Какую арматуру использовать для монолитной плиты фундамента

Высчитываем количество арматуры

Бетон – искусственно созданный строительный материал, в состав которого входит вяжущее вещество и разнообразные наполнители (песок, гравий) и вода. Исключением служит асфальтобетон. В его состав вода не входит. Смесь всех компонентов через время отвердевает и становится монолитом, который очень стойкий к разрушению.

Имея столько положительных качеств бетон, при определенных нагрузках, становится хрупким материалом.

Монолитные блоки не переносят сгибания и растягивания. В уже построенном доме, при просадке грунта, в каком-либо месте на бетонный монолитный фундамент будет действовать продольная нагрузка, которая может привести к деформации блока или его разрушению.

Такие же проблемы могут возникать и на углах постройки. Просадка или вспучивание грунта даст нагрузку на изгиб и как следствие на растягивание.

Возникают трещины. Причина: неправильный определение свойств почвы, грунт по длине фундамента неоднородный и на разных участках по-разному воспринимает нагрузку. Для уменьшения такого влияния на бетон применяется армирование, которое поможет защититься от подобных воздействий.

Применение арматуры в строительных целях

Арматурные стержни в первую очередь служат для того, чтобы уберечь бетонное основание от значительных нагрузок и, как следствие, образования разрушений и трещин. Бетон сам по себе не может дать прочностные характеристики, особенно при большой площади использования, заливки.

В первую очередь арматура, стальная или композитная, позволяет фундаменту справляться с резкими скачками температур и подвижностью грунта. Здесь сразу становится актуальным информация о фундаменте на пучинистых грунтах, и о том, как именно его собирать и заливать.

В свою очередь, бетонное покрытие же спасает арматуру от плавления под воздействием огня и уберегает от коррозии, правда, последнее относится к стальному материалу, если же в работе используется современная стеклопластиковая арматура, то коррозия ей совершенно не страшна.

Неровная поверхность арматуры позволяет прочно сцепляться материалам при заливке бетонного раствора. Стержни арматуры укладываются продольно и поперечно для прочности всей конструкции. При этом укладку следует проводить по всем правилам.

Важно! Приступая к работе с армированием монолита, нужно понимать, как на практике реализовывается схема армирования.

Кроме того, необходимо выбрать способ соединения арматуры. Если это стальные стержни, то можно использовать и вязательную проволоку и сварку, если композитная, то проволоку.

Зачем нужен каркас из арматуры?

Технология армирования монолитной плиты не представляется сложной, однако имеет свои нюансы, на которые обязательно следует обратить внимание:

1. Строительные нормативы предусматривают расположение внутри бетонного монолита пространственного армокаркаса, который состоит из двух продольных поясов арматуры, соединенных вертикальными перемычками между собой. Однако при устройстве заглубленного фундамента, превышающего по толщине 1,2 м, в каркас вводится ещё и средний пояс, обеспечивающий большую прочность конструкции.
2. Для сооружения армокаркаса монолитной плиты использовать нужно только чистую арматуру, без ржавчины, мусора и грязи, в противном случае не произойдет крепкой сцепки каркаса с бетоном.
3. Обязательно необходимо соблюдать шаг армирования в соответствии с типом грунта и глубиной закладки фундамента. Не допускать пропусков и перекосов.
4. Споры о том, как можно лучше производить соединение прутьев арматуры в единый каркас, происходят постоянно. Стандарты ГОСТ и СНиП предусматривают два способа: сварка и связывание вязальной проволокой. Однако следует учесть, что высокая температура, характерная для сварки, может негативно сказаться на прочности арматуры. Каркас, связанный проволокой, приобретает дополнительную эластичность, которая помогает ему лучше переносить внешние динамические нагрузки.

Ответы на вопросы: Как выбрать арматуру? Как рассчитать её расход? Подробно освещены в статье «Особенности армирования монолитной плиты» (см. раздел «Информаторий»). Если армирование произведено без технологических нарушений, то фундамент получится прочным и надежным. Он будет хорошо воспринимать нагрузки на изгиб и растяжение, что положительно скажется на сроке эксплуатации дома.

Бетонный монолит в основании дома и межэтажных сводах из-за особенностей материала очень слабо противостоит изгибающему напряжению. Проблему решает армирование опорных конструкций металлом.

Принципы установки металлокаркаса в цельном основании здания и сплошных перекрытиях схожи между собой. При расчете арматуры монолитных плит в частном домостроении ориентируются на требования из строительных нормативных документов.

Армирование фундаментной плиты

Усиливающим материалом обычно служат стальные стержни класса А400 (по прежней маркировке — АIII) с серповидным профилем.

Если толщина основания не превышает 150 мм, то прутья укладываются одним слоем. При распространенных для коттеджного жилья показателях в 200-300 мм каркас делают двухуровневым, когда верхние и нижние стержни расположены перпендикулярно друг другу, ярусы скреплены между собой вертикальными штырями, а на торцах упрочены П-образной арматурой.

Общая площадь сечения рабочих прутьев в одном направлении должна составлять не менее 0,3% от общего сечения плиты. Основные принципы подбора диаметра:

• если одна из сторон фундамента меньше 3 м, то этот показатель равен минимальным 10 мм;
• при стороне свыше 3 м — 12 мм и более;
• максимально допустимый размер поперечника — 40 мм;
• диаметр вертикальных перемычек должен быть не менее 6 мм.

Для верхнего и нижнего ряда используют арматуру одинакового сечения либо более толстые прутья укладывают снизу.

Расстояние между параллельными стержнями не должно превышать толщину плиты в 1,5 раза. Стандартный шаг ячеек в каркасе — 200-400 мм (чем тяжелее строительный материал, тем плотнее располагаются нити). Промежуток уменьшается в зонах продавливания — в местах опоры стен на плиту. Шаг вертикальных элементов такой же как у горизонтальных либо вдвое шире.

Вязка и монтаж каркаса

• Прутья соединяют между собой стальной проволокой вручную специальным крючком и плоскогубцами либо с помощью вязального пистолета — такой метод считается более надежным, чем сварка.
• Если выбор все же сделан в пользу последней, то пересечения в зонах продавливания и углах должны фиксироваться только связыванием.
• Горизонтали стыкуются с нахлестом, длина которого составляет до 40 диаметров рабочей арматуры (расчет выполняют умножением этого числа на диаметр стержня в миллиметрах, например, 40х10)
• Со всех сторон конструкции — снизу, сверху, с торцов — оставляют место для бетонного слоя толщиной до 40 мм, который защитит металл от коррозии.
• При строительстве подвала остов плиты связывают с каркасом подпольной монолитной стены. Для этого на этапе укладки фундамента оставляют наружные выпуски вертикальных стержней.

Армирование плиты перекрытия

Монолитные своды укрепляют с учетом их конструкции. Она бывает сплошной (балочной, безбалочной), ребристой (кессонной). Разновидность последней — перекрытие по профнастилу.

Толщину сплошного основания определяют, деля длину пролета на 30. При толщине от 15 см применяются стержни диаметром 10-14 мм класса А400. Каркас, также как при армировании фундаментного монолита, делается двухъярусным с вертикальными фиксаторами из гладких прутов А240. Элементы соединяют проволокой, образуя ячейки стандартной величины 150х150 мм или 200х200 мм. Торцы необходимо усиливать П-образными штырями. Верхний и нижний слои получившейся коробки должны находиться на расстоянии не менее 20 см от поверхностей плиты. Концы стержней закрепляют в армопоясе перекрытия.

Дополнительная арматура в монолитной плите перекрытия необходима:

• внизу каркаса в середине пролета;
• в верхнем ряду конструкции под опорами, несущими нагрузку — стенами и перегородками;
• под колоннами в виде объемного усиления;
• в местах возле отверстий для инженерных коммуникаций, проемов.

При устройстве основания по профнастилу используют лист марки Н-60 или Н-75, монтируя его так, чтобы ребра смотрели вниз. Армирование предусматривает укладку в каждую впадину по одному-два рабочих стержня диаметром 10-14 мм. Сверху стелют сетку с размером ячеек 100х100 мм либо 150х150 мм. Ее крепят к продольным прутьям проволокой с шагом перевязки около 20 см, образуя объемный каркас. Оставшиеся по его краям концы приваривают к балкам и колоннам.

Технология усиления

Чтобы разобраться с технологией процесса усиления, возьмем ситуацию устройства монолитной плиты фундамента. Это наиболее сложный процесс, но и самый показательный.

Дело в том, что композитные прутья укладываются аналогично стальным, отличие только в диаметре стержней. А фиброволокно замешивается в массу бетона при его затворении.

Подготовка к усилению

Армирование плиты монолита происходит после того, как произведены подготовительные работы, а именно:

• вырыт котлован,
• отсыпана и утрамбована песчано-щебневая подушка,
• установлены щиты опалубки,
• проложен материал гидроизоляции.

Перед укладкой сетки усиления следует определиться с диаметром стержня, и рассчитать количество необходимого материала. Если у вас на руках есть проект строительства, то все эти данные прописываются в спецификации — и в расчетах нет необходимости.

В противном случае, расчеты производятся следующим образом:

• Диаметр стержня равняется 5% от толщины плиты. Армированная бетонная плита обычно заливается толщиной более 200 мм, соответственно берется арматура с диаметром стержня 10 мм и более.

• Сетка выкладывается с размером ячейки 150-200 мм. Чем больше нагрузка на основание, тем меньше размер ячейки. Данное требование необходимо учитывать при закладке армирования в местах расположения несущих стен.

• Длина стального стержня равна 11,7 м. При стыковке двух прутков, они связываются по всей длине нахлеста или в трех местах, как минимум. Длина нахлеста роняется 40 диаметрам стержня. Например, нахлест 2 прутков арматуры 12 мм должен равняться 12*40= 480 мм.

• Необходимо учитывать и тот факт, что сетка укладывается в 2 уровня, которые связывают между собой вертикальными стержнями.

Важно! Места нахлестов не должны находиться в одном ряду ячеек. Укладывайте металл так, чтобы стыковочная связка располагалась в шахматном порядке.

Пример расчета количества

Итак, вы знаете, какой диаметр стержня вам нужен, и у вас есть размеры будущей бетонной плиты. Рассчитаем необходимое количество материала на примере. Допустим, мы закладываем фундамент 10*10 м, толщиной 200 мм, размер ячейки в данном случае будет равняться 200 мм.

1. Делим длину плиты на размер шага и добавляем один 10/0,2 + 1=51 шт.
2. Поскольку прутки укладываются вдоль и поперек, то полученную цифру увеличиваем вдвое 51*2=102 шт.
3. Для двух поясов армирования понадобится 2 сетки, поэтому умножаем последний результат на два. 102*2 = 204 шт.
4. Переводим штуки в метры. Для горизонтального усиления понадобится 204 стержня длиной 10 м, 204*10 = 2040 м.
5. Вертикальные штыри устанавливаются в местах пересечения горизонтальных. Высчитываем количество перекрестков 51*51 = 2601 шт. Длина стержня равна толщине плиты минус 4 -10 см, в зависимости от толщины. Возьмем усредненно: 200-80=120 мм.
6. Длина вертикальной армации равна 2601*0,12 = 312 м.

Итак, мы получили, что необходимо закупить 2040 м для горизонтальной армации, и 312 м для вертикальной. Это могут быть прутки одного или различных диаметров. Армирование, как и весь черный металл, продается в тоннах, поэтому переводим метры в кг при помощи таблицы.

Получаем, что бетонная армированная плита основания размером 10*10 м потребует к закупке 2352 м прутка 12 диаметра или 2,088 т.

На заметку! Стандартная длина стержня равна 11,75 м. Это влияет на раскрой, что следует учитывать при закупке арматуры.

Общие рекомендации

1. при соединении стержней по длине минимальный нахлест составляет 20 диаметров, но не меньше 250 мм;
2. все зоны, в которых возможен изгиб, в обязательном порядке должны быть усилены;
3. при выборе между сваркой и вязкой, лучше — второе;
4. при необходимости использовать стержни разного диаметра, те, которые толще, располагают снизу.

Коровин Сергей Дмитриевич

Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.

Схема армирования

Пример схемы (чертежа) армирования плитного фундамента.

Армирование железобетонной плиты производится неравномерно: в местах опирания стен или колонн необходимо дополнительное усиление. Такие участки называются зоны продавливания. Укладка арматуры производится в один слой при толщине плиты 150 мм и менее. При величине более 150 мм армирование выполняют каркасами. В качестве примера необходимо рассмотреть основные узлы конструкции.

Основная ширина плиты

Здесь схема представляет собой сетки с постоянным размером ячейки. Шаг прутьев в обоих направлениях должен быть одинаковым. В зависимости от расчетной нагрузки его принимают в пределах 200-400 мм. Для кирпичных домов подойдет шаг арматуры 200 мм, для более легких каркасных можно укладывать стержни реже. При этом важно учитывать, что по СП «Бетонные и железобетонные конструкции» расстояние между стержнями не должно превышать толщину плиты более чем в 1,5 раза.

Схема армирования плиты.

Чаще всего стержни укладывают в два ряда: верхний и нижний. Их совместная работа обеспечивается установкой вертикальных стержней. Шаг таких прутов может быть равен шагу основного армирования или приниматься в два раза больше.

С торцов плита армируется П-образными хомутами.

Согласно СП 63.13330.2012 (п. 10.4.9) на торцах плита должна армироваться П-образными стержнями арматуры, длина этих стержней должна быть равна 2-м толщинам плиты или больше. Стержни связывают верхний и нижний ряды армирования и обеспечивают восприятие крутящих моментов у края плиты и анкеровку концов продольной арматуры.

Внимание! Арматура должна быть утоплена в бетон на 20-30 мм со всех сторон: снизу, сверху, с торцов. Иначе возможна ускоренная коррозия арматуры и разрушение конструкции.

Зоны продавливания

В местах опирания несущих вертикальных конструкций раскладка меняется — уменьшают шаг армирования. Например, если по основной ширине плиты стержни укладывались через 200 мм, то под стенами рекомендуется использовать шаг 100 мм. Это позволит избежать чрезмерного продавливания и появления трещин.

Зона сопряжения с монолитной стеной подвала

Конструкция плиты позволяет изготавливать ее на одном уровне с поверхностью земли, но если в здании планируется обустройство подвала ее глубина заложения будет зависеть от высоты помещения. В этом случае необходимо обеспечить совместную работу основания и стен.

Выпуски арматуры в плите для сопряжения с монолитными стенами.

Чтобы правильно армировать фундамент, необходимо связать вместе каркасы монолитной стены и плиты. При заливке фундамента оставляют выпуски в виде вертикальных стержней, именно они будут связующим звеном. Концы выпусков запускают в тело плиты (загибают на конце на 2 высоты плиты и вяжут к основному каркасу).

Для удобства и точного расчета материалов выполняют чертеж, на котором показана схема армирования, включающая данные о расстоянии между стержнями и их диаметрах.

Выбор арматуры

При изготовлении стальной арматуры руководствуются ГОСТ 5781-82*. Для железобетонной монолитной плиты применяют стержни класса A400 и А500 (или в устаревшем варианте Alll). Чтобы не ошибиться необходимо знать, как отличить пруты разных классов визуально:

• A240 (Al) имеет гладкую поверхность;
• A300 (All) характеризуется периодическим профилем с кольцевым узором;
• A400, А500 (Alll), та которая необходима, имеет периодический профиль, образующий «елочку»(серповидный).

Арматура А500 изготавливается по ГОСТ 52544-06.

Важно! Применение арматуры более низких классов не допускается.

С какой целью выполняют армирование плиты

Армирующий каркас является необходимым элементом фундаментной плиты. Однако многие строители пренебрегают этим этапом, считая, что бетон самостоятельно способен противостоять нагрузкам. Чтобы разобраться с вопросом, зачем нужно армирование фундамента, нужно знать, какие проблемы решает этот элемент. В частности речь идет о следующем:

• Армирующий каркас делает основание прочнее, что позволяет противостоять нагрузкам больше, чем плита из обычного цемента.
• Чистый бетон характеризуется высокой прочностью на сжатие, но плохо выдерживает изгибы. Металлические прутья не позволяют бетонной плите сгибаться от неравномерного давления. В результате снижается риск неравномерной усадки дома.
• Армирующий каркас не позволяет бетонной плите деформироваться в результате вспучивания и подвижек грунта. Кроме того усиленный фундамент не боится резкой смены температуры и грунтовых вод. Следовательно, можно сделать вывод, армирование увеличивает срок эксплуатации и основания, и всей постройки.

Создание армирующего каркаса регламентируется специальными документами, где указаны рекомендуемые правила и размеры арматуры.

Самые распространенные ошибки

Хотя правильно смонтировать армирование плиты фундамента несложно, все-таки часто допускают ошибки при выполнении этой работы, приводящие к снижению прочности и долговечности. Перечислим наиболее распространенные недочеты.

• Соединение стержней встык. Для того чтобы арматурный прут работал как целый его необходимо (даже необязательно сваривать) соединять с предыдущим внахлест на длину не менее 15 диаметров.
• Несоблюдение защитного слоя бетона. Для фундаментов он должен быть не менее 30 миллиметров. Точно его выдержать помогают фиксаторы.
• Крепление стержней к опалубке или установку их в землю. Таким образом создается место для проникновения влаги к металлу, кроме того заглубление вертикальных элементов в грунт неизбежно повреждает гидроизоляцию. Требование по защитному слою относится не только к расстоянию от поверхности бетона до плоскости сетки, расстояние от торцов стержней должно быть не меньше.
• Использование вместо фиксаторов деревянных брусков или других нестандартных материалов. После заливки раствора они остаются внутри монолитного бетона и нарушают его целостность. Кроме того пористые материалы могут послужить мостом для проникновения воды к арматуре а дерево разбухнуть и разрушить фундамент. Поэтому для крепления арматуры нужны, использовать только стандартные фиксаторы.

Источник