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.
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.
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.
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
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 .
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.
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 . Есть два варианта:
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.
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.
Цена 1 кубического метра «заводского» бетона – от 1600 до 3600 рублей (зависит от характеристик смеси и наглости поставщика), а его заливка в изготовленную опалубку обойдется в 1000 рублей за 1 м 3 и более. И это еще не все! Сюда стоит добавить разработку грунта, засыпку песка, щебня и даже «утерянные» гастарбайтерами материалы.
Установка ленточного фундамента своими руками позволит сэкономить до 140%, при этом, сделать это просто как 2+2. Основная проблема на пути – армирование. Здесь ошибки могут стоить очень дорого, поэтому необходимо подробно рассмотреть весь процесс. Вашему вниманию пошаговая инструкция установки опалубки и арматуры с наглядными материалами и полезными советами.
Основные правила армирования ленточного фундамента
Начнем с основных ошибок новичков, правил СНиП и общих рекомендаций, которых необходимо придерживаться. Рассмотрим те, которые могут существенно повлиять на качество фундамента и судьбу вашего будущего строения.
- Для армирования ленточного фундамента 1-2-этажного дома используются прутья 10-24 мм. Желательно брать среднее значение, меньший диаметр недопустим.
- Сварные соединения запрещаются , разрешена только вязка арматуры. Сварка перегревает металл, снижая его прочность на разрыв в 1,6-2,5 раза в местах перпендикулярного крепления.
- Если почва имеет однородную плотность по всему периметру – используем арматуру тоньше (10-14 мм). При неоднородной плотности прутья должны быть толстыми (16-24 мм).
- Не рекомендуется использовать «гладкую» арматуру при армировании фундамента своими руками. Адгезия материала (сцепление с бетоном) будет значительно меньше, чем у рифлёных прутьев, производить расчеты еще тяжелее. Гладкая арматура допускается для поперечных соединений – нагрузка на них будет значительно меньше.
- Продольная арматура внутри фундамента должна размещаться не ближе 5 сантиметров от опалубки. Правило касается также основания и верха фундамента. В ином случае фундамент может крошиться по краям, а сама арматура поржавеет.
- Расстояние между поперечинами может быть от 25 до 45 сантиметров , не желательно нарушать этот диапазон при малоэтажном строительстве.
- Армирование углов ленточного фундамента отличается от укладки арматуры вдоль траншеи, необходимо выполнять его по специальной схеме (рассмотрим далее в статье).
- Продольные прутья укладываются через каждые 40 сантиметров высоты фундамента. Например, при высоте в 120 сантиметров необходимо укладывать 3 слоя продольной арматуры
Совет мастера: все данные должны соответствовать СНиП фундаментов 2.02.01-83 и 2.03.01-84, лучше будет подробно прочитать требования перед началом работ. Не полагайтесь на «глаз», все работы должны быть выполнены согласно инструкции и нормам.
Установка опалубки своими руками
Правильно сделанный каркас для фундамента поможет не только сэкономить много денег на покупке бетона, но и значительно упростить процесс армирования. Если она у вас уже есть, этот этап можно пропустить и переходить сразу к армированию, если отсутствует, тогда рассмотрим пошаговую инструкцию.
ШАГ 1 : выбор материала. При небольшой высоте фундамента подобрать материал достаточно легко: фанера, дерево, ОСБ-плиты, ДПВ. Основное требования – прочность материала. Для высоких фундаментов (от 150 см) используют только металл, поскольку давление бетона будет значительным и дерево может подвести.httpsv://www.youtube.com/watch?v=Gial8rI0FzM
ШАГ 2 : подготовка основания. Допустим, у нас есть траншея, которая соответствует нормам, теперь необходимо уплотнить основание. Насыпаем слой песка 150 мм, заливаем водой, затем 4-5 сантиметров бетона, чтобы выровнять поверхность. Не забывайте о коммуникациях, сделать их надо на этапе опалубки и армирования фундамента дома , нельзя забывать о закладных трубах в нужных местах, иначе придется долго работать перфоратором и нарушать монолитность фундамента.
ШАГ 3 : имея проект строительства, устанавливаем колышки по периметру траншеи точно на ширину будущего фундамента, они будут удерживать низ опалубки, ставим распорки не ниже 70% высоты конструкции (сама распорка в 2 раза больше высоты фундамента). Не помешает изготовить 3-4 контрольные рейки на ширину фундамента, по которым можно будет измерять отклонения ширины.
Совет мастера: забивать гвозди надо изнутри опалубки в распорки и колышки, чтобы потом можно было без проблем все снять. В ином случае придется разламывать деревянные брусья или спиливать шляпы, поскольку торчащие гвозди бетонируются. Если фундамент от 150 см и выше, рекомендуется связка опалубок проволокой в шахматном порядке через 1 м.
Опалубка должна быть максимально жесткой, зазоры между элементами конструкции не более 0.3 см, чтобы при заливке фундамента не вытекала жидкая смесь, иначе прочность фундамента будет снижаться в арифметической прогрессии.
Она должна выдерживать солидные нагрузки и удерживать свою форму после заливки цемента, только так можно будет сделать монолитный фундамент для дома, который прослужит десятки лет.
Важно: внутреннюю часть опалубки надо смазать техническим маслом или другими нефтепродуктами (подойдет отработка), чтобы она легче отклеивалась от бетона после его отвердевания. Вы сможете использовать ее много раз.
Фотографии опалубки ленточного фундамента
Опалубка с распорками
Правильная опалубка
Опалубка из щитов
Установка арматуры по всему периметру ленточного фундамента
Опалубка готова, теперь можно переходить к самому ответственному процессу – армированию фундамента своими руками. Используют стальную и стеклопластиковую арматуру, мы остановимся на первом варианте, поскольку так будет намного дешевле. Нам потребуется приобрести следующие материалы:
- продольная арматуры толщиной 14-18 мм (среднее значение, ваш проект может быть другим);
- поперечные и вертикальные прутья диаметром 10-12 мм;
- вязальная стальная проволока;
- хорошие плоскогубцы или пассатижи для манипуляций с проволокой (или очень крепкие руки).
Важно: крепить арматуру необходимо именно вязальной стальной проволокой, поскольку она имеет низкий коэффициент растягивания и достаточно прочная. Это существенно упростит сбор конструкции, но на прочность фундамента проволока не влияет, она только фиксирует арматуру до заливки фундамента.
ШАГ 1 : делаем расчёты и закупаем материалы. Высчитать, сколько надо материалов, очень легко. Поперечные прутья кладутся на расстоянии около 30 сантиметров (небольшие погрешности не страшны), продольная парная арматура через каждые 40 сантиметров высоты (не забываем первый раздел), а вертикальная – через 60 см. Длину стены делим на количество поперечин и количество «ярусов» продольной арматуры. Рассмотрим на примере фундамента 10х10 метров и высотой 120 см:
- 1000 см: 30 см = 33 (количество поперечных прутьев на 1 ярусе);
- 33 х 3 = 99 (количество поперечных прутков на 1 сторону);
- 99 х 4 = 396 (все прутки на 4 стороны).
Теперь 396 умножаем на ширину фундамента (пусть он будет у нас 70 см): 396 х 70 = 27720 см. 277 метров прутков надо купить. Аналогичные расчёты проводим для продольной арматуры:
- 1000 х 2 = 2000 (один ярус);
- 2000 х 3 = 6000 (сторона);
- 6000 х 4 = 24000 см (необходимо приобрести 240 метров).
И, конечно же, вертикальные элементы. Их будем ставить с обеих сторон фундамента с частотой через одну поперечную перемычку, то есть, через 60 см:
- 2 х 17 = 34 (штук на 1 сторону);
- 34 х 4 = 136 (штук на все основание);
- 136 х 120 см = 16320 см или 163 метра.
Подставляем параметры вашего строения в пример и получаем правильный расчет элементов для армирования ленточного фундамента дома. Не забудьте 5-8% на «всякий пожарный».
ШАГ 2 : У вас на дне траншеи уже есть 5-6 см бетона для выравнивания? Пропускайте этот шаг. Если же нет, засыпаем 15 см песка, затем 5 см бетона, выравниваем все, не забываем о коммуникациях и месте под них. Если нет желания возиться, можно просто на дно положить плотную ПВХ пленку. Основная задача этого шага – выровнять землю и задержать немного воду, которая появится после заливки бетона.
ШАГ 3 : вязка арматуры для ленточного фундамента. Делать ее можно в траншее или рядом, если там неудобно разворачиваться либо сама траншея слишком узкая по проекту. При «удаленной» сборке сразу необходимо будет продумать способы опускания металла вниз, чтобы не повредить структуру. Рассмотрим, как сделать армирование фундамента своими руками:
- Начинаем с нижних поперечин. Выкладываем их с шагом 30 см, сверху на них кладем 2 продольные арматуры, на «перекрестках» вяжем их между собой проволокой.
- Переходим на вертикальные перемычки. Вертикальный элемент ставим через 1 поперечный, связываем.
- Крепим еще 2 яруса, отступая 40 см вверх.
Примеры неправильной вязки арматуры
Веревка запрещена
Малый напуск
Сварка запрещена
Важно: оставляйте по 20 см после каждого соединения, поскольку арматура может немного двигаться при заливке фундамента под его нагрузкой. Не обязательно намертво зажимать вязальную проволоку, можно оставить ее, чтобы немного «играла», так будет правильнее.
4. Каркас опускаем в траншею (если сборка была не в ней), отступив по 5 сантиметров от опалубки, фиксируем его любым удобным способом.
Правильная схема армирования фундамента и примеры вязки арматуры
Скрутка инструментом
Стяжка проволокой
Хороший напуск
Вязка крючком
Схемка скрутки
У вас получится 4 «блока», которые будут на длину и ширину одной стороны минус 5 см со всех сторон. Далее рассмотрим, как правильно их крепить между собой и армировать углы, на которые припадает большая часть всей нагрузки.
Армирование углов ленточного фундамента
На углы оказывается разнонаправленная сила сжатия, поскольку почва имеет свойства расширяться или сужаться в зависимости от сезона, просаживаться под воздействием большого веса здания или подмываться подземными водами. Ошибки при армировании углов допускать нельзя, поскольку может получиться 4 разных фундаменты, которые буду жить своей жизнью. Трещин и разломов избежать будет трудно и такая конструкция будет такой же неэффективной, как и фундаменты без армирования. Существует несколько способов укрепления углов.
- Специальной сварной сеткой. Используется готовая конструкция для укрепления нижнего и верхнего яруса фундамента. Ячейка не более 200 х 200 мм, толщина арматуры зависит от веса строения, чаще всего – 12 мм. Каждые 50-60 см ярусы металлической сетки соединяются вертикальной арматурой. Перепуск на углы – от 80 сантиметров.
- Армирование ленточного фундамента отдельными арматурными стержнями. Принято считать, что это – лучший способ, поскольку сварные соединения в поясе усиления не желательно допускать. Его можно разделить условно на несколько категорий:
- армирование Г-образной продольной арматурой углов с перепусками лапок от 60 сантиметров;
- армирование П-образными элементами прямых углов и примыканий;
- укрепление примыканий Г-образными изделиями.
Ниже представлено несколько примеров, как НЕЛЬЗЯ армировать углы
Нет усиления
Напуск отсутствует
Ниже представлено несколько правильных вариантов армирования углов по СНиП (фундаменты ленточного типа)
Широкий угол
Усиление с напуском
Правильная схема
Возможно, армирование – не самое легкое занятие для начинающего строителя, но несколько часов потраченного времени позволят сэкономить огромную сумму денег, которая ушла бы на наем профессиональной бригады и массу сопутствующих расходов.
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 – лкция позволяеенточный, ведь именно эта конструт 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 самостоятельно, 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, тем, кто строит дом своими руками, 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. Для тех, кто предпочитает заниматься строительством своими руками, предусмотрены конструктивные требования к армированию.
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.
Совет! Если вам нужны подрядчики, есть очень удобный сервис по их подбору. Просто отправьте в форме ниже подробное описание работ которые нужно выполнить и к вам на почту придут предложения с ценами от строительных бригад и фирм. Вы сможете посмотреть отзывы о каждой из них и фотографии с примерами работ. Это БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает.
Основой ленточного фундамента является бетонный раствор, состоящий из песка, связующего вещества и воды. Физические характеристики материала даже высокой марки не всегда гарантируют отсутствие деформаций основания. Для защиты конструкции от разрушения при сдвигах фундамента, перепадах температуры и воздействии влаги, в структуру помещают металл. Этот материал пластичен и обеспечивает повышенную прочность конструкции. Стоит рассмотреть пошаговую инструкцию армирования ленточного фундамента своими руками.
Армирование необходимо в тех участках фундамента, где появляются зоны растяжения. Наибольшим оно оказывается у верхнего уровня основания. Однако каркас армирования располагают в бетоне таким образом, чтобы он был защищен от внешних воздействий, во избежание коррозии.
Продвижение деформации сложно предугадать. Зоны растяжения могут возникнуть в верхней и нижней части. Поэтому армирование выполняют сверху и снизу прутьями диаметром 10-12 мм . Основные элементы должны иметь ребристую поверхность. Это позволяет сделать контакт с бетоном максимальным.
Вертикальные и горизонтальные поперечные элементы могут обладать гладкой поверхностью и меньшим диаметром . Если армируется монолитный фундамент шириной 40 см, разрешается использовать 4 прута арматуры диаметром 8 мм и длиной до 16 м, соединенных в каркас.
Требования СНиП
Требования к железобетонным конструкциям указаны в СНиП 52-01-2003. В документе содержатся нормы расчета склонности армированных конструкций к деформациям. В акте указаны требования к формам и размерам изделий:
- При устройстве оснований можно использовать арматурные прутья, соответствующие определенным стандартам. Они должны обладать характеристиками, указанными в чертеже.
- Куски арматуры сцепляют таким образом, чтобы исключить их смещение в процессе заливки бетона.
- При использовании сварных каркасов допускается применять определенные способы сварки, не допускающие деформирования.
- Механические стыки прутьев не должны уступать по прочности основному материалу, поэтому арматуру укладывают внахлест. Размер нахлеста составляет 30-40 диаметров арматуры и они должны быть не в одном месте.
- Между вертикальными элементами допускается расстояние не менее 25 см.
- Продольные прутья должны находиться на расстоянии не более 40 см друг от друга.
- Шаг между поперечными прутьями, не превышает 30 см.
При расчете арматуры учитывают сечение и класс металлических изделий, способ вязки и укладки .
Большое значение имеет число поясов. Их количество может быть от 1 до 3. Двойной пояс устраивают в мелко- и среднезаглубленные основания, а 3 пояса укладывают для глубоко заглубленных фундаментов. Если суммарная высота каркаса менее 80 см, прутки должны иметь диаметр 6 мм. Когда она больше 80 см, применяют арматуру более 8 см.
Способы армирования
Существует 2 способа армирования ленточного фундамента – непосредственно в траншее, или рядом с ней. При выборе второй схемы готовый каркас сначала собирают, а затем опускают в опалубку и заливают бетоном.
При создании конструкции в траншее порядок работ следующий :
- Подготавливают песчано-гравийную подушку глубиной 30 см.
- По периметру в ключевых точках укладывают строительный кирпич. Он имеет необходимую толщину – 5 см, которая обеспечивает стандартное расстояние от арматуры до дна бетонного слоя.
- Размещают кирпичи через каждые полметра друг от друга. Если увеличить расстояние, прутья провиснут.
- На кирпичи укладывают первый пояс продольных элементов и связывают друг с другом гладкими прутьями.
- К нижнему поясу прикрепляют вертикальные элементы каркаса.
- Следом устанавливают верхний пояс из продольных и поперечных элементов.
При сооружении каркаса рядом с траншеей последовательность работ та же, кроме одного исключения – в траншею, на заранее уложенные кирпичи, опускают готовую конструкцию. Этот способ используют для узких фундаментов.
Подробная технология армирования ленточного фундамента
При сборке металлического каркаса непосредственно в траншее соблюдают следующие условия:
- Дно траншеи засыпают песком и гравием высотой 30 см. После устанавливают элементы опалубки. Внутренние распорки обеспечивают устойчивость конструкции во время заливки бетона. Наружные подпорки делают из досок.
- Арматуру устанавливают в 5 см от опалубки. При ширине траншеи 40 см ширина каркаса будет 30 см.
- Начинают монтаж конструкции с установки вертикальных стоек. На них будут закреплены продольные прутья. Вертикальные элементы должны иметь самый большой диаметр. Если продольные прутья обладают диаметром 16 мм, то вертикальные должны быть минимум 20 мм. Стойки помещают в землю на глубину 150 см. На поворотах ленты их устанавливают вдвое чаще.
- Вертикальные перемычки помещают в стыках горизонтальных. Дополнительно их устанавливают по периметру ленты на расстоянии 20 см друг от друга. Горизонтальные прутки традиционно размещают с шагом 30 см.
- Пересечения фиксируют вязальной проволокой. Для этого используют крючки, специальный пистолет, шуруповерт или пассатижи. Один отрезок проволоки делают длиной 20 см.
Продольную арматуру укладывают в 2-3 прута. Между ними должно быть от 25 до 40 см. важно соблюдать это количество арматуры и во втором поясе .
Видео: Правильное армирование и опалубка фундамента
Армирование углов
Угловые участки каркаса подвержены максимальной концентрации напряжения. От их состояния зависит неподвижность и целостность конструкции в целом. Способы соединения арматуры в углах:
- Стыковка прутьев без использования сварки.
- Сварка арматуры.
- Использование резьбовых муфт.
Создать надежное соединение можно только этими способами.
Не допускается применять вязку перекрестий при армировании углов основания. При таком соединении происходит угловой разрыв каркаса.
Усиливают углы конструкции П- и Г-образными элементами. Их изготавливают из рабочей арматуры. Поперечные и вертикальные хомуты размещают вдвое чаще, чем в остальных участках фундамента. В зонах углов и примыканий шаг размещения хомутов равен половине от ¾ высоты ленты. Это расстояние не должно превышать 25 см. Равномерно распределить нагрузку на углы можно жесткой связкой внутренней и внешней продольной арматуры.
Правильная вязка
Для увеличения прочности каркаса прутья соединяют клеточкой, размещая ряды под углом 90 градусов. Оптимальный способ фиксации прутьев – вязка проволокой при помощи специального крючка.
Вязку выполняют в такой последовательности:
- от проволоки отрезают кусок небольшого размера (около 30 см);
- складывают его пополам;
- накладывают на участок соединения;
- в получившуюся петлю продевают крючок, в который заводят 2 других конца проволоки;
- все вместе проворачивают до получения надежного узла фиксации.
Электросварка сказывается на физических свойствах металла, поэтому этот способ лучше не использовать
.
Армирование мелкозаглубленного и свайно-ленточного фундамента
При сооружении зданий выше 10 м (жилые и общественные объекты), армирование основания обязательно. Некоторые любители закладывают только один пояс арматуры по типу плитного основания. Однако это является грубой ошибкой. Нагрузки в центре мелкозаглубленной ленты незначительны. Они повышаются ближе к краям фундамента. Поэтому рабочее армирование подразумевает укладку стержней на расстоянии 5-10 см от краев основания.
Порядок сооружения ленточного фундамента со сваями :
- На площадке с удаленным плодородным слоем очерчивают границу траншеи для ленты.
- По линии вырывают траншею глубиной 40 см.
- В углах высверливают скважины. Они имеют диаметр 30% от ширины траншеи. Такие же скважины создают по периметру основания с шагом 2 м. Скважины делают на 30 см глубже уровня промерзания грунта. В конце буром выполняют утолщение – для создания подошвы.
- В скважину вводят 3 вертикальных прута, скрепленных друг с другом в горизонтальными элементами через каждые 30 см. Верхний край полученного каркаса должен достигать верхнего уровня ростверка.
- Затем выполняют горизонтальную обвязку тела ростверка. Для этого укладывают 4 горизонтальных прута на каждом прямом участке основания. Их крепят к вертикальным штырям свай.
- Сооружают опалубку для ленты.
- На дно засыпают 40 см песка, трамбуют и пропитывают цементным молочком. При этом вход в скважину опоры изолируют съемным кольцом.
После этих действий заливают сваи и ростверк, штыкуя каждые 40 см раствора.
Фундамент без армирования
На основание многие годы действуют внешние разрушающие факторы:
- пучение грунта;
- нагрузка, передаваемая от стен и кровли;
- вес снега зимой.
В результате таких воздействий фундамент проседает и деформируется. В нем появляются трещины, что может привести к полному разрушению здания. Бетон сам по себе является хрупким материалом, легко деформирующимся при давлении. Разные зоны основания испытывают разные нагрузки. Образуются зоны сжатия и растяжения. Устранить эти отрицательные воздействия помогает правильное армирование металлическими прутьями.
