Зачем нужно армировать фундамент

Зачем нужно армировать ленточный фундамент?

Основой крепкого и надежного строения является качественно выполненный фундамент.

Армирование ленточного фундамента.

На него на протяжении многих лет будут действовать различные внешние факторы: пучение грунта, тяжесть стен и кровли, во время зимних осадков вес находящего на крыше снега и многое другое.

В результате чего он будет проседать, деформироваться и постепенно трескаться, а в дальнейшем это приведет к полному разрушению здания.

Причины нарушения целостности фундамента и их устранение

Чтобы понять, почему необходимо армировать фундамент, следует обратиться к свойствам самого бетона. Бетон, сам по себе, не эластичный и очень хрупкий, даже при небольшом давлении он деформируется. В различных местах оказываемое давление неравномерное, поэтому и силы, оказывающие давление на фундамент со всех сторон разные. В итоге образуются места с зонами растяжения и сжатия, вот в местах наибольшего растяжения ленточный фундамент и начинает трескаться, если его неправильно армировать .

Вот именно для устранения таких отрицательных явлений и применяют усиление ленточного фундамента металлическими прутьями или арматурой. Внутри заливаемого бетона собирают металлический каркас, и на него переносится все оказываемое давление. А поскольку металл хорошо выдерживает давление на растяжение, залитый бетон лучше реагирует на внешние факторы.

Инструмент, необходимый для работы

Распространенная схема армирования фундамента.

При самостоятельной сборке каркаса и заливке бетона потребуется наличие такого инструмента:

• при устройстве канавы и заливке бетоном понадобится водяной уровень, при помощи него очень легко на большом расстоянии выровнять части каркаса в строго горизонтальном положении;
• для соединения прутьев необходимы пассатижи или специальный вязальный инструмент, производящий равномерную затяжку соединений;
• для резки арматуры – болгарка или угловая шлифовальная машина с кругами по металлу (длительная эксплуатация наблюдается кругов с алмазным напылением);
• во время сборки деревянной опалубки не обойтись без молотка и строительных гвоздей или шуруповерта и саморезов;
• для замешивания раствора потребуется ровный лист жести или бетономешалка, при использовании механизированного способа экономится и время и силы рабочих.

Во время строительных работ понадобится еще несколько видов рабочего инструмента: ведра и строительная тачка, мастерок или кельма штукатура и многое другое. Лучше такие изделия приобретать по мере необходимости.

Типы укрепления строений

Схема монтажа фундамента.

В современном строительстве используются 2 типа армирования:

• горизонтальный. При его обустройстве прутья арматуры располагаются на горизонтальном уровне и позволяют равномерно распределять нагрузки, оказываемые на строение снизу, со стороны почвы и компенсировать своей площадью верхние нагрузки;
• вертикальный. С помощью вертикального армирования происходит укрепление углов и всего фундамента при больших горизонтальных нагрузках на основание.

Отдельно каждый из вышеописанных способов очень редко применяется. В основном, они комбинируются. Собранный металлический каркас позволяет придать жесткость и упругость не только фундаменту и всем выступающим углам и элементам, но и всему зданию. Правильно собранный металлический каркас предотвратит растрескивание и разрушение и избавит владельца здания от последующих и дорогостоящих капитальных ремонтов, в которых будет нуждаться ленточный фундамент, если советы не будут соблюдены.

Технология укладки и способы армирования

Размеры фундамента в большинстве случаев стандартные, т.е. ширина чаще всего не превышает 0,4 м, а по длине он может достигать сколько угодно метров. А вот по глубине могут быть существенные расхождения, поскольку высота фундамента должна состоять из нескольких частей: глубина промерзания грунта + 40-60 см ниже промерзания + надземная часть фундамента 30-60 см. А глубина промерзания почвы в разных районах различна.

Для качественной и долгой эксплуатации ленточный фундамент нужно заливать на своеобразную подушку – утрамбованный песок высотой до 10-15 см и слоя щебня или гравия до 5 см.

Армирование ленточного фундамента.

Большое давление оказывается на поверхности фундамента, поэтому и арматуру лучше всего укладывать в верхней части. Для того, чтобы металлический каркас не подвергался действию влаги и не разрушался от коррозии, толщина бетона над ним должна быть не менее 5 см.

Поскольку давление оказывается на верхнюю часть, а подземные силы оказывают давление на нижнюю, поэтому и ее надо армировать. Давление на поперечное сечение фундамента отсутствует. Для того чтобы армировать продольные, части используется арматура диаметром 10-16 мм, при больших нагрузках можно использовать до 32 мм. При продольном соединении применяют арматуру диаметром до 6-8 мм. Для лучшей сцепки металла и бетона нужно использовать ребристую арматуру.

Особого внимания заслуживают углы и выступающие части фундамента (эркера и пристройки), их армируют согнутыми прутьями, которые загибаются на примыкающие стены. Арматуру следует располагать так, чтобы края металла не выходили и не упирались в деревянный каркас опалубки или землю, расстояние должно быть не менее 3-5 см. Для соединения прутьев рекомендуют использовать вязальную проволоку, потому что применение сварки нарушает физические свойства металла и делает конструкцию более хрупкой. Применяют строгую геометрическую сборку каркаса – прямоугольную или квадратную.

При сборке металлического каркаса и заливке бетоном нижней части фундамента следует предусмотреть прокладку коммуникаций (водопровода и канализации), в процессе сборки металлического каркаса и заливке бетоном нужно устроить пустоты асбестоцементными или металлическими трубами.

Для установки металлического каркаса применяют металлические штыри, их вбивают в землю на расстоянии до 2 м. Именно они и будут служить основой для крепления верхнего и нижнего металлического пояса.

При заливке ленточный фундамент в надземной части нужно оборудовать вентиляционными отверстиями. Для этого в местах, где планируется вентиляционное отверстие, устанавливают трубки, наполненные песком или щебнем, во избежание попадания внутрь раствора. Для того чтобы снизить неравномерное давление на основание выставлять опалубку и заливать фундамент следует при помощи водяного уровня.

Во время летнего зноя после заливки готовому основанию лучше дать отстояться на протяжении 2-3 недель, минимум – 1 неделя. Необходимо обеспечить постепенное высыхание, для этого производят полив несколько раз в день конструкции и накрывают различными плотными материалами, чтобы предотвратить чрезмерное испарение влаги.

Если работы производятся в зимнее время, тогда вода для приготовления раствора должна быть теплой: это обеспечивает эластичность готового раствора. Для того чтобы предохранить раствор от замерзания, добавляют гидрофобизаторы. Применяют в зависимости от тех пропорций, которые указывает производитель данного состава.

После снятия опалубки нужно дать несколько дней для придания крепости бетону и можно приступать к возведению стен. Но перед их возведением производят горизонтальную гидроизоляцию стен. Для этого применяются:

• гидроизолирующие мастики, нанесенные на основание в несколько слоев;
• рубероид (подходит любое основание: стеклохолст или полиэстр) или руберит (его основа – картон, пропитанный битумом);
• строительная пленка высокой плотности.

Такая защита предохраняет стены от возможности поднятия влаги со стороны фундамента.

Грамотное устройство армированного каркаса существенно продлит срок службы возведенного здания и на долгие годы не задаст никаких хлопот и ремонтных работ.

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