Основные правила армировки
С точки зрения прочности, оптимальным способом было бы внешнее расположение арматурного каркаса.
Но на практике это невозможно по ряду причин, основными из которых являются:
- Склонность металла к коррозии.
- Невозможность установки каркаса на длинные или погруженные в грунт блоки.
- Поверхность должна быть ровной и готовой к присоединению других элементов постройки.
По этим и другим причинам используется внутреннее армирование, которое защищает металл от коррозии и решает ряд других вопросов. Недостатком является необходимость выполнять множество действий, нужных только для фиксации арматуры в неподвижном состоянии до момента застывания раствора.
Это означает излишний расход материала, нерациональные трудовые вложения, расход времени. Но других вариантов армирования нет, используемая методика проверена многими десятилетиями и показала свою надежность и эффективность.
Диаметр арматуры для ленточного фундамента
Расположение арматуры в плите перекрытия
Для придания фундаментному основанию большей прочности, необходимо рационально подобрать правильный диаметр арматуры.
- Самый оперативный, но при этом несколько более затратный способ – это использовать арматуру максимального диаметра. Обычно даже при планируемых проектных больших нагрузках на основание применяется металлическая арматура с диаметром 8-12 мм. Но если строение не массивное и фундамент планируется мелкозаглубленный, то такой перерасход материала и соответственно – сметы, совершенно не обоснован
- Решение проблемы расчета может находиться в использовании параметров таблицы, отображающей установленные нормативы СНиП
Диаметр арматуры в основаниях с длиной большей 3 м должен быть не меньшим 10 мм для продольных элементов армированной конструкции. Поперечные пруты могут иметь в диаметре 6-8 мм.
При длине фундаменты свыше трех метров диаметр продольных прутьев – не менее 12 мм. В случае если имеется арматура с другими характеристиками, а также для рационализации устройства основания следует прутья с большим диаметром укладывать на низ основания, а вверху должны находиться прутья с меньшим диаметром.
Схема армирования арматуры
Схема конструкции арматуры для ленточного фундамента При создании фундаментного основания применяются две схемы армирования:
- С использованием шести прутьев
- С четырьмя прутьями
При этом расчет арматуры для ленточного фундамента ведется исходя из ширины фундаментной ленты. Расстояние между продольными арматурами не должно быть меньшим 400 мм. В этом случае используется четырехрядное армирование. Но при этом должна оставаться дистанция до грани самого фундамента от крайней арматуры порядка 50-60 мм.
Расчет количества арматуры для ленточного фундамента
Схема устройства ленточного фундамента
Чтобы не обращаться к сложным формулам и расчетам, этот показатель можно получить, вычислив предварительно периметр будущей конструкции.
Далее, учитывая количество рядов арматуры в ленте фундамента, исчисляется количество продольной арматуры
При этом нужно принять во внимание запас материала на образование стыков
Длина каждого стыка равна тридцатикратному показателю диаметра арматуры. То есть, если диаметр равен 10 мм, то длина стыка равна 30*10=300 мм. Количество и длина стыков добавляется к величине периметра, умноженной на количество рядов.
Количество поперечной арматуры вычисляется с учетом высоты ленты и, исходя из расчета, что перемычки будут монтироваться на дистанции 2,5 м.
Вязка арматуры для ленточного фундамента
Для соединения прутьев арматуры надежнее использовать метод вязки – он надежнее и дешевле чем использование сварки.
Для этого применяется вязальная проволока, согнутая вдвое так, чтобы с одной стороны образовалась петля. Далее, придерживая одной рукой петлю, другой свободной рукой нужно продеть второй край проволоки в эту петлю и перекрутить их несколько раз.
Самостоятельная заливка перекрытия
На этом этапе используется бетонная смесь, которая заливается в опалубку таким образом, чтобы она могла покрыть арматурную конструкцию.
При этом слой бетона над верхней арматурой должен быть не тоньше 60-70 мм.
В процессе заливки необходимо тщательно трамбовать бетон.
Цена арматуры для ленточного фундамента
Стоимость арматуры для фундамента – динамичный показатель, имеющий зависимость от диаметра и длины прутьев, а также от качества металла.
Но при любых ценовых условиях экономить на арматуре точно не следует, так как от этого зависят характеристики всей постройки.
Калькулятор арматуры для ленточного фундамента, видео
Пользуются большой популярностью онлайн калькуляторы расчета размеров, арматуры и количества бетона монолитного ленточного фундамента. Узнать больше о расчете арматуры можно на видео и самостоятельно провести все расчеты.
Этапы проведения работ
Если сэкономить на арматуре – армирование фундамента будет некачественным, и зимой баня обязательно даст трещины. Причем сначала – сам «халтурный» фундамент, а затем разрыв пойдет выше. В итоге получится сквозная трещина через всю баню, снизу доверху – вот оттуда будет слышен свист, и вот что придется каждый год заделывать и замазывать. А ведь с годами она будет расширяться… Почему и в этом вопросе опытные строители строго придерживаются СНиП: армирование фундаментов, в нем прописано достаточно подробно.
Как правильно армировать ступеньки?
Далеко не каждый участок под строительство бани можно идеально выровнять и подготовить к строительству. В этом случае строятся так называемые ступеньки – и для них существует своя схема армирования фундамента с перепадом высоты.
Итак, усиление ступеньки желательно продлить от уступа на целый метр. Во-вторых, в уровне верхнего пояса и в верхней части подошвы необходимо уложить пруты арматуры длиной до двух метров – с центром над уступком. И, наконец, поставить поперечную арматуру в одном метре от уступа – с шагом 1,5 метра.
Как правильно армировать углы?
Почему это так важно? Все потому, что угол железобетонного фундамента – это всегда место концентрации напряжений. Именно здесь арматура больше всего испытывает разнонаправленные напряжения растяжения и сжатия, и, если схема армирования ленточного фундамента была неправильной, такие напряжения окажутся не под силу стальным стрежням арматуры
Так, если в углу ленточного фундамента арматура будет разрывной или окажется соединена неправильно, то есть без передачи усилий от стержня к стержню, то ленточный монолитный фундамент уже не будет представлять собой одну жесткую раму, станет набором отдельных балок. Итог – в углах фундамента будут и трещины, и отколы, и расслоение бетона.
Связыванием или сваркой?
Самые серьезные последствия во время возведения нулевого уровня бывают как раз из-за того, что армирование ленточного фундамента было произведено с грубыми ошибками. И среди строителей даже появилось убеждение, что вязка арматуры нужна для фиксации скелета заливаемого фундамента – на его итоговую прочность она влияет мало, и некоторые строители советуют арматуру именно вязать, а не сваривать – все дело в том, что из-за пучения почвы на сам фундамент воздействуют разные силы, и арматура способна незаметно для глаза, но двигаться.
И, якобы, если она вся сварена наглухо – остается только надеяться на спокойствие почв – иначе не избежать трещин. А вот более ученые мужи считают, что если армировать только перекрестием концов арматуры и связывать их вязальной проволокой, то будут «радовать» и отколы слоев фундамента по ширине, и трещины углов.
Причем некоторые советские изобретатели также считают, что армирование монолитного фундамента можно производить одним «свободным перекрещиванием». Сегодня же опытные строители убеждены: делать все нужно только по правильным схемам. Итак, армирование углов – это анкеровка, т.е. закрепление арматуры при помощи отогнутых элементов, и связь зон разных напряжений в углу фундамента – т.е. связать наружного и внутреннего слоев бетонной ленты. Так связываются только верхние стержни арматуры и сама она выставляется только у внешних прутов, тогда как внутренние стержни в углу уже действительно свободно пересекаются. А вот в зоне угловой анкеровки поперечная арматура ставится ровно в два раза чаще, чем это рекомендовано для ленточного фундамента. Это можно вычислить по такой формуле – половина и три четверти высоты сечения фундамента, но в итоге не должно получиться более 25 см.
Вот почему стыки арматуры связывать проволокой можно – но только с целью закрепить их перед сваркой. А как только каркас готов, нужно самым тщательным образом все эти стыки проварить – но ни в коем случае не заварить вот так. Так делается и армирование столбчатого фундамента, и ленточного, и армирование плитного фундамента.
Ассортимент металлопродукции
Классы арматурной стали Для железобетонных конструкций используют арматуру:
- горячекатаную, гладкую или с периодическим профилем (кольцевым или серповидным) диаметром от 6 до 40 мм;
- термически и механически упроченную с периодическим профилем, 6–40 мм;
- холоднодеформированную периодического сечения (3–12 мм).
Рекомендовано использовать гладкую арматуру классом не ниже А-240 (А-I). Для ребристой (периодического профиля) выбирают класс А-300 и выше.
Предпочтительно использовать изделия с периодическим профилем – с приливами в виде колец или серпа. Неровности увеличивают площадь сцепления стержней с бетоном и прочность всей конструкции.
В последнее время в продаже появилась композитная арматура. Производитель рекомендует её использовать взамен стальных изделий.
Виды арматуры для фундамента
В соответствии со сводом правил СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения», для армирования железобетонных конструкций следует применять отвечающую требованиям соответствующих стандартов или утвержденных в установленном порядке технических условий арматуру следующих видов:
- горячекатаную гладкую и периодического профиля с постоянной и переменной высотой выступов (кольцевой и серповидный профиль соответственно) диаметром 6-50 мм;
- термомеханически упрочненную периодического профиля диаметром 6-50 мм;
- холоднодеформированную периодического профиля диаметром 3-16 мм;
- арматурные канаты диаметром 6-18 мм.
Арматурный каркас представляет собой металлический скелет, состоящий из продольных прутьев, проходящих вдоль фундамента, и поперечных прутьев-хомутов, поддерживающих продольные прутья в правильном пространственном положении.
Различают два вида арматурных каркасов – сварные и вязаные. Сварные каркасы изготавливают в заводских условиях с применением технологии сварки, не допускающей ослабления арматуры. В полевых условиях использовать сварку не рекомендуется, так как сварные швы ухудшают физико-механические свойства металла в районе шва, что может привести к разрушениям и потери целостности металлического каркаса.
Вязаный арматурный каркас сооружается на месте. Рабочая продольная арматура связывается с поперечной при помощи тонкой стальной проволоки, которая надежно фиксирует прутья в правильном положении.
Рабочая продольная арматура определяется расчетом, а для одноэтажных зданий и временных сооружений назначается конструктивно, не менее 0,1% от площади поперечного сечения фундамента. Диаметр арматуры для ленточного фундамента должен составлять при длине здания:
- до 3 м – не менее 10 мм;
- более 3 м – не менее 12 мм.
В качестве продольной арматуры используют рифленые пруты, т.к. они имеют большую прочность и способны лучше сопротивляться изгибающим усилиям.
Поперечная арматура назначается конструктивно, диаметром 6 мм при высоте фундамента до 80 см, в других случаях ставят арматуру диаметром 8 мм. Диаметр поперечной арматуры не должен быть меньше четверти диаметра продольной арматуры. Шаг конструктивной арматуры составляет 30-80 см. В качестве поперечной арматуры подойдут обычные гладкие пруты, т.к. они не несут на себе нагрузку, а только поддерживают продольные прутья в правильном положении.
Альтернативой традиционной стальной арматуре является композитная арматура, появившаяся не так давно. К ее достоинствам можно отнести следующие факторы:
- Цена. Арматура из стекловолокна дешевле стального прута.
- Легкость и прочность. Несмотря на то, что вес стекловолоконных прутьев намного ниже, чем стальных, их прочность примерно в 3 раза выше.
- Стойкость к коррозии и долговечность. Стекловолокно не подвержено коррозии, поэтому срок службы таких элементов не ограничен.
- Композитная арматура не намагничевается и не создает помех радиоволнам.
Как рассчитать, сколько надо?
Во главу угла методики подсчёта армирования ленточных оснований заложен принцип преобладания сопротивления грунтового основания над удельной нагрузкой от веса здания или сооружения.
После этого рассчитывают несущую способность ленты, величина которой зависит от полной загрузки наземной части строения. На этом этапе определяют количество и сортамент арматурных стержней, их форму соединения в единый каркас.
Если надавить на какой-либо мягкий предмет, то он прогнётся. Верхняя плоскость сожмётся, а снизу материал растянется. Так и в ленточном фундаменте, верхняя его часть будет испытывать сжатие, а на нижний слой будут воздействовать силы растяжения.
Это физическое явление учитывают при расчёте монолитной ленты. То есть, в верхнем и нижнем поясе закладывают арматуру, которая выдерживает сжатие, а снизу бетон противостоит растяжению.
На основе этого положения было разработано «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения)».
Тяжёлый бетон приготавливают из:
- цемента М 300 – М 800,
- щебня гранитных пород,
- среднефракционного песка,
- воды средней жёсткости с добавкой различных видов пластификаторов.
Его применяют для возведения заливных фундаментных лент.
Кроме этого пользуются Сводом Правил СП 52-101-2003, который содержит рекомендации по расчёту и проектированию, относящиеся к изготовлению и установке армокаркасов ЛФ. Правила согласованы с требованиями СНиП 52-01-2003.
Определение глубины заложения и высоты ленты
В расчёт глубины заложения подошвы ленточного фундамента включают два фактора:
Уровень грунтовых вод
Уровень залегания грунтовых вод легко определить, если рядом с местом строительства есть колодец. Расстояние от уровня земли до поверхности воды в нём будет равно искомому параметру.
В отделе архитектуры и землеустройства местной администрации можно взять копию вертикальной съёмки с привязкой к стройучастку, где будет указан уровень грунтовых вод. Если нет ни того не другого, то этот показатель определяют взятием образцов почвы с помощью бурения грунта.
Глубина промерзания
Знать её необходимо по причине того, что воздействие на влажную почву при минусовой температуре в зимний период вызывает в ней замерзание воды. Этот процесс вызывает пучение грунта потому, что он в это время резко увеличивается в объёме.
Силы пучения могут легко выдавить вверх фундамент дома. Чтобы этого не происходило, подошва ленты должна находиться ниже зоны морозного пучения. Глубину промерзания определяют справочным путём либо таким же способом, как и при установлении уровня грунтовых вод.
Глубина заложения фундаментной ленты должна находиться на отметке выше уровня грунтовых вод и ниже уровня промерзания почвы. Количество продольных рядов зависит от высоты основания. Согласно СНиПу, расстояние между конструкционными рядами арматуры не должно быть более 40 см.
Сколько рядов арматуры нужно для армирования ленточного фундамента высотой 1 метр? Количество рядов в зависимости от высоты основания:
- до 70 см – без продольной арматуры;
- от 71 до 90 см – один ряд;
- от 91 до 130 см – два ряда;
- от 131 до 170 см – три ряда;
- от 171 до 210 см – четыре ряда.
Установлено, что на месте строительства грунтовые воды залегают на глубине 1200 мм, а уровень промерзания грунта равен 800 мм. В этом случае глубину заложения ЛФ принимают величиной 1 метр. Высота ленты с учётом нормативной высоты цоколя 150 -200 мм (расстояние от верха фундамента до уровня земли) будет равна 1150 – 1200 мм.
Сбор нагрузки
Максимальная масса строения включает в себя следующее:
- Вес всех конструкций дома, включая фундамент.
- Снеговая нагрузка на кровлю (СНиП 2.01.07-85).
- Вес оборудования: печь, котёл, система трубопроводов, сантехнический приборы, обстановка и пр.
- Ориентировочный вес максимального количества людей, одновременно находящихся в доме.
Ширина подошвы
Ширину ленточного заливного фундамента рассчитывают по формуле Tхk/S ≤ R, где:
- T — удельная нагрузка от максимального веса строения (см. выше);
- k – коэффициент запаса (1,1);
- S – площадь подошвы (S = P/T);
- R – сопротивление грунта.
R = 1,88 кг/см2 (грунт — суглинок), P = 15000 кг, T = 1,8 кг/см2, L – длина ленты 24 м. S = P/T = 8333 см2. Оптимальная ширина ленты будет равна: S/L = 8333/2400 = 3,47 см. Следовательно, ширину ЛФ можно принимать исходя из толщины кладки + выступы ленты по обеим сторонам стены (25 мм х 2 = 50 мм).
При возведении внешнего ограждения в 1 кирпич (250 мм) ширина ЛФ составит 250 +50 = 300 мм = 30 см. Если стены возводят из шлакоблока, то поперечный размер ленты принимают 40 см. Для стен толщиной в 1,5 кладочного элемента фундамент делают шириной 50 см и более.
Принцип работы арматуры
Рисунок 1. Функции арматуры
Создание, правильная укладка ленточного типа основы строения и его армирование предусматривает не только ответ на поставленный вопрос – какой материал выбрать. Понимание процесса укладки арматуры, того, как фиксируется в ленточный фундамент и какую роль она играет – залог надежности строения.
При укладке важно понимать, что материал, созданный из стали и бетона имеет в своем активе массу преимуществ. Это обусловлено характеристиками и показателями их – бетон как бы дополняет сталь, соответственно она в разы увеличивает параметры и характеристики бетонной смеси
Это затрагивает такой параметр как прочность. Ее измеряют при разных состояниях строительного материала – растяжение и сжатие, давление и сдвиги
Все это очень важно, так как влияет на итоговые показатели прочности. У бетона присутствуют такие высокие показатели как сопротивление при сжатии, потому его нередко применяют при возведении перекрытия
Но при этом важно учитывать и такой показатель как растяжения даже самого прочного железобетона.
Как выполняется армирование фундамента свайного типа
Такие фундаменты подходят для зданий, строительство которых осуществляется на участке с высоким уровнем грунтовых вод или слабых грунтах. Подходят также для участков с большими перепадами рельефа.
Для прочности основания свай соединяются между собой ростверком из бетона с арматурной конструкцией внутри. При устройстве ростверка используются принципы и правила армирования, схожие с существующими для фундаментов ленточного типа.
До начала работ составляется схема с основными параметрами расположения арматурного каркаса. Диаметр арматуры – 10-12 мм. Глубина свай должна быть ниже уровня промерзания грунта.
