Тонкости подбора и установки арматуры для фундамента — изучаем развернуто

Варить или вязать?

Итак, стоит заметить, что типов фундамента есть много, но принципы крепления арматуры одинаковы. Сварка считалась многие годы единственным вариантом доля крепления. Это метод расплавления металла при высоких температурах, который позволяет быстро соединять частицы железных прутьев между собой, образуя надежную конструкцию. Но так ли это на самом деле? Ведь такая технология будет уместна не везде и не всегда. Специалисты утверждают, что крепить арматуру между собой с помощью сварки нельзя. Почему? Все дело в том, что такой метод будет иметь много негативных аспектов:

• Усиленная жесткость всего фундамента и здания, что в последствии может привести к трещинам и надломам;
• Не все пруты по своей ширине поддаются сварке;
• Накаливание делает конструкцию шаткой, ведь температура прута и внешней среды разительно отличаются;
• В процессе нагревания до высоких температур, прут теряет свою изначальную прочность;
• Неудобства и лишние затраты, требующие большого количества специалистов для монтажа арматуры на больших площадях;
• В случае высокого уровня проседания грунтов такой способ будет неэффективным;
• Последним новшеством в строительстве, которое избавило специалистов от подобных минусов в работе. Речь идет о вязке арматуры.

Для этого можно применять металлическую проволоку, со специальными объемом, который нужно будет уточнить у консультантов, а также специальные пистолеты, которые способны ускорить процесс. Часто применяют специальный крюк, который быстро помогает связывать элементы между собой. Такую работу можно сделать и самостоятельно, сэкономив затраты на большом количестве персонала.

Вязка позволяет сделать конструкцию более эластичной, что помогает адекватно реагировать на естественную усадку грунтов, промерзание внутренних вод в процессе резкого скачка температур. Также этот метод помогает избежать царапин и трещин на поверхности. Кроме этого, стоит упомянуть о том, что для вязки вам не понадобится большое количество специалистов, а автоматические пистолеты и вовсе забыть о лишних затратах на оплату труда.

Старайтесь применять проволоку, которая выполнена из того же металла, что и сам прут армирования. Чаще всего в таком деле применяют клеточный тип армирования в два ряда. Он создает прочную конструкцию

Обращайте внимание на применение специальных пистолетов. Их можно арендовать или приобрести в комплекте со специальной проволокой

Обходите стороной китайских производителей, ведь качество таких изделий оставляет желать лучшего.

Арматура и способы ее соединения

Армирование обычно производится таким образом:

• подготавливается траншея под фундамент;
• монтируется опалубка;
• в опалубку опускается арматурная конструкция.

Арматурный каркас делается из специальных арматурных прутьев разного диаметра. Отдельные элементы каркаса соединяются друг с другом различными способами:

• соединение с применением сварки;
• обвязка элементов специальной проволокой;
• соединение прутьев специальными пластмассовыми хомутами.

Изображение 2. Арматурный каркас производится из арматурных прутьев различного диаметра.

Сварка является самым простым способом устройства армирующих конструкций. Недостаток способа заключается в том, что он приводит к значительному увеличению стоимости фундамента. В месте сварки прутья изменяют свой состав, что приводит к ослаблению их прочности. При использовании арматурных прутьев диаметром более 20 мм применять сварочные работы не рекомендуется.

Обвязка проволокой — самый правильный метод армирования. Он не вызывает дефектов арматурного каркаса. Вязка арматуры выполняется специальной вязальной проволокой диаметром 1,2 мм. Ее отжигают, в результате чего она становится пластичной и мягкой. Работать с таким материалом очень легко. Вяжут арматуру проволокой с помощью пассатижей. Для больших объемов работы применяются крючки, сделанные самостоятельно. Можно подобные инструменты купить в строительных магазинах. Работы проводятся в такой последовательности:

1. Нарезается арматура на куски, определенные проектом стройки.
2. Элементы раскладываются в соответствии с требованиями проекта.
3. При сращивании прутьев между собой перехлест их не может быть меньше десятикратного диаметра арматуры.

В условиях опалубки не всегда можно осуществить вязку арматурных элементов. В таком случае эти работы проводятся на площадке поблизости. После окончания вязки вся конструкция опускается в опалубку. При размещении в опалубке арматуру укладывают таким образом, чтобы вся она оказалась закрытой массивом бетона. Со всех сторон металлический каркас должен быть закрыт слоем бетона толщиной не менее 5 см.

Изображение 3. Элементы арматуры связываются между собой при помощи вязальной проволоки.

Сегодня на стройках начинает применяться арматура из стеклопластика. Она имеет следующие отличия от металлической:

• стоимость ее значительно ниже;
• длина стержней может быть неограниченной;
• вес арматуры значительно ниже, чем у привычной металлической;
• стеклопластик — диэлектрик, способный переносить низкие и высокие температуры;
• арматуру из стеклопластика можно использовать с агрессивными материалами, она не подвергается коррозии.

Порядок выполнения армирования ленточного фундамента

Существующая схема армирования ленточного основания для строительства дома подразумевает следование нескольким обязательным правилам:

1. Применение при проведении армирования стержней класса от А400
2. Минимизация использования сварки при соединении стержней, так как такая технология способствует ослаблению сечений
3. На углах каркас можно только связывать, использование сварки на углах не рекомендуется
4. Защитный выложенный слой использующегося в конкретной ситуации бетона должен быть не менее 4 сантиметров для защиты металлических элементов от негативного воздействия окружающей среды, коррозии
5. Не рекомендуется использование гладкой арматуры
6. Бетон при выкладке обязан не иметь возможности застревать между стержнями, что позволит исключить контроль за отказом, за слишком частым расположением металлических стержней

Создать арматурный каркас поможет подробная пошаговая инструкция с приведенными для наглядности фото и видео. Существенным преимуществом армированных ленточных фундаментов становится сочетание высокой надежности и доступной стоимости. Сталь и бетон являются высокопрочными материалами.

Это важно для создания основания для строительства на любых грунтах, кроме и так от природы стабильных и надежных скал. В иных ситуациях любой фундамент армирование избавит от разрушений, возникающих из-за напряжения

Как формируется

При проведении таких работ, как армирование ленточного фундамента, чертежи включают три группы стержней:

• Применяемые для укладки вдоль ленты использующиеся рабочие стержни
• Горизонтальные элементы, располагающиеся поперечно
• Вертикальные варианты, поперечные

Задачей поперечной арматуры становится соединение всех рабочих элементов в стабильное в применении единое целое надежных инновационных рабочих прутов. Она часто называется хомутами.

Важной особенность проведения работ становится использование при такой деятельности, как армирование ленточного фундамента снип и других нормативных специализированных документов. При расчете используется СНиП 52-01-2203

В этом нормативном документе легко найти все необходимые расчеты для создания армирования ленточного фундамента небольшого по площади загородного дома.

Какие требования к бетону определяются нормативными документами?

Если выдерживать порядок создания армирования, важно соблюсти обязательные требования к использующемуся в конкретной работе бетону. Создавая ленточный фундамент своими руками на месте проведения будущего строительства, стоит учитывать, что в число главных характеристик прочности бетонных конструкций входит показатель сопротивляемости осевому сжатию, готовность противостоять растяжению и не реагировать на поперечный излом

Поправочные коэффициенты надежности могут варьироваться от 1 до 1,5

Создавая ленточный фундамент своими руками на месте проведения будущего строительства, стоит учитывать, что в число главных характеристик прочности бетонных конструкций входит показатель сопротивляемости осевому сжатию, готовность противостоять растяжению и не реагировать на поперечный излом. Поправочные коэффициенты надежности могут варьироваться от 1 до 1,5.

Требования, предъявляемые к арматуре

Эти показатели определяются нормативами и стандартами. Надежный фундамент армирование использует на основе стержней:

• горячекатную арматуру периодического профиля,
• механически упрочненную арматуру
• термически обработанную арматуру

Именно ГОСТ позволяет рассчитывать показатели предельных погруженных состояний, которые в нем строго разведены по группам. Показатели определяются на основании прописанных в госстандартах требований, которые определяются на испытательных стендах. Любая нормативно-техническая документация, которая используется при определении надежности армирования, должна быть обязательно утверждена официальными контролирующими органами.

Какие основные правила важно учитывать при выполнении работ?

Как правило, армирование при проведении загородного и строительства осуществляется самостоятельно. В этом случае требования СНиП и ГОСТ не всегда выдерживаются столь внимательно.

По этой причине, рассматривая, как армировать ленточный фундамент своими руками, важно придерживаться некоторых обязательных правил:

• При выполнении армирование ленточного фундамента будущего строения, включающего 1-2 этажа, используются прутья с показателем диаметра 10-24 мм.
• Не рекомендуется использование сварных соединений
• При создании ленточного фундамента своими реками потребуется обязательное создание опалубки

Правила армирования ленточного фундамента

Существует несколько схем вязки арматуры, каждый застройщик может пользоваться наиболее удобной для себя. Выбор схемы нужно осуществлять с учетом размеров фундамента и его несущих характеристик.

Схемы вязки арматуры

Арматуру можно вязать отдельно, а потом готовые элементы конструкции опускать в траншею фундамента и соединять между собой, а можно сразу вязать в траншее. Оба способа почти равноценные, но есть небольшая разница. На земле все главные прямолинейные элементы можно делать самостоятельно, при работе в траншее обязателен помощник. Для вязки нужно изготовить специальный крючок, соединение выполняется мягкой проволокой диаметром ≈0,5 мм.

Вязка крючком арматуры

Вязка арматуры крючком

В некоторых статьях можно встретить советы во время вязки пользоваться ручной электрической дрелью – не обращайте на них внимания. Так могут писать те, кто понятия не имеет о работе.

Дрель с крючком

Во-первых, от дрели рука устанет намного больше и быстрее, чем от легкого крючка. Во-вторых, под ногами всегда будут путаться кабели, цепляться за торцы арматуры и т. д. В-третьих, не на всех строительных участках есть электрическая энергия. И, в-четвертых, у вас узлы из проволоки постоянно будут или недотянутыми или разорванными.

Для вязки арматуры применяется тонкая мягкая и проволока, а она имеет низкую прочность. Проволоку хорошо натягивайте, прочное связывание должно происходить за два–три оборота крючка. В противном случае намного понижается производительность труда и увеличивается утомляемость. Еще есть варианты сваривания арматуры, о них мы поговорим в следующем разделе статьи.

Схема вязки арматуры для ленточного фундамента

Чтобы построить свой дом, нужно проявить терпение и внимательность. Не стоит экономить время и деньги, поскольку это может вызвать неприятности при эксплуатации. С соединением прутов по длине проблем не должно возникнуть

В этом случае процесс достаточно прост, важно лишь соблюдать минимальную величину нахлеста

Но как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента по углам? Существует два типа угловых соединений: между двумя перпендикулярными конструкциями и в месте примыкания одной стены к другой.

Оба варианта имеют несколько технологий выполнения работ. Для угловых стен используют следующие:

1. Жесткое лапкой. Для выполнения работ на конце каждого стержня делают «лапку» под прямым углом. В этом случае прут напоминает собой кочергу. Длина лапки должна составлять не менее 35 диаметров, лучше назначать больше. Загнутую часть стержня присоединяют к соответствующему перпендикулярному участку. Таким образом получается, что внешние пруты каркаса одной стены соединены с внешними другой стены, а внутренние приваривают к внешним.
2. С применением хомутов Г-образной формы. Принцип действий схож с предыдущим вариантом. Но в этом случае не изготавливают лапку, а берут г-образный элемент, сторона которого имеет длину не менее 50 диаметров рабочей арматуры. Одну сторону привязывают к каркасу одной стены, а вторую — к каркасу перпендикулярной. При этом внутренние стержни нужно соединить с внешними. Шаг хомутов должен составлять три четверти от высоты стены подвала.
3. С применением хомутов П-образной формы. На угол нужно два элемента, длина сторон которых будет составлять 50 диаметров арматуры. Каждый их хомутов приваривается к двум параллельным прутам и к одному перпендикулярному пруту.

Армирование углов фундаментаАрмирование примыкания стен фундамента

Как правильно армировать ленточный фундамент на тупых углах. Для этого внешний стержень изгибают до нужной градусной величины и прикрепляют к нему дополнительный в качестве усиления. Внутренние элементы привязываются к внешнему.

Схема правильного и неправильного армирования тупых углов

Чтобы уложить арматуру в местах примыкания одной стены к другой, пользуются примерно теми же методами, что и в предыдущем случае:

• нахлест;
• Г-образные хомуты;
• П-образные хомуты.

Величина нахлестов и соединений принимается равной 50 диаметрам. При выполнении работ стоит помнить наиболее распространенные ошибки:

• связывание под прямым углом;
• отсутствие связи между внешними и внутренними элементами;
• продольные пруты соединяют вязкой перекрестий.

Распространенные ошибки вязки

Не стоит повторять эти ошибки при строительстве собственного дома.

Размеры

Главным параметром выбора арматуры для фундамента является ее диаметр или сечение. Такая величина, как длина или высота арматуры редко применяется в строительстве, эти значения индивидуальны для каждого строения и каждый техник обладает своими ресурсами при строительстве здания. Не говоря уже о том, что некоторые производители игнорируют общепризнанные стандарты длины арматуры и склонны к производству своих моделей. Армировка фундамента бывает двух типов: продольное и поперечное. В зависимости от вида фундамента и нагрузки сечения могут сильно меняться.

Продольное армирование обычно предполагает использование ребристых арматурных элементов, для армирования поперечного типа – гладких (сечение в данном случае составляет 6–14 мм) классов А-I – A-III.

Если руководствоваться нормативными сводами правил, можно определить минимальные значения диаметра отдельных элементов:

• продольные стержни до 3 метров – 10 миллиметров;
• продольные от 3 и более метров – 12 миллиметров;
• поперечные стержни высотой до 80 сантиметров – 6 миллиметров;
• поперечные стержни от 80 и более сантиметров – 8 миллиметров.

Как уже было замечено – это лишь минимально допустимые значения для арматуры фундамента и значения эти допустимы скорее к традиционному типу арматуры – к конструкциям стального типа. К тому же – не забывайте, что любой вопрос в строительстве зданий, а в особенности при строительстве объектов нестандартного типа с заранее неизвестной потенциальной нагрузкой, должен решаться индивидуально исходя из правил СНиП и ГОСТа. Рассчитать следующую величину самостоятельно достаточно сложно, но это тоже признанный стандарт – диаметр железного каркаса не должен быть менее 0,1% от сечения всего фундамента (это лишь самый минимальный процент).

Если идет речь о строительстве на территориях с нестабильным грунтом (где небезопасна установка кирпичных, железобетонных или каменных строений из-за их большого общего веса), то используются стержни с сечением 14 мм и более. Для более мелких строений используется обычный армокаркас, однако, не стоит относиться к процессу заложения фундамента попустительски даже в этом случае – запомните, даже самый большой диаметр/сечение не спасет целостность фундамента при неправильной схеме армирования.

Как рассчитать, сколько надо?

Во главу угла методики подсчёта армирования ленточных оснований заложен принцип преобладания сопротивления грунтового основания над удельной нагрузкой от веса здания или сооружения.

После этого рассчитывают несущую способность ленты, величина которой зависит от полной загрузки наземной части строения. На этом этапе определяют количество и сортамент арматурных стержней, их форму соединения в единый каркас.

Если надавить на какой-либо мягкий предмет, то он прогнётся. Верхняя плоскость сожмётся, а снизу материал растянется. Так и в ленточном фундаменте, верхняя его часть будет испытывать сжатие, а на нижний слой будут воздействовать силы растяжения.

Это физическое явление учитывают при расчёте монолитной ленты. То есть, в верхнем и нижнем поясе закладывают арматуру, которая выдерживает сжатие, а снизу бетон противостоит растяжению.

На основе этого положения было разработано «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения)».

Тяжёлый бетон приготавливают из

• цемента М 300 – М 800,
• щебня гранитных пород,
• среднефракционного песка,
• воды средней жёсткости с добавкой различных видов пластификаторов.

Его применяют для возведения заливных фундаментных лент.

Кроме этого пользуются Сводом Правил СП 52-101-2003, который содержит рекомендации по расчёту и проектированию, относящиеся к изготовлению и установке армокаркасов ЛФ. Правила согласованы с требованиями СНиП 52-01-2003.

Определение глубины заложения и высоты ленты

В расчёт глубины заложения подошвы ленточного фундамента включают два фактора:

Уровень грунтовых вод

Уровень залегания грунтовых вод легко определить, если рядом с местом строительства есть колодец. Расстояние от уровня земли до поверхности воды в нём будет равно искомому параметру.

В отделе архитектуры и землеустройства местной администрации можно взять копию вертикальной съёмки с привязкой к стройучастку, где будет указан уровень грунтовых вод. Если нет ни того не другого, то этот показатель определяют взятием образцов почвы с помощью бурения грунта.

Глубина промерзания

Знать её необходимо по причине того, что воздействие на влажную почву при минусовой температуре в зимний период вызывает в ней замерзание воды. Этот процесс вызывает пучение грунта потому, что он в это время резко увеличивается в объёме.

Силы пучения могут легко выдавить вверх фундамент дома. Чтобы этого не происходило, подошва ленты должна находиться ниже зоны морозного пучения. Глубину промерзания определяют справочным путём либо таким же способом, как и при установлении уровня грунтовых вод.

Глубина заложения фундаментной ленты должна находиться на отметке выше уровня грунтовых вод и ниже уровня промерзания почвы. Количество продольных рядов зависит от высоты основания. Согласно СНиПу, расстояние между конструкционными рядами арматуры не должно быть более 40 см.

Сколько рядов арматуры нужно для армирования ленточного фундамента высотой 1 метр? Количество рядов в зависимости от высоты основания:

• до 70 см – без продольной арматуры;
• от 71 до 90 см – один ряд;
• от 91 до 130 см – два ряда;
• от 131 до 170 см – три ряда;
• от 171 до 210 см – четыре ряда.

Установлено, что на месте строительства грунтовые воды залегают на глубине 1200 мм, а уровень промерзания грунта равен 800 мм. В этом случае глубину заложения ЛФ принимают величиной 1 метр. Высота ленты с учётом нормативной высоты цоколя 150 -200 мм (расстояние от верха фундамента до уровня земли) будет равна 1150 – 1200 мм.

Сбор нагрузки

Максимальная масса строения включает в себя следующее:

1. Вес всех конструкций дома, включая фундамент.
2. Снеговая нагрузка на кровлю (СНиП 2.01.07-85).
3. Вес оборудования: печь, котёл, система трубопроводов, сантехнический приборы, обстановка и пр.
4. Ориентировочный вес максимального количества людей, одновременно находящихся в доме.

Ширина подошвы

Ширину ленточного заливного фундамента рассчитывают по формуле Tхk/S ≤ R, где:

• T — удельная нагрузка от максимального веса строения (см. выше);
• k – коэффициент запаса (1,1);
• S – площадь подошвы (S = P/T);
• R – сопротивление грунта.

R = 1,88 кг/см2 (грунт — суглинок), P = 15000 кг, T = 1,8 кг/см2, L – длина ленты 24 м. S = P/T = 8333 см2. Оптимальная ширина ленты будет равна: S/L = 8333/2400 = 3,47 см. Следовательно, ширину ЛФ можно принимать исходя из толщины кладки + выступы ленты по обеим сторонам стены (25 мм х 2 = 50 мм).

При возведении внешнего ограждения в 1 кирпич (250 мм) ширина ЛФ составит 250 +50 = 300 мм = 30 см. Если стены возводят из шлакоблока, то поперечный размер ленты принимают 40 см. Для стен толщиной в 1,5 кладочного элемента фундамент делают шириной 50 см и более.

Для чего нужен арматурный каркас

Для компенсации растягивающих нагрузок внутрь бетонных изделий помещают специальную конструкцию – армирующий каркас. Он имеет форму пространственной решётки, расположенной внутри отливки так, чтобы принимать на себя все растягивающие воздействия. Самый простой вариант – четыре рабочих стержня, размещённых под поверхностью бетона на небольшой (5см) глубине. Есть и более сложные решётки, рассчитанные на принятие значительных нагрузок.

Конструкция каркаса представляет собой сочетание рабочих и вспомогательных стержней. Рабочие располагаются в продольном направлении, они толще и прочнее. Вспомогательные стержни используются только для поддержки рабочих прутков и нужны лишь до момента заливки. Все задачи каркаса выполняют рабочие стержни, а вспомогательные остаются в отливке, так как их невозможно извлечь.

Простейший каркас с длинными рабочими и поперечными вспомогательными элементами Источник stroyimdom.com

Сборка каркаса производится прямо на площадке, перед заливкой бетона. Иногда используются заранее подготовленные элементы или целые конструкции, но чаще в ход идут отдельные прутки, порезанные по длине. Соединение стержней обычно производится с помощью мягкой отожжённой проволоки, из которой делаются обычные скрутки. Часто пользователи задумываются – можно ли сваривать арматуру для ленточного фундамента. На первый взгляд, это быстрее и прочнее, чем вязка проволокой. Однако, для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть работу армирующего пояса внимательнее.

Как работает арматура

Арматурные стержни имеют рифлёную поверхность. Она позволяет пруткам прочно сцепляться с бетоном и удерживать его в заданном положении. При возникновении разнонаправленных внешних нагрузок или воздействий, все усилия принимают на себя именно стержни. Бетон остаётся в работоспособном состоянии, исключается возникновение трещин или перелом ренты фундамента.

Стальная рифлёная арматура Источник стройкапро.рф

Каркас создаётся после тщательного расчёта. Необходимо определить толщину стержней, рассчитать их количество, определить и усилить наиболее нагруженные участки. Распределение стержней строго регламентируется – они размещаются на глубине 50 мм от поверхности отливки.

Расстояние между соседними прутками не должно превышать 50 см, а на ответственных участках используются сдвоенные элементы. Все требования к каркасу подробно изложены в СНиП, которыми необходимо руководствоваться на всех этапах строительства фундамента.

Понимание распределения нагрузок на каркас позволит ответить на часто возникающий вопрос – можно ли варить арматуру для фундамента, а не вязать. Функциональные задачи выполняют только рабочие стержни, расположенные вдоль отливки.

Для обеспечения конструкционной жёсткости принципиальную важность имеют только продольные соединения. Хомуты (поперечные элементы, выполненные в форме букв «О» или «П») необходимы только для фиксации рабочих стержней до момента заливки

В распределении или принятии нагрузок на фундамент они не участвуют, поэтому изготавливаются из прутков меньшей толщины, не имеющих рифления.

Вспомогательные элементы каркаса – хомуты Источник allegroimg.com

Прочность соединения элементов каркаса между собой необходима для принятия нагрузок в момент заливки. Бетон достаточно тяжёлый материал, который способен разрушить слабое крепление.

Некоторые строители для достижения высокой скорости сборки скрепляют прутки пластиковыми хомутами. Во время заливки они часто лопаются. Приходится восстанавливать каркас, останавливая заливку. Это крайне нежелательные ситуации, поскольку время жизнеспособности бетона ограничено и не терпит перерывов в работе. Поэтому, принято пользоваться достаточно прочными способами сборки.

Правила выбора

Армирующие прутья в основе выполняют важную роль — создают жёсткость, благодаря чему обеспечивается препятствия от крушений. Для выполнения такой функции следует качественно изготовить армирующий каркас, который обеспечит сохранность фундамента.

При строительстве необходимо выбирать материал исходя из диаметра и типа арматуры.

И хотя производители стеклопластиковых материалов говорят о возможности замене стали, опытные инженеры с недоверием относятся к заявлению и настоятельно апробируют именно насеченные стальные стержни.

Немаловажный момент при выборе материала — диаметр стержней. Для каркасных конструкций можно приобрести арматуру с 10-12 мм сечением, а для строительства мощных сооружений более плотные — 14-16 мм.

Также следует выбирать металл, который обладает антикоррозийным свойством. Это обеспечит устойчивость к воздействию агрессивной внешней среды.