Армирование плитного фундамента: зачем проводится, выбор арматуры, схема армирования, этапы работ

Варианты для разных конструкций

Армирование конструкций из бетона нередко бывает дополнительным, хотя чаще это обязательный шаг повышения прочности бетона. Часто как арматура могут использоваться разные решения: проволока из стали, стальные прутки разного диаметра, арматура из пластика, арматура композитно-полимерного типа. Кроме того, существует 2 типа соединения различного рода армирующих частей в одну конструкцию: связывание при помощи мягкой вязальной проволоки и скрепление элементов при помощи сварки электродугового типа. И многих интересует вопрос, как же лучше соединить элементы.

Конечно, в промышленных условиях обычно применяют сварку. Из-за того что этот процесс очень ответственный, им обычно занимаются только специалисты, что имеют высокую квалификацию и большой опыт. А дома, конечно, будет лучше применить проволоку 2-3-миллиметрового диаметра. Иногда есть даже смысл вязать ее в 2 слоя. Одновременно сварено либо связано должно быть не менее 50% мест пересечения отдельных конструкционных частей и соединений. Далее более подробно рассмотрим разные варианты для различных конструкций.

Для стяжки пола и потолка

Для проведения армирования стяжки потолочного либо напольного типа обычно используют специальную решетку из металла либо сетку.

Для ленточного фундамента

Если требуется произвести армирование фундамента ленточного типа, то применяют сварной либо вязаный вариант в форме квадрата, что состоит из 4-х прутьев арматуры и более. Такой пояс должен быть сделан по всему фундаментному периметру. Такой вариант армировки считается одним из наиболее надежных. Он замечательно противостоит всем типам нагрузок механического типа.

Для колонн и столбов

При необходимости армирования колонн, столбов и такого типа фундаментов применяется вариация предыдущего метода. Вариацией этот метод назван потому, что в прошлом случае все производится горизонтально, а тут все будет происходить вертикально. Чтобы сэкономить металл, для армирования конструкций вертикального типа можно применить один либо несколько стержней, что будут работать лишь на растягивание.

Для масштабных фундаментных плит

Для осуществления армирования масштабных плит для фундамента либо блоков такого типа обычно применяют так называемое «комбинированное» армирование. Иногда его еще называют двойное. Его суть состоит в том, что поначалу производится укладывание решетки из стали либо сетки, после чего внутрь заливаемой конструкции происходит установка армирующего пояса. Причем это происходит по такому же принципу, как в случаях, описанных выше.

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.

Пример расчета армирования фундамента

Попробуем рассчитать, сколько потребуется материалов для обустройства армирования конкретного ленточного фундамента с чертежами. Допустим, мы строим из строительных блоков (шириной 0,4 м)   небольшой загородный дом с габаритными (внешними) размерами 5×8 м. Характер почвы на нашем участке позволяет сделать высоту полосы 0,9 м, ее ширину 0,4 м, что соответствует ширине строительного материала стен. В арматурном каркасе для ленточного фундамента будем использовать продольные рабочие прутья диаметром 12 мм и □-образные поперечные хомуты, изготовленные из прутков диаметром 8 мм.

Армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента:

На фото видно, что расстояние между рабочими продольными прутьями (0,4 м) и шаг □-образных поперечных хомутов (0,5 м) выбраны в соответствии с требованиями нормативных документов.

Проверяем относительное содержание продольных рабочих прутков в нашей железобетонной конструкции. Для этого воспользуемся следующими терминами и обозначениями:

• h – высота фундамента (900 мм);
• w – ширина фундамента (400 мм);
• Sₒ – площадь поперечного сечения фундамента;
• Sₐ – суммарная площадь поперечных сечений продольных прутьев (6 штук);
• r – радиус продольного прутка (6 мм), который равен d/2, где d – диаметр прутка (в нашем случае d=12 мм);
• D – относительное содержание рабочих прутков в «теле» фундамента.

Sₒ = h∙w = 900∙400 = 360000 мм²

Sₐ = 6∙π∙r² = 6∙3,14∙6² = 678,24 мм²

D = (Sₐ∙100)/ Sₒ = (678,24∙100)/360000 = 0,1884 ≈ 0,19 % (что в 1,9 раза превышает минимально допустимое значение, то есть схема армирования ленточного фундамента выбрана нами правильно).

Расчет количества продольных прутьев

Для того чтобы определить сколько стандартных продольных прутьев (6 м) нам необходимо, воспользуемся следующими величинами:

• L – длина фундамента (8000 мм);
• W – ширина фундамента (5000 мм);
• P – периметр;
• N – количество продольных элементов (в нашем случае 6 штук);
• X – общая протяженность продольных прутьев.

P = (L+ W)∙2 = (8000 + 5000)∙2 = 26000 мм = 26 м

X = P∙N = 26∙6 = 156 м

К полученной величине необходимо добавить 20 % (материал для изготовления Г-образных или П-образных элементов для правильного армирования углов и обеспечения достаточного нахлеста при стыковке элементов).

Xдоп = X∙0,2 = 156∙0,2 = 31,2 м

Окончательная общая длина продольного арматурного прутка:

Xок = X + Xдоп = 156 + 31,2 = 187,2 м

Стандартная длина арматурного прутка составляет 6 м. Осталось посчитать, сколько таких прутков необходимо: Xок/6 = 187,2/6 = 31,2 ≈ 32 штуки.

Изготовление поперечных элементов и расчет количества материала

Укладка арматуры в ленточный фундамент невозможна без установки поперечных (вертикальных) элементов. Обычно, для этих целей используют □-образные хомуты. Варианты хомутов:

Как видно из представленного фото все три варианта отличаются технологией изготовления, но расход прутка во всех случаях приблизительно одинаковый. Длина прутка (Ø=8 мм), необходимого для изготовления одного хомута: (800+300)∙2+250 = 2450 мм.

Вариант № 1

1. Отмеряем приблизительно 120 мм и с помощью приспособления для гибки выгибаем эту часть будущего хомута в виде крючка.
2. На расстоянии 800 мм от крюка загибаем пруток под углом 90˚.
3. Отмеряем 300 мм и делаем еще один загиб на 90˚.
4. От этого угла откладываем 800 мм и гнем прут на 90˚.
5. От полученного угла отмеряем 300 мм и загибаем второй крючок.

Вариант № 2

1. Отмеряем от конца заготовки 250 мм и с помощью приспособления выгибаем эту часть на 90˚.
2. Откладываем от полученного 800 мм и загибаем пруток под углом 90˚.
3. Отмеряем 300 мм и делаем еще один загиб на 90˚.
4. От этого угла откладываем 800 мм и гнем прут на 90˚.

Внимание! Место нахлеста прутков скрепляем точечной сваркой или 2÷3 скрутками из проволоки. Вариант № 3

Вариант № 3

1. Отрезаем от прутка две заготовки длиной по 860 мм каждая и две по 360 мм.
2. Складываем из них прямоугольник (выступ с каждой стороны составляет 30 мм).
3. Скрепляем углы хомута сваркой или проволочной скруткой.

Теперь рассчитаем, сколько хомутов необходимо для армирования нашего фундамента:

Q = P/T (P – периметр ленты фундамента, T – шаг расположения поперечных хомутов)

Q = 26/0,5 = 52 штуки

Плюс нам потребуются дополнительные хомуты для усиления каркаса в углах (по 2 штуки с каждой стороны всех четырех углов, то есть дополнительно 16 хомутов). На ленточный фундамент необходимо изготовить 68 □-образных поперечных хомутов.

Длина заготовки для одного элемента составляет 2450 мм, то есть из одного стандартного прутка мы сможем изготовить только 2 хомута. Требуемое число прутков (Ø=8 мм) – 34 штуки.

Связывание каркаса

Вязка арматурных прутьев может выполняться самостоятельно. К преимуществам данного способа скрепления арматурных прутьев следует отнести в первую очередь упругость, за счет которой возведенное основание при усадке и колебаниях грунта может разорвать оборудованный усиливающий каркас, нарушив целостность монолитной структуры.

Вязка прутьев выполняется в местах их пересечения с помощью специальной проволоки толщиной в 2-3 мм. Для реализации данной процедуры требуется подготовить арматурные клещи, крючок и приспособления для скручивания.

Рекомендуем посмотреть видео, как производится вязка арматуры под плитное основание своими руками.

Схема каркаса

Схема армирования фундамента – это правила, по которым собирается каркас. Для каждой конструкции выбирается своя схема, поэтому и расчет армирования проводится для каждого варианта по отдельности. На основе схемы рассчитываются:

• количество арматуры;
• ее вес;
• параметры сетки;
• способы соединения стержней;
• направленность конструкции (горизонтально или вертикально);
• сечение арматуры.

Чтобы провести все эти расчетные действия, необходимо понять, из каких элементов собирается каркас. Фундаментная сетка состоит из продольных и поперечных прутков, уложенных с определенным шагом. Соединяются они между собой сваркой, вязальной проволокой или муфтами.

В ленточных фундаментах схема – это несколько рядов продольных прутков, установленных друг над другом и связанных между собой поперечными элементами. В плитных конструкциях может быть уложен один ряд сетки или несколько.

В столбчатых фундаментах устанавливаются вертикальные прутки, соединенные между собой горизонтальными поперечными элементами. Сечение каркаса может быть треугольным, квадратным или круглым. Арматура в сваях буроналивных устанавливается вертикально по окружности.

Технология армирования ленточного фундамента

Как известно на работы по устройству основания дома приходиться около 10% всех затрат на строительство. При этом не всегда экономически целесообразно устраивать фундамент на бетонных сваях, для небольших построек достаточно устройства и небольшого по затратам, но не уступающего по своим характеристикам ленточного фундамента.

Такое решение вполне оправдано, когда грунт на участке позволяет закладку основания на небольшую глубину, а само строение не несет большой нагрузки на фундамент. В таком случае достаточно устройства ленточного фундамента.

Однако, следует знать, что даже при возведении зданий и построек с небольшой нагрузкой на грунт, основание здания будет испытывать воздействие одновременно несколько сил деформаций:

• зоны сжатия основания;
• зоны растяжения основания здания.

Спрогнозировать с точностью до сантиметра место возникновения деформации под силу только квалифицированному инженеру и то, у которого имеется постоянный опыт проведения таких расчетов.

А там, где нужно уложить небольшой фундамент, например, под дачный домик вполне может справиться и человек, отдаленно знающий о теории сопротивления материалов, достаточно иметь представление о порядке армирования и заливки фундамента.

Сама технология на практике выглядит не столь ужасающе как кажется, на первый взгляд и состоит из последовательного набора операций, связанных с устройством металлического каркаса для последующего заливки его бетоном.

Технологически это можно представить так:

• расчет основных параметров фундамента;
• устройство горизонтального и вертикального поясов армирования;
• связка и фиксация каркаса;
• усиление дополнительными элементами угловых соединений и мест примыкания других строений;
• окончательная фиксация каркаса.

ленточный фундамент” width=”547″ height=”152″ />

Формула расчета нагрузки на фундамент

Основной формулой, использующейся для определения значений, является : Н = Нф + Нд.

Где: Н — искомое значение (суммарная нагрузка на фундамент); Нф — нагрузка фундамента; Нд — общая нагрузка от строения (нагрузка дома).

Расчет нагрузки дома на фундамент (Нд) Готовые расчеты специалистов: Каркасные строения, с толщиной стен и изоляции не больше 150 мм — до 50 кг/м2; Стены из красного кирпича толщиной до пятнадцати сантиметров — 270 кг/м2; Бревенчатый сруб и стены из массива дерева — около 100 кг/м2; Железобетонные стены до 15 см толщиной — 350 кг/м2; Перекрытия с использованием железобетонных конструкций — до 500 кг/м2; Перекрытия с использованием деревянных балок и утеплителя с плотностью 200-500 кг на метр кубический от 90 до 300 кг/м2; Кровля из различных материалов может давать от 30 до 50 кг/м? (кровля из рубероида и шифера до 50 кг/м2, листовая сталь до 30 кг и черепица до 80 кг.).

Посчитав площадь элементов строения, не сложно найти искомое значение.За временную нагрузку, создаваемую снегом, берут значения от 190 кг/м2 для холодных северных регионов и 50 кг/м2 для южных областей. Нагрузку ветра можно вычислить таким образом: Нв = П х (40 + 15 х Н).

Здесь в формуле: Нв — нагрузка ветра; П — площадь строения; Н — высота дома.

Просуммировав все полученные значения, можно легко определить необходимую величину давления, создаваемую домом в тоннах.

Нагрузка фундамента (Нф)

Нагрузка фундамента Чтобы произвести расчет нагрузки, создаваемой непосредственно фундаментом, нужно воспользоваться следующей формулой: Нф = Vф х Q.

Здесь: Vф — объем фундамента, полученный путем умножения общей его площади на высоту; Q — плотность материалов, используемых при строительстве, данное значение можно получить из таблиц или других справочных материалов. Для свайных фундаментов тоже справедлива эта формула, с той лишь разницей, что полученный результат нужно умножить на количество свай и добавить вес пояса, если он применяется. Вес пояса можно рассчитать умножением его общего объема на плотность использованных материалов. Использование свай в обустройстве фундамента является одним из наиболее приоритетных направлений. Это объясняется тем, что они проникают на глубину гораздо большую, чем промерзание грунта, а значит являются более надежным основанием для любого здания.

Удельные значения нагрузки на грунт Эта величина показывает какое максимальное давление может выдерживать определенная площадь грунта без смещений и проседания. Для разных типов почвы и различных климатических зон удельное давление может быть различным, но в качестве усредненного принимают 2кг/см2.

Подсчитав общую площадь фундамента, которой он контактирует с почвой и умножив его на усредненное удельное давление получим максимально возможную величину нагрузки на грунт.

Требования нормативных документов к материалам для армирования

Как правильно армировать ленточный фундамент, можно узнать, ознакомившись с нормативными документами. Требования, которые необходимо соблюдать при армировании монолитного ленточного железобетонного фундамента, изложены в СНиП 52-01-2003.

Разновидности стальных прутьев, рекомендованных для армирования:

• горячекатаные гладкие или профилированные (Ø=3÷80 мм);
• термомеханически упрочненные профилированные (Ø=6÷40 мм);
• холоднокатаные профилированные или гладкие (Ø=3÷12 мм).

Важно! По сравнению с гладкими, профилированные прутья имеют лучшее сцепление с бетоном: это позволяет значительно увеличить надежность конструкции. Требования к расположению прутьев в армокаркасе для ленточного фундамента:

Требования к расположению прутьев в армокаркасе для ленточного фундамента:

• расстояние между продольными стержнями должно быть не более 0,4 м;
• шаг поперечных фиксирующих элементов должен составлять не более 0,5 м.

Минимальное относительное содержание рабочих продольных прутьев в железобетонном элементе должно составлять не менее 0,1 %.

Для вязки элементов железобетонной конструкции должна применяться только специальная стальная обожженная проволока (Ø=0,8÷1,2 мм).

Часто встречающиеся ошибки при армировании

Нередки случаи ошибок, приводящих к нарушению технологии и сокращению времени эксплуатации. К их числу следует отнести:

• отсутствует полиэтиленовая защитная пленка на поверхности возведенной монолитной плиты (за счет оттока воды при затвердевании бетона поверхность основания излишне высыхает, ввиду чего образуются трещины);
• подготовленная песчано-гравийная подложка не утрамбовывается (перекосы и трещины);
• при формировании опалубочной системы не заделываются трещины, что приводит к вытеканию бетонной смеси и сокращению оптимального уровня воды в растворе;
• отсутствует гидроизоляция поверх оборудованной подложки (снижение уровня воды в залитом растворе);
• прутья арматуры размещаются непосредственно в грунт (коррозия материала наступает в кратчайшие сроки, нарушая целостность конструкции и смысл выполнения армирования основания);
• несоблюдение рекомендаций по габаритам фракций армированных каркасов (образуются пустоты);
• при обустройстве колонных элементов армированные каркасы не скрепляются с прутьями колонн, что приводит к неравномерному распределению нагрузок на возведенный фундамент;
• отсутствие защитного слоя (преждевременная коррозия металлических элементов).

Посмотрите видео, как не допустить ошибки при укладке арматуры и дальнейшей заливке основания.

Правила укладки арматуры

Теперь поговорим о различных правилах укладки арматуры, соблюдение которых даст возможность сделать бетон прочным и максимально надежным.

• Сборку и установку конструкции следует производить так, чтобы арматура, вообще, не касалась опалубки. После заливания бетона высота защитного слоя поверх металла не должна превышать 20 миллиметров.
• При создании фундаментов арматурное волокно следует погрузить в «тело», что будет заливаться на расстояние минимум 50 миллиметров от дна котлована. Для установки требуемого уровня высоты применяют кирпич, крупнофракционный щебень либо спецподставки, выполненные из пластика.
• Если арматура ранее уже использовалась, то ее не следует применять для усиления мест будущей постройки, что будут находиться под серьезной нагрузкой. Подобную арматуру можно использовать разве что для потолочной стяжки либо создания пола.
• Расстояния между частями узлового характера должны быть где-то 25-30 сантиметров. Чтобы усилить прочность, возможно снижение размера ячеек до 100 миллиметров. Дальнейшее снижение проводить не следует по причине того, что заливаемый бетон может попросту «не пройти» через ячейки, и в конструкции будут пустоты, что потом могут стать источником серьезных проблем.
• Наличие небольшой ржавчины на элементах из стали не следует причислять к дефектам. К тому же ржавчину зачищать не следует, а уж тем более закрашивать ее. Наличие краски на металле может существенно ухудшить сцепление металлического элемента и бетона.
• Нельзя производить погружение армирующего пояса в опалубку, что уже была залита бетоном. Поначалу следует смонтировать арматуру, установить ее и лишь потом можно заливать бетон.
• Для армировки не следует применять такие материалы, как прутья, длина которых составляет до 100 сантиметров, сталь листового типа, демонтированные трубы, алюминиевые прутья, рельсы, сетку-рабицу. Отметим, что применение слишком коротких прутьев может существенно снизить устойчивость бетона к износу.
• Прутья лучше будет связывать, а не сваривать, по причине того что швы сварочного типа больше подвержены деформации.
• Не менее 50% соединений должны быть связаны или сварены.
• Чтобы защитить металл от ржавчины, следует добавлять в бетон спецдобавки гидроизоляционного типа. Их применение даст возможность очень существенно увеличить долговечность сооружения.
• Для создания максимально качественного армирования не будет лишним оклеить пергамином внутреннюю сторону досок опалубки. Это позволит предотвратить слишком быстрое испарение влаги при армировании бетона, а также сделает залитую поверхность максимально ровной. Кроме того, это позволит продлить долговечность щитов.
• При армировании пола и стен следует помнить о том, что необходимо оставить отверстия для вентиляции и электрических проводов.
• Следует не допускать попадания на арматуру различных маслянистых веществ, ведь тогда сцепление с бетоном станет очень затруднительным.
• Для армировки разных объектов может применяться разная арматура, у которой должна быть своя минимальная толщина. Кроме того, она может производиться как в готовых мотках, так и в прутьях. При подборе следует принимать в расчет нагрузки предельного типа, а также назначение армируемой площади. Чем больше нагрузка, тем больший диаметр должны иметь прутья.
• Бетон должен полностью скрывать армирование. В противном случае основание будет гнить и окисляться.
• Армирующая поверхность не должна создавать каких-либо препятствий для распределения бетона по всей площади заливки.
• Материал по поверхности должен быть распределен максимально равномерно. Для этого можно применить подборки.

В следующем видео вас ждут армирование и опалубка мелкозаглубленного ленточного фундамента.