Фундаменты с железобетонным каркасом: как сделать

Закладные изделия

Закладные детали служат для соединения между собой сборных железобетонных конструкций при монтаже их с целью образования жёсткого каркаса. Закладные детали изготавливают из листовой и профильной стали путём механизированной заготовки элементов и контактной точечной, рельефной и дуговой сварки, а также холодной штамповки.

Основные типы и конструктивные формы элементов сварных соединений закладных деталей должны назначаться в соответствии с ГОСТ 19292.

Таблица 3. Рекомендации по выбору сталей для закладных деталей

Характеристика закладных деталей	Условия эксплуатации конструкций
до Т = -30оС	от Т = -30оС до Т = -40оС
марка стали по ГОСТ 380-(..)	толщина проката, мм	марка стали по ГОСТ 380-(..)	толщина проката, мм
1. Закладные детали, рассчитываемые на усилия статистических нагрузок	Ст3пс2	4…25	ВСт3пс6	4…10
ВСт3сп5	4…25
2. Закладные детали, рассчитываемые на динамические и многократно повторяющиеся нагрузки	ВСт3сп5	4…25	ВСт3сп5	4…25
3. Закладные детали конструктивные, не рассчитываемые на силовые воздействия	ВСт3кп	4…30	ВСт3кп2	4…30
БСт3кп2	4…30	ВСт3пс3	4…30

При хранении и перевозке арматуры, заготовок и каркасов они должны быть надёжно защищены от увлажнения, загрязнения и повреждений.

Виды

Для армирования ленточного фундамента употребляется два вида прутьев. Для осевых, которые несут ключевую нагрузку, необходим класс АII или III. При этом профиль должен быть ребристый, ведь он обладает лучшей адгезией с бетонным раствором, а также в соответствии с нормой передает нагрузку. Для суперконструкционных перемычек используют более дешевую арматуру: гладкую класса АI, толщина которой может быть 6–8 миллиметров. За последнее время большой востребованностью стала пользоваться стеклопластиковая арматура, ведь она обладает лучшими прочностными показателями и длительными эксплуатационными сроками.

Большинство проектировщиков не рекомендуют ее употреблять для фундаментов жилых помещений. По правилам это должны быть железобетонные конструкции. Особенности таких стройматериалов давно известны. Разработаны специализированные арматурные профили, которые способствуют тому, что бетон и металл объединяются в целостную конструкцию. Каким образом будет вести себя бетон со стеклопластиком, как надежно будет данная арматура соединяться с бетонной смесью, а также успешно ли эта пара будет справляться с различными нагрузками – все это малоизвестно и практически не испробовано. Если есть желание поэкспериментировать, можно применить стекловолоконную либо железобетонную арматуру.

Достоинства плоских и объемных арматурных моделей

Приобретая и соединяя элементы арматурного каркаса в единую конструкцию, можно существенно улучшить характеристики железобетонно монолита. Использование стальных прутков актуально в строительстве, производственной отрасли, при ремонтных и отделочных работах. Контактная сварка арматурных каркасов востребована в частных целях, при возведении фундаментов дач и домов, других целях.

Использование подобных конструкций дает следующие преимущества:

правильно сваренная и смонтированная арматура существенно увеличивает показатели прочности и надежности любого объекта, вне зависимости от размеров, назначения, максимальной нагрузки;
хрупкость бетона и выкрашивание материала исключается, вне зависимости от интенсивности перепада температуры, влажности, механических воздействиях;
у владельца строящегося объекта появляется возможность снизить расходы на возведение фундамента за счет уменьшения размеров и объема бетона;
уменьшаются сроки монтажа здания, соответственно затраты на оплату труда рабочих, возрастает производительность труда.
Готовая конструкция по своим характеристикам соответствует требованиями ГОСТ и СНиП, других нормативных документов.

Допускается соединение арматурных каркасов в одну единую систему непосредственно на месте установки. Подобная технология применяется при производстве сложных и протяженных фундаментов для жилых и промышленных объектов.

Вязка композитной арматуры

Одним из видов композитной арматуры являются стеклопластиковые элементы, которые в последнее время пользуются большой популярностью при возведении фундаментов. Объясняется это наличием некоторых преимуществ:

Более низкая цена.
Небольшой вес.
Не поражается коррозией.
Высокие прочностные характеристики.

Соединение стеклопластиковой арматуры выполняют по тем же правилам, что и металлические прутья. Но следует выбирать способы, исключающие сгибание прутьев, так как стеклопластик при сгибе легко сломать.

Вязать современный армирующий материал можно традиционной вязальной проволокой. Однако наиболее эффективным считается использование специальных зажимов, для изготовления которых используется литой полиэтилен.

Вязка арматуры под ленточный фундамент – процесс не сложный, однако он требует внимательного отношения к каждому элементу. От правильной вязки арматурного каркаса зависит прочность и надежность основания и будущего строения в целом.

Виды арматурных каркасов

Как уже отмечалось выше, обычно различают два основных вида арматурных каркасов:

плоские (сетки). Исходя из названия, они фактически имеют два размера (длину и ширину). Обычно изготавливаются из арматурных стержней, расположенных продольно и соединенных поперечными стержнями или проволокой. Главное предназначение – армирование плоскостных сооружений (горизонтальных – стяжка и покрытие пола, кладка или вертикальных – штукатурка стен, облицовка);
пространственные (или объемные) арматурные каркасы. Обладают тремя размерами (к двум, имеющимся у сеток, добавляется высота). Представляют собой конструкцию, состоящую из нескольких плоских арматурных каркасов, объединенных в целое стержнями или кольцами. Чаще всего объемные арматурные каркасы применяются для устройства фундаментов различных видов, балок, колонн и т.д.

Существует еще один классифицирующий признак – способ соединения элементов. Их также существует два:

вязка с использованием вязальной проволоки (обычный диаметр – 0,8-1 мм). Ручная вязка обычно применяется к плоским каркасам, а также при малых объемах бетонирования или в труднодоступных местах. Кроме того, такой метод идеально подходит в частном домостроении, когда в качестве арматуры используются различные отходы металла и нетиповые конструкции;

сварка. Наиболее часто применяемый способ изготовления арматурных каркасов. Используется как в промышленных масштабах, так и при небольших объемах. Единственное условие – работы должен выполнять квалифицированный специалист, так как они относятся к потенциально опасным.

Объемы производства монолитных бетонных работ постоянно увеличиваются, поэтому также растет применение арматурных каркасов, являющихся неотъемлемой частью бетонирования.

Информацию о бетоне, его марках и свойствах можно получить здесь

Следует учитывать и тот факт, что арматурные каркасы применяются при производстве работ как профессиональными строителями больших компаний, так и в частном домостроении при выполнении работ своими руками.

Особенности конструкции

Производство арматурных каркасов осуществляется из стальных прутков со специальными ребрами, обеспечивающими повышенный коэффициент сцепления с бетоном. Применение гладких стержней не позволяет добиться целостности железобетонного массива, подвергающегося воздействию усилий и температурных факторов.

Прочность каркасов из арматуры зависит от следующих факторов:

марки применяемых металлических стержней;
сечения используемых прутков;
правильно разработанной схемы конструкции, регламентирующей количество, сортамент арматуры;
выбранного метода фиксации арматуры.

Ленточный железобетонный фундамент армировать сложнее всего: суть остается прежней, но количество манипуляций и трудоемкость процесса формирования каркаса усложняется

Для усиления оснований частных построек применяют прутки класса А-2 или А-3, прочностные характеристики которых способны обеспечить устойчивость, долговечность основы, а, следовательно, возводимого здания.

Правильное армирование фундамента

Необходимые инструменты и материалы

Армированные каркасы могут изготовляться на промышленных предприятиях или непосредственно на самих строительных объектах. Поэтому есть возможность собрать конструкцию требуемой формы по индивидуальным размерам, можно также заказать на заводе каркас со стандартными характеристиками.

Для самостоятельного изготовления армокаркаса понадобится угловая шлифовальная машина (болгарка) и сварочный аппарат. По необходимости сварка может быть заменена вязальной проволокой. А также понадобится рулетка, строительный маркер, антикоррозийная грунтовка и малярная кисть. Сырьем для каркаса послужат прутья арматуры разного диаметра.

Особенности фундамента под железобетонные колонны

Основания под столпы из железобетона выбираются исходя из положительных и отрицательных характеристик каждого вида в отдельности. В указанном случае самым оптимальным будет использование стаканного основания, имеющего следующие положительные характеристики:

Они надежны;
Имеют повышенную прочность.

В строительстве применяется два вида оснований:

Монолитный;
Сборный.

Этапы строительства

Соблюдение правил при строительстве фундамента под железобетонные колонны, способствует увеличению срока службы конструкции, качества.

Столпы устанавливаются в грунт на глубину не меньше 70 сантиметров;
На участке строительства почва не должна быть подвижной или подвергаться температурному пучению;
Грунтовые воды должны залегать не менее, чем на 1,5 метра вглубь;
Рекомендуется выравнивать площадку, чтобы она не имела резких наклонов и поворотов;
Чтобы обеспечить прочность фундамента, ростверк должен быть смонтирован из железобетона. Конечно, устройство ростверка потребует финансовых затрат, но это сделает каркас более долговечным;
Для стен рекомендуется использовать строительные материалы, относящиеся к легким: пеноблоки, брус, панели, бревно.

Предварительное проектирование позволяет сделать основание крепким, но должны соблюдаться нормы:

Сечение колонн – 20х20 см. Практика показывает использование столпов с сечением 25х25см;
Рекомендуется делать башмак под каждую колонну. Это значит расширить нижнюю часть скважины под сваю. В результате получают распределение и снижение нагрузки от здания;
Колонны размещать на расстоянии от 1 до 2 метров. При этом столпы должны находиться по углам строения, в местах стыка стен, под выступами: камин, печь.

Для увеличения прочности столпы армируют прутами с сечением от 12 до 16 мм. В зависимости от материала для ростверка, регулируется высота арматуры:

Для деревянной связки прутья не должны достигать верхней части 1-2 см;
Когда планируется железобетонный ростверк, то арматура должна выступать на 40 см.

Работать с арматурой следует только после того, как бетон наберет нужной прочности.

Монтаж башмака

Как уже было сказано, в скважинах рекомендуется делать увеличение нижней части для создания башмака. На песчано-щебневой подушке устанавливается опалубка из фанеры. Высота 20-30 см. Диаметр подготавливаемой опалубки должна быть в 1,5 раза больше, чем диаметр будущих столпов. Теперь в подготовленную емкость заливается раствор. В течение 10 дней бетон застывает, при условии, что стоит теплая сухая погода.

Монтаж колонн

Следующим шагом идет монтаж непосредственно опалубки под столпы. Деревянные доски необходимой длины скрепляют хомутами. Внутренние стенки рекомендуется укрыть рубероидом. В результате выполненных мероприятий стены колонн получаются гладкие, а главное, что при снятии опалубки отсутствуют повреждения.

Теперь установить арматуру и можно заливать раствор бетона марки 200М. Если строительство происходит в зимний период, то лучше добавить пластифицирующие добавки, улучшающие застывание раствора. Специалисты рекомендуют такие работы проводить, когда температура воздуха держится выше 15 градусов тепла. С помощью металлического штыря из жидкого бетона удаляется воздух. При температуре внешнего воздуха 20 градусов и сухой погоде, раствор застывает в течение 7 дней.

Необходимо дождаться полного высыхания и только тогда снимать опалубку. Теперь по всей высоте колонн и башмака наносят гидроизоляцию.

Ростверк

Самый надежной считается монолитная конструкция. Но есть и другие варианты связки фундамента и здания:

Крепление с помощью швеллера или двутавра. В этом случае элемент укладывается полкой вниз и крепится с помощью болтов. Такой связке не страшны большие нагрузки;
Железобетонный или монолитный ростверк. Для его сооружения потребуется опалубка и установка армирующей конструкции. Как правило, монолитный ростверк применяется для панельного дома, каркасного строительства, деревянного сруба;0
Деревянный ростверк. Использование бруса считается самым дешевым вариантом для связки столбчатого фундамента.

Преимущества конструкции

Железобетонный каркас частного дома имеет ряд преимуществ перед классическим видом построек, среди них:

Виды опалубки и преимущества строительства монолитного дома

Меньшие временные затраты на возведение.
Повышенная надежность и прочность будущего здания.
Способность легко переносить различные сейсмические явления.
Равномерная усадка конструкции, благодаря которой здание защищено от формирования трещин.
Долговечность будущей постройки.
Возможность менять внутреннюю планировку.
Повышенная пожарная безопасность за счет применения в строительстве бетона.
Возможность строительства конструкции на любом типе фундамента.
Отсутствие необходимости в грузоподъемной технике.
Бесшовный тип конструкции, благодаря чему уменьшается теплопотеря.
Возможность применения любых отделочных материалов для стен и реализации различных архитектурных решений.

Достоинства и недостатки монолитного фундамента

Для монолитного железобетонного фундамента характерны следующие преимущества:

Огнеупорность;
Возможность самостоятельного возведения;
Отсутствие необходимости в использовании дополнительной техники;
Противостоит окислению и коррозии;
Длительный срок эксплуатации;
Быстрое возведение;
Сопротивляемость нагрузкам;
Увеличение прочностных характеристик с течением времени;
Невысокая стоимость работ.

Устойчивость к механическим нагрузкам

Монолитный фундамент

Монолитная конструкция отличается минимальным количеством швов, что придает ей дополнительную устойчивость к нагрузкам и прочность.

Устойчивость к окислению

Слой бетона, покрывающий армирующую конструкцию, продлевает срок эксплуатации монолитного фундамента. Долговечность железобетона также зависит от химического воздействия раствора, который основывается на гидролитическом отделении щелочи во время отвердевания.

Устойчивость к коррозии

Основной причиной коррозии железобетона является разрушение слоя бетона, что сказывается на прочностных характеристиках. Использование специальных добавок и марок цемента позволяет предупредить коррозию, улучшить сцепление раствора с арматурой и повысить водонепроницаемость.

Увеличение плотности фундамента с течением времени

Специальный состав железобетона под воздействием воды не только сохраняет свою прочность, но и увеличивает ее.

https://youtube.com/watch?v=1KDGLczoD3Y

Несмотря на все преимущества, у железобетонного монолитного фундамента имеются своим недостатки:

Трудоемкий процесс возведения опалубки;
Слишком большой вес конструкции;
Потребность в звукоизоляции;
Вероятность появления трещин и дефектов;
Сложный демонтаж;
Необходимость возведения мощного фундамента для монолитной постройки;
Если строительные работы ведутся в холодное время года, бетон требует подогрева;
Необходимость в дополнительной теплоизоляции постройки;
Требуется дополнительный уход за железобетоном во время его застывания.

Низкий уровень воздухопроницаемости

Железобетонный фундамент отличается низким уровнем воздухопроницаемости, что не позволяет стенам «дышать». Из-за этого на начальных этапах строительства приходится прокладывать мощную вентиляционную систему.

Большой вес конструкции

Монолитные конструкции обладают большим весом, что не самым лучшим образом сказывается на стоимости строительных работ. Такие постройки требуют возведения мощного фундамента и проведения геологических изысканий.

Виды ленточного фундамента по глубине заложения

Согласно СНиП 3.02.01–87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» ленточные несущие основания классифицируются по двум признакам:

по глубине заложения;
по способу устройства.

Глубина заложения фундамента зависит от несущей способности почвы и расчётной нагрузки, которая будет оказываться на возводимый фундамент. Несущая способность почвы определяется исходя из её типа, глубины промерзания и наличия грунтовых вод на участке, где планируется постройка здания. О конструкции и способе устройства ленточного фундамента читайте в следующем разделе.

Мелкозаглублённый ленточный фундамент

Мелкозаглублённый ленточный фундамент представляет собой ленту из бетона и армирующего каркаса, находящуюся на небольшой глубине в земле. Минимальный уровень заложения зависит от глубины промерзания грунта, его пучинистости и высоты грунтовых вод.

Мелкозаглублённый ленточный фундамент может быть изготовлен из железобетона, кирпича или пеноблоков

Рекомендуемое минимальное заглубление ленточного фундамента можно узнать в СНиП II–Б.1–62. Для ознакомления предлагаем таблицу, составленную на основе данных из этого документа. В среднем по России глубина заложения варьируется от 0,4 до 0,75 м. Дополнительно можно рассмотреть глубину сезонного промерзания почвы в регионе, где планируется заложения несущего основания.

Таблица: глубина заложения фундамента в зависимости от уровня промерзания грунта

Глубина промерзания непучинистых типов грунта	Глубина промерзания слабо пучинистого грунта полутвёрдой консистенции	Глубина заложения фундамента
до 2 метров	до 1 метра	0,5 м
до 3 метров	до 1,5 метров	0,75 м
более 3 метров	от 1,5 до 2,5 м	1 м
	от 2,5 до 3,5 м	1,5 м

Глубина заложения мелкозаглублённого ленточного фундамента в центральном регионе России не должна быть меньше 0,5 м

Возведение мелкозаглублённых ленточных фундаментов рекомендовано в следующих случаях:

в регионах с высокой среднегодовой температурой и малой глубиной промерзания грунта;
при строительстве частных домов по каркасной технологии, а также построек из газобетона, пенобетона и других материалов с малым весом;
при утеплении несущего основания с внешней стороны вкупе с обустройством отмостки из щебня, песка и бетона.

Возведение мелкозаглублённого ленточного фундамента на грунте, состоящем из торфа, сапропели, ила и других органических отложений, категорически запрещено. Не рекомендуется возводить этот тип ленточного основания на смешанных и пучинистых типах грунта, перенасыщенных влагой.

Заглублённый ленточный фундамент

Заглублённый фундамент или фундамент глубокого заложения представляет собой несущую железобетонную или сборную ленту, находящуюся ниже, чем уровень промерзания грунта на 20–30 см.

Глубина заложения несущей ленты может достигать 1,5–2 м в зависимости от уровня промерзания почвы

Основная идея глубокого заложения несущей ленты — опора на плотные слои грунта, имеющие более высокую несущую способность. Этот вид фундамента подразумевает ещё большие объёмы земляных работ и затрат бетонной смеси.

Возведение ленточного фундамента глубокого заложения рекомендовано:

в регионах с низкой температурой в зимний период и промерзанием почвы на большую глубину;
если планируется строительство двух- или трёхэтажного дома из кирпича, железобетонных блоков и плит;
при наличии мелкозернистых типов грунта, перенасыщенных влагой.

Помимо этого, заглублённый фундамент позволяет обустроить подвал. При качественной изоляции и достаточном утеплении возможно обустройство цокольного этажа, предназначенного для проживания или хранения вещей.

Какую арматуру выбрать

типы профиля арматуры

Проектирование железобетонных и монолитных сооружений в соответствии с требованиями. Устанавливается вид арматуры, а также нормируемые и контролируемые показатели качества.

Для армирования железобетонных конструкций применяют следующие виды арматуры:

стальные стержни периодического профиля (горячекатаная гладкая) — диаметром 3–80 мм
термомеханически упрочнённую периодического профиля — диаметром 6–40 мм
механически упрочнённую в холодном состоянии (холоднодеформированная) периодического профиля или гладкая — диаметром 3–12 мм
арматурные канаты диаметром 6–15 мм
неметаллическую композитную арматуру
Сравнение металлической и композитной арматуры

Большепролётные конструкции армируются стальными канатами (спиральной или двойной свивки, закрытые). Для дисперсного армирования бетона используют фибру или сетки.

Вид арматуры принимают исходя от назначения конструкции, конструктивного решения, характера нагрузок и воздействий окружающей среды. Основным показателем качества является класс стальной арматуры.

Выбор класса арматуры зависит от значений:

предела текучести при максимальных нагрузках
характеристик на растяжение
пластичности
стойкости к коррозии
релаксационной стойкости
допустимое удлинение до разрушительных процессов

Таблица 1. Классы арматур

Тип профиля	Класс	Диаметр, мм	Марка стали
Гладкий профиль	А1 (А240)	6-40	Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп
Периодический профиль	А2 (А300)	10-40, 40-80	Ст5сп, Ст5пс, 18Г2С
Периодический профиль	А3 (А400)	6-40, 6-22	35ГС, 35Г2С, 32Г2Рпс
Периодический профиль	А4 (А600)	10-18 (6-8), 10-32 (36-40)	80С, 20ХГ2Ц
Периодический профиль	А5 (А800)	10-32 (6-8), (36-40)	23Х2Г2Т
Периодический профиль	А6 (А1000)	10-22	22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р

Показатели по устойчивости к деформации и прочности:

максимальный порог при растяжении;
максимальный порог при сжатии.

Где найти «официальную» информацию по правильному армированию монолитных фундаментов?

Единого источника не существует. Все необходимые сведения по способам сборки и проектированию каркасов, а также по плотности армирования — имеются в многочисленных отечественных нормативных документах, многие из которых приняты ещё во времена Союза. Приведём лишь некоторые из них.

ГОСТ 10884-94 Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций.
ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия.
ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия.
ГОСТ-2590–2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
ГОСТ 23279-85 Сетки арматурные сварные для железобетонных конструкций и изделий.
СП 52–101–2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры.
СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции.
ГОСТ 14098-91Соединения сварные арматуры и закладных изделий.

Знакомимся с буронабивным фундаментом

Идея буронабивного основания очень простая: там, где невозможно с минимальными затратами докопаться до плотного грунта, можно использовать длинные столбики-стойки. Для соединения их в общую конструкцию используется ростверк – монолитная железобетонная лента, связывающая оголовки свай.

Полезно знать о том, что сваи сильно отличаются от обычных массивных фундаментов по характеру взаимодействия с грунтом. Свая передает нагрузку двумя путями: через нижний торец (пятку) и через боковую поверхность за счет сил трения между стенкой и грунтом.

В зависимости от того, какая часть конструкции включена в работу, все буронабивные сваи делят на два типа:

Стойки.
Висячие.

Свая-стойка опирается на плотный почвенный слой. Висячая конструкция держит нагрузку только за счет силы контакта с окружающим грунтом. Поскольку плотное природное основание залегает достаточно глубоко, то значительная часть буронабивных конструкций относится к висячему типу.

Классификация, расчет и другие важные параметры, без которых невозможно выполнить устройство буронабивных свай, содержатся в СНиП 2.02.03-85 – настольной книге всех проектантов и подрядчиков. Застройщик может руководствоваться готовыми таблицами из этого норматива. В них указывается несущая способность опорных стоек. Зная ее и определив вес здания, можно подобрать нужное количество свай.

Данные, указанные в таблице, ориентировочные. Точное значение несущей способности буронабивной сваи рассчитывают по формуле, учитывающей несколько параметров:

диаметр;
марку бетона;
вид армирования;
глубину бурения;
механическую прочность грунта.

После всего сказанного, возникает вопрос: для каких зданий оправдано строительство буронабивного фундамента с ростверком? Некоторые застройщики считают, что такая конструкция не способна выдержать большие нагрузки, поэтому используют ее только для легких каркасных зданий, а также домов из бруса, газо или пенобетона. Это не так. На сваях сегодня стоят тысячи кирпичных девятиэтажек и никто не сомневается в их надежности.

Прочность буронабивной стойки, изготовленной в полевых условиях немного ниже, чем у конструкции, прошедшей полный цикл заводской обработки. Тем не менее, ее с запасом хватит для возведения кирпичного дома.

Главным условием качества в этом случае является правильный расчет и точное соблюдение технологии, включающей несколько этапов:

Бурение скважины под буронабивные сваи (ручной мотобур или более мощная передвижная установка).
Монтаж обсадной трубы (в сыпучих и сырых грунтах).
Установку арматурных каркасов.
Бетонирование скважины.
Отсыпку песчано-щебеночной подушки под ростверк (толщина 10-15 см), компенсирующей подъем грунта в результате морозного пучения.
Монтаж опалубки над поверхностью земли, установку арматуры и заливку ростверка, связывающего сваи.

Устройство каркаса из арматуры под ленточный фундамент