Каким диаметром арматура для свайного фундамента

Как правильно армировать буронабивные сваи

Ввиду особенностей конструкции и эксплуатационных условий армирование свай является обязательным условием. Возникающие в пластах силы пучения стремятся изогнуть, сдвинуть, порвать либо вытолкнуть ж/б изделие наружу. Бетон способен противостоять исключительно сжимающим нагрузкам, но не изгибающим. Стальные стержни вводятся в состав, позволяя получить новый материал – железобетон, повысить устойчивость свайного фундамента к растягивающим нагрузкам.

Технология армирования

Глубина скважин, в которые укладывается бетон, в индивидуальном строительстве редко превышает 2,5 – 4 м. Во избежание осыпания грунта в забой при армировании, бетонировании используется опалубка. Наиболее популярны цилиндры из рубероида, полиэтиленовые, асбоцементные трубы. Армирование буронабивных свай производится в несъемную опалубку, что позволяет снизить защитный слой бетона. Кроме того, полимерные трубы решают несколько задач:

• гидроизоляция бетонной конструкции;
• снижение выдергивающих усилий (грунтам сложно зацепить гладкий материал), но в тоже время это снижает несущую способность сваи, т.к. уменьшается боковая сила трения;
• предотвращение обваливания породы на забой.

При монтаже свайного фундамента необходимо руководствоваться нормативными документами:

• СП 24.13330 – фундаменты свайные;
• СП 28.13330 – антикоррозионная защита;
• СП 45.13330 – фундаменты, основания, эксплуатирующиеся в земле;
• Ведомственные и отраслевые руководства по проектированию;
• планы ППР, технологические карты (типовые) на производство работ.

В зависимости от размера скважины, вертикальных нагрузок, крутящего момента процент армирования составляет 0,4 – 3%. Например, при выборе бетона В25 для свай диаметром 30 см потребуется:

• 3% армирование при расчетном моменте в пределах 70 тс*м;
• 2% при 60 тс*м;
• 1% при 30 тс*м;
• 0,4% при 15 тс*м.

При увеличении диаметра скважины до 40 см (обычно максимальный размер оснастки ручного инструмента или мотобура) этот же процент армирования допускается при моментах, увеличенных в 1,2 раза.

Схемы армирования

Величина и вид нагрузок свайного фундамента существенно влияет на расход арматуры. Например, если сваи диаметром 30 см испытывают исключительно вертикальное вдавливание, опираясь на пласт с высокой несущей способностью, ствол может не армироваться, прочность бетонного стержня достаточна для обеспечения устойчивости конструкции.

Головная часть армируется всегда, чтобы вертикальные прутки, изогнутые под прямым углом, позже были связаны с каркасом монолитного ростверка или плиты (плитный ростверк). Причем, конструкция утапливается в бетон уже после укладки смеси. Характеристики каркаса для головной части свайного фундамента следующие:

• длина стержней – 1 – 1,5 м;
• количество прутков – 4 – 7 штук;
• спираль, хомуты – не обязательны;
• выпуск для ростверка – 50 см для свай диаметром 30 – 40 см;

Если в схеме при расчетах появляется горизонтальные нагрузки с неизбежными для них крутящими моментами, каркас должен погружаться на всю глубину скважины, в схему армирования свайного фундамента добавляются следующие элементы:

• хомуты – квадрата (обычно для 30-40 см диаметра), кольца (большие диаметры);
• пластиковые фиксаторы (прокладки) – различной формы, изготавливаются промышленностью.

Фиксатор для арматуры

Вязка каркаса для сваи.

Хомутами каркасам придается необходимая пространственная геометрия, фиксаторами обеспечивается защитный бетонный слой, чтобы предотвратить разрушение металла от коррозии. Шаг хомутов составляет 30 – 70 см, увеличивается в средней части, снижается на забое, устье. Пример простейшего расчета минимального процента армирования выглядит следующим образом:

• площадь сечения сваи 40 см диаметра – 3,14 х R2 = 3,14 х 202 см = 1256 см2
• минимально допустимый процент – 0,4% х 1256 см2 = 5 см2
• максимально допустимый процент – 3% х 1256 см2 = 37, 68 см2
• сечение арматуры из таблиц ГОСТ – 2,01 см2 для 16 мм прутка, 1,54 см2 для 14 мм стержня, 1,13 см2 для 12 мм арматуры.

При минимально возможном коэффициенте для каждой свае потребуется 4 стержня 14 мм диаметра или 5 стержней 15 мм диаметра. Для максимально допустимого потребуется 18 прутков 16 мм, 24 арматуры 14 мм либо 33 стержня 12 мм.

На практике в частном домостроении обычно используют 4-6 стержней, 4 это минимальное число прутков. Защитный слой обеспечивается креплением на арматуру специальных пластиковых прокладок, отделяющих металл от опалубки.

Выбор арматуры

Согласно СП 63.13330 для свайного фундамента применяется арматура, соответствующая ГОСТ 5781 классов:

• А3 – маркируется А400 либо А500, имеет рифленую поверхность, повышенное сцепление с бетоном, предназначена для вертикальных стержней каркаса;
• А1 – гладкая, используется в хомутах, обозначается А240.

Длину стержней вычисляют сложением глубины скважины, высоты ростверка над землей, 50 см, необходимых для заделки в ростверк изогнутой части. Длину хомутов определяют, исходя из конфигурации (кольцо, квадрат).

Обычная арматура изготавливается из сталей 35ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс, она для сварки не предназначена, связывается проволокой. Специальная арматура имеет в обозначении букву С (например А400С), создается из легированных сталей, не изменяющих свойств в сварочных стыках.

Каждая заглубленная в землю конструкция свайного фундамента диаметром 40 см имеет конкретную несущую способность, зависящую от сопротивления грунта под подошвой и на всем ее протяжении (боковое трение).

Поэтому застройщику остается подсчитать сборную нагрузку здания (вес всех элементов силового каркаса, снеговые/ветровые нагрузки из таблиц СП, мебель, прочая эксплуатационная нагрузка), разделить ее на несущую способность сваи, чтобы получить необходимое количество скважин свайного фундамента.

Учитывая минимальную длину свай, диаметр отверстий в земле (обычно 40 см) в индивидуальном строительстве, рекомендуется обеспечить двукратный прочностной запас. Например, ввиду высокой стоимости геологических исследований, шурф в пятне застройки выкапывается самим застройщиком, состав почвы определяется на глаз. Чтобы компенсировать погрешность, недостаточную длину, малый диаметр (30-40 см), специалисты рекомендуют:

• умножать вес стен, перекрытий на 2, это примерно равно массе снежного покрова, жильцов, мебели, оборудования, ветровых нагрузок;
• для СИП панелей, каркасных конструкций лучше использовать коэффициент 3, так как они очень легкие.

Итоговую цифру сборных нагрузок дополнительно умножают на 1,3 для гарантированного прочностного запаса. На практике для легких одноэтажных построек расчеты показывают, что одна – две 30 см сваи, имеющие длину 2,5 м, полностью выдерживают вес коттеджа при условии гарантированного достижения несущего пласта.

Изготовление каркасов

Технология армирования свайного фундамента секретов практически не имеет, нужно просто соблюдать последовательность действий:

• изгибание хомутов – диаметр колец или квадратов должен быть на 4 – 8 см меньше внутреннего диаметра опалубки, чтобы обеспечивать 2 – 4 см защитный слой, соответственно;
• крой вертикальных стержней – длину выбирают в зависимости от высоты ростверка, глубины забоя, добавляя 50 см на изгиб для связки с каркасом ростверка;
• вязка – крепление проволокой прутков к хомутам через 30 – 70 см.

Приспособление для вязки арматуры.

После чего, остается надеть на хомуты несколько пластмассовых прокладок по периметру, опустить каркас на всю длину внутрь опалубки, уложить бетон.

Данные рекомендации пригодятся индивидуальным застройщикам при самостоятельном армировании буронабивных свай. Позволят избежать ошибок, заложить достаточный прочностной запас для максимально возможного эксплуатационного ресурса здания.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник

Расчет количества и стоимости арматуры

Для чего нужна арматура и армирование фундамента? Эта мера увеличивает прочность бетонных конструкций. За счет чего это происходит? Сталь, из которой в основном делают этот элемент, имеет высокие прочностные характеристики: в 7-8 раз прочнее, чем сам бетон. Располагают прутья арматуры в массиве бетона таким образом, чтобы нагрузки приходились на арматуру. После того, как бетон обретает всю свою прочность, система становится монолитной, а ее прочностные характеристики в разы выше, чем у аналогичного по размерам сооружения, но без армирования.

Какая бывает арматура

Арматура выпускается в основном из стали. Бывает она гладкая и профилированная — с особой формы ребристостью. Ребристая используется для распределения нагрузки, гладкая служит лишь для придания конструкции формы. То есть основой упор нужно делать на качество ребристого прутка.

Арматура бывает гладкая и ребристая

Не так давно на рынке появилась пластиковая арматура для фундамента. Она активно продвигается. Но мало кто из специалистов (продавцы не в счет) советует ее использовать. Если разбирать свойства одного и другого вида арматуры, то в реальности все достоинства и недостатки выглядят примерно так:

• Сталь токопроводящая — пластики нет. Нельзя однозначно сказать, что токопроводимость — плохое качество. Его можно использовать, например, при устройстве заземления.
• Пластиковая арматура в 4-5 раз легче и выпускается в бухтах. Это факт, но реально влияет он только на стоимость перевозки. Так как для массы железобетонной конструкции разницы нет, весит пруток 50 кг или 10.
• Стальные пруты можно гнуть прямо на стройплощадке. С изделиями из полимеров такого делать нельзя. При необходимости по вашему заказу вам изготовят на заводе гнутые участки. На площадке самостоятельно это сделать нереально.

Пластиковая арматура — новинка рынка

Пластик химически нейтрален и не разрушается при попадании влаги в бетон. Это так. Но при соблюдении правил (не менее 50 мм бетона от прутков до поверхности) и стальное усиление стоит десятилетиями и не разрушается.

Сталь начинает плавиться при 600 o Пластики размягчаются при 200-300 o C.

Пластики имеют лучшие прочностные характеристики. Не совсем так. Они больше растягиваются при статических нагрузках. Сделаете плитный фундамент армированный пластиковой арматурой, а он через некоторое время провиснет: коэффициент удлинения у них в 10-11 раз больше, чем у стали. То же и с ленточным фундаментом: лента может провиснуть.

В общем, получается, следующее: для фундаментов пластиковую арматуру лучше не использовать. Слишком рискованная получается затея.

Параметры арматуры для фундамента

Количество и размеры стального прутка зависят от нескольких факторов:

• Типа фундамента (плитный, свайный, ленточный).
• Типа грунтов (пучнистые, сыпучие, горные породы, плотные основания и т.п.);
• Веса самого здания (типа используемого строительного материала, этажности).

Первым делом, нужно определиться с тем, какой диаметр арматуры использовать для фундамента. Чем сложнее грунты, тем больше потребуется размер прутков. Так для легкого дома на хорошем, устойчивом, непучнистом грунте используют арматуру 10-12 мм диаметра. Если дом будет тяжелым, или грунт пучнистый или сыпучий, требуется уже 14-16 мм.

Выбор диаметра арматуры для фундамента зависит от типа грунтов и массы здания

Для плитных фундаментов используют большие диаметры — наиболее распространенный в частном домостроении — 14 мм, для ленточных будет достаточно 12 мм, а для столбчатых 10 мм. Но это для нормальных не очень сложных грунтов и зданий небольшой массы.

Шаг укладки арматуры

Аналогично дело обстоит с шагом укладки арматуры. Для армирования плитных основания он изменяется в пределах 20-30 см. Чем тяжелее дом и сложнее грунт, тем меньше шаг. Конкретное количество требуемого прутка считается исходя из габаритов и условий эксплуатации. Поясов армирования, как правило два: верхний и нижний.

Шаг укладки арматуры также зависит от будущих нагрузок и типов грунтов

В ленточных фундаментах основную нагрузку несут горизонтальные направляющие. Их для лент шириной 30 — 40 см достаточно по две вверху и внизу. Если ширина больше, используют в одном ряду три или четыре прутка.

Горизонтальных рядов в ленточных фундаментах почти всегда два: один на 5 см ниже верхнего края, второй на 5 см выше нижнего. Соединяют их в единую конструкцию поперечными перевязками. Их шаг должен быть в районе 30-50 см. Чаще или реже — зависит от грунтов или массы здания.

Схема расположения прутков в столбчатых основаниях, зависит от диаметра столбов. Тут важно, чтобы от прутков до края столба было не менее 5 см. Горизонтальные перевязки нужно ставить тоже примерно раз в 50 см.

Чем соединять

При укладке армирующих поясов продольные и поперечные составляющие необходимо каким-то образом соединять. Это делают двумя способами: сваркой и вязкой с помощью проволоки.

Сварка — быстрый способ, но не самый лучший. Дело в том, что местах, которые подверглись воздействию высоких температур, сталь более подвержена коррозии. Это в условиях укладки в бетон — очень плохое качество.

Соединять арматуру можно при помощи сварки или проволокой

Если и еще один минус сварного соединения арматуры — во время заливки или трамбовки раствора есть довольно реальные шансы нарушить соединение. Оно обычно носит точечный характер и обломать его можно.

Соединенные сваркой элементы каркаса имеют большую прочность, но такое основание лишено возможности реагировать на подвижки грунта. А это ведет к образованию напряжений в бетоне и появлению трещин. Потому делаем вывод: на пучнистых и сыпучих грунтах лучше использовать вязку.

Вязка арматуры при помощи проволоки проводится вручную. Есть некоторые приспособления, облегчения процесса — крючки, клеши, пистолеты. Но все равно процесс занимает приличное количество времени.

Подробнее о том, как вязать арматуру для фундамента, читайте тут.

Расчет количества арматуры для разных типов фундаментов

Количество прутков, их диаметры индивидуальны для каждого случая: они зависят от типа фундамента, и его габаритов. Размеры же в каждом случае разные: у кого-то фундамент шире, у кого-то глубже и т.д. Придется считать каждый раз с новыми параметрами. Чтобы методика была более понятна, приведем расчеты для конкретного примера. Разобраться не очень сложно.

Плитные основания

Самое больше количество арматуры идет на плитные фундаменты. Тут шаг часто 20 см*20 см. Делают два пояса: верхний и нижний. Они между собой связываются вертикальными прутками. Вся арматура требуется только ребристая.

Методика расчета количества арматуры следующая. Считаете, сколько прутков с выбранным шагом ложится вдоль и поперек фундамента. Это будет количество, необходимое для одного пояса. Так как поясов два, умножаете найденную цифру на два.

Плитный фундамент требует самого большого количества материалов

Нужны еще прутки на вертикальные стойки. Высота — на 10 см ниже, чем толщина плиты (по 5 см снизу и сверху). Количество таких стоек равно количеству точек пересечения прутков. Токи пересечения находим, перемножив количество прутков, которые укладываются вдоль и поперек.

Чтобы было понятнее, поясним на примере. Делают фундамент 6*4 м, толщина плиты 25 см. Итак, по длинной стороне с шагом 20 см поместится 31 пруток, по короткой — 21. Определяем длину требуемой арматуры для одного пояса: 31*6 м + 21* 4 м = 186 м + 84 м = 270 м. Поясов два, потому результат удваиваем: 270 м * 2 = 540 м.

Нужно взять некоторый запас на соединения арматурин — их нужно заводить одну за другую не менее чем на 50 см, и плотно перевязывать или сваривать. Будем считать, что на два горизонтальных пояса необходимо 550 м прутка.

Теперь определяем, сколько потребуется арматуры на вертикальные стойки. Точек пересечения получается: 31 * 21 = 651 шт. Высота каждой будет 25 см — 10 см = 15 см. Получается, что на все нужно 651 * 15 см = 97,65 м, округляем 100 м.

Схематичное изображение армирования плитного фундамента

Итого для плитного фундамента потребуется ребристой арматуры 550 м + 100 м = 650 м. Но это еще не все материалы для армирования: нужна будет проволока для вязки. О том, как рассчитать ее расход расскажем ниже.

Последовательность работ при вязке арматуры плитного фундамента такая: сначала соединяют все прутки нижнего пояса. Потом в местах их пересечения устанавливают вертикальные стойки. Их тоже перевязывают. Следующим этапом привязывают верхний пояс: сначала устанавливают продольную арматуру, потом поперечную.

Получается, что в каждой точке пересечения нужно будет вязать два раза. Для вязки одного пересечения требуется от 25 см до 50 см проволоки в зависимости от диаметра прутков. Чаще всего используются отрезки по 30 см. Посчитаем для плитного фундамента количество вязальной проволоки: 651 шт * 0,3 м * 2 = 390,6 м. Это необходимо на вязку одного пояса. Столько же потребуется на второй. 390 м * 2 = 780 м. Возьмем небольшой запас на связку участков арматуры. Будем считать, что нам необходимо 800 м.

Работы предстоит много

Итак, для плитного фундамента 6*4 м требуется ребристого прутка 650 м и 800 м проволоки для вязки.

Ленточный фундамент

Для ленточных фундаментов используют меньшие диаметры арматуры: чаще всего для частного дома берут 10-12 мм. Редко — для тяжелых зданий на пучнистых грунтах — 14 мм. Еще больше — это совсем редкий случай.

Независимо от высоты фундамента в ленточном основании всегда делают только два пояса армирования. Их достаточно для нормального распределения нагрузки. Располагают их на 5 см ниже верхнего края, и на 5 см выше нижнего.

Ленточный фундамент любой высоты практически всегда имеет два пояса армирования — верхний и нижний

Из-за особой геометрии — длина во много раз больше ширины и глубины — поперечные и вертикальные прутки практически не несут нагрузки, а служат только для придания формы. Потому, на продольные берут рифленую арматуру, на остальные — гладкую. Причем вертикальные стойки и поперечины делают из тонкой — 6-8 мм — проволоки.

Количество продольных прутков зависит от ширины фундамента. Для основания шириной 40 см достаточно двух сверху и двух снизу, для большей нужно будет взять по три штуки. Три или четыре продольных элемента необходимы и на пучнистых или сыпучих грунтах, а также под тяжелые стены.

Шаг установки горизонтальных прутков и вертикальных стоек — порядка 30-50 см.

Расчет количества арматуры тут аналогичен. Сразу перейдем к примеру. Те же габариты фундамента 6*4 м. Будет еще одна поперечная стена. Итого получается, что периметр будет 6 м * 2 + 4 м * 3 = 12 м + 12 м = 24 м. Укладывать будут четыре продольных прутка: два сверху и два снизу — ребристой арматуры нужно будет 24 м * 4 = 84 м.

Так выглядит фрагмент стального каркаса

Считаем гладкий пруток. Ширина фундамента будет 40 см, его высота 80 см. Поперечин с шагом в 50 см потребуется 47 шт. Их длина — на 10 см меньше ширины ленты (по 5 см с каждой уходит): 40 см — 10 см = 30 см. На поперечины в одном ряду требуется 47 шт * 0,3 м = 14,1 м. Рядов два, потому всего на поперечины уйдет 28,2 м прутка.

Вертикальных стоек, если их располагать через 50 см, будет 47 * 2 = 94 шт. Их высота — на 10 см меньше высоты основания: 80см — 10 см = 70 см. Прутка на них пойдет 94 * 0,7м = 65,8 м.

Всего гладкого прутка нужно будет: 28,2 м + 65,8 м = 94 м.

Теперь посчитаем, сколько нужно будет проволоки для вязки ленточного фундамента. Точек соединения 47 * 4 = 188 шт. На каждое потребуется 30 см проволоки. Всего 188 * 0,3 = 56,4 м.

Итак, для ленточного фундамента 6*4 м с одной поперечной стеной требуется ребристого прутка 84 м, гладкого 94 м (округляем, но лучше взять еще с запасом) и проволоки для вязки 56,4 м (запас тоже понадобиться).

Свайные столбчатые основания

Достаточный уровень прочности сваям придают от 2 до 4 прутков, вставленных вертикально. Для них нужна арматура профилированная. Но толстые прутки не нужны: достаточно диаметра 10 мм. Горизонтальные перемычки служат только для придания геометрии и нагрузки не несут. Потому для них берут гладкую тонкую проволоку диаметром 6 мм.

Количество вертикально вставленных арматур зависит от диаметра столбов. Если он меньше 20 см, необходимо расположить 2-3 прутка так, чтобы от края трубы было не менее 5 см. Для диаметра 20-25 см понадобится уже 4 прутка, для больших их может быть еще больше.

Количество прутков для одной сваи зависит от ее размеров

Пример расчета. Тот же фундамент 6*4 м, с одной поперечной стеной. Требуются столбы 2 метровой высоты, в них будем укладывать по 4 прутка. Всего столбов 24 шт.

На один столб уходит 4 шт * 2 м = 8 м ребристого прутка. Столбов 24 шт, на все нужно 24 * 8 м = 192 м.

Считаем сколько нужно гладкой проволоки: в 20 см столбе 4 прутка находятся на расстоянии 10 см друг от друга. Чтобы их связать, понадобится 4 отрезка по 10 см, итого на одну обвязку — 40 см гладкого прутка. Шаг установки поперечной арматуры для столбиков примерно 50 см. На двухметровый столб нужно будет четыре пояса. Итого гладкой арматуры на один столб 04 м * 4 = 1,6 м. Столбов всего 24 шт., потому общее количество 1,6 м * 24 = 38,4 метра.

Считаем количество проволоки. На один поперечный пояс требуется четыре отрезка по 25 см (диаметр прутков небольшой, больше не нужно). Итого на один пояс уйдет 1 м. На столбе поясов 4, так что всего нужно 4 метра вязальной проволоки. На 24 столба ее количество будет 24 * 4 м = 96 м.

Расчет стоимости арматуры для фундамента

Арматуру и проволоку чаще продают на килограммы. Потому найденное количество прутка потребуется перевести в массу. В том месте, где собираетесь приобрести пруток, узнаете, сколько весит погонный метр и сколько стоит тонна изделий необходимого вам размера.

Перемножив найденный метраж на вес одного метра, получите требуемую массу. Из нее узнаете, сколько это будет стоить.

Таблица с весом одного метра арматуры и метража одной тонны

Например, посчитаем во сколько обойдется арматура для плитного фундамента (см. выше). Пусть пруток использовать будут 14 мм. Один его метр весит 1,21 кг. Всего арматуры нужно 650 м. Масса будет 650 * 1,21 = 786,5 кг. Округлим до 800 кг. Пусть одна тонна стоит 25 тыс. руб. На арматуру потребуется 0,8 * 25000 = 20000 рублей.

Для устройства рассчитанного нами ленточного фундамента понадобится 84 м прутка на 12 мм. Его метр весит 0,888 кг. Всего масса будет 0,888 * 84 = 74,592 кг. Будем считать, что нужно 80 кг. Стоит тонна практически те же 25 тыс. руб. То есть на профилированный пруток потребуется 0,08 * 25000 = 2 тыс. руб. Стоимость гладкой арматуры считается также. Обойдется она примерно в 1,5 тыс. рублей. Итого, армирование ленточного каркаса обойдется в 3,5 тыс. руб. (плюс стоимость проволоки, она считается аналогично).

Вес арматуры указан точно, а стоимость довольно сильно меняется в зависимости от курса валют, региона и объемов закупок. Некоторые металлобазы продают на погонные метры, не на вес, но смотреть нужно по стоимости: иногда она у них очень завышена.

Итоги

Диаметры требуемой арматуры и ее количество зависит от типа фундамента, его размеров. Влияет также тип грунтов и вес, этажность здания. Имея эти данные, можно рассчитать стоимость армирования любого основания.

Источник