Способ укладки
Стержни большего диаметра располагаются продольно по всему периметру ленты: по 2-4 прутка в каждом поясе (нижнем и верхнем). Элементы поперечные и вертикальные меньшего диаметра устанавливаются с шагом 50 см, и на 5 см не доходят до верхней точки фундамента (на уровне земли). Размеры разных элементов рассчитываются с учетом параметра фундамента и используемых при строительстве материалов.
Особое внимание при монтаже армирующей конструкции необходимо уделять укреплению углов. Именно на эту часть фундамента приходится наибольшие нагрузки
Арматура для ленточного фундамента дома должна выдерживать любую нагрузку, причем с учетом многих лет использования, размытия грунта, других природных явлений. Качественное армирование углов предотвратит образование трещин или растяжений конструкции. Прутки в углах обязательно загибаются
Очень важно, чтобы присутствовал нахлест. Радиусными элементами соединяются все стержни
Параметры перекрытия стержней в угловой зоне не должны превышать 25 см.
Арматурный каркас набирается из различных элементов
Чтобы укрепить разные участки фундамента ленточного типа, необходимо выполнить правильный расчет количества стальной арматуры.
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 см2.
Теперь нужно найти общую площадь арматуры. По СНиПу она должна быть не менее 0,1%. Для данного примера это 2,8 см2. 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 см2 (вычисляется по формуле площади окружности). Получается, чтобы обеспечить рекомендации (2,8 см2) нам понадобится три прутка (или говорят еще «нитки»), так как двух явно мало: 1,13 * 3 = 3,39 см2, а это больше чем 2,8 см2, 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 см2. Если умножить на 4 (минимальное количество прутков рабочей арматуры для ленточного каркаса), получим 3,16 см2, 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
Как рассчитать толщину продольной арматуры для ленточного фундамента разобрались, нужно определить, с каким шагом устанавливать вертикальные и горизонтальные перемычки.
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 определении размеров ленты.
Расчетная часть
Цельная фундаментная плита обеспечит устойчивость возводимого здания, если правильно составлена схема армирования монолитной плиты фундамента.
Экономия денежных средств, снижение трудовых затрат обеспечивается формированием основы со следующими характеристиками:
- Глубиной приямка — 0,3-0,5 м.
- Толщиной бетонной плиты — 0,15-0,3 м.
Для выполнения строительства необходима схема армирования плитного фундамента. Ее несложно разработать самостоятельно, зная габариты, особенности конструкции здания. Самостоятельно разработанный чертеж позволит оценить стоимость строительных мероприятий, профессионально подойти к выполнению работ по армированию.
Такая плита полностью заливается бетонной смесью, перед заливкой производится установка арматурного каркаса, который во много раз усиливает конструкцию
Зная габариты основания и, ориентируясь на интервал между стальными прутками и массу одного погонного метра арматуры, не сложно рассчитать количество стальных стержней необходимого сортамента.
Алгоритм выполнения расчёта потребности в арматуре, расположенной с шагом 20 см, рассмотрим на примере основания, имеющего габаритные размеры 900х700 см:
- потребность в продольных стержнях одного уровня каркаса определяем путем деления длины плиты на расстояние между стержнями — 900:20=45 прутков (длиной 7 метров). Количество продольной арматуры на две стороны составит 45х2=90 элементов;
- суммарное количество поперечно расположенных элементов определяем аналогично: 700:20х2=70 прутков (длиной 9 метров);
- рассчитываем общий метраж стержней усиления: 90х7+70х9= 1260 метров;
- определяем массу необходимой для усиления фундамента арматуры, зная вес погонного метра стального прутка. Например, для стержня диаметром 14 мм, погонный метр которого весит 1,21 кг, получаем: 1260х1,21=1524,6 килограмм.
Заказ прутков осуществляется в тоннах. Следует, руководствуясь полученным значением, заказывать незначительно увеличенное количество стержней с учетом отходов, связанных с резкой материала.
Схема армированной монолитной бетонной плиты
Способы соединения арматуры
В промышленном строительстве металлические прутья обычно соединяются точечной электросваркой. Такой способ фиксации, помимо главного преимущества — быстроты, имеет и определенные неудобства. Во-первых, соединять сваркой можно только арматуру, в маркировке которой присутствует буква «С» («сварка»).
Во-вторых, такое соединение всегда получается жестким. Технология армирования бетонного основания такую ситуацию хотя и допускает, но не приветствует. В идеале уложенные силовые пояса в местах крепления прутиков должны иметь небольшой люфт, чтобы лучше препятствовать возникающим нагрузкам. В-третьих, в местах сварки стальные прутья теряют часть своей прочности.
Заготовка хомутов с помощью сгибателей.
Поэтому в частном строительстве более популярно использование для фиксации вязальной проволоки. В каждом месте пересечения при этом способе нужно закрепить петлю из проволоки. Этот способ очень экономичен и прост в исполнении, но достаточно трудозатратен.
Третий способ появился сравнительно недавно. Места соединений прутьев фиксируются специальными пластиковыми хомутами. Стоимость такого способа крепления выше, чем при использовании вязальной проволоки, но по скорости проведения работ он лишь немного уступает электрической сварке.
Независимо от выбранного способа крепления у них есть общее правило. Установка в угловых частях основания прутьев должна выполняться внахлест, с загибанием их краев, а не простого укладывания друг на друга.
Композитная арматура
Композитная арматура – современная альтернатива стальным аналогам, издавна применявшимся в монолитном строительстве. Ее разработки начались еще в 60-х годах прошлого столетия. В Росси ее выпускают в соответствии с требованиями ГОСТ 31938-2012. В других странах за основу взят международный стандарт ISO 10406-1:2008.
Классификация композитной арматуры
Исходным материалом при производстве композитной арматуры служит, углерод, стекло, волокна на основе природных минералов. Из них формируется прочный стержень, которому различными способами придается ребристая форма. Прочность и твердость детали приобретают в результате высокотемпературной обработки.
По материальному исполнению неметаллическая арматура делится на несколько категорий:
1. Стеклокомпозитная арматура (АСК) – продукт сочетания стекловолокна (стеклоровинга) со специальными смолами. Волокна получают вытягиванием алюмоборсиликатной расплавленной смеси до толщины порядка 10-20 микрон. Из них формируют стержни большего диаметра с использованием адгезионных пропиток и смол.
Арматура АСК.
2. Базальтокомпозитная арматура (АБК) получается из расплавленного горного минерала – базальта. Его доводят до расплавленного состояния, вытягивая до состояния тончайших волокон. Их сплетают в присутствии органических смол в достаточно толстые прутья, способные при наборе твердости выдерживать экстремальные нагрузки.
Арматура АБК.
3. Арматура комбинированная композитная (АКК) состоит из стеловолокнистых стержней, покрытых снаружи базальтопластиковой намоткой. Она несколько уступает по своим прочностным характеристикам базальтовым пруткам, хотя нередко выдается за них недобросовестными поставщиками.
Арматура АКК.
4. Углекомпозитная арматура (АУК) изготавливается из углеродных нитей толщиной 3-15 микрон, уложенных параллельно друг другу. Такой материал обладает очень высокой прочностью на разрыв, но дороже других композитных аналогов.
5. Арамидокомпозитные стержни (ААК) представляют собой прочные и химически стойкие детали, полученные на основе полиамидных молекулярных цепочек. Водородные связи, возникающие между ними в процессе формовки, придают изделиям особую надежность и долговечность.
Размеры композитной арматуры
Композитная арматура даже при небольшой толщине способна брать на себя огромные нагрузки. Наиболее востребованные диаметры таких стержней представлены в таблице №4.
Таблица 4. Номинальные диаметры композитной арматуры
| Номинальный диаметр по ГОСТ 31938-2012 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия (с Поправкой) , мм | ||||||||||||
| 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 25 | 28 | 32 |
Стандарт допускает выпуск композитной арматуры с другими размерами. Стержни обычно поступают с завода-изготовителя в строго определенной нарезке. Их длина лежит в интервале от 0,5 до 12,0 метров. Предельные отклонения длины единичных экземпляров не могут превышать значений, указанных в таблице №5.
Таблица 5. Требования к точности изготовления композитных стержней
| Длина стержней | Предельные отклонения по длине, мм |
| до 6 метров включительно | +/- 25 |
| свыше 6 до 12 метров | +/- 35 |
| более 12 метров | +/- 50 |
Некоторые виды композитной арматуры поступают в виде бухт или намотанными на жесткие барабаны.
Бухта композитной арматуры.
Классификация
Изделия отличаются классом прочности. В ходе устройства фундамента домов коттеджного типа и других одноэтажных сооружений чаще используют металлические, классов А240 и А400 (А500С).
Также различают арматуру:
- Стержневого или проволочного вида.
- Периодического или гладкого профиля.
Проволочную, согласно технологии, используют для хомутов, вязки каркаса и т.п. В качестве рабочей применяются только стержни. А периодический профиль обеспечивает лучший контакт с бетоном, включая его в совместную работу. От гладкопрофильной бетон может отслоиться.
Арматура подразделяется на:
- Рабочую (чаще – продольная) – главная, необходима для восприятия основных усилий от нагрузок, классом А400 или А500. Обычно диаметр ее больше остальных.
- Конструктивную – служит для распределения нагрузок по прутьям, для включения их в совместную работу. Для пространственных связей зачастую используются хомуты.
- Монтажную – для облегчения пространственной сборки каркасов и выравнивания в проектное положение перед бетонированием.
Особенности армирования
При просадке грунта, в зависимости от того, случилось это по краям основания или посередине – растягивающие напряжения в теле конструкции могут возникнуть как сверху, так и снизу. Поэтому по правилам необходимо создать два пояса, в верхней и нижней части фундамента соответственно. Пояса состоят из нескольких прутьев рабочей арматуры, согласно инструкции их необходимо объединить между собой поперечными связями или хомутами, которые должны обхватывать продольные стержни с внешней стороны.
Конструктивные правила к армированию, изложенные в СП 63.13330.2012 в пункте 10.3, направлены на то, чтобы максимально обеспечить совместную работу арматуры с бетоном, а именно:
- Защитный слой бетона. Его величина должна быть такой, чтобы свободно можно было выполнить стыки стержней, и достаточной для предохранения от внешней среды (во избежание образования ржавчины). Для фундаментов, залегающих ниже поверхности грунта, минимальный защитный слой бетона составляет 4 см, чаще применяют 5, для рабочей арматуры он может достигать 7 см.
- Расстояние в свету. Между прутьями должны быть обеспечены зазоры, которые не будут препятствовать укладке бетонной смеси (она густая, и зачастую со щебнем или другим наполнителем, зазор между стрежнями должен быть больше фракции наполнителя, и такой, чтобы раствор беспрепятственно заполнял все пространство, без образования пустот). Расстояние между прутками в свету не должно быть меньше самого большого из используемых диаметров стержня, при этом не менее 50 мм для нижней арматуры, и не менее 25 мм для верхней.
- Продольная армировка. Расчет сводится к определению ее процента в теле конструкции. Общая площадь сечения рабочих прутьев должна составлять не менее 0,1% от площади сечения фундамента. Для 120х50 см=6000 см2, 0,1% от него – 6 см2. Теперь подбирается диаметр по сечению, например, это может быть 6 прутков 12 (по 3 штуки в верхнем и нижнем поясе) или 4 с d=14 (по 2 вверху и внизу). На участках Т-образного примыкания процент армирования рекомендуется увеличить до 0,4%.
В таблице приведена площадь поперечного сечения согласно ГОСТ 5781-82:
| Диаметр | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 |
| Поперечное сечение см2 | 0,283 | 0,503 | 0,785 | 1,131 | 1,54 | 2,01 | 2,54 | 3,14 |
Шаг между прутьями – не более 400 мм. По верхнему и нижнему поясу фундамента должно быть заложено по 2 рабочие арматуры как минимум, связанных между собой хомутами или отдельными поперечными стержнями, обычно меньшего диаметра.
- Поперечное армирование. В вязаных каркасах диаметр должен быть не менее 6 мм, а также не менее 0,25 от продольных прутьев. Шаг – не более 15 диаметров.
- Соединения. Стыки можно закреплять при помощи вязальной проволоки, сварки или муфт. Для снижения потерь по прочности при продольном соединении рекомендуется делать перепуск не менее чем на 250 мм в одну сторону. Сварные соединения нужно производить согласно ГОСТ 14098. При соединении муфтами – они должны быть той же несущей способности, что и арматура.
- Гнутые стержни. Во избежание разрушения прутов и бетона в этих местах существуют требования по минимальным диаметрам ее загиба.
Для периодического профиля диаметр загиба должен быть не менее 5 диаметров самой арматуры, а для гладкопрофильной – не менее 2,5.
Технология армирования
По завершении выбора арматуры устанавливается деревянная опалубка и производится процесс армирования.
При армировании ленточного фундамента необходимо придерживаться следующих правил:
По периметру фундамента с шагом 0,5 – 0,8 м в землю вбиваются стержни, диаметр которых составляет 8-10 мм. Вертикальные прутья необходимы для придания устойчивости конструкции, они уменьшают возможность деформации каркаса в процессе заливки фундамента.
Обычно используется 2 ряда вертикальных стержней. Рядов может быть больше – в зависимости от глубины залегания и ширины фундамента.
К вертикальным прутьям «вяжутся» два яруса основной арматуры – нижний и верхний, расстояние – не менее пяти сантиметров от края основы. Для равномерного отступа нижних элементов каркаса от дна траншеи используется битый кирпич.
Армирование углов ленточного фундамента
При закладке арматуры сугубое внимание уделяется углам. Здесь действует следующее правило: прутья обязательно укладываются внахлест и закрепляются на вертикальной арматуре! Длина нахлеста должна быть не менее 0,5 м
Если в углах и местах пересечения внутренних и наружных стен прутья арматуры уложены неправильно, со временем это может привести к потере прочности фундамента и его разрушению.
Прутья, находящиеся внутри углов, в обязательном порядке должны достигать наружного края каркаса, «с запасом», иначе прочность сооружения будет недостаточной.
Схема армирования углов ленточного фундамента
Вязка арматуры для ленточного фундамента
Для соединения прутьев арматуры используется стальная проволока диаметром 0,8-1 мм. Проволока нарезается на куски длиной около 0,3 м, которые складываются пополам. После чего этими кусками вяжется арматура фундамента.
Для облегчения процесса используют различные инструменты: пассатижи, специальный крючок, профессиональный пистолет или вставленный в шуруповерт согнутый гвоздь.
В зависимости от высоты фундамента могут устанавливаться дополнительные продольные ярусы. Поперечная арматура используется для придания формы каркасу и препятствует появлению в бетоне трещин. Предназначенные для нее прутки лучше всего согнуть в виде рамок, внутри которых будет проходить продольная арматура.
При методичном выполнении всех вышеперечисленных действий получается прочный и надежный каркас, сохраняющий форму после заливки бетона.
