Когда надо армировать фундамент

Нужно ли армировать и какую арматуру используют для ленточного фундамента

02.09.2018 1,202 Просмотров

Ленточный фундамент обладает наиболее привлекательными качествами с любой точки зрения.

Он экономичен, имеет большой запас прочности, создается из относительно небольшого количества строительных материалов при ограниченных объемах работ.

Технологическая последовательность работ проста и доступна любому человеку, даже не имеющему опыта или специальной подготовки.

Единственная задача — обеспечение жесткости ленты, исключающее возможность разрушения.

Для этого применяют специальную процедуру — армирование.

Нужно ли армировать ленточный фундамент?

Основной материал, из которого делается лента — бетон. Он выдерживает высокое давление, но не обладает эластичностью и не выдерживает растяжений или изгибов.

Жесткость и неподвижность основания обеспечивает арматурный каркас, установленный внутри бетонной ленты и не позволяющий ей изменять свою конфигурацию. Он представляет собой фигуру в виде пространственной решетки, которая собирается из специальных стержней в определенном порядке.

Принцип работы каркаса прост — его конструкция повторяет несколько уменьшенную форму ленты. При появлении изгибающих нагрузок арматурные прутки, расположенные внутри, работают на растяжение и удерживают бетонную отливку от перелома.

Без них лента сломается при сезонных подвижках почвы.

Как работает арматура

Основные элементы каркаса — горизонтальные стержни. Они имеют увеличенную по сравнению с остальными прутками толщину, располагаются на небольшом (примерно 5 см) расстоянии от поверхностей.

Вертикальные прутки — хомуты — служат для поддержки несущих элементов и после заливки бетона становятся практически не нужны.

При появлении растягивающих или изгибающих напряжений, стальные стержни начинают принимать их на себя, одна часть работает на сжатие, а противоположные — на растяжение. Бетон без последствий выдерживает давление, а растяжение принимают арматурные прутки, способные переносить значительные нагрузки.

Это обеспечивает целостность ленты, увеличивает ее несущую способность и долговечность.

Как рассчитать нагрузки на основание

Нагрузка на основание фундамента складывается из веса всей постройки.

Она включает в себя вес следующих элементов:

Кроме того, необходимо учитывать внешние воздействия — ветровые нагрузки, вес снега в зимний период и т.п. Поэтому задача определения веса должна решаться комплексно. Некоторые данные (количество снега, глубина промерзания грунта, удельный вес материалов) можно найти в таблицах СНиП.

По площади и толщине определяется объем всех элементов постройки. Затем объем умножается на удельный вес, получая в результате вес того или иного элемента конструкции дома. Затем все полученные значения складываются, к ним прибавляется вес снега (находится в таблицах СНиП) и примерный вес мебели, домашней утвари, бытовой техники и т.п.

Виды и размеры арматуры

Для армирования ленточного фундамента используются два вида арматуры:

• Металлическая. Изготавливается из горячекатаного стального прутка с нанесенными ребрами, способствующими сцеплению стержня с массивом бетона.
• Композитная. Существуют три основных вида — стеклопластиковая, углепластиковая и базальтопластиковая арматура. Этот вид появился относительно недавно, строители относятся к нему с осторожностью.

Несущие стержни имеют разные размеры — 6,8,10,12,14,16,18 мм и т.д. до 80 мм в диаметре. Композитные прутки имеют меньший диапазон размеров от 3,5 до 48 мм. Для изготовления хомутов применяют более тонкие прутки с гладкой поверхностью.

Наиболее распространена металлическая арматура, имеющая высокую прочность, обеспечивающая целостность и несущую способность фундамента. Относительный недостаток — склонность к коррозии и большой вес материала.

Композитные стержни значительно легче металлических, обходятся дешевле и не подвержены коррозии. Единственным недостатком можно считать неспособность изгибаться, что в некоторых случаях бывает необходимо.

Кроме того, соединение на сварку для них недоступно. Специалисты пока не успели составить достаточно веское мнение о композитной арматуре, она появилась не так давно, чтобы успеть собрать статистику и предметно изучить ее рабочие качества.

Как выбрать арматуру и какая должна использоваться

Для выбора диаметра стержней существует простая методика:

1. Вычисляется площадь сечения бетонной ленты. Например, при ширине 0,4 и высоте 0,6 м площадь составит 0,24 м2 или 240000 мм2.
2. Умножаем полученную площадь на 0,001. Получаем 240 мм2. Это минимальная суммарная площадь арматурных стержней.
3. Общую площадь стержней делим на желаемое количество или площадь сечения одного прутка. Получаем сечение или количество горизонтальных стержней в каркасе. По таблицам СНиП подбираем близкий по размерам вид арматуры. В данном случае оптимальным вариантом получится 4 стержня диаметром 10 мм.

На практике обычно поступают проще. При самом распространенном сечении ленты 30-40 см на 60-70 см применяют пруток диаметром 12 мм, а при больших размерах — соответственно 14 мм и более, в зависимости от условий строительства.

Какой должен быть шаг

Шаг арматуры, как и другие рабочие параметры каркаса, регламентируется СНиП 52-01-2003. Обычно прутки располагают друг от друга на расстоянии, кратном диаметру. В среднем, расстояние между соседними стержнями принимается равным 23-25 диаметров.

При этом, основным критерием выбора является размер ленты, так как место размещения арматуры должно соответствовать потребностям конструкции. Оптимальный вариант — погружение прутьев каркаса на глубину около 5 см в толщу бетона.

Это позволяет надежно защитить металл от коррозии и обеспечивает ленте должную жесткость и прочность.

Шаг поперечных элементов (хомутов) не должен превышать максимального расстояния между крайними стержнями решетки. Таково требование СНиП, но на практике нередко о нем забывают, распределяя хомуты реже, чем надо.

Если при заливке никаких проблем не возникло, то при эксплуатации уменьшение числа хомутов значения не имеет. Но нагрузки от льющегося бетона и подвижки во время затвердения способны нарушить порядок распределения арматуры, что грозит снижением прочности ленты.

Сколько арматуры нужно?

Для того, чтобы вычислить количество арматуры, прежде всего надо найти общую длину ленты — к периметру прибавить длину внутренних участков фундамента. Затем полученное значение надо умножить на число стержней в каркасе.

Оно находится умножением количества прутьев в одной горизонтальной решетке на число решеток по вертикали. Полученное значение покажет общее количество рабочих стержней.

Вторым этапом станет расчет числа вспомогательной арматуры, необходимой для изготовления хомутов. Общая длина ленты делится на расстояние между крайними прутками одной горизонтальной решетки.

Это покажет число хомутов. Затем надо вычислить длину периметра одного хомута и умножить ее на количество хомутов. Получится общая длина вспомогательных стержней.

Кроме того, необходимо вычислить количество угловых элементов. Общее число углов фундамента умножается на количество прутков в сечении каркаса.

Общая схема армирования

Существует две основные схемы армирования ленты:

• С четырьмя прутами. Каркас состоит из двух прутков сверху и двух снизу. Применяется при ширине ленты менее 50 см.
• С шестью прутами. Изготавливается две горизонтальные решетки по три прута, расположенные внутри отливки одна сверху, на 5-7 см под поверхностью бетона, другая — на такой же высоте над основанием ленты.

Выбор схемы обусловлен требованиями СНиП. Расстояние между двумя соседними прутьями не должно превышать 40 см. Если ширина основания велика и не позволяет обеспечить требование СНиП, применяют вторую схему с тремя стержнями в каждой решетке.

Полезное видео

В данном видео вы узнаете, какой из видов арматуры подходит для фундамента больше всего:

Заключение

Создание каркаса необходимо выполнять с максимальной тщательностью, используя только соответствующие всем нормативным требованиям материалы и технологии. От этого зависит долговечность постройки и безопасность людей, живущих в ней.

Источник

Расположение и расчет арматуры в ленточном фундаменте

Ленточный фундамент имеет нестандартную геометрию: его длинна в десятки раз больше глубины и ширины. Из-за такой конструкции почти все нагрузки распределяются вдоль ленты. Самостоятельно бетонный камень не может компенсировать эти нагрузки: его прочности на изгиб недостаточно. Для придания конструкции повышенной прочности используют не просто бетон, а железобетон — это бетонный камень с расположенными внутри стальными элементами — стальной арматурой. Процесс закладки металла называется армированием ленточного фундамента. Своими руками его сделать несложно, расчет элементарный, схемы известны.

Количество, расположение, диаметры и сорт арматуры — все это должно быть прописано в проекте. Эти параметры зависят от многих факторов: как от геологической обстановки на участке, так и от массы возводимого здания. Если вы хотите иметь гарантированно прочный фундамент — требуется проект. С другой стороны, если вы строите небольшое здание, можно попробовать на основании общих рекомендаций все сделать своими руками, в том числе и спроектировать схему армирования.

Схема армирования

Расположение арматуры в ленточном фундаменте в поперечном сечении представляет собой прямоугольник. И этому есть простое объяснение: такая схема работает лучше всего.

Армирование ленточного фундамента при высоте ленты не более 60-70 см

На ленточный фундамент действуют две основные силы: снизу при морозе давят силы пучения, сверху — нагрузка от дома. Середина ленты при этом почти не нагружается. Чтобы компенсировать действие этих двух сил обычно делают два пояса рабочей арматуры: сверху и снизу. Для мелко- и средне- заглубленных фундаментов (глубиной до 100 см) этого достаточно. Для лент глубокого заложения требуется уже 3 пояса: слишком большая высота требует усиления.

Для большинства ленточных фундаментов армирование выглядит именно так

Чтобы рабочая арматура находилась в нужном месте, ее определенным образом закрепляют. И делают это при помощи более тонких стальных прутьев. Они в работе не участвуют, только удерживают рабочую арматуру в определенном положении — создают конструкцию, потому и называется этот тип арматуры конструкционным.

Для ускорения работы при вязке арматурного пояса используют хомуты

Как видно на схеме армирования ленточного фундамента, продольные прутки арматуры (рабочие) перевязываются горизонтальными и вертикальными подпорками. Часто их делают в виде замкнутого контура — хомута. С ними работать проще и быстрее, а конструкция получается более надежной.

Какая арматура нужна

Для ленточного фундамента используют два типа прутка. Для продольных, которые несут основную нагрузку, требуется класс АII или AIII. Причем профиль — обязательно ребристый: он лучше сцепляется с бетоном и нормально передает нагрузку. Для конструкционных перемычек берут более дешевую арматуру: гладкую первого класса АI, толщиной 6-8 мм.

В последнее время появилась на рынке стеклопластиковая арматура. По заверениям производителей она имеет лучшие прочностные характеристики и более долговечна. Но использовать ее в фундаментах жилых зданий многие проектировщики не рекомендуют. По нормативам это должен быть железобетон. Характеристики этого материала давно известны и просчитаны, разработаны специальные профили арматуры, которые способствуют тому, что металл и бетон соединяются в единую монолитную конструкцию.

Классы арматуры и ее диаметры

Как поведет себя бетон в паре со стеклопластиком, насколько прочно такая арматура будет сцепляться с бетоном, насколько успешно эта пара будет сопротивляться нагрузкам — все это неизвестно и не изучено. Если хотите экспериментировать — пожалуйста, используйте стекловолокно. Нет — берите железную арматуру.

Расчет армирования ленточного фундамента своими руками

Любые строительные работы нормируются ГОСТами или СНиПами. Армирование — не исключение. Оно регламентируется СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». В этом документе указывается минимальное количество требуемой арматуры: оно должно быть не менее 0,1% от площади поперечного сечения фундамента.

Определение толщины арматуры

Так как ленточный фундамент в разрезе имеет форму прямоугольника, то площадь сечения находится перемножением длин его сторон. Если лента имеет глубину 80 см и ширину 30 см, то площадь будет 80 см*30 см = 2400 см 2 .

Теперь нужно найти общую площадь арматуры. По СНиПу она должна быть не менее 0,1%. Для данного примера это 2,8 см 2 . Теперь методом подбора определим, диаметр прутков и их количество.

Цитаты из СНиПа, которые относятся к армированию (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Например, планируем использовать арматуру диаметром 12 мм. Площадь ее поперечного сечения 1.13 см 2 (вычисляется по формуле площади окружности). Получается, чтобы обеспечить рекомендации (2,8 см 2 ) нам понадобится три прутка (или говорят еще «нитки»), так как двух явно мало: 1,13 * 3 = 3,39 см 2 , а это больше чем 2,8 см 2 , которые рекомендует СНиП. Но три нитки на два пояса разделить не получится, а нагрузка будет и с той и с другой стороны значительной. Потому укладывают четыре, закладывая солидный запас прочности.

Чтобы не закапывать лишние деньги в землю, можно попробовать уменьшить диаметр арматуры: рассчитать под 10 мм. Площадь этого прутка 0,79 см 2 . Если умножить на 4 (минимальное количество прутков рабочей арматуры для ленточного каркаса), получим 3,16 см 2 , чего тоже хватает с запасом. Так что для данного варианта ленточного фундамента можно использовать ребристую арматуру II класса диаметром 10 мм.

Армирование ленточного фундамента под коттедж проводят с использованием прутков с разным типом профиля

Как рассчитать толщину продольной арматуры для ленточного фундамента разобрались, нужно определить, с каким шагом устанавливать вертикальные и горизонтальные перемычки.

Шаг установки

Для всех этих параметров тоже есть методики и формулы. Но для небольших строений поступают проще. По рекомендациям стандарта расстояние между горизонтальными ветками не должно быть больше 40 см. На этот параметр и ориентируются.

Как определить на каком расстоянии укладывать арматуру? Чтобы сталь не подвергалась коррозии, она должна находится в толще бетона. Минимальное расстояние от края — 5 см. Исходя из этого, и рассчитывают расстояние между прутками: и по вертикали и по горизонтали оно на 10 см меньше габаритов ленты. Если ширина фундамента 45 см, получается, что между двумя нитками будет расстояние 35 см (45 см — 10 см = 35 см), что соответствует нормативу (меньше 40 см).

Шаг армирования ленточного фундамента — это расстояние между двумя продольными прутками

Если лента у нас 80*30 см, то продольная арматура находится одна от другой на расстоянии 20 см (30 см — 10 см). Так как для фундаментов среднего заложения (высотой до 80 см) требуется два пояса армирования, то один пояс от другого располагается на высоте 70 см (80 см — 10 см).

Теперь о том, как часто ставить перемычки. Этот норматив тоже есть в СНиПе: шаг установки вертикальных и горизонтальных перевязок должен быть не более 300 мм.

Все. Армирование ленточного фундамента своими руками рассчитали. Но учтите, что ни масса дома, ни геологические условия не учитывались. Мы основывались на том, что на этих параметрах основывались при определении размеров ленты.

Армирование углов

В конструкции ленточного фундамента самое слабое место — углы и примыкание простенков. В этих местах соединяются нагрузки от разных стен. Чтобы они успешно перераспределялись, необходимо арматуру грамотно перевязать. Просто соединить ее неправильно: такой способ не обеспечит передачу нагрузки. В результате через какое-то время в ленточном фундаменте появятся трещины.

Правильная схема армирования углов: используются или сгоны — Г-образные хомуты, или продольные нитки делают длиннее на 60-70 см и загибают за угол

Чтобы избежать такой ситуации, при армировании углов используют специальные схемы: пруток с одной стороны загибают на другую. Этот «захлест» должен быть не менее 60-70 см. Если длины продольного прутка на загиб не хватает, используют Г-образные хомуты со сторонами тоже не менее 60-70 см. Схемы их расположения и крепления арматуры приведены на фото ниже.

По такому же принципу армируются примыкания простенков. Также желательно арматуру брать с запасом и загибать. Также возможно использование Г-образных хомутов.

Схема армирования примыкания стен в ленточном фундаменте (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Обратите внимание: в обоих случаях, в углах шаг установки поперечных перемычек уменьшен в два раза. В этих местах они уже становятся рабочими — участвуют в перераспределении нагрузки.

Армирование подошвы ленточного фундамента

На грунтах с не очень высокой несущей способностью, на пучнистых почвах или под тяжелые дома, часто ленточные фундаменты делают с подошвой. Она передает нагрузку на большую площадь, что придает большую стабильность фундаменту и уменьшает величину просадок.

Чтобы подошва от давления не развалилась, ее также необходимо армировать. На рисунке представлены два варианта: один и два пояса продольной арматуры. Если грунты сложные, с сильной склонностью к зимнему печению, то можно укладывать два пояса. При нормальных и среднепучнистых грунтах — достаточно одного.

Уложенные в длину пруты арматуры являются рабочими. Их, как и для ленты, берут второго или третьего класса. Располагаются друг от друга они на расстоянии 200-300 мм. Соединяются при помощи коротких отрезков прутка.

Два способа армирования подошвы ленточного фундамента: слева для оснований с нормальной несущей способностью, справа — для не очень надежных грунтов

Если подошва неширокая (жесткая схема), то поперечные отрезки — конструктивные, в распределении нагрузки не участвуют. Тогда их делают диаметром 6-8 мм, загибают на концах так, чтобы они охватывали крайние прутки. Привязывают ко всем при помощи вязальной проволоки.

Ели подошва широкая (гибкая схема), поперечная арматура в подошве тоже является рабочей. Она сопротивляется попыткам грунта «схлопнуть» ее. Потому в этом варианте подошвы используют ребристую арматуру того же диаметра и класса, что и продольную.

Сколько нужно прутка

Разработав схему армирования ленточного фундамента, вы знаете, сколько продольных элементов вам необходимо. Они укладываются по всему периметру и под стенами. Длинна ленты будет длиной одного прутка для армирования. Умножив ее на количество ниток, получите необходимую длину рабочей арматуры. Затем к полученной цифре добавляете 20% — запас на стыки и «перехлесты». Вот столько в метрах вам и нужно будет рабочей арматуры.

Считаете по схеме сколько продольных ниток, потом высчитываете сколько необходимо конструктивного прутка

Теперь нужно посчитать количество конструктивной арматуры. Считаете, сколько поперечных перемычек должно быть: длину ленты делите на шаг установки (300 мм или 0,3 м, если следовать рекомендациям СНиПа). Затем подсчитываете, сколько уходит на изготовление одной перемычки (ширину арматурного каркаса складываете с высотой и удваиваете). Полученную цифру умножаете на количество перемычек. К результату добавляете тоже 20% (на соединения). Это будет количество конструктивной арматуры для армирования ленточного фундамента.

По похожему принципу считаете количество, которое необходимо для армирования подошвы. Сложив все вместе, вы узнаете, сколько арматуры нужно на фундамент.

Технологии сборки арматуры для ленточного фундамента

Армирование ленточного фундамента своими руками начинается после установки опалубки. Есть два варианта:

Весь каркас собирают прямо в котловане или траншее. Если лента узкая и высокая, работать так неудобно.

По одной из технологий арматуру вяжут прямо в опалубке

Вблизи от котлована готовят отрезки каркаса. Их переносят по частям и устанавливают на предназначенное им место, связывая в единое целое. Так работать удобнее, за исключением того, что связанные конструкции из арматуры переносить очень неудобно и тяжело.

Оба вариант неидеальны и каждый решает, как ему будет легче. При работе непосредственно в траншее, нужно знать порядок действий:

• Первыми укладывают продольные прутки нижнего армопояса. Их нужно приподнять на 5 см от края бетона. Лучше использовать для этого специальные ножки, но у застройщиков популярны куски кирпичей. От стенок опалубки арматура также отстоит на 5 см.
• Используя поперечные куски конструкционной арматуры или сформованные контура, их фиксируют на необходимом расстоянии при помощи вязальной проволоки и крючка или вязального пистолета.
• Далее есть два варианта:
  • Если использовались сформованные в виде прямоугольников контура, сразу к ним вверху привязывают верхний пояс.
  • Если при монтаже используют нарезанные куски для поперечных перемычек и вертикальных стоек, то следующий шаг — подвязывание вертикальных стоек. После того как все они привязаны, привязывают второй пояс продольной арматуры.

Есть еще одна технология армирования ленточного фундамента. Каркас получается жесткий, но идет большой расход прутка на вертикальные стойки: их забивают в грунт.

Вторая технология армирования ленточного фундамента — сначала вбивают вертикальные стойки, к ним привязывают продольные нитки, а потом все соединяют поперечными

• Сначала вбивают вертикальные стойки в углах ленты и местах соединения горизонтальных прутков. Стойки должны иметь большой диаметр 16-20 мм. Их выставляют на расстоянии не менее 5 см от края опалубки, выверяя горизонтальность и вертикальность, забивают в грунт на 2 метра.
• Затем забивают вертикальные прутки расчетного диаметра. Шаг установки мы определили: 300 мм, в углах и в местах примыкания простенков в два раза меньше — 150 мм.
• К стойкам привязывают продольные нитки нижнего пояса армирования.
• В местах пересечения стоек и продольных арматурин привязываются горизонтальные перемычки.
• Подвязывается верхний пояс армирования, который располагается на 5-7 см ниже верхней поверхности бетона.
• Привязываются горизонтальные перемычки.

Удобнее и быстрее всего делать армирующий пояс с использованием сформованных заранее контуров. Прут сгибают, формируя прямоугольник с заданными параметрами. Вся проблема в том, что их необходимо делать одинаковыми, с минимальными отклонениями. И требуется их большое количество. Но потом работа в траншее движется быстрее.

Армирующий пояс можно вязать отдельно, а потом установить в опалубку и связать в единое целое уже на месте

Как видите, армирование ленточного фундамента — длительный и не самый простой процесс. Но справиться можно даже одному, без помощников. Потребуется, правда, много времени. Вдвоем или втроем работать сподручнее: и прутки переносить, и выставлять их.

Источник