Как произвести армирование плиты фундамента

Расчет диаметра арматуры

Расчеты, связанные с монолитной плитой, достаточно сложны и требуют особых знаний. Далеко не каждый конструктор может их правильно выполнить. Для индивидуального строительства можно руководствоваться минимальными значениями, принимаемыми по пособию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий».

Требования для монолитной плиты представлены в приложении 1, раздел 1. Общая площадь сечения рабочей арматуры в одном направлении принимается не менее 0,3% от общего сечения фундамента. Минимальный диаметр стержней назначается 10 мм при стороне плиты менее 3 м и 12 мм при большей длине стороны. Диаметр вертикальных стержней должен составлять не менее 6 мм, но также необходимо учитывать условия свариваемости. Максимальный размер рабочего армирования 40 мм, на практике чаще используют 12, 14 и 16 мм.

Пример расчета

В качестве исходных данных имеется железобетонная плита 6 на 6 м. Толщина для частного дома принимается 200 мм. Необходимо правильно армировать конструкцию. В примере не рассмотрено усиление железобетона на участках опирания стен.

Определение диаметров

В первую очередь определяется, что сетки будут укладываться в два ряда, поскольку толщина конструкции больше 150 мм. Далее производится расчет требуемой площади стальных прутьев.

• Площадь поперечного сечения фундамента = 6 м * 0,2 м = 1,2 м²;
• Минимальная площадь всей арматуры = 1,2 м² * 0,3% = 0,0036 м² = 36 см²;
• Минимальная площадь арматуры в одном направлении для одного ряда = 36 см²/2 = 18 см².

Далее необходимо воспользоваться сортаментом арматурных стержней, который приведен в ГОСТ 5781-82*. В этом документе приведена площадь сечения одного прута. Для удобства можно найти расширенную версию сортамента. По нему определяется, что для данного сечения в одной сетке необходимо использовать один из следующих вариантов:

• 16 стержней диаметром 12 мм;
• 12 стержней диаметром 14 мм;
• 9 стержней диаметром 16 мм;
• 8 стержней диаметром 18 мм;
• 6 стержней диаметром 20 мм.

Выбираем вариант с двенадцатым диаметром. Чтобы правильно разложить элементы необходима схема. Чертеж поможет рассчитать шаг прутов. Для стороны длинной 6 м шаг 16-ти стержней получается примерно 400 мм. Назначаем максимальное расстояние 300 мм исходя из условия СП 63.13330.2012 п.10.3.8.

Вертикальное армирование для надежности принимается 8 мм с шагом 300 мм.

Расчет количества

Недавно у нас появился калькулятор плитного фундамента, для удобства можете воспользоваться им.

Для того, чтобы не ошибиться при закупке материалов, необходимо заранее рассчитать их количество. Если имеется схема плиты, сделать это не сложно. При вычислении длин стержней необходимо учитывать толщину защитного слоя бетона 20-30 мм с каждой стороны.

Расчет рабочего армирования.

• Длина одного стержня = 6000 — 30*2 = 5940 мм;
• Количество стержней в одном направлении = 5940/300 = 19,8, принимаем 20 шт;
• Количество стержней в обоих направлениях для верхней и нижней сетки = 20*2*2 = 80 шт;
• Длина одного стержня для П-образных хомутов = 200 мм + (200 мм * 2)*2 = 1 м;
• Количество стержней для П-образных хомутов = 20*2 = 40 шт;
• Общая длина арматуры диаметром 12 мм = 80*5,94 м +40*1 м  = 515,2 м;
• Масса стержней диаметром 12 мм = 515,2*0,888 кг (находится по сортаменту) = 457,5 кг.

Расчет вертикального армирования.

• Длина одного стержня = 200 — 20*2 = 140 мм;
• Количество стержней = кол-во  горизонтальных прутов в одном направлении*кол-во прутов в другом = 20*20 = 400 шт;
• Общая длина стержней диаметром 8 мм = 400*0,14 = 56 м;
• Масса стержней диаметром 8 мм = 56*0,395 = 22,12 кг.

Все получившиеся значения удобно свести в таблицу.

При расчете расходов стоит учитывать стандартную длину одного прута – 11,7 м, это означает, что, например, стержней 8 диаметра понадобится 5-6 штук с небольшим запасом. А при большой длине рабочей арматуры требуется увеличить суммарную длину на 10-15% для соединения стержней внахлест.

Грамотный выбор диаметра, шага и соблюдение технологии монтажа обеспечат надежность и долговечность фундамента при минимально возможных затратах.

Рекомендуем: Технология строительства плитного фундамента.

Технология усиления

Чтобы разобраться с технологией процесса усиления, возьмем ситуацию устройства монолитной плиты фундамента. Это наиболее сложный процесс, но и самый показательный.

Дело в том, что композитные прутья укладываются аналогично стальным, отличие только в диаметре стержней. А фиброволокно замешивается в массу бетона при его затворении.

Подготовка к усилению

Армирование плиты монолита происходит после того, как произведены подготовительные работы, а именно:

• вырыт котлован,
• отсыпана и утрамбована песчано-щебневая подушка,
• установлены щиты опалубки,
• проложен материал гидроизоляции.

Армирование укладывается в подготовленную опалубку, проложенную материалом гидроизоляции

Перед укладкой сетки усиления следует определиться с диаметром стержня, и рассчитать количество необходимого материала. Если у вас на руках есть проект строительства, то все эти данные прописываются в спецификации — и в расчетах нет необходимости.

В противном случае, расчеты производятся следующим образом:

Диаметр стержня равняется 5% от толщины плиты. Армированная бетонная плита обычно заливается толщиной более 200 мм, соответственно берется арматура с диаметром стержня 10 мм и более.

Чем толще плита фундамента, тем крупнее диаметр стальных стержней

Сетка выкладывается с размером ячейки 150-200 мм. Чем больше нагрузка на основание, тем меньше размер ячейки. Данное требование необходимо учитывать при закладке армирования в местах расположения несущих стен.

В местах наибольшей нагрузки размер ячейки уменьшается

Длина стального стержня равна 11,7 м. При стыковке двух прутков, они связываются по всей длине нахлеста или в трех местах, как минимум. Длина нахлеста роняется 40 диаметрам стержня. Например, нахлест 2 прутков арматуры 12 мм должен равняться 12*40= 480 мм.

Вязка продольных стержней армирования

Необходимо учитывать и тот факт, что сетка укладывается в 2 уровня, которые связывают между собой вертикальными стержнями.

Для фиксации положения верхнего слоя армирования устанавливаются П-образные «лягушки»

Пример расчета количества

Итак, вы знаете, какой диаметр стержня вам нужен, и у вас есть размеры будущей бетонной плиты. Рассчитаем необходимое количество материала на примере. Допустим, мы закладываем фундамент 10*10 м, толщиной 200 мм, размер ячейки в данном случае будет равняться 200 мм.

Инструкция расчета:

1. Делим длину плиты на размер шага и добавляем один 10/0,2 + 1=51 шт.
2. Поскольку прутки укладываются вдоль и поперек, то полученную цифру увеличиваем вдвое 51*2=102 шт.
3. Для двух поясов армирования понадобится 2 сетки, поэтому умножаем последний результат на два. 102*2 = 204 шт.
4. Переводим штуки в метры. Для горизонтального усиления понадобится 204 стержня длиной 10 м, 204*10 = 2040 м.
5. Вертикальные штыри устанавливаются в местах пересечения горизонтальных. Высчитываем количество перекрестков 51*51 = 2601 шт. Длина стержня равна толщине плиты минус 4 -10 см, в зависимости от толщины. Возьмем усредненно: 200-80=120 мм.
6. Длина вертикальной армации равна 2601*0,12 = 312 м.

Итак, мы получили, что необходимо закупить 2040 м для горизонтальной армации, и 312 м для вертикальной. Это могут быть прутки одного или различных диаметров. Армирование, как и весь черный металл, продается в тоннах, поэтому переводим метры в кг при помощи таблицы.

Зависимость диаметра прутка стальной армации и массы 1 м.п.

Получаем, что бетонная армированная плита основания размером 10*10 м потребует к закупке 2352 м прутка 12 диаметра или 2,088 т.

Порядок армирования и заливки

Устройство опалубки

Армирование перекрытий начинается с установки опалубки. К опалубке предъявляются следующие требования: она должна выдерживать вес сырой смеси, при этом не деформируясь визуально. Это довольно большая нагрузка, при слое бетона 200 мм она составит 500 кг на квадратный м. Поэтому конструкция опалубки должна быть довольно внушительной. Для щитов можно использовать фанеру толщиной 18…20 мм, для балок, стоек, ригелей использовать брус сечением 100х100 мм.

Можно использовать профессиональную опалубку. Ее преимущества в том, что она рассчитана на высокие нагрузки, в ее комплект входят телескопические стойки, выдерживающие значительный вес и позволяющие регулировать уровень. Это довольно дорогостоящее оборудование, но сейчас можно найти фирму, которая сдает и опалубку, и стойки в аренду.

Схему сборки опалубки легко найти в литературе, а если вы берете профессиональную опалубку, то к ней прилагается инструкция. Главное – после сборки проверить горизонтальность с помощью нивелира или других доступных средств.

Монтаж арматуры

Пластиковые фиксаторы необходимы для создания защитного слоя арматуры в нижней части перекрытия. Армировка делается таким образом: нижний ряд укладываем на фиксаторы – специальные пластиковые опоры высотой 25-30 мм для создания защитного слоя. Стержни кладем с одинаковым шагом, параллельно друг другу. На них кладем следующий ряд под углом 90? и перевязываем вязальной проволокой в каждом пересечении. Затем устанавливаем разделители сеток, сгибаем, связываем с одинаковым шагом. Приведенный здесь чертеж подскажет, с каким именно. Армирование перекрытия по краям дополняется усилениями. На разделители и П-образные усиления укладываются продольные, а затем поперечные прутья арматуры. Верхний уровень готовой арматуры должен быть ниже верхней плоскости опалубки на 25-30 мм. Собранная арматура должна представлять из себя довольно жесткий каркас, выдерживающий без особых деформаций вес человека.

Заливка

После того как армирование будет закончено, можно приступать к заливке. Эту работу лучше всего производить с помощью бетононасоса, обязательно уплотняя смесь при помощи специального глубинного вибратора. Заливку желательно произвести за один раз. При затвердевании бетон дает усадку. Чем быстрее идет высыхание, тем больше усадка, что может привести к появлению микротрещин. Чтобы этого не произошло, в течение 2-3 дней нужно смачивать поверхность твердеющей плиты водой. Делать это лучше всего путем разбрызгивания. Но и в дождливый день производить заливку не стоит, рекомендуется предохранять свежую смесь от осадков. Плита должна сохнуть 30 дней, только после этого можно снимать опалубку.

Армирование плитного фундамента

Армирование плиты

Армировать монолитную железобетонную плиту рекомендуется в зависимости от предполагаемой нагрузки, так как в некоторых местах она может быть значительной, например, под несущими стенами, колоннами или в углах.

Схема армирования

Укладка арматуры выполняется в зависимости от толщины плиты. Если этот параметр не превышает 15 см, то армирование проводится в один слой. В противном случае усиливать монолитную плиту нужно посредством каркаса.

Каркас представляет собой сетку с ячейками, одинаковыми во всех направлениях. Причем для легких построек расстояние между прутками может составлять до 40 см, при возведении стен из кирпича или бетона расстояние уменьшается до 20 см.

В целом регламентируемый размер ячеек не должен превышать толщину плиты больше, чем в 1,5 раза.

В зонах продавливания, то есть под несущими стенами, размер ячейки уменьшается в 2 раза. Это делает каркас и основание более прочным и надежным.

Расчет диаметра арматуры

Диаметр арматурных прутьев, которые используются для усиления фундаментной плиты, является очень важным параметром. Поэтому необходимо предварительно определить сечение прутьев арматуры.

Чтобы определить минимальный диаметр арматурных прутьев, следует воспользоваться определенной методикой:

• Рассчитывают сечение плиты, для этого длину умножают на высоту. Для примера можно взять 6 и 0,3 метра: 6*0,3=1,8.
• Вычисляют допустимую площадь сечения прута, для этого сечение плиты делят на минимальный процент армирования (согласно регламентируемым документам этот параметр равен 0,15%): 1,8:0,15=27.
• Определяют площадь арматуры в одном ряду:27:2=13,5.
• Вычисляют минимальное сечение, зная длину плиты и шаг между прутьями: 13,5:31=0,43.

Расчет диаметра прутьев

Узнать диаметр прутка по соответствующему сечению можно в ГОСТ 5781.

В целом опытные строители рекомендуют использовать следующие показатели: при длине основания менее 3 метров, можно использовать прутья диаметром 10 мм. В противном случае следует брать более толстые элементы, до 12 мм. Чаще всего строители используют арматурные прутья сечением 12-16 мм. Кроме того существует ограничение диаметра арматуры: он не может быть более 4 см.

Расчет количества арматуры

Количество требуемой арматуры рассчитывается по достаточно простой схеме. К примеру, армирование будет выполняться для плиты размером 8*8 м.

Количество арматуры

Принимая во внимание стандартный размер ячеек 0,2 м, определяют количество прутьев: 8:0,2=40.
К этой цифре необходимо добавить еще один прут, в результате получается 41 пруток.
Для получения сетки необходимы и перпендикулярные штыри, следовательно, полученный результат увеличивают вдвое: 41*2=82.
Учитывая, что каркас состоит, как минимум, из двух слоев, удваиваем и это значение: 82*2=164.
Таким образом, для армирования плиты 8*8 метров понадобится 164 прута.
Однако в большинстве случаев арматурные прутья имеют стандартную длину, которая равна 6 метрам. Значит, необходимо вычислить общий метраж арматуры: 164*6=984 м.
Количество вертикальных соединительных прутьев вычисляется аналогичным способом

Если учесть, что соединение выполняется в местах пересечения горизонтальных элементов, то можно получить следующее: 41*41=1681.
Теперь следует определить длину соединительных стержней. Зная, что высота монолитной плиты составляет 20 см, а расстояние от каркаса до верхней и нижней части основания должно быть не меньше 5 см, определяют длину стержня: 20-5-5=10 см.
Теперь можно определить общий метраж соединительных стержней: 1681*0,1=168,1 м.
Суммируем все данные и получаем результат: 984+168,1=1152,1 м.

Если в магазине материал продают по весу, то можно определить и этот параметр. Средняя масса одного погонного метра прута составляет 0,66 кг. Следовательно, общий вес арматуры будет таким: 1152,1*0,66=760 кг.

Дополнительно о правилах выбора и расчета арматуры.

Инструкция по этапам

Подготовительные работы:

• Расчистить и выровнять предполагаемую площадку строительства.
• Вынести на местность план при помощи маячков с леской.
• Вырыть котлован. Иногда при армировании фундамента своими руками основание делают непосредственно в аккуратно вырытых траншеях, где боковые стенки грунта играют роль опалубки. Сроки очень сжаты, так как под воздействием первого же дождя поверхностные воды частично размоют его. В этом случае армкаркасы изготавливают заблаговременно, до начала рытья траншей. По технологии правильнее будет устроить общий котлован под фундамент, утрамбовать землю и сделать щебеночное основание 20 см на подушке из песка, залив все поверх бетонной подготовкой толщиной 10 см.
• Далее установить опалубку согласно планировке.
• Подготовить все к армировке. Прутки нарезать нужной длины и сделать отгибы. Для облегчения представления о том, как будет выглядеть армокаркас, можно составлять для себя набросок, схему, в которой обозначить зазоры, получившиеся длины и другую вспомогательную информацию.

Устройство каркаса:

1. Нарезка. Необходимая длина определяется по высоте основания минус верхний и нижний зазоры под защитный слой бетона. Для вертикальных прутьев расчет будет складываться так: длина арматуры = высота фундамента – 50 см снизу – 50 см сверху. Для укладываемых по ширине, а также продольных рабочих стержней длина определяется аналогично.

2. Сбор каркаса. Вспомогательные материалы – это специальная проволока и вязальный крючок для нее, пластиковые фиксаторы и временные подпорки. Длинные прямолинейные участки собираются на земле, затем опускается в опалубку. Проволока должна быть обожженная (иначе она будет ломкая), отрезанная необходимой длины и сложенная вдвое. Чтобы самому зафиксировать ей одно перекрестие стержней, к примеру, диаметром 12 мм, надо отрезать кусок проволоки не менее 200 мм, а для большего диаметра или количества связываемой арматуры – длиннее. То есть 2 прутка по 12 мм (24 мм) нужно обхватить (умножить на два) и перекрутить между собой «хвосты» (как минимум 50 см) получится 100 мм, плюс для повышения прочности она должна быть сложена вдвое = 200 мм, при этом необходимо руководствоваться схемой.

3. Установить каркас в опалубку. Чтобы обеспечить защитный слой бетона снизу фундамента, можно воспользоваться специальными несъемными пластиковыми фиксаторами (подставками). Использовать для этого стальные подставки или арматуру запрещается, так как оставшийся там без защитного слоя метал, подвержен ржавчине и может «заразить» ей весь каркас. Деревянные брусья тоже не рекомендуются, так как они впитывают влагу и могут передать ее металлическому каркасу, который начнет ржаветь.

4. Выполнить правильное армирование углов согласно инструкции. Для этого применяются гнутые с требуемым радиусом стержни, с заданной величиной перепуска. Также устраиваются и Т-образные примыкания основания.

Распространенные ошибки и рекомендации

Устраивать углы при помощи прямых пересечений не советуется, гнуть арматуру очень тяжело. Порой при армировании углов ленточного основания прибегают к хитростям: раскалить металл до более податливого состояния и согнуть, или сделать подпил болгаркой и согнуть в этом месте – ни один, ни другой вариант неприемлем. Потерянная в этих манипуляциях почти вся прочность прутьев при неравномерной просадке сооружения может привести к тому, что фундамент не выдержит, и трещина пойдет по углу на всю высоту строения.

Зачастую при устройстве фундамента своими силами есть непреодолимое стремление «сделать все понадежнее и покрепче, что б наверняка», это приводит к увеличению стержней, диаметра и шага, при этом затрачивается необоснованно больше материала, средств и сил. Процент армирования колеблется от 0,1% до 4% от площади сечения основания, для частного строительства значения 0,1% будет больше чем достаточно.

Достоинства монолитного перекрытия

Для начала, если говорить о достоинствах, нужно понимать, что такая конструкция не нуждается в дорогостоящих работах. После монтажа её не нужно доделывать или совершенствовать – конструкции в последующее время будет нужна только отделка.

Итак, преимущества плит

• Это надежный и прочный вид перекрытия (К примеру, в случае взрыва газовой колонки, плита не обрушится сразу же);
• Плиты можно применять для площадей любой формы и сложности. А вот сборные конструкции не имеют такой возможности, ведь они обладают определенным и неизменяемым размером;
• Перекрытие «устанавливается» именно на объекте;
• Установка может выполняться без помощи специальной и дорогостоящей техники;
• Срок эксплуатации плит – больше 100 лет;
• Не имеет возможности горения и плавления;
• Не нуждается в дальнейшем дополнительном обслуживании;
• Толщина конструкции – 180-230 мм.

Недостатки монолитного перекрытия

• После снятия опалубки, изделие нуждается именно в косметической отделке;
• Вес конструкции явно больше, чем деревянный;
• Бывают проекты, в которых применение плит монолитного типа невозможно (например в деревянных домах), либо финансово невыгодно;
• Объект нуждается в звукоизоляции;
• Все этапы установки должны проводиться без перерывов. Это необходимо для того, чтобы на каркасе и опалубке не скапливалась пыль, мусор и листья;
• Если температура ниже 5 градусов, то есть потребность в добавлении морозостойких добавок и других способах прогрева.

Необходимость армирования

Арматурный каркас – необходимый элемент плиты. Некоторые строители не выполняют эту работу, полагая, что бетонная конструкция способна самостоятельно сопротивляться нагрузочным воздействиям. Чтобы точно знать, для чего требуется армирование плитного фундамента, нужно изучить проблемные вопросы, решаемые данным элементом:

• каркасная основа придает фундаменту дополнительную прочность, позволяющую выдерживать большие нагрузки по сравнению с обычными цементными плитами;
• простой бетон способен противостоять сжатиям, но изгибы выдерживает плохо. Стальные арматурные прутья не дают плите согнуться от неравномерной нагрузки, что понижает риски частичной усадки сооружения;
• армирование плиты фундамента не позволяет ей поддаваться деформированию в процессе вспучивания и движения почвенного состава. Следует заметить, что усиленное фундаментное основание не боится резких смен температурного режима и воздействия грунтовой влаги.

Схема армирования

Когда выполняется армирование плитного фундамента, схема расположения арматуры должна составляться строго по технологии. Кроме того, схемы армирования монолитной плиты перекрытия фундамента, при необходимости, предполагают неравномерный порядок размещения прутков. Участки, где планируется возведение несущих перегородок и колонн дополнительно усиливаются. Такие места называют зонами продавливания. Арматуру укладывают в один слой при толщине железобетонной плиты 15 см и меньше. Если план монолитного фундамента предполагает величину слоя больше 15 см, рекомендуется производить армирование каркасами. Для плитно-свайного фундамента расчеты нужно производить отдельно – в зависимости от расположения и материала свай. В любом случае, чтобы правильно выполнить армирование фундаментной плиты, чертеж надо составлять на основании тщательных предварительных расчетов.

Схема расположения усилений фундаментаИсточник pingru.ru

Основные параметры плиты

Рассмотрим на примере основные узлы конструкции. На схеме изображена сетка с постоянными размерами ячеек. Расстояние между прутками должно быть одинаковым. С расчетом нагрузок, шаги прутьев делают через каждые 20-40 см. Для построек из кирпича подходит 20 см, а для легких каркасных домов допускается делать укладку арматуры реже. В любом случае, по строительным правилам из пункта про «бетонные и железобетонные конструкции» указано, что расстояние между прутьями не должно превышать толщину основания в 1,5 раза.

Распространенный метод укладки – в два ряда. Их совместное действие будет обеспечено монтажом вертикальных стержней. Отступы между такими прутами должны равняться шагам основной стальной конструкции также допускается в два раза большее расстояние. По правилам плиту перекрытия на торцах следует армировать П-образными хомутами, длина которых должна равняться двум толщинам основания и более. Обвязка стержней должна охватить верхние и нижние ряды. Такая методика обеспечивает надежное восприятие крутящих моментов у края фундаментной основы и позволит произвести анкеровку концов продольных прутков.

Армирование плиты фундамента по краям и укладка в два рядаИсточник ufa.masterdel.ru

Зоны продавливания

В местах, где об фундамент будут опираться несущие вертикальные конструкции, раскладку следует производить, уменьшив шаги армирования. В случае, когда по основной ширине плиты арматура укладывается через 20 см, значит, под перегородками следует перейти на расстояние в 10 см. Такой метод позволяет предупредить возникновение продавливания и образования трещин.

Если зона сопряжения совпадает с монолитной стеной подвала, глубина закладки будет производиться в соответствии с высотой планируемого помещения. В таком варианте работы ведутся с привязкой основания к стенам.

При армировании фундаментов, рекомендуется производить совместную обвязку каркасов монолитных стен и плиты. Во время заливки фундаментного основания нужно оставить части вертикальных стержней, которые послужат связующими звеньями. Эти концы запускают в основу, производят загиб края, примерно на две части высоты плиты, после осуществляют привязку к основной части каркаса.

После заливки и застывания бетона, вертикальные стержни используют для «привязки» стен к основаниюИсточник dvamolotka.ru

Чтобы произвести грамотный расчет стройматериалов и армирование плитного фундамента понадобится схема и чертеж. Должны быть внесены данные о шагах между рядами арматуры и ее диаметр.