Пример армирования ленточного фундамента Существует огромное количество различных типов фундаментов в зависимости от материала и конструкции, но все они имеют ключевой недостаток – слабая надежность при значительных или небольших грунтовых подвижках. Бетон считается прочным материалом, но он не способен длительное время выдерживать смещения почвы, он медленно разрушается, а с ним и само основание.
Чтобы такого не происходило используется специальный армированный каркас, который монтируют внутри фундамента перед его заливкой. Арматура имеет большую прочность на растяжение и разрыв, чем бетон, поэтому и выдерживает значительные нагрузки. Конструкция арматурного пояса существенно отличается в зависимости от типа основания, поэтому стоит подробно рассмотреть устройство каркаса для популярного среди частных застройщиков ленточного основания.
Армирование монолитного фундамента: 7 актуальных вопросов
Изготовление железобетонного фундамента для возведения частного дома кажется довольно простым делом. Но, как показывает практика, на этом этапе малоопытные (или недобросовестные) строители довольно часто допускают серьёзные просчёты, исправить которые впоследствии — практически невозможно. Если не вдаваться в вопросы грамотного проектирования, проблем всё равно масса: неправильно выбирается водоцементное соотношение, используется слишком малая плотность армирования, отсутствует вибрирование уложенной смеси, игнорируются требования к срокам распалубки, не выполняются операции по защите и уходу за бетоном в период созревания…
В данной публикации мы постараемся проделать «работу над ошибками» по части армирования монолитного фундамента. Статья поможет начинающему строителю не упустить из виду основные подводные камни, а заказчику – проконтролировать очень важные скрытые работы.
Монолитная фундаментная плита
Армирование монолитной плиты
Зачем вообще армировать бетонный фундамент?
Возможно, кому-то вопрос покажется банальным, но всё же соблазн сэкономить на металле иногда берёт верх над будущим домовладельцем. Результаты такого решения всегда плачевны.
Любой фундамент является конструкцией нагруженной. Сверху на него давит масса всего здания. Но, как ни странно, снизу на монолит тоже действуют некие силы. Это — так называемое «морозное пучение», которое зимой при промерзании и расширении грунта как бы «выталкивает» фундамент на поверхность. Чем легче здание, и чем более пучинистым является грунт, тем больше фундамент подвержен выталкиванию (именно поэтому не рекомендуется оставлять на зиму незастроенные фундаменты).
Нагрузка на фундаментную конструкцию разнонаправлена и неравномерна из-за наличия проёмов в стенах, из-за несимметричности конструкций, из-за сложного состава грунтов под строением… Например, более всего уязвимы наружные углы и Т-образные соединения в фундаментной системе. Поэтому, кроме простого сжатия (которое цементный камень прекрасно переносит), монолит подвергается более сложным воздействиям: растягиванию, изгибу, кручению и так далее. И вот тут затвердевший бетон, не обладающий необходимой пластичностью, может сломаться. Проблема разрушения тут носит даже не мгновенный характер, а имеет место «усталость», которая со временем накапливается.
Сталь, в отличие от камня, хорошо сопротивляется растягиванию и изгибу. Упругий прут арматуры, уложенный вовнутрь бетона, как раз и придаёт ЖБ-изделию недостающих свойств. Сцепляясь с бетоном по всей своей длине, арматурный каркас перераспределяет нагрузку. Металл и камень фактически дополняют друг друга.
Схема армирования фундамента в разрезе
Роль армокаркаса
Бетон – очень прочный и долговечный материал, идеально подходящий для устройства такого ответственного элемента здания, как фундамент. Но есть и в его отличном послужном списке небольшая брешь – бетон не выдерживает больших статических, и уж тем более динамических нагрузок на изгиб. Чтобы исправить такой недостаток в его тело вживляют арматурный каркас, который принимает на себя роль своеобразного скелета.
Металлическая конструкция в фундаменте не только улучшают показатели бетонного основания на изгиб, но и помогают ему стойко переносить все деформации и распределять любые нагрузки.
Сегодняшние нерадивые строители упускают из своего внимания эти неоспоримые преимущества металлического каркаса, и гонясь за максимальным удешевлением постройки, используют арматурную конструкцию либо частично, либо из некачественного металла, что впоследствии дает трещины в фундаменте и стенах.
Чтобы этого не произошло, приобретайте только качественный металл. А схема правильной вязки арматуры для ленточного фундамента должна стать главной инструкцией на время производства работ по устройству основания.
Какой материал нужно использовать для армирования фундамента?
Не так давно при создании монолитов начали использовать композитную арматуру. Однако по ряду причин популярной классикой остаётся стальной прут из горячекатаной стали с модулем упругости около 200 кПа, выполненный согласно ГОСТ 10884-94 (Сталь для железобетонных конструкций).
Арматура для усиления фундамента может быть как с гладкой поверхностью, так и рифлёная. Последняя, благодаря «переменному сечению», намного лучше сцепляется с цементным камнем, поэтому применяется в качестве основных стержней. А гладкие пруты чаще всего идут для формирования необходимой пространственной конфигурации каркаса.
То есть арматуру в монолите принято разделять на:
- Рабочую (выполняет основные силовые функции).
- Монтажную или распределительную (служит для сборки каркаса, перераспределяет нагрузку между всеми рабочими стержнями).
Для формирования рабочих ниток арматурного каркаса используется обычно материал класса А2 с рёбрами типа винта, либо А3 – с продольными рёбрами и отходящими от них насечками типа серпа или колец. А вот арматура класса А1 (по ГОСТ 5781) – это как раз гладкий прокат, который представлен в виде прута или бухты, если диаметр не превышает 12 мм.
Сечение арматуры выбирается в зависимости от прогнозируемых нагрузок, конфигурации фундамента и выбранной схемы армирования. Очевидно, что желательно выполнить инженерные расчёты, но ориентировочные цифры озвучить можно. Так для одноэтажного деревянного каркасного дома небольшого размера фундамент армируют прутами диаметром в 10-12 мм, а вот каменное здание с большими габаритами потребует использования арматурных ниток диаметром минимум 14-16 мм.
Для сборки каркаса (в качестве монтажной арматуры) чаще всего используется гладкий материал класса А1 диаметром 6 мм, изредка – 8 мм. Кстати, ничто не мешает для этих целей применить рифлёную арматуру более высокого класса, она тоже выпускается в малых сечениях.
Виды рифленой арматуры
Минимальные нормативные диаметры арматуры
| Расположение и условия эксплуатации | Минимальный размер | Нормативный документ | |
| Продольная арматура, длиной не более 3 м | Ø 10 мм | Приложение № 1 к пособию по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», М. 2007 | |
| Продольная арматура, длиной более 3 м | Ø 12 мм | Приложение № 1 к пособию по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», М. 2007 | |
| Конструктивная арматура в балках и плитах высотой более 700 мм | Площадь сечения не менее 0,1% площади сечения бетона | «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)», М., Стройиздат, 1978 | |
| Поперечная арматура (хомуты) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов | Не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм | «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» СП 52-101-2003 | |
| Поперечная арматура (хомуты) в вязаных каркасах изгибаемых элементов | Ø 6 мм | «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» СП 52-101-2003 | |
| Поперечная арматура (хомуты) в вязаных каркасах изгибаемых элементов при высоте | менее 0,8 м | Ø 6 мм | «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)», М., Стройиздат, 1978 |
| более 0,8 м | Ø 8 мм | ||
Что такое оптимальная плотность армирования?
Плотность закладки (или плотность армирования) является одной из основных характеристик железобетонных изделий в целом и монолитных фундаментов в частности. Оценивается она в процентном соотношении площади продольных рабочих ниток арматуры к площади бетона. Монтажные поперечные элементы в расчёт тут не берутся.
Согласно СП 52–101–2003 (Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона без предварительного напряжения арматуры) в сумме сечение всех прутов рабочей арматуры должно составлять минимум одну десятую процента от площади сечения фундамента. Максимальная плотность закладки, гарантирующая надёжность ЖБ-монолита, может достигать 0,3 процента.
Получается, что мы имеем возможность в определённых рамках маневрировать сечением рабочих стержней и их количеством. Но нельзя забывать о требованиях к правильному расположению ниток арматуры в конструкции. Очевидно, что нельзя 4 нитки из прута 12 мм заменить 2 нитками арматуры диаметром 16 мм, хотя плотность закладки математически будет сопоставимой.
Как расположить арматуру в фундаменте?
Плитные фундаменты могут армироваться сеткой с квадратной ячейкой в несколько ярусов. А для фундаментных конструкций ленточных, столбчатых, ростверковых или свайных – собирается пространственный скелет из отдельных стержней.
Железобетонный фундамент квадратного/прямоугольного сечения, как мы уже отметили выше, испытывает серьёзные изгибающие и растягивающие нагрузки одновременно с разных сторон. Чтобы избавиться от трещин, арматура должна находиться максимально близко к поверхностям монолита, поэтому по одному рабочему стержню всегда располагают по углам сечения ленточного или столбчатого фундамента. То есть минимально в каркасе используется 4 нитки армирования, в зоне каждой грани.
Однако при увеличении габаритов ЖБ-изделия приходится также устанавливать промежуточную арматуру. Дело в том, что между нитками арматурного каркаса должно быть расстояние не более 400 мм – об этом говорится во всех отраслевых пособиях по проектированию. То есть если у нас имеется мелкозаглублённый ленточный фундамент сечением, например, 500Х300 мм, то каркас будет состоять из 4 стержней. А если сечение фундамента составляет, к примеру, 600Х300 мм, то придётся применить уже 6 стержней: 3 яруса по 2 штуки.
Что касается конструктивных элементов (это могут быть отдельные стержни или «хомуты», представляющие собой прямоугольные «кольца»), то их следует ставить не реже чем, через 60 сантиметров.
Схема укладки арматуры
Арматура уложена и готова к заливке
Нестандартный способ вязки каркаса
Для максимального упрощения процесса создания металлического каркаса можно соорудить нехитрое приспособление, из подручных материалов. Оно не только значительно ускорит вязку, но и поможет справиться с ней без посторонней помощи.
Этап 1. Сделайте четыре заготовки из досок длиной с арматурные прутья и соедините их по две на расстоянии равным длине вертикальных перемычек.
Этап 2. Смастерите импровизированные стойки – упоры, на которые можно положить полученные заготовки. Главное, чтобы они стояли на ровной поверхности.
Этап 3. Зафиксируйте связанные доски. Так у вас получился замечательный макет будущего каркаса, по которому вы можете без особого труда создать металлическую его копию.
Что такое обязательный защитный слой, и как он влияет на расстановку арматуры?
Мы уже выяснили, что арматура должна находиться максимально близко к наружным плоскостям монолита, тут она работает максимально эффективно. Между тем, существуют жёсткие ограничения по допустимой дистанции между арматурным каркасом и наружными поверхностями фундамента. Нельзя, чтобы арматура находилась слишком близко к поверхности, в противном случае есть риск, что сталь будет поражаться за счёт коррозии (ведь бетон в определённой мере проницаем для воды).
Кроме этого, чтобы каркас качественно работал в монолите, как единое целое с цементным камнем — каждый стержень должен быть со всех сторон надёжно сцеплен с бетоном. Потому снова очень важно выдержать защитный слой.
В цифрах для заглублённой в грунт фундаментной конструкции это выглядит следующим образом (СНиП 2.03.01-84):
- Если фундамент льётся без бетонной подготовки, то защитный слой должен быть более 70 мм снизу.
- Если фундамент заливается по бетонной подготовке, то защитный слой снизу не должен быть менее 35 мм. Это же расстояние выдерживается сверху и с боковых сторон монолита.
Другой вопрос – как выдержать заданные дистанции на практике. Для этого под нижние стержни арматурного каркаса устанавливаются необходимого размера подкладки («сухари», «фиксаторы»). Обычный строительный мусор, типа боя кирпича, не подойдёт, так как при укладывании и вибрировании массы тяжёлого бетона каркас может сломать такие подкладки и просесть. В крайнем случае, можно использовать куски прочного отвердевшего бетона, но лучше всего применить специальные пластиковые изделия, фиксирующиеся на стержнях разных диаметров.
Для создания защитного слоя между арматурой и щитом опалубки тоже существуют заводские полимерные «сухари» (их ещё называют «спейсеры»). Но также тут допускается использовать горизонтальные выпуски металлических стержней, которые, упираясь в опалубку, обеспечат правильное позиционирование каркаса и защитный слой бетона соответственно.
«Стульчик» для арматуры
«Звездочка» для арматуры
Процесс создания металлического каркаса в опалубке
Вязать каркас в траншеи приносит стеснения из-за недостатка места. Но дело пойдет достаточно быстро если удобно организовать рабочее место и набить руку.
Этап 1. На дно траншеи нужно положить камни, толщиной примерно 5 см. Их можно заменить специальными пластиковыми фиксаторами для арматуры.
Этап 2. Начинайте с соединения продольных прутьев и поперечных стержней. Для облегчения работы можно сразу привязать вертикальные арматурные заготовки.
Этап 3. После установите верхнюю часть каркаса.
Этап 4. Сначала нужно смастерить все прямые ленточные части, а уже после приступать к угловому соединению.
Этап 5. В углах каркас подвержен большим нагрузкам. Компенсировать это поможет использование большего диаметра арматуры.
Как соединять арматурные стержни на прямых участках и на углах?
Хотя пруты арматуры выпускается в довольно большой длине, иногда их приходится сращивать. Как бы тщательно не производилось соединение, этот узел всегда будет более слабым, поэтому его нужно располагать максимально далеко от углов фундамента или, например, от средины длинных стен. Помимо этого, если необходимо сращивать соседние стержни, то соединения расставляют в шахматном порядке.
Для надёжной фиксации соединённой арматуры, необходимо выдержать достаточный перехлёст. Размер перехлёста согласно действующим нормативам не должен быть меньше 20-ти диаметров арматуры, а также в любом случае — не меньше 25 сантиметров. В некоторых современных отечественных руководствах можно встретить цифру в 50 диаметров, что практически соответствует требованиям жёстких зарубежных стандартов.
Правильное сращивание арматуры
Неправильное сращивание арматуры
Взаимное крепление стержней в перехлёсте осуществляют муфтовыми соединителями, обжимающими гильзами, точечной или электродуговой сваркой. Также можно использовать отожжённую вязальную проволоку, которой следует сделать минимум три кольца обвязки на перехлёсте.
Существует заблуждение, что сваривать арматуру нельзя при сборке каркасов, но это не совсем соответствует действительности, просто не каждому по силам сделать это правильно, и не всякая арматура для этого предназначена (если в маркировке имеется литера «С» – значит, стержень обладает повышенной прочностью и варить его можно).
В зоне наружных углов и Т-образных соединений фундамента, стержни арматурного каркаса не просто доходят до соприкосновения и перекрещивания друг с другом.
Тут также необходимо выполнить дополнительное усиление металлом. Делается это с соблюдением вышеизложенных требований к организации перехлёстов при помощи вспомогательных элементов:
- Дополнительных горизонтальных распорок, установленных с малым шагом.
- Дополнительных вертикальных элементов, скрепляющих ярусы каркаса.
- Соединительных L-образных и U-образных деталей из рифлёного арматурного прута того же сечения, что и основные нитки каркаса.
Армирование примыканий
Армирование прямых углов
Армирование развернутых углов
Полезные советы
Чем меньше соединений, тем прочнее каркас из арматуры. К тому же это намного облегчит производство работ и сэкономит дорогостоящий материал.
Вязать металлический каркас выгоднее загнутыми вертикальными распорками, нежели отдельными кусками. Такая технология значительно экономит деньги и силы, затрачиваемые на сооружение каркаса. Гнуть арматуру можно на специальном станке, а можно потратить пару часов и сделать его самостоятельно.
Если вы не знаете, как вязать арматуру для каркаса и нет подобного опыта работы, то лучше всего найдите помощников. Это не только облегчит вам работу, но и сведет к минимуму травматизм на стройплощадке.
Как вы убедились, создать самостоятельно каркас не так уж сложно. Главное – сделать правильные расчеты и приложить немного усердия.
Похожие публикации:
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.
