Армирование ленточного фундамента: значение и особенности. Как армировать фундамент? Технологическая схема армирования и расчет арматуры для ленточного фундамента Армирование фундамента своими руками
Человечество за все время своего существования накопило огромный опыт строительства. Основой, базой любой постройки является прочный и надежный фундамент. На сегодня самый распространенный вид фундамента – ленточный, ведь именно эта конструкция позволяет равномерно распределить вес строений на грунт, что в свою очередь влияет на процесс усадки дома. А армирование ленточного фундамента – способ сделать основу строения прочнее и надежнее.
Сталь и бетон – основные несущие строительные материалы. Свойства материалов различаются между собой. Сравнительная таблица свойств некоторых материалов:
Как видим, сталь намного прочнее и надежнее бетона, но в то же время бетон в 80 раз дешевле стали. Поэтому появился композитный материал железобетон. Так как бетон неплохо работает на сжатие, то расположение стали в железобетонных конструкциях — в местах, подверженных растяжению и изгибу.
Многие считают, что основание работает только на сжатие и армирование ленточного фундамента – выброшенные на ветер деньги. Это правильно, если фундамент расположить на скальных грунтах. Но в большинстве случаев грунт не представляет собой прочный монолит. Существует множество факторов, заставляющих работать основание на изгиб:
- Неоднородность грунта. Разная плотность слоев приводит к неравномерной усадке.
- Размыв почвы атмосферными осадками или подземными водами.
- Подвижность поверхностных слоев почвы.
- Морозное пучение. Близкое расположение грунтовых вод и отрицательная температура заставляет глинистые грунты увеличиваться в размерах на 10-15 % (вспучиваться). В этом случае основание начинает выдавливать фундамент вверх.
В итоге в бетонных конструкциях возникает напряжение, разрушающее материал. Трещины и усадка фундамента приводят к образованию трещин в стенах дома, что портит внешний вид строения или к его обрушению. Иначе говоря, экономить на армировании фундамента себе дороже, ведь ремонт и восстановление дома требуют ощутимых денежных затрат.
Технология армирования представляет собой процесс создания пространственного арматурного каркаса. Он состоит из следующих элементов:
- продольная арматура;
- поперечная;
- вертикальная;
- усиливающие хомуты;
- вязальная проволока.
Продольная арматура укладывается вдоль длинной стороны фундамента, и длина прута обычно достигает 6 или 12 м. Именно она сопротивляется растяжению. Продольное армирование выполняется по верхнему и нижнему краю железобетонной конструкции.
Схема укладки зависит от расчета требуемой площади поперечного сечения арматуры. Такой расчет требует внимательного учета всех нагрузок на фундамент, включая климатические от снега и ветра, а также собственный вес фундамента. Учитывается несущая способность грунта по геологическим исследованиям (геологическому разрезу). В ГОСТ 5781-82 таблица 1 содержит площадь поперечного сечения для каждого диаметра стержня, остается решить, сколько стержней расположить по верхней и нижней стороне фундамента.
Однако, для тех, кто решил строить дом своими руками, можно обойтись без расчетов, воспользовавшись рекомендациями п.10 и раздела 5 Пособия «По проектированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры». В них указано, что минимальная площадь поперечного сечения арматуры равна Аs=µ*b*ho, где:
Аs — площадь поперечного сечения арматуры;
µ= 0,1 % — процентное соотношение для изгибаемых конструкций;
b –ширина сечения ленточного фундамента;
ho – высота рабочей зоны сечения (равняется половине величины высоты сечения фундамента).
Диаметр верхних стержней может равняться диаметру нижних или принят меньшего размера. Максимальное расстояние между осями продольных стержней (шаг) рекомендуется принимать не более 1,5h или не более 400 мм в балках и плитах, где h > 150 мм – высота поперечного сечения фундамента (п. 10.3.8 СП и п. 5.13 Пособия). Только в этом случае обеспечивается эффективная работа бетона и арматуры, ограничение ширины раскрытия трещин между продольными стержнями.
Минимальный шаг стержней (расстояние между осями) ограничено из соображений удобства укладки и уплотнения бетонной смеси и равняется:
- d + 25 мм – для нижнего арматурного ряда;
- d + 30 мм – для верхнего.
Рассмотрим пример:
Необходимо выполнить армирование ленточного фундамента шириной 400 мм, высотой 600 мм. Нужно рассчитать, сколько потребуется стержней и подобрать диаметр. Минимальная площадь сечения арматуры равна: Аs=40х30х0,1%=1,2 см². Расстояние между прутами 1,5х600=900 мм, следовательно, примем не более 400 мм. То есть по ширине сечения устанавливаются 2 прута. Подбираем диаметр арматуры по ГОСТ 5781-82 таблица 1: два стержня Ø 8 мм имеют площадь Аs=2х0,503= 1,006 см², что меньше требуемой 1,2 см². Рассмотрим следующий диаметр Ø 10 мм. Аs=2х0,785=1,57 см². В итоге схема укладки стержней выглядит следующим образом: верхнюю и нижнюю арматуру принять равную Ø 10 мм и уложить в два ряда.
Многие строители сегодня для подбора диаметра стержней используют следующие правила: диаметр должен быть не менее 10 мм, если сторона фундамента менее или равна 3 м, и 12 мм – для стороны более 3м (см. Пособие «Армирование элементов монолитных ж/б зданий» Приложение 1). Однако, правила пособия разработаны для проектирования монолитных ж/б конструкций многоэтажных домов с учетом аварийных нагрузок и прогрессирующего обрушения. Разумеется, запас прочности не повредит, но речь о разумном расходе арматуры уже не идет.
При устройстве армирования не следует забывать про защитный бетонный слой – расстояние между боковой поверхностью ленточного фундамента и стержнем арматуры. Защитный слой необходим по нескольким причинам: он предохраняет сталь от агрессивного воздействия воздуха и грунтовых вод. Кроме того, для нормальной работы железобетона арматура должна находиться внутри бетона. Минимальная величина слоя зависит от условий эксплуатации конструкции и для конструкций, расположенных в грунтах, фундаментов с устройством бетонной подготовки равняется 40 мм и не менее диаметра рабочей арматуры (Таблица 10.1 СП и таблица 5.1 Пособия).
Подробнее про расчет арматуры .
Поперечное конструктивное армирование
Под конструктивной поперечной арматурой подразумевают горизонтальные и вертикальные стержни, которые:
- Поддерживают продольную арматуру в проектном рабочем положении.
- Препятствуют развитию трещин.
- Воспринимают неучтенную нагрузку, например, боковое выпучивание фундамента.
Диаметр поперечной арматуры в вязанных изгибаемых каркасах принимается не менее 6 мм. В Приложении 1 Пособия «Армирование элементов монолитных ж/б зданий» поперечную арматуру рекомендуют выполнять в виде замкнутого хомута с диаметром стрежней не менее 8 мм.
Приспособление для гибки хомутов арматуры.
Расстояние между стержнями (шаг) принимается не более величины удвоенной ширины поперечного сечения и не менее 600 мм. Что касается защитного слоя, то минимальное расстояние между стержнем и бетонным краем на 5 мм меньше, чем минимальный размер слоя для продольной рабочей арматуры, то есть равно 35 мм.
Используемые материалы
Материалы для армирования принимаются в соответствии с ГОСТ 5781-82. Арматура изготавливается из низколегированной и углеродистой стали в соответствии с ГОСТ 380-2015. Поверхность стержней может быть гладкой или периодического профиля. В зависимости от свойств материал подразделяется на следующие классы:
- А 240 (А-I);
- А 300 (А-II);
- A 400 (A-III);
- A 600 (A-IV);
- A 800 (A-V);
- A 1000 (A-VI).
Для фундамента нужна арматура с серповидным профилем.
Числовой код отражает предел текучести, например, 240 соответствует 235 Н/мм². Среди них только А 240 (А-I) изготавливается гладкого профиля. В сортаменте изделия ограничены диаметром от 6 до 40 мм.
Каркасы могут быть сварными или связанными. Для связывания и армирования применяется проволока из низкоуглеродистой стали ГОСТ 6727-80 круглая (марка В-I) или ребристая (марка Вр-I), диаметром 3,0; 4,0.
Совет: Оптимальным решением для фундамента будет арматура марки A400 (AIII), использование более высоких марок не оправдано, т.к. без предварительного напряжения ее прочностной потенциал не будет использоваться на 100%.
Хочется отметить, что в последние годы в строительной отрасли появилась композитная арматура из стеклопластика. Материал прочный и легкий. У материала множество преимуществ: легкая технология монтажа, обладает высокими антикоррозионными свойствами.
Фото композитной арматуры.
Однако, и недостатки у материала тоже имеются. Он обладает самозатухающими характеристиками при горении, но при температуре 200 °С теряет свои свойства. К тому же плохо гнется, что затрудняет использование гнутых элементов. Многие профессиональные строители отказывались работать с этим материалом из-за отсутствия практического опыта (зарубежный опыт не учитывался) и рекомендаций по расчету.
Но с июля 2015 года в СП 63.13330.2012 появилось Приложение Л с правилами по конструированию и расчету конструкций.
Правила армирования углов и примыканий
Часто на строительной площадке армирование приходится выполнять из остатков, поэтому стержни стыкуются внахлест, свариваются или используются специальные стыковые соединения. При стыковке внахлест концы из арматуры гладкого профиля загибают в виде лапок, крюков и петель, а концы с периодическим профилем можно не загибать. Расстояние между стыкуемыми стержнями может быть от нуля до 4 диаметров арматуры. Длина стыка рассчитывается согласно пособию по проектированию, но не может быть менее 15 диаметров стержней или 200 мм.
Стыковые сварные соединения выполняют с помощью скоб-накладок, а в механических стыках используются резьбовые и обжимные муфты.
Важно! Правила запрещают выполнять армирование углов простым нахлестом, так как в этом случае угол не будет целостным и неподвижным.
Угловые и Т-образные примыкания каркасов производятся тремя способами: лапками, дополнительными изогнутыми хомутами Г и П формы.
Фото как правильно армировать угол.
Более подробно об армировании углов .
Вязание арматуры
Казалось бы, сварные каркасы использовать быстрее и удобнее. Тем не менее, строители предпочитают вязать пространственные каркасы. И этому есть свои причины:
- Сварка снижает качество металла.
- Осадка грунта при производстве фундаментов провоцирует дополнительные напряжения на стыках. Сварочные соединения не всегда справляются с нагрузками и разрушаются. Связанные детали не меняют положение в пространстве, но обладают определенной подвижностью.
Под тезисом «армирование ленточного фундамента » понимают строительный процесс, основное назначение и задача которого – служить усилению стойкости конструкции, а также в существенной степени повышать срок её эксплуатации.
С целью достижения наибольшей эффективности необходимо произвести тщательный продуманный расчет количества требуемой арматуры, а также подобрать наилучшие образцы заявленной ранее строительной арматуры.
Зачем необходимо армирование ленточного фундамента
Армирование ленточного фундамента помогает конструкции выдерживать очень большие нагрузки. Причем с его помощью можно гарантированно получить прочное положение даже домам со сложной конфигурацией.
Ленточный фундамент – это конструкция монолитного плана из металлического каркаса и бетона. Причем первый элемент выполняет главную несущую способность всей постройки. Поэтому грамотное воплощение в жизнь арматурного каркаса и вязка арматуры под ленточный фундамент играют ключевую роль в процессе строительства. Разберем эти составляющие подробнее.
Арматурный каркас для своего ленточного фундамента
Каркас основания представляет собой обычный прямоугольник либо квадрат. Обычно применяемый принцип армирования – довольно простой:
- На дно траншеи размещают кирпичные ряды. Их высота должна составлять в среднем не менее 5 см. Этот этап немаловажен для того, чтобы сделать важнейший зазор между каркасом, а также нижней частью основания.
- Нарезаются стержни с требуемой длиной для выполнения вертикального армирования.
- На имеющиеся ряды из кирпича продольно выкладываются стержни из металла. При этом лучше, чтобы они были максимальной длины;
- С помощью проволоки рабочие пруты соединяются перемычками на необходимом расстоянии — 30 см друг от друга. Их длина должна составлять на 10 см менее толщины основания (причем должен соблюдаться отступ размером 5 см с каждой из сторон);
- В каждую ячейку по углам вертикально устанавливаются пруты. Причем их длина должна быть менее имеющейся высоты основания на 10 см;
- Вертикальные пруты соединяются с использованием продольных стержней, а также фиксируются с использованием перемычек.
Особенное внимание следует уделить такому этапу как армирование углов . Ведь именно на эти элементы приходится наибольшая нагрузка .
Арматурный каркас
Правила при армировании углов
Правила армирования углов:
- Стержни на углах должны гнуться таким образом, чтобы их концы смогли заглубляться в стену с минимальным перепуском в 40 см (это актуально в том случае, когда диаметр прутов будет 10 мм);
- Места, в которых они перекрывают друг друга, требуется в обязательном порядке укрепить с использованием как поперечных, так и вертикальных стержней;
- В случае, когда длина прутка – недостаточная для того, чтобы загнуть её на стену, требуется дополнительное укрепление таких мест с помощью Г-образных прутов;
- Хомуты в углах необходимо соединять со следующим шагом — в 2 раза менее.
В случае соблюдения этих нехитрых правил и требований углы дольше смогут сохраняться в первоначальном виде.
Армирование стыков с усилителями
Вязка арматуры под ленточный фундамент
С целью вязки арматуры под ленточный фундамент применяется в основном вязальная проволока со следующим диаметром — от 0,8 и вплоть до 1,2 мм. Её нарезают на куски с размером от 10 до 20 см. Минимальное количество соединений при этом должно составлять половину от имеющегося количества пересечений.
Однако в случае частного домостроения, арматурный каркас зачастую сваривают вместо использования проволоки. Это делается для ускорения процесса. При этом существует несколько способов актуальной вязки арматуры:
- С использованием плоскогубцев. С этой целью проволока складывается вдвое. А её концы закручиваются и фиксируются с применением плоскогубцев с тупыми зубцами.
- Кроме того, могут быть использованы шуруповерт со специальной насадкой, а также крюк. В этом случае отрезки проволоки также складываются пополам и петлей цепляются за крюк. В местах пересечения обрабатываемой арматуры концы обматывают, а затем закладывают снова на крюк. После этого, проворачивая крюк, производят вращение. Для этих целей можно также использовать шуруповерт.
Арматура для фундамента
Можно выделить 2 основных варианта арматуры, применяемых в процессе строительства:
1. Стальная , которая, в свою очередь, подразделяется на 2 подвида:
- Стержневую;
- Проволочную.
2. Композитная . На сегодняшний день именно такой вариант применяется довольно редко по причине немаловажных минусов.
Для армирования ленточного фундамента применяют стержневой вид арматуры к роли основного рабочего материала, а также гладкую арматуру в качестве дополнительного.
Главным свойством рабочей арматуры считается её способность оперативно и превосходно сцепляться с бетоном. Такую продукцию производят с периодическим профилем и подразделяют на классы касательно показателей прочности.
Стальная арматура
Основные требования к ленточному фундаменту и арматуре
В процессе армирования устанавливается вид, а также основные контролируемые значения касательно качества арматуры. Согласно существующим стандартам к использованию допускается горячекатаная строительная арматура с профилем периодического типа, а также термически обработанная либо механически упрочненная продукция.
Выбор класса арматуры происходит с обязательным учетом так называемого гарантированного значения предела текучести при максимальных возможных нагрузках. Помимо важных характеристик на растяжение, нормам также подлежит пластичность, стойкость к коррозийным процессам, показатели свариваемости, а также устойчивости к низким температурам, допустимое удлинение до начала негативных разрушительных процессов, а также релаксационная стойкость.
Рабочие стержни должны быть с минимальным диаметром 12 мм.
Количество используемых продольных прутьев должно быть не менее 4 (а в лучшем случае – 6). Причем продольные прутья соединяют в пространственный каркас с использованием вязания проволоки либо сваривания.
Шаг в случае поперечного армирования должен составлять от 20 до 60 см, а диаметр арматуры, в свою очередь, — от 6 и вплоть до 8 мм.
Касательно мест с повышенным уровнем возможной осадки, а также при Т-образных пересечениях должно применяться усиление армирования с применением арматурных вутов и лапок (причем их диаметр должен быть равным тому, который применяется для продольных стержней).
Толщина ленточного основания в среднем должна составлять примерно 30 см.
На что обратить внимание при выборе арматуры
Необходимо обратить внимание на следующие возможные обозначения:
- Индекс С уверенно говорит о том, что арматурный прокат относится именно к свариваемому типу;
- Индекс К указывает нам на то, что арматура будет стойкой к процессам известного всем коррозийного растрескивания, которое может стать неприятным последствием давления на фундамент.
В случае отсутствия таких обозначений на упаковке благоразумнее не приобретать подобный продукт.
Расчет объема и диаметра арматуры
Расчет арматуры для ленточного фундамента требуется для того, чтобы придать необходимую прочность основанию путем продумывания количества требуемой арматуры, а также её диаметра. Толщина арматуры для ленточного фундамента может варьироваться.
К примеру, в случае возведения фундамента для частного дома в роли продольной применяется продукция с диаметром от 10 до 20 мм. В роли же поперечного варианта, а также вертикального, зачастую встречается ребристая либо гладкая арматура с круглым сечением, а также с диаметром от 6 и вплоть до 12 мм. Таким образом, понятно, что диаметр арматуры для ленточного фундамента может также быть разным. Он зависит от конструкции, а также от веса фундамента.
Какое расстояние между арматурой в ленточном фундаменте считается оптимальным
В соответствии с нормами в строительной сфере минимальное расстояние (между прутьями возводимой арматуры) определяется в зависимости от следующих важнейших факторов:
- Диаметра стержней;
- Расположения имеющейся конструкции относительно направления бетонирования;
- Размера заполнителя бетона;
- Выбранного наиболее оптимального способа укладки;
- Вида уплотнителя для бетона.
Кроме того, считается, что расстояние между размещаемыми стержнями продольной арматуры не должно оставлять меньше 25 см и более 40 см. В качестве же шага в случае поперечной арматуры наиболее оптимальное значение считается такое – не больше 30 см. При этом шаг должен быть в половину высоты рабочего сечения.
Понятно, что размер арматуры для ленточного фундамента может варьироваться в каждом конкретном случае. Универсального рецепта того, как рассчитать арматуру для ленточного фундамента, нет. Однако можно следовать указанным выше рекомендациям для того, чтобы максимально оптимально и грамотно определиться с тем, сколько надо арматуры на ленточный фундамент.
Шаг укладки арматуры
С целью армирования плитных оснований он может варьироваться в следующих пределах – 20-30 см. В то же самое время, следует иметь в виду, что в случае тяжелого дома и сложного грунта, шаг должен быть меньше.
В целом, количество необходимого прутка определяют исходя из условий эксплуатации и габаритов. В то же самое время выделяют 2 пояса армирования – нижний и верхний.
Основная нагрузка приходится как раз на горизонтальные направляющие. В случае лент с шириной 30-40 см их достаточно по 2 внизу и вверху. В случае большей ширины применяют сразу 3 либо 4 прутка в одном ряду.
В большинстве случаев горизонтальных рядов в ленточных фундаментах можно найти 2:
- Располагается на 5 см ниже верхнего края;
- Находится на 5 см выше нижнего.
При этом их соединяют с помощью поперечных перевязок в единую конструкцию. Шаг в таком случае будет приблизительно от 30 до 50 см. Все зависит от грунта и массы строящегося здания.
В случае столбчатых оснований схема расположения прутков будет зависеть от имеющегося диаметра столбов. Самое главное условие – расстояние от прутков до края столба должно быть не меньше 5 см. Горизонтальные перевязки, со своей стороны, должны располагаться также приблизительно раз в 50 см.
Выбор схемы армирования ленточного фундамента
Требуется чётко определить, какое возможное минимальное содержание арматуры должно присутствовать в ленточном фундаменте. Кроме того, необходимо грамотно определиться и с количеством требуемых продольных стержней, а также с их минимальным диаметром.
Схема армирования ленточного фундамента может быть абсолютно разной. Главное правило – подобрать такую схему, которая стала бы наиболее простой в каждом случае и в то же самое время надежной. В некоторых случаях выбирают схему, которая предполагает армирование только верхней либо нижней части фундамента. Однако это – не совсем правильное и грамотное решение.
Простая схема вязки арматуры (ознакомительная схема)
Ведь, с одной стороны, на ленту будет оказывать нагрузку вес всего дома. При этом требуется обязательно учитывать, что важная устойчивость бетона к сжатию будет во много раз превышать его возможную устойчивость к так называемому растяжению, которое может проявляться внизу ленты. С иной стороны, силы так называемого морозного пучения грунта могут стать причиной напряжения растяжения именно в верхней части фундамента. По этой понятной причине благоразумнее выполнять армирование как верхней, так и нижней части .
В то же самое время, считается, что выполнять армирование средней части вовсе необязательно. Ведь она практически неподвластна растягивающим напряжениям. Однако в случае, когда рассчитанное количество арматуры такое, что не может поместиться именно в 2 ряда (нижний и верхний), вполне можно устроить дополнительные ярусы в середине каркаса.
Еще одна рекомендация : благоразумнее выбирать схему армирования ленточного фундамента, которая будет включать именно простые геометрические фигуры (прямоугольник, квадрат). В таком случае оси каркаса будет проще всего сделать правильными. Также повысится и прочность фундамента.
Рис.1 возможный вариант схемы армирования ленточного фундамента: 1 – арматура продольного типа; 2 — вертикальная арматура вертикального типа (или хомут); 3 – опалубка; 4 — арматура поперечного типа (или хомут).
С большой внимательностью следует отнестись к грамотному выбору схем установки арматуры в местах примыкания стен, а также на углах. Ниже можно рассмотреть схемы армирования, которые помогут грамотно связать арматурный каркас именно в этих местах.
Схема армирования примыканий ленточного фундамента
Типичные ошибки армирования ленточного фундамента собственными руками
Касательно углов. Главную проблему обычно представляет укладывание стержней угла крест-накрест. В таком случае зачастую возникают разнообразные трещины.
Касательно гидроизоляционного материала. Зачастую при выполнении работ забывают о применении гидроизоляции. В таком случае вода может со временем вымывать цемент и делать имеющийся бетон менее прочным и устойчивым. Помимо этого, неприятным последствием может стать появление так называемых усадочных трещин. Поэтому рекомендуется тщательным образом прикреплять гидроизоляционный слой к опалубке с целью устранения формирования нежелательных складок, а также впадин в фундаменте.
Касательно заливки бетона. Во многих случаях бетонная смесь не доходит прямо до краев при заполнении ленточного фундамента. Долив при этом выполняется зачастую только спустя пару дней. Причем такая технология армирования ленточного фундамента уже не предполагает конструкцию из монолита. В таком случае конструкция схожа с двумя обыкновенными балками с так называемым однослойным армированием, объединенных между собой с использованием скрепления слоев имеющейся бетонной смеси, а также поперечной арматуры. В целом, заливка бетона должна быть беспрерывной (с максимальным интервалом в два часа).
Касательно вентиляции. Типичные ошибки проявляются также в процессе монтажа, а также эксплуатации продуктов для вентиляции холодного подполья. Выполняют их с использованием труб с диаметром 10 см. Минимальная площадь, необходимая для продуха, должна составлять примерно 0,05 м2 (20 на 25 см). Причем эти продухи не должны закрываться в зимний период. Ведь в таком случае процесс вентиляции будет нарушен, а конструкции начнут гнить.
При строительстве дома на ленточном фундаменте возникает вопрос об армировании. Арматура закладывается в бетонную конструкцию для увеличения ее прочности на изгиб, поскольку бетон имеет очень низкую способность воспринимать момент. Чтобы предотвратить проблемы с лентой в будущем необходимо досконально изучить такой вопрос об армировании ленточного фундамента.
Стержни, заложенные в бетон, различаются по назначению:
- Продольные горизонтальные (рабочая арматура). Располагаются вдоль ленты, воспринимают изгибающую нагрузку. Диаметр подбирается расчетом. Для любой конструкции, толщина которой составляет 15 см и менее армирование закладывается в один слой. Для элементов с толщиной более 15 см (ленточные фундаменты) используется арматурный каркас, который состоит чаще всего из нижнего и верхнего армирования. В ленточном фундаменте диаметры продольных стержней для изготовления каркасов могут отличаться, но нижние всегда принимаются большего или равного (для небольших нагрузок) диаметра.
- Поперечные горизонтальные (хомуты). Обеспечивают совместную работу продольного армирования, связывают арматурный каркас в единое целое. Назначаются из конструктивных соображений (без расчета).
- Вертикальные (хомуты). При толщине конструкции более 15 см требуется связать не только продольные пруты, расположенные в одном горизонтальном уровне, но и верхнюю и нижнюю часть арматурного каркаса. Функцию берут на себя вертикальные хомуты. Диаметр и шаг назначается из конструктивных соображений.
Для каждого типа армирования отдельно рассматривается:
- диаметр;
- количество стержней.
- марка стали;
- класс арматуры;
- защитный слой.
Выбор материала для армирования
Основные документы, которыми нужно руководствоваться:
- (пункты 6.2 и 11.2);
- ГОСТ 5781-82* на сталь.
Виды маркировки арматурных изделий:
- А — стержневая (горячекатаная);
- Вр — проволочная (холоднодеформированная);
- К — канатная (высокая прочность).
Для арматурных каркасов ленточных фундаментов применяют стержни класса по пределу текучести А400. Существует устаревшая маркировка, которая до сих пор используется строителями — Alll. При покупке важно уметь «на глаз» различать стержни, относящиеся в разным классам. Стоит отметить, что арматурные каркасы можно вязать из прутов, относящихся к более высоким классам, но это нецелесообразно и дорого. Чтобы исключить вероятность случайной покупки материала с меньшим пределом текучести нужно помнить:
- класс А240 (Al) имеет гладкую поверхность;
- класс А300 (All) — профиль периодический, рисунок кольцевой;
- нужный для усиления ленты А400 (Alll) обладает периодическим профилем с серповидным рисунком (внешне напоминает узор «елочка»).
Стоит обратить внимание на марку стали. По ГОСТ арматурные стержни, относящиеся к классу А400, следует изготавливать из стали 5ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс. Если сталь закупается в большом объеме непосредственно на заводе, то в заявке указывают нужную марку. При ее отсутствии в соответствие с ГОСТ выбор осуществляет производитель.
Защитный слой бетона
Под этой фразой кроется расстояние, на которое не должны доходить пруты до наружной поверхности изделия, то есть бетон укрывает стержни от внешних неблагоприятных воздействий. Согласно документу «Пособие по проектированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения» защитный слой обеспечивает:
- условия для совместной работы бетона и арматурного каркаса;
- анкеровку и возможность выполнения стыков элементов каркаса;
- защиту стали от коррозии и других негативных внешних воздействий;
- защиту от высоких температур и прямого воздействия огня.
Пластиковый хомут для создания защитного слоя бетона с боков фундамента.
Согласно вышеуказанному пособию и минимальные значения толщины защитного слоя можно свести в таблицу.
При этом толщина защитного слоя принимается не меньше диаметра прутов.
Пластиковый кубик для создания защитного слоя бетона снизу фундамента.
Рабочее армирование
При строительстве дома своими руками не обязательно выполнять сложные расчеты по предельным состояниям, чтобы определить сечение и количество стержней арматурного каркаса. В качестве руководства по расчетам используют «Пособие по проектированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения» и .
Согласно этим документам по таблице 5.2 пособия и пункту 10.3.6 СП рассчитывают суммарное сечение всех продольных прутов арматурного каркаса:
- при стороне ленты менее 3 метров — 0,1% от площади поперечного сечения фундамента, диаметр стержней не менее 10 мм;
- при стороне ленты более 3 метров — 0,1%, диаметр стержней не менее 12 мм.
Требования по минимальному диаметру стержней, в зависимости от длины, представлены в пособии «Армирование элементов монолитных ж/б зданий».
Не допускается применение прутов диаметром более 40 мм. Стержни распределяют равномерно в верхнем и нижнем слое, руководствуясь сортаментом арматуры. Если для работ применяются пруты разного диаметра (при использовании остатков), те, которые имеют больший диаметр, располагают снизу. При этом учитывают требования к шагу, представленные в пункте 10.3.5 и пунктах 5.9-5.10 пособия по проектированию.
Продольные пруты арматурного каркаса располагают согласно таблице.
Важно! Если требуется закладка большого количества стержней, допускается располагать их пучками, расстояние между ними определяют из их общего сечения.
Обеспечение защитного слоя и расстояния между верхним и нижним армированием достигается за счет использования фиксаторов. Для закрепления отдельных стержней нижнего слоя чаще всего применяют пластиковые фиксаторы круглой формы. Верхний слой держат вертикальные хомуты. Иногда прибегают к использованию «стульчиков» или «лягушек» для арматуры.
Стержни выпускаются стандартной длины — 6 и 12 метров. При необходимости армирования более длинных конструкций выполняют наращивание по длине. При этом величина нахлеста принимается не менее 20 диаметров прута, но не менее 250 мм.
Горизонтальные поперечные хомуты
Эти пруты назначаются конструктивно и не зависят от сечения. Нужно при этом учитывать нагрузку от элементов здания (для массивных лучше предусмотреть запас). По тем же документам, что и для продольного усиления, минимальный диаметров поперечных прутов назначается 6 мм, но не менее 0,25 диаметра рабочей арматуры.
Шаг стержней назначается не менее 20 диаметров рабочих прутов. Например, при сечении продольных элементов 14 мм, шаг горизонтальных хомутов должен быть не менее 280 мм. Для простоты монтажа принимают округленное значение — 300 мм.
Длина стержней зависит от ширины ленты и требуемого защитного слоя. Закрепление выполняют поверх рабочей арматуры. Стыкование по длине обычно не требуется.
Вертикальные хомуты
Диаметр назначают в зависимости от высоты ленты:
- менее 800 мм — от 6 мм;
- более 800 мм — от 8 мм, но не менее 0,25 диаметра рабочих прутов.
Армирование углов и примыканий
Согласно пункту 8.9 монолитные фундаменты под все стены жестко связываются между собой и объединяются в систему перекрестных лент. В зоне стыка обычно меняется шаг поперечного армирования и обеспечивается надежное скрепление рабочих стержней, идущих в разных направлениях. Существует несколько способов армирования.
Угловые соединения
Жесткое внахлест и «лапкой»
Свободные концы арматуры в одном направлении сгибаются под прямым углом и вяжутся к перпендикулярным стержням. При этом внешние соединяются друг с другом, а внутренние привязываются к внешней.
Длина загнутого участка «лапки», с помощью которого обеспечивается нахлест, принимается 35-50 диаметров рабочего армирования. Шаг хомутов назначается 3/8 от высоты фундаментной ленты.
Схема армирования угла «лапки».
Хомуты Г-образной формы
Чтобы обеспечить надежное соединение рабочих прутов, внешние стержни работают совместно за счет Г-образного хомута, наложенного на них с нахлестом не менее 50 диаметров продольных прутов. Внутренние стержни привязывают к внешним, как в предыдущем случае:
a. загибают рабочие пруты под углом 90 градусов, длина сгиба («лапки») 50 диаметров;
b. присоединяют лапки к внешним стержням.
Шаг хомутов (горизонтальных и вертикальных) принимают 0,75 от высоты фундаментной ленты.
Армирование угла Г-хомутом и лапками.
Хомуты П-образной формы
В этом случае применяются дополнительные арматурные изделия, согнутые в форме буквы П. На один угол требуется два таких хомута длиной 50 диаметров продольных прутов. Внутренние рабочие стержни при таком соединении имеют такую же длину, как и внешние. В месте нахлеста П-образных хомутов устанавливают дополнительный каркас из вертикальной и поперечной арматуры.
Армирование угла П-хомутами.
Армирование тупых углов
Выполняют внахлест. Внешний стержень изгибают под требуемым углом, а внутренние присоединяют к внешним с нахлестом не менее 50 диаметров. В точке сгиба наружного прута предусматривают дополнительный вертикальный хомут.
Схема армирования тупого угла.
Примыкания стен
Соединение внахлест
Арматура примыкающей стены загибается, длина сгиба 50 диаметров. Оба стержня из примыкающей ленты присоединяются к внешнему пруту перпендикулярной стены. В зоне соединения шаг вертикальных и поперечных хомутов назначают 0,375 высоты монолитной ленты.
Армирование примыкания — «лапки».
Г-образный хомут
К стержням примыкающей стены присоединяются хомуты согнутые под прямым углом. Стержень сгибают так, чтобы каждая сторона равнялась 50 диаметров рабочего армирования. Первая сторона соединяется с стержнями примыкающей стены, а вторая с внешним рабочим прутом перпендикулярной ленты. Шаг хомутов (вертикальных, поперечных) в месте примыкания уменьшается в два раза по сравнению со всей длинной ленты.
Армирование примыкания Г-хомутами.
П-образный хомут
Примыкание производится к внешнему стержню рабочего армирования «лапкой». Дополнительную надежность обеспечивает стержень, изогнутый в форме буквы П длинной 2 ширины ленты фундамента.
Армирование примыкания П-хомутами.
Распространенные ошибки
1) вязка стержней под прямыми углами;
2) использование продольной гнутой арматуры без анкеровки;
Пример неправильного армирования угла.
3) соединение продольных стержней вязкой перекрестий;
4) отсутствие связки между внешними и внутренними прутами.
Еще один пример неправильного армирования угла.
Вязка каркасов
При возведении фундамента крайне важно обеспечить надежное закрепление всех элементов каркаса между собой. Для удобства возможные вопросы сведены в таблицу.
| Чем и как? | Для связывания применяют отожженную вязальную проволоку диаметром 0,8-1,0 мм. Для работы также понадобится крючок для вязки. Для больших объемов работ применяют специальные машины для вязки арматуры (вязальный пистолет). |
| Почему лучше вязать? | При возведении фундаментов рекомендуется использовать вязку. Сварку преимущественно применяют для больших каркасов заводского изготовления. Это вызвано тем, что в условиях строительной площадки возникает вероятность прожига рабочей арматуры. Помимо этого при использовании сварки потребуется помощь квалифицированного работника, что увеличит стоимость строительства. Ко всему прочему место сварки это потенциальная точка ускоренной коррозии. |
| Когда можно заменить вязку сваркой? | Вязка обеспечивает большую надежность в условиях стройплощадки (к сваренным каркасам заводского изготовления это не относится), поэтому есть смысл заменять ее только при наличии сварочного аппарата и опыта. Замену вязки на сварку (выполненную прямо на строительной площадке) рекомендуется производить только на прямолинейных участках. Более подробно с этим вопросом можно ознакомиться в ГОСТ 14098-91, приложение 2 «Оценка эксплуатационных качеств сварных соединений при статической нагрузке». В этой таблице сразу «бросается в глаза» большое количество соединений с маркировками НД (недопустимо) или НЦ (нецелесообразно). |
При проектировании и строительстве фундаментов возникает множество вопросов. К каждому из них следует отнестись внимательно, чтобы избежать осложнений при эксплуатации.
Фундамент – это основа всего строения, гарант его долговечности и прочности. Армирование ленточного фундамента, чертежи и схемы должны быть подготовлены и рассчитаны заблаговременно.
Необходимость армирования
Фундамент представляет собой монолитную железобетонную конструкцию. Сам бетон – материал, который выдерживает значительные нагрузки только на сжатие. Чтобы увеличить прочность фундамента на растяжение и изгиб, необходимо изготовить металлический каркас. Причем показатели прочности увеличиваются только за счет обустройства рабочих продольных прутьев. Поэтому в качестве их используют толстые профилированные прутки диаметром 10÷14 мм. Поперечные элементы предназначены для создания пространственной геометрии фундамента, они не позволяют продольным пруткам смещаться при заливке бетонного раствора, и удерживают их в нужном месте. Для этих целей можно использовать гладкие или профилированные прутки диаметром 6÷9 мм.
Требования нормативных документов к материалам для армирования
Как правильно армировать ленточный фундамент, можно узнать, ознакомившись с нормативными документами. Требования, которые необходимо соблюдать при армировании монолитного ленточного железобетонного фундамента, изложены в СНиП (№52-01-2003).
- горячекатаные гладкие или профилированные (Ø=3÷80 мм);
- термомеханически упрочненные профилированные (Ø=6÷40 мм);
- холоднокатаные профилированные или гладкие (Ø=3÷12 мм).
Важно! По сравнению с гладкими, профилированные прутья имеют лучшее сцепление с бетоном: это позволяет значительно увеличить надежность конструкции.
Требования к расположению прутьев в армокаркасе для ленточного фундамента:
- расстояние между продольными стержнями должно быть не более 0,4 м;
- шаг поперечных фиксирующих элементов должен составлять не более 0,5 м.
Минимальное относительное содержание рабочих продольных прутьев в железобетонном элементе должно составлять не менее 0,1 %.
Для вязки элементов железобетонной конструкции должна применяться только специальная стальная обожженная проволока (Ø=0,8÷1,2 мм).
Пример расчета армирования фундамента
Попробуем рассчитать, сколько потребуется материалов для обустройства армирования конкретного ленточного фундамента с чертежами. Допустим, мы строим из строительных блоков (шириной 0,4 м) небольшой загородный дом с габаритными (внешними) размерами 5×8 м. Характер почвы на нашем участке позволяет сделать высоту полосы 0,9 м, ее ширину 0,4 м, что соответствует ширине строительного материала стен. В будем использовать продольные рабочие прутья диаметром 12 мм и □-образные поперечные хомуты, изготовленные из прутков диаметром 8 мм.
Армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента:
На фото видно, что расстояние между рабочими продольными прутьями (0,4 м) и шаг □-образных поперечных хомутов (0,5 м) выбраны в соответствии с требованиями нормативных документов.
Проверяем относительное содержание продольных рабочих прутков в нашей железобетонной конструкции. Для этого воспользуемся следующими терминами и обозначениями:
- h – высота фундамента (900 мм);
- w – ширина фундамента (400 мм);
- Sₒ – площадь поперечного сечения фундамента;
- Sₐ – суммарная площадь поперечных сечений продольных прутьев (6 штук);
- r – радиус продольного прутка (6 мм), который равен d/2, где d – диаметр прутка (в нашем случае d=12 мм);
- D – относительное содержание рабочих прутков в «теле» фундамента.
Sₒ = h∙w = 900∙400 = 360000 мм²
Sₐ = 6∙π∙r² = 6∙3,14∙6² = 678,24 мм²
D = (Sₐ∙100)/ Sₒ = (678,24∙100)/360000 = 0,1884 ≈ 0,19 % (что в 1,9 раза превышает минимально допустимое значение, то есть схема армирования ленточного фундамента выбрана нами правильно).
Расчет количества продольных прутьев
Для того чтобы определить сколько стандартных продольных прутьев (6 м) нам необходимо, воспользуемся следующими величинами:
- L – длина фундамента (8000 мм);
- W – ширина фундамента (5000 мм);
- P – периметр;
- N – количество продольных элементов (в нашем случае 6 штук);
- X – общая протяженность продольных прутьев.
P = (L+ W)∙2 = (8000 + 5000)∙2 = 26000 мм = 26 м
X = P∙N = 26∙6 = 156 м
К полученной величине необходимо добавить 20 % (материал для изготовления Г-образных или П-образных элементов для правильного и обеспечения достаточного нахлеста при стыковке элементов).
Xдоп = X∙0,2 = 156∙0,2 = 31,2 м
Окончательная общая длина продольного арматурного прутка:
Xок = X + Xдоп = 156 + 31,2 = 187,2 м
Стандартная длина арматурного прутка составляет 6 м. Осталось посчитать, сколько таких прутков необходимо: Xок/6 = 187,2/6 = 31,2 ≈ 32 штуки.
Изготовление поперечных элементов и расчет количества материала
Укладка арматуры в ленточный фундамент невозможна без установки поперечных (вертикальных) элементов. Обычно, для этих целей используют □-образные хомуты. Варианты хомутов:
Как видно из представленного фото все три варианта отличаются технологией изготовления, но расход прутка во всех случаях приблизительно одинаковый. Длина прутка (Ø=8 мм), необходимого для изготовления одного хомута: (800+300)∙2+250 = 2450 мм.
Вариант № 1
- Отмеряем приблизительно 120 мм и с помощью приспособления для гибки выгибаем эту часть будущего хомута в виде крючка.
- На расстоянии 800 мм от крюка загибаем пруток под углом 90˚.
- От полученного угла отмеряем 300 мм и загибаем второй крючок.
Вариант № 2
- Отмеряем от конца заготовки 250 мм и с помощью приспособления выгибаем эту часть на 90˚.
- Откладываем от полученного 800 мм и загибаем пруток под углом 90˚.
- Отмеряем 300 мм и делаем еще один загиб на 90˚.
- От этого угла откладываем 800 мм и гнем прут на 90˚.
Внимание! Место нахлеста прутков скрепляем точечной сваркой или 2 ÷3 скрутками из проволоки.
Вариант № 3
- Отрезаем от прутка две заготовки длиной по 860 мм каждая и две по 360 мм.
- Складываем из них прямоугольник (выступ с каждой стороны составляет 30 мм).
- Скрепляем углы хомута или проволочной скруткой.
Теперь рассчитаем, сколько хомутов необходимо для армирования нашего фундамента:
Q = P/T (P – периметр ленты фундамента, T – шаг расположения поперечных хомутов)
Q = 26/0,5 = 52 штуки
Плюс нам потребуются дополнительные хомуты для усиления каркаса в углах (по 2 штуки с каждой стороны всех четырех углов, то есть дополнительно 16 хомутов). На ленточный фундамент необходимо изготовить 68 □-образных поперечных хомутов.
Длина заготовки для одного элемента составляет 2450 мм, то есть из одного стандартного прутка мы сможем изготовить только 2 хомута. Требуемое число прутков (Ø=8 мм) – 34 штуки.
5 / 5 ( 1 голос )
При выполнении строительных мероприятий по возведению жилых зданий и объектов производственного назначения используются различные типы оснований, обеспечивающих устойчивость возводимого сооружения. Широко применяются основы, выполненные по периметру строения. Для укрепления такой конструкции выполняется армирование ленты.
Необходимость армирования ленточного фундамента обусловлена свойствами бетона, сохраняющего целостность под воздействием сжимающих нагрузок, но одновременно, склонного к появлению трещин под действием изгибающих моментов и растяжения. Компенсировать этот серьезный недостаток бетонного монолита позволяет армирование монолитного ленточного фундамента, повышающее устойчивость и период эксплуатации возводимых строений.
Основание здания воспринимает значительные нагрузки, связанные с реакцией почвы, массой строения и другими факторами. Арматурный каркас подвергается повышенным концентрациям напряжений, обеспечивая целостность бетонного массива. Ошибки армирования фундамента, связанные с разрушением нулевого уровня, могут вызывать фатальные последствия.
Фундамент – это основа постройки любого назначения, он представляет собой самую важную частью какого бы то ни было здания
Именно поэтому рассмотрим детально, как правильно армировать ленточный фундамент, остановимся на критериях выбора арматур, технологии армирования ленточного фундамента.
Расчетный этап
На проектной стадии важно квалифицированно рассчитать, какая нужна арматура для ленточного фундамента. Это позволит сформировать надежную основу, обеспечивающую прочностные характеристики возводимого здания при длительном ресурсе эксплуатации. Выполняя расчет на подготовительном этапе работ, следует проанализировать множество факторов:
- особенности почвы в условиях конкретной строительной площадки;
- действующие нагрузки, который воспринимает арматурный каркас;
- масса здания, обусловленная особенностями конструкции и используемыми материалами;
- климатические условия в районе строительства;
- реакцию почвы, связанную с близким расположением грунтовых вод и промерзанием грунта при отрицательной температуре.
Правила армирования ленточного фундамента предусматривают особый подход к выбору материала в основе
По результатам проектных работ определяется диаметр арматуры для ленточного фундамента и принимается решение о степени заглубления основания в грунт:
- На ограниченную до 0,5 м глубину для твердых почв, не склонных к пучению.
- На увеличенную ниже уровня промерзания грунта глубину погружения для проблемных почв.
На этом варианты не исчерпываются. Ведь строительная наука не стоит на месте, разрабатываются новые опорные конструкции, обладающие повышенной прочностью. Внедрен и проверен в эксплуатации новый вариант основания, когда монолитная усиленная плита заливается на предварительно выполненный ленточный армированный каркас. Какая лучше конструкция основы, определяют на проектной стадии с учетом конкретных условий реальной местности. В зависимости от особенностей выбранной согласно проекту основы, проектировщиками принимается решение, выполнять ли армирование ленты или производить армирование фундаментной плиты, а также какую арматуру лучше использовать для фундамента.
Критерии выбора арматуры
Правильное армирование ленточного фундамента определяет прочностные характеристики опорной конструкции. Принимая решение, выполнить армирование плиты, расположенной на ленточной базе, или произвести усиление стандартного основания, ориентируйтесь на особенности .
Армирование монолитного ленточного фундамента предусматривает необходимость соблюдения определенных правил
Выполняйте армирование основания стальными прутками, имеющими следующие характерные особенности:
- наличие индекса «С» в обозначении стальных стержней свидетельствует о возможности использования электросварочного оборудования для объединения элементов с общим каркасом;
- присутствие заглавной буквы «К» в аббревиатуре подтверждает стойкость прутков к коррозии, возникающей при насыщении бетона влагой;
- обозначение класса изделия А2 и А3, что позволяет применять стальные прутки, зафиксированные в общем каркасе проволокой, с сохранением прочности каждого из соединяемых элементов. Использование электрической сварки для фиксации таких прутков не допускается.
Необходимой эксплуатационной прочностью обладает арматура для фундамента, изготовленная из стальных стержней сечением 10–12 мм. Оптимальный диаметр арматуры для ленточного фундамента определяется согласно расчётам, учитывающим конкретные условия эксплуатации, особенности грунта и значения действующих нагрузок.
О необходимости усиления
Насколько необходимо укреплять бетонный массив стальной проволокой? Ведь бетон обладает достаточно высокими прочностными характеристиками. Действительно, бетон имеет повышенную устойчивость к сжимающим нагрузкам, но требует усиления от губительного воздействия разрывных усилий.
Наибольшая вероятность растяжения – на поверхности основания, именно там следует расположить арматуру
