Виды и правила выбора арматуры для фундамента

Технология армирования фундамента

Рассмотрим влияние на расчет арматуры способов ее укладки и крепления в зависимости от вида арматуры

Определиться с тем, какая арматура нужна для ленточного фундамента поможет понимание способов ее укладки и вязания. Материал для сайта moydomik.net

Укладка арматуры

Что касается технологии укладки арматуры по ровным прогонам, то для стальной и для стеклопластиковой расход будет одинаковым.


Угловая укладка арматурыА вот с углами могут быть проблемы. Дело в том, что по технологии недопустимо, чтобы узел связки приходился на угол фундамента.

Нужен изгиб, сделать который из композитной арматуры невозможно.

Напротив, стальной прут относительно легко согнуть под нужным углом и обеспечить главное правило углового монтажа – края прутов должны заходить в смежные стороны фундамента.


Угловое соединение для стеклопластиковой арматурыВ принципе, угловое соединение для стеклопластиковой арматуры можно реализовать, воспользовавшись специальными уголками.

Вязка арматуры для фундамента

Для стальной арматуры подходят следующие способы вязания:

Сварка (стыковка, соединение) арматуры


Сварка (стыковка, соединение) арматурыЭто наиболее привычный способ крепежа. Он производит впечатление наиболее надежного. Однако, его недостатки в том, что сваривать прутья диаметром 20 мм. невозможно. А из-за высокой температуры сварочной дуги теряется прочность закаленного стержня арматуры. В тоже время, расход материала при этом виде соединения сокращается, поскольку нет необходимости обеспечивать длинный нахлест арматуры при вязке.

Полезно знать. Сварка недопустима при устройстве мелкозаглубленного фундамента на пучинистых (рыхлых) грунтах. Это обусловлено тем, что грунт может просесть, а жесткая конструкция приведет к перекосу фундамента и всего дома.

Вязка арматуры проволокой


Вязка арматуры проволокойВ данном случае два прута накладываются (стыкуются) друг на друга и крепятся обычной проволокой. В числе требований – надежная проволока.

Длина нахлеста арматуры составляет от 500 до 1 000 мм. При этом расход проволоки на один узел составляет 200 мм.

Вязка арматуры пистолетом


Вязка арматуры пистолетомВ пистолет закладываются специальные проволочные скобы, которые быстро крепят стержни между собой. Нахлест не менее 500 мм обязателен.

Как вязать стеклопластиковую арматуру?

Вязка композитной арматуры пластиковыми хомутами


Вязка композитной арматуры пластиковыми хомутамиПринцип действия тот же, что и связывание проволокой.

Нахлест не менее 500 мм обязателен.

Для того, чтобы работать с арматурой было удобнее, используют пластиковые фиксаторы – бобышки.

Разделение по назначению

Так как армирующий каркас собой представляет клеть, то стержни устанавливаются в разных плоскостях. В некоторых фундаментных конструкциях не все виды используются, но данное разделение материала регламентируется разными СНиПами, к примеру, «Бетонные и железобетонные конструкции». Так вот на основании этих правил и требований сделана классификация стальной арматуры.

  1. Рабочее армирование. Это стержни, расположенные вдоль укладки ленточного фундамента, или элементы сетки плитного фундамента.
  2. Поперечное. Это горизонтально укладываемые хомуты, которые связывают между собой продольные элементы.
  3. Вертикальное. Хомуты, соединяющие между собой продольные стержни в вертикальной плоскости. Они отсутствуют в столбчатом фундаменте, а так же в плитном. В последнем их нет, если армокаркас представляет собой однорядную сетку.

Ленточный фундамент в частном строительстве: особенности и ограничения

Основа ленточного фундамента — бетон. Этот материал широко использовался в качестве основы для возведения зданий еще в Древнем Риме. И только 200 лет назад догадались увеличить его прочность при помощи каркаса из стальных прутьев. Новый строительный материал, железобетон, совместил выгодные характеристики металла и бетона и сделал возможным возведение впечатляющих конструкций. Процесс размещения металлического каркаса в бетоне стали называть армированием.

Когда проектируется загородный дом, в качестве основы для него чаще всего выбирают именно ленточный фундамент. На подготовку ленточного основания (как и любого другого) уходит 25-30% от стоимости строительства; причина его востребованности — в удачном сочетании качеств:

  • Несложен по конструктивному исполнению.
  • Подходит для проектов с подвальными помещениями (в отличие от свайно-винтового аналога) и тяжелыми перекрытиями (железобетонными, монолитными).
  • Не нуждается в применении спецтехники.


Ленточный фундамент в опалубкеИсточник profundamenti.ru

Несмотря на свое широкое распространение, ленточный фундамент имеет и ограничения в применении:

  • Выгоден лишь на сухих и каменистых почвах.
  • Плохо подходит для устройства на проблемном (влажном пучинистом, торфяном) грунте; его придется заливать на большую глубину, что нерентабельно.

Форма ленточного фундамента определяется планировкой; он имеет замкнутую форму, прокладывается по всему периметру дома, под несущими стенами и внутренними перегородками.

Технология армирования

Процесс монтажа фундамента выглядит следующим образом:

  1. Сборка и установка опалубки.
  2. Маркировка отметок уровня заливки бетонной смеси.
  3. Сборка каркаса.
  4. Заливка бетона.
  5. Удаление опалубки.

Каждый из этапов возведения фундамента важен, но особое положение занимает вязка каркаса. От правильно собранного и установленного скелета зависит целостность и прочность всей конструкции.

Рассмотрим поэтапно технологию сборки каркаса. Сначала о ленточном фундаменте:

Прежде всего нужно составить схему каркаса. Соблюдать масштабы и пропорции не обязательно, главное, указать все размеры, расстояния между поперечными и вертикальными распорками. Обязательно учтите, что по углам стержни загибаются, соединяясь внахлест. Длина загиба — 1 м.
Нарезать прутья нужной длины и конфигурации. Продольную арматуру уложить на кирпичи, связать проволокой углы. Должны получиться две аналогичные конструкции.
Вырезать элементы под распорки, выгнуть из них квадраты нужного размера

Соблюдая расстояние между распорками, установить их, закрепляя проволокой.
Особое внимание уделить углам, так как на них ложится наибольшая нагрузка. Их можно дополнительно армировать элементами из прутьев 10 мм, придав им форму буквы «П».

Вязка каркаса под плиту выполняется иначе:

  1. Вырезают прутья нужной длины. Их раскладывают на ровной поверхности, в необходимой конфигурации. В местах пересечения прутьев их связывают проволокой.
  2. Аналогичным образом делают вторую решетку. Сначала устанавливают распорки по углам, закрепляя их проволокой, затем последовательно монтируют распорки в каждом месте пересечения горизонтальных прутьев.

Грамотно выполненное армирование повысит надежность, прочность и срок эксплуатации фундамента и всего сооружения. Крепкий монолит позволит избежать частых ремонтно-профилактических мероприятий, связанных с деструктивными процессами, неизбежно возникающими в плохо укрепленных фундаментах.

2 Сборка металлического каркаса

Арматура в фундаменте устанавливается по-разному. Как правило, изначально собирается металлический каркас из арматуры, который затем устанавливается в опалубку. Способ сборки каркаса тоже может быть различным.

Сборка металлического каркаса

При промышленном строительстве зданий и сооружений металлические прутки собираются в каркас при помощи точечной сварки. Это позволяет быстро собирать металлическую конструкцию. Однако такой способ имеет свои нюансы. Во-первых, сварить каркас можно только из тех стержней, которые имеют в маркировке букву «С». Во-вторых, с помощью сварки получается жесткое соединение, что относится к недостаткам. Постоянное воздействие нагрузки требует наличия люфта в местах соединения, что исключается при сварке. В-третьих, в месте сваривания прутки теряют свою первоначальную прочность.

Вторым популярным способом создания каркаса является вязка стальных стержней. Для выполнения процесса используется специальная вязальная проволока. С ее помощью создаются и закручиваются петли в местах пересечения стальных стержней.

Вязка стальных стержней

Обвязка фундамента, в отличие от сваренного каркаса, имеет люфт, что оставляет небольшую свободу движения. Изготавливать ее можно из любой арматуры, а прочность прутков сохраняется на первоначальном уровне.

Расчёт армирования плитного основания

Армирование плиты подбирают с учетом ее толщины. Если она меньше 15 см, укладывают одну сетку с ячейкой 15-20 см, при большем значении — две. Каркас сваривают из стержней диаметром 12-16 мм, соединяют с верхним слоем арматуры вертикальными хомутами с размерами сечения до 10 мм.

Плитный фундаментИсточник keysdom.ru

Расчет плиты выполняют по Своду Правил 50-101-2004 и «Руководству по проектированию плитных фундаментов». Он заключается в определении несущей способности по удельной нагрузке на грунт и изгибающих усилий.

Ширина фундаментной плиты больше размера дома на 10 см. Для арматурной сетки определяют количество стержней в обоих направлениях. Если используют два каркаса, удваивают число прутков.

Чтобы найти, сколько потребуется арматуры для соединений, определяют число сочленений в сетке. Его умножают на длину хомута, равную толщине плиты за вычетом защитного слоя бетона.

Армирование плитного фундаментаИсточник stankotec.ru

Теперь можно рассчитать необходимое количество арматуры, заложив запас около 5%. По сортаменту стали находят ее вес.

Основные типы арматурных стержней

В качестве отступления можно сказать, что в прежние времена армирование предполагало использование только металлических прутьев, но благодаря развитию технологий, выбор расширился. Поэтому в настоящий момент на усиление оснований идут два типа арматуры: металлический и стеклопластиковый.

Насколько пластиковая арматура для фундамента превосходит стандартный металл? В чём их отличие и в какой мере один тип превосходит другой?

Что касается металлического типа. Исходя из своего названия, он представляет набор стальных прутьев различного диаметра и вида поверхности. Чаще всего в работе задействуют стрежни, у которых круглая форма сечения. А для того чтобы прочность изделия (фундамента) повысилась, прутки выбирают с ребристой винтовой поверхностью.

Стеклопластиковый тип арматуры. Эта разновидность представляет композитные стержни. Выпуск таких изделий начали ещё в 70-х годах прошлого столетия.

Нормативные документы

Ленточные фундаменты в малоэтажном строительстве относятся к железобетонным конструкциям без предварительного натяжения арматуры.

Проектируют и строят такие основания согласно своду правил СП 52-101-2003. Раздел 5.2 документа определяет марку стали, форму и геометрические размеры прутков. В разделе 8.3 «Армирование» рассматриваются вопросы количества и размеров армирующих элементов, их взаимное расположение в теле бетона. Здесь же указаны способы расположения арматуры, правила соединения в пересечениях.

Сведений, содержащихся в документе достаточно, чтобы понять, как рассчитать арматуру для фундамента, вычислить количество материала.

Расчет материалов

Большинству строителей, имеющих минимальный опыт работы с монолитами, хорошо знакомы методы расчета металлической арматуры, чего не скажешь о пластиковой. Свойства композитов отличаются от стали, и не учтены во многих действующих нормативах.

Наиболее простым является расчет по методу равноценной замены. То есть, вместо металлической арматуры заданного в документации диаметра, используют более тонкую пластиковую: вместо 12 мм стали — 8 мм композита, вместо 18 мм стандартного материала — 14 мм композита.

Но это рекомендация для частных случаев и, скорее, общая. Сложные монолитные конструкции нужно просчитывать с нуля, чтобы не упустить из виду различия в величине модуля упругости.

Сравнение металлической и композитной арматуры

Вычисляют давление, оказываемое на основание здания. Делают это таким же образом, что и для железобетонных элементов. После чего рассчитывают величину сечения ж/б узлов. По той причине, что сопротивление растяжению у пластика выше, а защитный слой меньше, площадь сечения примерно на 25-30% ниже данного показателя для ж/б изделий, при одинаковых армирующих элементах.

Правило неприменимо к вычислению размеров нижней проекции фундамента. Этот показатель всегда просчитывают, исходя из действующих нагрузок и опорной способности поверхности земли. По этой причине, при использовании стеклопластика, предпочтительнее делать фундамент сложной конфигурации.

Далее выбирают равнозначную замену металлической арматуры. Композит должен соответствовать всем необходимым физико-механическим показателям

Обратить внимание следует на тот факт, что пластиковая арматура переносит линейное воздействие на 200-300% выше, чем металлическая, прежде чем прекращает бороться с разрушающим воздействием. Поэтому суммарное сечение пластиковой арматуры в месте приложения растягивающих нагрузок делают большим, чем при традиционном армировании

В этом случае использование пластикового армирования оправдывает себя только большими допусками по величине трещин. Для стеклопластика воздействие воздуха не столь разрушительно, как для металла. Но стоит учитывать низкие температуры. В результате остаток бетона пойдет на усиление стеклопластикового армирования в проблемных местах.

Для вычисления деформативности делят показатель прочности на коэффициент упругости. Прочность пластиковой арматуры составляет Rs=1000 Мпа, модуль упругости Es=5000 Мпа. Показатель деформативности равен 0,02 (2%).

Разновидности

Раньше термином «арматура» именовали только стальную проволоку, имеющую определенный профиль. Сейчас для этой цели используют два типа материала:

  • Металл в виде стального проката, сечение которого 6–40 мм. Он бывает ребристый либо гладкий.

    На стройплощадках из такого профиля вяжут объемный каркас, применяя вязальную проволоку либо пластиковые хомуты.

  • Композитная продукция, чаще именуемая стеклопластиковой. Иногда используют и стеклобазальтовый материал, изготавливаемый из полимерного волокна и расплава, добытого из горной породы. Профиль обычно периодический, вариации сечения — 4–20 мм. Такой каркас также связывают хомутами или проволокой.

1 Типы арматуры, используемой в фундаменте

Для заливки фундамента используется бетон. Но этот материал хоть и отличается высокой прочностью и долговечностью, является довольно хрупким. Поэтому дополнительно он укрепляется арматурой. Раньше в основном использовались только металлические прутья, однако современные технологии расширили выбор.

Сегодня для укрепления фундамента применяются 2 основных вида арматуры:

  1. Металлический. Представляет собой стальные прутья. Наиболее часто используются стрежни, имеющие круглую форму сечения. Для улучшения прочностных характеристик прутки имеют ребристую винтовую поверхность.
  2. Стеклопластиковый. Композитные прутки были изобретены еще в конце 70-х гг. XX века, однако стали использоваться при строительстве фундамента сравнительно недавно. Постепенно начали вытеснять металлический тип. Изготовлены они из прочного стеклопластика. Главное преимущество таких стержней заключается в стойкости к коррозии, чего не скажешь о стальных прутках.

Арматура для фундамента

Какая арматура лучше: металлическая или стеклопластиковая? Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки. Кроме того, второй вариант появился недавно, и на практике пока не доказаны его долговечность и прочность.

Основным параметром арматуры является ее сечение (диаметр). Металлические прутки выпускаются диаметром от 5 до 32 мм, стеклопластиковые — от 4 до 20 мм. Благодаря этому можно подобрать оптимальный вариант под строительство любого здания или сооружения, обеспечивая при этом необходимую прочность основания.

При возведении частных домов используются стальные стержни диаметром 8-16 мм. То, какую арматуру использовать при заливке фундамента, зависит и от его типа. Для ленточного, плитного, свайного оснований стальные стержни подбираются отдельно.

Использование стальных стержней при возведении домов

Кроме того, металлическая арматура подразделяется на 2 вида: с ребристой или гладкой поверхностью. Первый вариант используется в зонах, на которые приходятся растягивающие нагрузки. Гладкие стержни применяются, как правило, в качестве соединительных перемычек. И на них не оказывают воздействие основные нагрузки.

Различается арматура для фундамента и по марке стали. Для изготовления прутков может применяться углеродистая и низколегированная сталь. Марка материала выбирается потребителем либо указывается непосредственно самим заводом-изготовителем.

То, какая арматура нужна для фундамента, зависит от множества факторов. Необходимо учитывать тип грунта, сезонные деформации, мощность строящегося здания и все нагрузки. Не меньшее значение в выборе типа прутков имеет и вид основания (ленточное, плитное, буронабивное).

Этапы укладки арматуры

Основание дома обычно выполняют из бетона. Это прочный и надежный материал, который, тем не менее, не слишком устойчив к нагрузкам на сжатие и растяжение. Повышать прочность и массу фундамента не имеет смыла. Правильным является улучшить его жесткость, то есть создать дополнительный каркас. Именно этот эффект и обеспечивает вязка арматуры.

Выполняется усиление в определенной последовательности:

  1. В первую очередь, выбирают схему укладки. Арматурные стержни и сетка в итоге должны оказаться в глубине бетона и не контактировать с грунтовыми водами. Разместить их следует максимально равномерно, чтобы каркас распределял дополнительную нагрузку на весь фундамент.
  2. Конструкцию собирают отдельно. Каркас представляет собой ряд прямоугольных рамок. Размеры их таковы, что после установки контур оказывается на расстоянии 10 см от дна, верха и боковых сторон опалубки. Количество рамок зависит от длины периметра. Дистанция между контурами оставляет 50 см, может быть и меньше.
  3. К уголкам рамки приваривают продольные стержни, соединяющие контур в одно целое. Диаметр прутка зависит от величины предполагаемой нагрузки. Фиксировать стержни можно не только сваркой, но и вязальной проволокой.
  4. Армирование углов выполняют с помощью Г-образного железного хомута или нахлеста и лапки. Нахлест составляет не менее 60–70 см.
  5. Перед заливкой фундамента каркас опускают в опалубку и фиксируют: ставят на подпорки из кирпича или камня. Укладывать лучше сегментами.

Армирование и вязка углов фундамента Г-образными хомутами

Параметры арматуры для фундамента

Количество и размеры стального прутка зависят от нескольких факторов:

  • Типа фундамента (плитный, свайный, ленточный).
  • Типа грунтов (пучнистые, сыпучие, горные породы, плотные основания и т.п.);
  • Веса самого здания (типа используемого строительного материала, этажности).

Первым делом, нужно определиться с тем, какой диаметр арматуры использовать для фундамента. Чем сложнее грунты, тем больше потребуется размер прутков. Так для легкого дома на хорошем, устойчивом, непучнистом грунте используют арматуру 10-12 мм диаметра. Если дом будет тяжелым, или грунт пучнистый или сыпучий, требуется уже 14-16 мм.

Выбор диаметра арматуры для фундамента зависит от типа грунтов и массы здания

Для плитных фундаментов используют большие диаметры — наиболее распространенный в частном домостроении —  14 мм, для ленточных будет достаточно 12 мм, а для столбчатых 10 мм. Но это для нормальных не очень сложных грунтов и зданий небольшой массы.

Шаг укладки арматуры

Аналогично дело обстоит с шагом укладки арматуры. Для армирования плитных основания  он изменяется в пределах 20-30 см. Чем тяжелее дом и сложнее грунт, тем меньше шаг. Конкретное количество требуемого прутка считается исходя из габаритов и условий эксплуатации. Поясов армирования, как правило два: верхний и нижний.

Шаг укладки арматуры также зависит от будущих нагрузок и типов грунтов

В ленточных фундаментах основную нагрузку несут горизонтальные направляющие. Их для лент шириной 30 — 40 см достаточно по две вверху и внизу.  Если ширина больше, используют в одном ряду три или четыре прутка.

Горизонтальных рядов в ленточных фундаментах почти всегда два: один на 5 см ниже верхнего края, второй на 5 см выше нижнего. Соединяют их в единую конструкцию поперечными перевязками. Их шаг должен быть в районе 30-50 см. Чаще или реже — зависит от грунтов или массы здания.

Схема расположения прутков в столбчатых основаниях, зависит от диаметра столбов

Тут важно, чтобы от прутков до края столба было не менее 5 см. Горизонтальные перевязки нужно ставить тоже примерно раз в 50 см

Необходимое количество арматуры для фундамента

Пример расчета будет неполным без вычислений количества арматуры, используемой в армопоясе ленты. Обычно в лентах используют два пояса из двух продольных стержней, периодически (через 0,5 м) соединенных горизонтальными, вертикальными перемычками. Все элементы, расположенные в силовой объемной конструкции горизонтально, используют арматуру периодического сечения (рифленка), вертикальные стойки делают из гладкой арматуры.

Расчет может производиться в специальной онлайн программе, при самостоятельных вычислениях придется учесть:

  • нахлест горизонтальных стержней 10 см (+0,2 м в каждом стыке);
  • специфику расположения прутков в углах (загибы заходят на сопряженную стену на 0,5 м, считая от угла внутренней опалубки);
  • вертикальные стойки заходят за нижний/верхний горизонтальные пояса на 5 см.

Рекомендуемый специалистами запас составляет 5-10% в зависимости от конфигурации стен. При покупке следует учесть, что арматура продается на вес, а не метражом. В каждой торговой точке имеется таблица перевода метража в массу. Прутки связываются проволокой, на каждый стык уходит 25 см материала. При вязке пистолетом расход меньше, однако придется приобрести сам инструмент, чаще всего, для разовых работ.

Расчет арматуры для фундамента

Для армирования оснований используют рифленый и гладкий стальной прокат класса А400 или А500 — для рабочих стержней, А240 — для конструктивных элементов.

Расчет проводят по нормативам СНиП 52-01-2003 и актуализированным правилам СП 63.13330.2012 с учетом всех видов нагрузок, действующих на фундамент, и вида основания.

СНиП 52-01-2003Источник meganorm.ru

Армируют пространственными или плоскими каркасами из продольных, поперечных и соединительных стержней. Первые воспринимают нагрузку на растяжение по верхней части и подошве, вторые — распределяют ее между горизонтальными и вертикальными элементами. Для устойчивости при изготовлении и монтаже используют конструктивные связи.

Классификация арматуры для фундамента

При строительстве огромное значение имеет класс арматуры для фундамента

В процессе расчета каркаса во внимание принимается конкретная разновидность стального сплава и его рабочие показатели

Существует несколько ГОСТов для определения видов строительных арматур. В каждом из них используются свои маркировки.

ГОСТ 5781-82. Данный стандарт содержит классификацию в соответствии с химическом составом и физическими свойствами стального проката.

Класс прочности (старое обозначение и его соответствие в европейских стандартах) Сталь (марка) Значение предела текучести, МПа Диаметр, мм Характеристики
А -I (A 240) Углеродистая, Ст 3КП, Ст 3ПС, Ст3СП 240 От 4 до 40 Гладкая
А- II (A 300) Низколегированная Ст 18 Г2С или углеродистая Ст 5СП, Ст 5 ПС 300 От 10 до 80 Рифленая. Форма выпуска – стержни длиной от 6 до 12 м и проволока в бухтах.
А- III(A 400) Легированная 35 ГС, 25 Г2С, 32 Г2Р 400 От 6 до 40 Ребристая для фундаментов.
А- IV (A 600) Низколегированная холоднокатаная 80С, 20ХГ2Ц 600 От 6 до 40 Серповидная рифленая. Для сварных каркасов ж/б конструкций.
А- V (A 800) Низколегированная 23 Х 2Г2Т 800 От 6 до 40 Ребристая. Для сварных каркасов ж/б конструкций.
А- VI (A 1000) Низколегированная 22 Х 2Г2АЮ, 22 Х 2Г2Р и 20 Х 2Г2СР 1000 От 6 до 32 Рифленая. Предназначение – сварные работы.
  • К — стойкая к коррозии сталь с покрытием (оцинковка, гальванизация).
  • С – можно использовать сварку.
  • Т – прокат. Упрочненный термомеханическим способом.

Для фундаментов домов применяется марка арматуры не меньше А-III.

Заключение

При строительстве фундаментной основы необходимо особое внимание уделить сбору  из металлa. Неправильный диаметр стали или вид материала может повлечь разрушение здания и создать угрозу жизни населению

Перед приобретением необходимо рассчитать состав армирующей коробки, исходя из этажности здания. Кроме того, следует учитывать состав арматуры, так как вид материала, из которого произведена арматура, имеет разную функциональность.

Для создания основы строения следует выбирать сталь класса А3, А4 смешанного вида поверхности. Это обеспечит хорошее соединение с бетоном и жёсткость конструкции.