Технология армирования фундамента

Арматурный каркас – основа всех конструкций из монолитного бетона.

Благодаря его наличию бетонный фундамент приобретает прочность и надежность, а здание – сейсмоустойчивость и способность выдерживать высокую ветровую нагрузку.

Армирующая система способствует более равномерному перераспределению нагрузки от вышележащих конструкций по грунтовому основанию.

Что это такое и нужно ли?

Монолитные бетонные конструкции достаточно прочны на сжатие и устойчивы к воздействию агрессивных сред.

Но они склонны к разрушению под действием нагрузок вызывающих растяжение или срез.

Армирование при помощи материала, имеющего более высокую устойчивость по отношению к силам растяжения и кручения, помогает увеличить несущую способность строения и увеличить его прочие технические и эксплуатационные характеристики.

Наличие арматуры значительно уменьшает риск разрушения при внешнем деформирующем воздействии на разрыв.

Процесс армирования заключается в том, что в тело бетонной конструкции вводятся пруты из стали, прочность которых на растяжение превышает прочность бетонной оболочки примерно в двести раз. После застывания бетона металл передает свои прочностные характеристики бетону, в результате чего стальная и бетонная конструкции начинают работать как единое целое.

Обратите внимание. Количество компонентов составляющих арматурный каркас, их длина, размеры сечения и возможность сочетания с тем или иным видом бетона обговариваются в соответствующих нормативах и СНиПах.

Армирующий каркас может быть пространственным или плоским, в зависимости от вида фундамента:

1. Ленточные фундаменты мелкого и среднего заглубления, представляющие собой замкнутую бетонную ленту по периметру строения и под его несущими стенами, армируют продольными поясами в двух или трех уровнях (в зависимости от глубины залегания).
2. Плитные фундаменты армируют сеткой по всей площади фундамента. Количество и диаметр прутов, а также размер ячеек рассчитывают в каждом случае индивидуально.

Классифицируют виды арматуры по следующим критериям: диаметр и форма сечения профиля, материал изготовления, техника монтирования, назначение и способ использования.

Как работает?

Фундамент дома испытывает многочисленные нагрузки, создаваемые тяжестью верхних конструкций, движением почвы, а также морозным пучением при замерзании почвенной влаги.

Это приводит к тому, что на нижнюю часть конструкции действуют преимущественно силы на растяжение, а на нижние – сжимающая нагрузка.

Арматурная конструкция, представляющая собой сочетание продольных и поперечных элементов, жестко скрепленных друг с другом, берет на себя значительную часть этой разнонаправленной нагрузки.

Таким образом, у железобетона предел прочности на растяжение выше в 10 раз, чем тот же показатель у обычного бетона:

1. Продольные элементы берут на себя нагрузку расположенных в продольном направлении конструкций здания, минимизируя риск образования трещин.
2. Поперечные элементы работают в зоне сжатия. Кроме того, они взаимодействуют с продольными стержнями, перераспределяя и нивелируя общую нагрузку на фундамент.

Нормативы для монолитного сооружения по СНиП

Основные положения, определяющие общие требования к бетонным и железобетонным конструкциям, содержатся в СНиП 52-01-2003. Здесь же содержатся требования к бетону, арматуре, расчетам, конструированию, изготовлению, возведению и эксплуатации конструкций.

Требования к бетону

В СНиП 52-01-2003 определены основные показатели качества бетона (коэффициенты сопротивляемости на сжатие, растяжение и поперечный излом), а также конкретные правила и требования, по которым производится армирование ленточного фундамента.

В зависимости от установленных стандартизированных показателей бетона определяется его марка и группа:

1. Класс прочности на сжатие показывает, какое давление выдерживает конструкция при сжатии до разрушения в абсолютном большинстве (95%) случаев. Оптимальные значения – 0,5-120 МПа.
2. Класс прочности на осевое растяжение соответствует значению прочности бетона на осевое растяжение в МПа с обеспеченностью 0,95 (нормативная прочность бетона). Принимается в пределах от 0,4 до 6 МПа.
3. Морозостойкость — способность бетона в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения. По СНиПу 52-01-2003 допустимы значения от 15 до 1000.
4. Водонепронецаемость — способность бетона не пропускать воду под давлением. Оптимальные значения – от 2 до 20 (максимальное давление, которое выдерживает образец испытываемой марки)
5. Средняя плотность бетона – соотношение массы к определенному объему бетонной смеси. Принимается в пределах от 200 до 5000 кг/м3.

Важно. Необходимые показатели качества бетона устанавливают на этапе проектирования бетонных и железобетонных конструкций. При этом учитывают условия, в которых будет производиться эксплуатация и наличие защитных свойств бетона по отношению к принятому виду арматуры.

К армировке

При проектировании железобетонных зданий и сооружений в соответствии с требованиями, устанавливаются вид арматуры и ее нормируемые и контролируемые показатели качества.

Она должна обладать пластичностью, стойкостью к ржавчине и низким температурным показателям. Группа арматуры выбирается в зависимости от показателя текучести при предельных нагрузках.

Главным показателем качества стальной арматуры считают ее класс или показатель прочности на растяжение. Основная прочностная характеристика арматуры при растяжении (сжатии) – нормативное значение сопротивления. Данный показатель равен значению физического предела текучести или условному значению, которое соответствует остаточному удлинению (укорочению), равному 0,2%.

Отличия между армирующей сеткой и кладочной

Арматурная и кладочная сетка используются при формировании железобетонных конструкций, непосредственно при кладке фундамента дома.

Они отличаются характеристиками материала, используемыми при производстве технологиями, а также типом фундамента для которых применяются:

1. Мелкоячеистую кладочную сетку делают из металлической проволоки диаметром до 4 мм, стекловолокна, базальтов или полимеров и поставляют на объект в готовом виде (в рулонах). Она используется, главным образом, для малонагружаемых конструкций при обустройстве монолитных фундаментов.
2. Арматурную сетку производят из арматурных прутов класса А3, С1, из черного металлопроката с профилированной поверхностью или композита и формируют непосредственно на объекте строительства (в более редких случаях армированную сетку доставляют на объект в виде готовых карт).

   Арматурную сетку используют при обустройстве ленточных, плиточных, столбчатых фундаментов и для фундаментов комбинированного типа (столбчато-ленточных, монолитно-сборных, а также столбчато-монолитных).

Схемы и чертежи

Схема армирования монолитной плиты перекрытия фундамента, при необходимости, предполагает неравномерный порядок размещения прутков.

Важно. Участки, где планируется возведение несущих перегородок и колонн (зоны продавливания), дополнительно усиливаются.

Если толщина железобетонного основания составляет 10-15 см, арматуру укладывают в один слой, при слое большей толщины, производят армирование каркасами.

Для плитно-свайного фундамента расчеты производятся в зависимости от расположения и материала свай. В любом случае чтобы правильно выполнить армирование фундаментной плиты, чертеж надо составлять на основании тщательных предварительных расчетов.

Как правильно армировать своими руками?

Цена за работу по армированию фундамента немаленькая, поэтому часто это делают своими руками. Работа выполняется на основании расчетов с учетом предполагаемых нагрузок и условий (имеют значение тип грунта, уровень промерзания, уровень грунтовых вод). Расчет делают, используя специальные формулы и способы калькулирования.

Учитывают также ряд общих рекомендаций:

1. Все стержни, укладываемые в продольном положении, должны иметь один диаметр, их укладывают с шагом равным в среднем 40 см.
2. Величина шага между поперечными стержнями составляет, в среднем, от 30 до 80 см.
3. Для обустройства фундаментом длиной до 3 м используют арматурные стержни с диаметром сечения равным 10 см. Для фундаментов большей длины подойдут армирующие стержни с диаметром сечения равным 12 см.
4. В местах соединения прутов длина напуска должна составлять около тридцати диаметров на ровных участках конструкции и около пятидесяти – на углах. Необходимость данных напусков нужно учитывать при расчете необходимого количества арматуры, поскольку они увеличивают расход примерно на 10-15%.

Важно. Основание под фундамент обустраивают из плотного слоя песка толщиной не менее 10 см. Его накрывают щебнем фракции 2-5, тщательно трамбуют, после чего приступают к укладке и вязке арматурного каркаса.

Ход работ по армированию фундамента следующий:

1. Продольные арматурные пруты обрезают в соответствии с длиной фундамента, после чего раскладывают, соблюдая шаг от 20 до 30 см.

   По углам их соединяют при помощи мягкой вязальной проволоки к вертикальным стержням и между собой (соблюдая нахлёст).

   Продольных рядов может быть достаточно лишь двух: верхнего и нижнего.

2. Вертикальные угловые опоры создают путем изгибания горизонтальных нижних прутов под углом 90°. Их соединяют внахлёст и крепят проволокой.
3. По углам конструкции в грунт вбивают по 4 металлических прута, выполняющих роль анкеров, необходимых для упрочения каркаса. Снизу их гидроизолируют, обрабатывая битумной смолой.
4. К анкерам жестко фиксируют вертикальные арматурные стержни равные высоте фундамента. Их связывают или приваривают по периметру, образуя конструкцию столба.
5. Между песчано-щебёночным основанием и металлическими прутьями прокладывают половинки кирпича, соблюдая интервал в 1 м.
6. Нарезают пруты, которые будут служить роль поперечников так, чтобы их длина была меньше ширины монолитной ленты на 10 см. Таким образом, добиваются полного покрытия поперечин бетонным раствором.
7. Укладывают поперечники по длине продольных арматурных стержней, соблюдая шаг армирования 50 см.
8. Все соединения арматуры фиксируют мягкой вязальной проволокой.
9. Каждый горизонтальный ряд должен быть параллелен нижнему и аналогичен ему.

Важно. Сборка должна производиться на ровном участке. В противном случае будет сложно добиться точности при выполнении работ.

Армирование фундамента своими руками от А до Я:

Расчет количества и диаметра материала

Расчет необходимого количества арматуры выполняют на этапе планирования и создания чертежей фундаментной конструкции. Делают это следующим образом:

1. Делают расчет периметра будущего фундамента. Это позволит определить расход арматурных прутков на осевой пояс. Если металлокаркас будет изготовлен из верхнего и нижнего армопояса по три прутка в каждом, для помещения периметром 50 м потребление составит: 50 мх6 (общее количество прутков)=300 м.
2. Для расчета количества соединений, необходимых для стыкования поясов, делят общий периметр на шаг между перемычками: 50:0,3=167 штук.
3. При толщине ограждающего бетонного слоя в 5 см, величина перпендикулярной перемычки будет составлять 0,6 м, а осевой – 0,3 м. Численность отдельного типа перемычек на одно соединение составляет 2 штуки. Расходование прутков на осевые перемычки: 167х0,6х2=200,4 м, на перпендикулярные перемычки – 167х0,3х2=100,2 м.

По итогам расчетов, общее количество арматуры составит: 300+200,4+100,2=600,6 м. Для усиления фундамента в угловых областях к расчетному количеству арматуры прибавляют еще 10-15%. Таким образом окончательное расчетное количество арматуры будет составлять 600,6 +600,6х0,15=690,69 м. диаметр прутка при ширине фундамента в 3 м будет составлять 12 мм (группа А3).

Вязка каркаса

Вязка каркаса считается более надежным способом соединения арматуры в единую конструкцию по сравнению со сваркой.

Соединение арматуры полученное посредством сварки зачастую не выдерживают веса бетонного раствора.

Для вязки каркаса вязальную проволоку нарезают отрезками длиной по 40-50 см. Ее складывают вдвое, заводят снизу, плотно охватывают участок пересечения арматуры и скручивают плоскогубцами или крючком.

Обратите внимание. Для больших объёмов работ применяют специальный вязальный пистолет.

С его помощью процесс вязки ускоряется. Недостаток вязального пистолета в том, что он может применяться только на более доступных прямых участках. В угловых соединениях, где доступ затруднен, применяют простой крючок.

Особенности работы с углами

В углах, там, где простенки примыкают друг к другу, суммируется нагрузка, идущая от разных стен, поэтому фундамент здесь несет самую большую нагрузку. Для ее правильного перераспределения арматура в этих местах должна быть грамотно перевязана. Для армирования углов применяются Г-образные хомуты, сгоны или продольные нитки. Их делают длиннее на 70 см и загибают.

При армировании углов армирование производят по специальной схеме: арматуру, составляющую основу одной стороны, делают длиннее на величину загиба, после чего загибают под прямым углом.

Правильное армирование углов фундамента:

Массивной основой дома

Система армирования массивных фундаментов представляет собой несъемную опалубку в виде железобетонных плит или унифицированных дырчатых блоков (УДБ). Фундаментные плиты армируют также сварными сетками:

1. Железобетонные плиты крепят к армокаркасам, при помощи скруток, тяжей, или сваркой закладных деталей и накладок.
2. Унифицированные дырчатые боки – железобетонные изделия прямоугольной формы со сквозными отверстиями в корпусе. При монтаже в эти отверстия устанавливают арматурные каркасы, после чего бетонируют.

   Таким образом, при применении УДБ не требуется устройство дополнительных поддерживающих опор. С применением данных элементов процесс обустройства массивного фундамента значительно ускоряется.

3. При армировании сварными сетками обустраивают армокаркасы: объединяют ряд сеток способом «лесенка» и приваривают к ним поперечные стержни, так, чтобы образовался один пространственный каркас или объединяют плоские горизонтальные сетки и поддерживающие каркасы в пространственный самонесущий армоблок.

Круглой базой

Армирующий слой фундаментов с круглым сечением требует дополнительной поддержки. Этого добиваются, применяя дополнительное крепление металлическими прутьями, изогнутыми по спирали.

Продольные стержни, составляющие основу армирующей системы, обвивают по периметру спиралевидными витками (диаметр витков до 20 см). Места пересечений связывают промышленными креплениями.

Заключение

Армирование – важный этап обустройства бетонного фундамента, ведь оно удерживает конструкцию от разрушений при воздействии усилий кручения или растяжения. При армировании должны соблюдаться не сложные, но очень важные правила и нормативы, только в этом случае постройка приобретет достаточный запас прочности и прослужит долгие годы.