Когда необходимо армирование фундамента

Правила надежного армирования ленточного фундамента

Бетон хорошо выдерживает изгибающие воздействия, но не может самостоятельно справится и изгибом. Для обеспечения несущей способности выполняют армирование фундамента своими руками. В большей степени это касается ленточных и плитных конструкций. В сваях и столбах металл укладывается больше из конструктивных соображений, чем реальной необходимости.

Правила армирования

Армирование ленточного фундамента и любого другого выполняется с учетом следующих правил:

• для рабочей арматуры используют стержни класса не ниже А400;
• не рекомендуется использовать для соединения стержней сварку, поскольку она ослабляет сечение;
• в обязательном порядке связать металлический каркас из арматуры нужно на углах, сваривание здесь не допускается;
• даже для хомутов не рекомендуется гладкая арматура;
• необходимо строго соблюдать защитный слой бетона, равный 4 см, это защитит металл от коррозии (ржавчины);
• при изготовлении каркасов стержни в продольном направлении соединяют с нахлестом, который принимается равным не менее 20 диаметров прутов и не менее 25 см;
• при частом расположении металла, стоит контролировать крупность заполнителя в бетоне: он не должен застревать между стержнями.

Пример размещения армирующего каркаса
в ленточном фундаменте

Грамотно подготовленный арматурный каркас — это половина успеха. Именно он спасет фундамент в случае неравномерных деформаций, которые создают изгибающие нагрузки. Стоит более подробно рассмотреть вопрос на примере ленточного фундамента своими руками.

Какая арматура нужна для конструкции

Армирование ленточного фундамента предполагает наличие трех трупп стержней:

• рабочие, которые укладываются вдоль ленты;
• поперечные горизонтальные;
• поперечные вертикальные.

Поперечная арматура под ленточный фундамент также называется хомутами. Ее основное предназначение — соединение рабочих прутов в единое целое. Армирование ленточного фундамента выполняется в строгом соответствии с нормативными документами. Какая арматура нужна для фундамента? Чтобы дать точный ответ выполняют сложные расчеты.

Чтобы не нанимать профессионалов, можно обойтись упрощенным вариантом. Технология армирования ленточного фундамента под небольшой дом позволяет назначать сечения конструктивно. Это вызвано тем, что лента воспринимает сравнительно небольшие нагрузки и работает преимущественно на сжатие.

Чтобы сделать армирующий каркас, используют конструктивные, то есть минимально допустимые, размеры сечений:

• Для рабочего армирования — 0,1 % от площади сечения фундамента под дом. При этом если сторона ленты составляет 3 метра или менее, минимально допустимое значение принимается равным 10 мм. Если сторона здания имеет длину более 3 м, то диаметр рабочего армирования не может быть меньше 12 мм. использовать пруты сечением больше 40 мм не разрешается.
• Горизонтальные хомуты не могут быть по диаметру меньше одной четверти рабочих. Из конструктивных соображений назначают размер 6 мм.
• Диаметр вертикальной арматуры зависит от высоты ленты для фундамента дома. Для малозаглубленных, размеры которых составляют 80 см и менее подойдут пруты от 6 мм.

Правила армирования ленточного фундамента заглубленного типа предусматривают использование стержней от 8 мм и более.

Схема типовых сечений стержней арматуры

Если строится здание из кирпича, стоит укладывать арматуру с небольшим запасом. Такой вариант даст уверенность в надежности конструкции.

Вязка арматуры

Схема армирования ленточного фундамента предполагает соединения стержней методом связывания. Связанный каркас обладает большей прочностью по сравнению со сварным. Это вызвано тем, что повышается вероятность прожига металла. Но такое правило не касается элементов заводского изготовления. Вне строительной площадки есть возможность соединить детали без существенной потери прочности.

Места вязки арматуры

Разрешается для увеличения скорости работ армировать фундамент на прямолинейных участках способом сваривания. Но армировать углы можно только с использованием вязальной проволоки. Эти участки конструкции являются наиболее ответственными, поэтому торопиться не стоит.

Перед тем как вязать арматуру для ленточного фундамента нужно подготовить материалы и инструменты. Существует два способа, которыми выполняют связывание металла:

• специальный крючок;
• вязальная машина (пистолет).

Первый вариант доступен, но подойдет только для небольших объемов. Укладка арматуры в ленточный фундамент в этом случае займет много времени. Для соединения применяют отожженную проволоку, диаметр которой составляет 0,8—1,4 мм. Использование других материалов не допускается.

Схема вязки арматуры для ленточного фундамента

Чтобы построить свой дом, нужно проявить терпение и внимательность. Не стоит экономить время и деньги, поскольку это может вызвать неприятности при эксплуатации. С соединением прутов по длине проблем не должно возникнуть. В этом случае процесс достаточно прост, важно лишь соблюдать минимальную величину нахлеста.

Но как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента по углам? Существует два типа угловых соединений: между двумя перпендикулярными конструкциями и в месте примыкания одной стены к другой.

Оба варианта имеют несколько технологий выполнения работ. Для угловых стен используют следующие:

1. Жесткое лапкой. Для выполнения работ на конце каждого стержня делают «лапку» под прямым углом. В этом случае прут напоминает собой кочергу. Длина лапки должна составлять не менее 35 диаметров, лучше назначать больше. Загнутую часть стержня присоединяют к соответствующему перпендикулярному участку. Таким образом получается, что внешние пруты каркаса одной стены соединены с внешними другой стены, а внутренние приваривают к внешним.
2. С применением хомутов Г-образной формы. Принцип действий схож с предыдущим вариантом. Но в этом случае не изготавливают лапку, а берут г-образный элемент, сторона которого имеет длину не менее 50 диаметров рабочей арматуры. Одну сторону привязывают к каркасу одной стены, а вторую — к каркасу перпендикулярной. При этом внутренние стержни нужно соединить с внешними. Шаг хомутов должен составлять три четверти от высоты стены подвала.
3. С применением хомутов П-образной формы. На угол нужно два элемента, длина сторон которых будет составлять 50 диаметров арматуры. Каждый их хомутов приваривается к двум параллельным прутам и к одному перпендикулярному пруту.

Армирование примыкания стен фундамента

Как правильно армировать ленточный фундамент на тупых углах. Для этого внешний стержень изгибают до нужной градусной величины и прикрепляют к нему дополнительный в качестве усиления. Внутренние элементы привязываются к внешнему.

Схема правильного и неправильного армирования тупых углов

Чтобы уложить арматуру в местах примыкания одной стены к другой, пользуются примерно теми же методами, что и в предыдущем случае:

• нахлест;
• Г-образные хомуты;
• П-образные хомуты.

Величина нахлестов и соединений принимается равной 50 диаметрам. При выполнении работ стоит помнить наиболее распространенные ошибки:

• связывание под прямым углом;
• отсутствие связи между внешними и внутренними элементами;
• продольные пруты соединяют вязкой перекрестий.

Распространенные ошибки вязки

Не стоит повторять эти ошибки при строительстве собственного дома.

Использование вязального крючка

Перед тем как армировать ленточный фундамент, стоит узнать, как пользоваться рабочим инструментом. Специальный пистолет редко используют для частного домостроения, польку такое оборудование требует дополнительных затрат. Вкладываться в инструмент выгодно только для выполнения заказов, а не при возведении одного дома.

По этой причине наиболее распространенным инструментом для вязки в частном домостроении стал крючок. Пользоваться им будет проще, если заранее подготовить специальные шаблоны. Такая деталь работает как верстак и существенно облегчает работу. Дело пойдет быстрее. Чтобы изготовить шаблон требуются деревянные бруски, ширина который составляет около 30—50 см, а длина не может быть больше 3 м, поскольку такой верстак неудобно использовать.

Самый распространенный способ вязки – крючком

В деревянном приспособлении нужно просверлить пазы и отверстия, которые повторят очертания стержней в каркасе. В такие отверстия заранее раскладывают куски вязальной проволоки длиной по 20 см, а после этого фиксируют пруты армирования.

Для того чтобы понять технологию вязки, можно рассмотреть примеры. При строительстве потребуется два варианта: для перекрестий (когда элементы расположены перпендикулярно друг другу) и для соединений внахлест. В ленточном фундаменте чаще нужна вторая технология, при возведении плитной конструкции наиболее актуальной будет первая.

Чтобы соединить уложенный каркас в единое целое при соединении внахлест, крючком следует пользоваться в таком порядке:

1. соединения выполняют в нескольких местах по длине стыка, месторасположение проволоки назначают так, чтобы она находилась в углубленной части профиля арматуры;
2. проволоку складывают пополам и укладывают под местом соединения;
3. с помощью крючка поддевают петлю;
4. свободный конец подводят к инструменту и накладывают на него с небольшим перегибом;
5. начинают вращать крючок, закручивая проволоку;
6. осторожно вынимают инструмент.

На одно соединение внахлест процедуру повторяют 3—5 раз. Соединить элементы за один раз, как это делается при перекрестном примыкании, недостаточно. Вязка арматуры под ленточный фундамент в этом случае будет ненадежной, поскольку фиксация в одной точке не предотвращает сдвиг элементов.

Грамотное соединение каркаса позволит гарантировать надежность, прочность и долговечность опорной части здания.

Источник

Особенности фундамента без арматуры

Вопрос о ленточном фундаменте без арматуры продиктован в первую очередь желанием застройщиков уменьшить бюджет строительства — и это понятно, ведь стоимость металла гораздо выше цены бетона. Однако экономия на стадии закладки фундамента чаще всего выливается в прямые убытки, ведь давно подмечено, что дважды платит скупой. В этой статье мы рассмотрим, какой фундамент без армирования можно применить для возведения дома и не только.

Обязательно ли армировать фундамент

Ответить однозначно на вопросы, касающиеся армирования фундаментов, невозможно, потому что каждый из них индивидуален, заливается и эксплуатируется в разных условиях. Таковыми условиями в первую очередь является инженерно-геологическая обстановка на участке: тип и прочностные характеристики грунта, близкое расположение подземной воды, а так же вероятность пересечения её уровня с промерзающим слоем, что провоцирует наибольшую активность сил морозного пучения. Не зная всего этого, невозможно прогнозировать развитие событий и сделать правильный выбор конструктива фундамента, определить оптимальную глубину его заложения. Обычно люди, которые строят без проекта, стараются подстраховаться, увеличивая процент армирования — а не наоборот.

Минимальная плотность безарматурного монолита

Да, бетонные фундаменты (а с арматурой их называют железобетонными) существуют, и это отражено в СП 50*101 и 63*13330. Однако в этих документах оговаривается и ряд условий, необходимых для того, чтобы обеспечить им нормальную несущую способность. Главное – это плотность бетона не менее 1800 кг/м³, получить которую одним только за счёт вибрирования может и не получиться.

На заводах нужная плотность бетона обеспечивается путём применения высокомарочного цемента, определённого типа и фракции наполнителя, соотношения жидкости и твёрдых компонентов, подогревом смеси при затворении и затвердевании. Соответственно, чтобы получить бетон требуемой плотности, очень важно соблюдать технологию, и сделать это в домашних условиях невозможно.

Уж лучше тогда отдать предпочтение сборному варианту. Столь популярные в частном строительстве стеновые блоки ФБС, используемые для возведения ленточных фундаментов домов и гаражей с подвалом, производятся из неармированного бетона. По ГОСТ минимальная плотность этих блоков и составляет те самые 1800 кг/м³, достигаемые не только за счёт правильной компоновки ингредиентов, но и путём воздействия на формы вибраций, создаваемых виброплощадками, с последующей установкой в пропарочные камеры.

На объекте такие условия не создать, поэтому почти наверняка плотность готового монолита будет ниже нормируемой. Даже с применением заводских блоков с гарантированной нормативную плотностью, несущая способность такой ленты увеличивается путём заливки поверх ленты железобетонного армопояса.

Когда нельзя делать фундамент без арматуры

В СП 50*101 — в главе 8, посвящённой проектированию фундаментов для малоэтажных зданий, даны такие рекомендации по устройству ленточных оснований:

1. Если грунт непучинистый или слабо подвержен пучению, ленты можно формировать из бетонных безарматурных блоков (это как раз и есть ФБС). Про монолитный фундамент без арматуры для дома здесь ничего не сказано, так что его заливка – это чистая интерпретация на свой страх и риск.
2. При строительстве на грунтах, подверженных среднему и сильному пучению, блоки должны быть уже не бетонные, а железобетонные (УДБ). Они имеют сквозные отверстия, образующие вертикальные каналы – в них вставляют арматурные стержни и замоноличивают.
3. На грунтах с чрезмерным пучением фундаменты должны возводиться только в монолите, и только с внутренним армированием. Именно этот вариант, как самый надёжный, и применяют частные застройщики, не имеющие на руках проектной документации.

Примечание: Не зная, какова геологическая обстановка на участке, нельзя быть уверенными в том, что, силы морозного пучения не переломят фундамент пополам – даже если вы сделаете его вдвое шире, чем надо. И уже тем более, застройщик не может знать, будет ли уровень сочетаний нагрузок, при котором тем же СП разрешено применение бетона без армирования, укладываться в нормируемое значение.

Проблему ленточному основанию создаёт не только пучинистость грунта, но и его подвижность, обусловленная чаще всего осадкой из-за высокой пористости или способностью размокать в воде. Нестабильность почвы, на которую фундамент опирается, вынуждает работать его заглублённую часть не только на сжатие, но и на растяжение.

Однако на растяжение, а так же на изгиб и срез бетон работает плохо. Поэтому конструкция должна быть спроектирована так, чтобы она воспринимала только сжимающие усилия, что в случае с фундаментом довольно сложно и накладно — либо её обязательно надо армировать. В железобетоне срезающие и растягивающие нагрузки воспринимает уже арматура.

На заметку: Арматура для внедрения в бетонный монолит не обязательно должна быть стальной, можно применять композитные варианты, у которых некоторые характеристики даже лучше. К примеру, у стеклопластиковых стержней предел прочности на растяжение составляет 1200 МПа, тогда как у металла – всего 400-500 МПа.

Особенности использования металлолома и камней

Как вариант, роль арматуры для бетона может играть крупный наполнитель. Это бутовый камень, при использовании которого стержневое армирование не требуется вообще. Для получения высокой жёсткости такой конструкции даже под лёгкие постройки надо делать ширину ленты минимум 400 мм. Столбчатый фундамент без арматуры будет иметь сечение 400*400 мм.

Для приготовления бутобетона используется камень фракции 70-150 мм, но очень важно, чтобы это был гранитный бут, а не известняковый. От породы камня зависит его плотность, а так же и прочность на сжатие, которая может варьироваться в пределах марок М200-М1500. Лучше применять не округлый бут природного происхождения, а камень, образующийся при производстве щебня — его рваные края обеспечат наилучшее сцепление с пескоцементным раствором.

Какие могут быть последствия

Когда прочность заполнителя выше прочности цементного камня, разрушение бетона при работе на растяжение происходит так, что каменный остов остаётся нетронутым, тогда как цементный раствор практически высыпается. Если же вместо крупного камня наполнять бетон будет обычный щебень без арматуры (либо камень будет иметь низкую плотность), такой структурной прочности у фундамента не будет, и процесс разрушения ускорится.

Для наглядности ниже представлена схема с двумя вариантами развития событий:

На заметку: Для возведения безарматурных фундаментов можно использовать и более крупный камень с фракцией 150-300 мм. Но это должен быть кладочный бут, имеющий минимум одну постелистую грань, позволяющую укладывать камень горизонтальными рядами на пескоцементный раствор. Данный вид фундамента называется не бутобетонным, а бутовым, так как доля камня в монолите превышает 60%.

С камнем разобрались, теперь пару слов по поводу металлолома. Использовать его для фундаментов жилых домов однозначно нельзя — да и, не будучи увязанным в цельный каркас, он не обеспечит ленте должной прочности. Получится примерно то же, что и фундамент без арматуры – и даже хуже, так как имеющаяся на металлоломе коррозия, остатки лакокрасочных покрытий и грязь, ухудшат адгезию и будут способствовать разрушению монолита изнутри.

Если назвать металлоломом остатки металлопроката: уголки, швеллера, толстую проволоку, их ещё можно использовать при строительстве курятника, теплицы или сарая. Однако на металле не должно быть следов коррозии, придётся удалять ржавчину с помощью специального очистителя. Изделия из металла должны быть прямолинейными, чтобы можно было, установив их на обломки кирпича, хоть как-то увязать между собой.

Ленточный монолитный фундамент без армирования на основе бутового камня

Работы по устройству бутобетонного ленточного монолита состоят из таких этапов:

• определение местоположения фундамента на месте с помощью геодезических приборов, разметка;
• удаление растительного слоя почвы под всем домом;
• разработка траншей;
• подготовка естественного основания к заливке;
• устройство бутобетонного монолита;
• вертикальная гидроизоляция;
• засыпка пазух ленты.

Какой инструмент нужен для работы

Кроме таких необходимых механизмов, как экскаватор-погрузчик, бетономешалка, бензогенератор и вибротрамбовка с виброплитой, для строительства фундамента требуется определённый набор инструментария. Вот как он выглядит с учётом выполнения тех или иных операций:

Вид выполняемых операций	Перечень инструмента и расходных материалов
Копка траншей вручную, снятие дёрна.	Штыковая лопата (возможно и мотыга), отрезки арматуры для колышков, мел и шнур для разметки.
Распределение и дозирование песка и щебня.	Совковая лопата, грабли.
Работа с раствором.	Кельма, полутёрок, кирочка.
Для сборки опалубки.	Болгарка, электролобзик, перфоратор со свёрлами, шуруповёрт, молоток, гвозди или саморезы, доска 40*150 мм, бруски 50*50 мм.
Измерительные инструменты.	Угольник, рулетка, водяной и лазерный уровень.
Заливка фундамента.	Портландцемент М400Д0, крупнозернистый песок, камень, битумная мастика и ПВХ мембрана для гидроизоляции.

Разновидности укрепления фундамента

Фундаменты из бутового камня могут возводиться как в заранее сформированной опалубке, так и непосредственно в грунте, с использованием отвесных стенок траншеи в качестве формы для бетона. Выбор зависит от качества и плотности грунта, поэтому его нужно хотя бы самостоятельно проанализировать.

В первую очередь от такого анализа зависит уровень заложения фундамента, который может быть и совсем незначительным, и глубоким. В сухих грунтах заглублять ленту ниже 50 см не имеет смысла. В мокрых глинистых и песчаных почвах её нужно закладывать минимум на глубину промерзания, но далеко не всегда это обеспечивает полную надёжность фундамента.

Да, на подошву ленты при таком заглублении силы морозного пучения перестают давить, но они ведь воздействуют ещё и касательно, на боковые поверхности. И если фундамент никак не укрепить, он может быть вытолкнут на поверхность вместе с частью промёрзшей почвы. Чаще всего такая участь постигает малонагруженные фундаменты, поэтому под каркасный дом такой вариант лучше не заливать.

Чтобы избежать проблем, под подошвой бутовой или бутобетонной ленты желательно предусмотреть армированную металлом бетонную подушку, контуры которой выходят на 20 см за боковые грани ленты, придавая ей Т-образное сечение. Как минимум, такую подушку можно тоже залить в бутобетонном варианте — но лучше, если это будет железобетон.

Поэтапная заливка фундамента

После того, как растительный слой грунта будет срезан, в пятне застройки выполняется планировка с устройством поперечных уклонов для отвода дождевых вод и уплотнением. Только после этого можно приступать к разбивке контуров траншей — их обозначению на территории участка. Разбивка ведётся сначала в горизонтальной плоскости, с закреплением на местности осей здания и намётки линий траншей в плане, а потом в горизонтальной плоскости – на требуемую глубину.

1. Начинают разметку с определения двух крайних точек наиболее длинной стороны здания, с последующим построением прямых углов. Поперечные оси наносятся путём линейных измерений, а точки, вынесенные по обе стороны на одинаковое расстояние, закрепляются с помощью обносок.
2. Обноски — это пары забитых в грунт на глубину 60-70см столбиков, соединённых прибитой к ним горизонтальной перемычкой из доски, возвышающейся над уровнем грунта на 80-90 см. Спинка обноски должна быть такой ширины, чтобы хватило обозначить двумя параллельно натянутыми шнурами ширину траншеи.

Для работы с крупным бутовым камнем, который как кирпич укладывается горизонтальными рядами на раствор, опалубка и вовсе может не понадобиться. Но в таком случае, траншея делается такой ширины, чтобы каменщик мог спуститься в неё, и ему было удобно работать.

Важно: В недостаточной прочности грунта вы можете убедиться ещё в процессе рытья траншей – по осыпающимся стенкам, которые приходится делать наклонными. В такой ситуации лучше всё же подстраховаться и произвести усиление ленты арматурой. Металл поможет бутобетону лучше сопротивляться растягивающим нагрузкам. Внутрь закладывается не такой объёмный каркас, как в случае с железобетонной лентой, а просто два горизонтальных ряда сетки из стержней диаметром 14 мм в нижней части ленты. Первая сетка укладывается на фиксаторы и заливается раствором. Через двое суток, когда бетон хорошо затвердеет, на него укладывается слой камня и вторая сетка.

Способы бутовой и бутобетонной кладки

Напомним, что есть два способа возведения фундаментов из бутового камня:

1. Из крупных (от 150 до 300 мм) камней неправильной формы, с неровными (рваный камень) или округлыми (булыжник) гранями, скрепляемыми раствором. Выполнить кладку можно по двум технологиям:
   • Под лопатку, с подбором камней по высоте и их перевязкой по двухрядной системе. Нижний ряд камней кладут непосредственно на грунт, подвижность используемого раствора в пределах 50-60 мм.
   • Под залив, когда камень укладывают в опалубку или траншею с прочными стенками без перевязки, заполняя промежутки мелким щебнем, и порядно заливают раствором с более высокой подвижностью (130-150 мм). Выполнить данный вариант легче, но прочность у такого массива может быть ниже.
2. Из камней фракции 70-150 мм, втапливаемых в жёсткий цементно-песчаный раствор с подвижностью не более 50 мм. Процесс создания бутобетонного монолита таков: сначала на основание укладывается слой бетона толщиной не более 200 мм, а потом в него утапливается бут с последующим уплотнением вибратором. Камни должны быть утоплены минимум на половину их высоты, а между ними должны быть зазоры по 4-6 мм. Слои выполняют до тех пор, пока не наберётся полная высоты ленты. Как и в случае с железобетоном, на всех поверхностях монолита должен образоваться защитный слой бетона.

Примечание: Бутобетонный монолит выполняется ещё проще, чем оба способа с крупным бутовым камнем. Однако если учесть, что процентное содержание бута в общей доле массива здесь меньше (максимум 50-60%), при этом способе увеличивается расход раствора – соответственно, песка и цемента, требуемых для его изготовления.

Заключение

При строительстве малозначимых хозяйственных построек типа хлева, парника или хозблока, не претендующих на длительный срок службы, залить фундамент без армирования ещё можно — хотя и тут могут быть самые разные сюрпризы. Жилые дома относятся к более высокому уровню ответственности зданий, и рассчитываются на эксплуатацию не менее 50 лет. Чтобы фундамент мог выдержать такой срок взаимодействия с грунтом, он должен быть выполнен в соответствии со строительными правилами. А они предусматривают только один вариант неармированного монолита: с применением природного камня — и только в определённых условиях строительства.

Источник