ, связанных с монтажом армирующего каркаса. В процессе замешивания раствора в бетон можно добавить фиброволокно, если требования СНиП предполагают дополнительное усиление бетонного основания. Процесс заливки осуществляется в непрерывном режиме до заполнения всего объема. По его окончанию смесь необходимо освободить от пузырьков воздуха посредством вибропрессования. Плита обретет необходимую прочность по истечении 4 недель.

Частые ошибки, допускаемые в процессе армирования

Чтобы обеспечить плиту необходимыми свойствами, защитить ее от преждевременного разрушения следует четко соблюдать технологический процесс армирования монолитной фундаментной плиты. Ниже приведен небольшой перечень ошибок, допускаемых неопытными строителями:

• На залитую бетонную смесь не устанавливают полиэтиленовую пленку. Ее отсутствие провоцирует вытекание цементного молочка сквозь щели в опалубке. В результате застывший раствор покроется поверхностными трещинами.
• После засыпания песочно-щебеночной подушки ее не утрамбовывают и не накрывают пленкой. В процессе эксплуатации фундамент начнет деформироваться, возникнут глубокие трещины.
• При монтаже опалубки не заделываются щели, сквозь которые свежий раствор начнет вытекать. Данная ошибка приведет к образованию неровностей в плите.
• Отсутствие слоя гидроизоляции между плитой и поверхностью грунта приводит к быстрому разрушению фундамента, которое можно остановить лишь посредством дорогостоящих работ.
• Использование камней в качестве фундаментных спейсеров.
• Прутья арматуры в процессе монтажа армирующей сетки фиксируются в грунте, в результате чего металл начнет достаточно быстро разрушаться под воздействием коррозии.
• При обустройстве фундамента не насыпается песчано-щебенчатая подушка, что снижает прочностные характеристики плиты. Также частая ошибка – использование для подушки только щебня, тогда как минимальное содержание песка в смеси должно составлять 40%.
• Шаг сетки при армировании плитного фундамента превышает максимальный предел в 40 см, либо он не соответствует расчетам по нагрузке на фундамент.
• Отсутствует защитный бетонный слой со стороны торцов арматуры, из-за чего она покрывается коррозией.
• Под несущими стенами и колоннами отсутствуют вертикальные стержни, в результате нагрузка от веса здания распределяется неправильно.

Мы перечислили лишь самые грубые ошибки, которые обязательно скажутся на эксплуатационных характеристиках фундамента. Существуют и более неочевидные нюансы, о которых знают лишь опытные строители. Именно поэтому рекомендуем доверять столь важную работу как армирование плитного фундамента только мастерам с хорошей репутацией.

Заключение

Качественный монтаж армирующей решетки для монолитного фундамента требует соблюдения технологии строительства и СНиП, знания свойств задействованных материалов, умения правильно рассчитывать параметры конструкции (в особенности шаг сетки, длину и диаметр стержней). Чтобы освоить техническую информацию рекомендуем изучить несколько практических примеров в виде проектов строительства: на схемах указываются результаты расчетов габаритов армирующей конструкции, расстояния между ее элементами. Только соблюдение изложенных в данной статье правил позволит соорудить долговечный фундамент, который впоследствии не будет нуждаться в доработках, ремонте или реконструкции и прослужит в течение многих десятилетий.

Источник