Расположение и расчет арматуры в ленточном фундаменте

Установка решеток в траншеи

Две решетки готовы, можно укладывать в траншею и опалубку. Но перед этим надо установить на дно подставки, которые обеспечивают нахождение армирующего каркаса в теле бетонной конструкции. То есть, обеспечивать расстояние от плоскостей фундамента – 5-8 см. Можно использовать готовые изделия из металла, изготавливают их своими руками из остатков арматуры, другого стального профиля, используют цельные кирпичи, камень подходящего размера.

Решетки устанавливаются строго вертикально по отвесу и крепятся между собой поперечными элементами каркаса. Начинать крепление нужно снизу, поднимаясь вверх.

Готовые подставки под фундамент

Расчет размера, количества и диаметра арматуры

Важно сразу знать, сколько нужно арматуры, чтобы сделать арматурный каркас надежным и прочным. Зная размеры постройки, можно все тщательно просчитать

Стандартная конфигурация каркаса для небольших домов:

• Нижний и верхний ряд пояса
• 3-4 прута для каждого ряда
• Актуальное расстояние между прутьями – около 10 сантиметров. Расстояние от стержней до краев основания должно быть минимум 5 сантиметров.
• Пояса соединяют хомутами или отрезками стержней с шагом 5-30 сантиметров.

Так, если нужно возвести строение площадью 150 квадратных метров, периметр внешних стен составляет 50 метров. Чтобы высчитать количество арматуры, нужно учесть все: 2 пояса продольного ряда по 3 прута это 6 прутов, умножить на 50 метров, выходит 300 метров основных прутьев. Если укладка перемычек осуществляется с шагом 30 сантиметров, получается 167 штук на 50 метров. Длина перемычек поперечных 30 сантиметров (167х0.3=100.2 метра), вертикальных – 60 (167х0.6=200.4 метра).

Получается, что на вопрос о том, сколько арматуры нужно для упрочнения дома площадью 150 квадратных метров с периметром стен 50 метров, ответ таков: 300 метров толстых рифленых прутьев и 300.6 более тонких стержней. Плюс 10-15% на запас и стыковку.

Схема армирования фундаментной плиты

Схема армирования плитного фундамента выбирается исходя из таких характеристик:

Толщина фундамента. Для фундаментной плиты толщиной 15 сантиметров и менее армирование выполняется одной сеткой, состоящей из продольной и поперечной арматуры. Для большей толщины армирование плиты фундамента выполняется в два слоя. При армировании нужно помнить о защитном слое бетона для арматуры, он защищает арматуру от коррозии. Согласно п. 10.3.2 и таблице 10.1 СП 63.13330.2018 толщина защитного слоя бетона должна составлять:

– На открытом воздухе без дополнительных защитных мероприятий не менее 3 см

– В грунте без дополнительных защитных мероприятий, в монолитных фундаментах при наличии бетонной подготовки не менее 4 см

– В монолитных фундаментах без бетонной подготовки (только для нижней рабочей арматуры) не менее 7 см. Бетонной подготовкой так же может являться щебеночная подушка, так как она не является капиллярным проводником влаги, при условии, что выполнен дренаж и подушка не стоит в воде.

Нагрузка на фундамент. Необходимо посчитать общую массу дома, снеговые и ветровые нагрузки в вашем регионе. А также определить, в каких местах будет оказано большее давление на фундамент (несущие стены, колонны).

Несущая способность грунта. Необходимо произвести геологию, определить тип грунта и, используя таблицу из СНиП, выяснить несущую способность грунта.

Диаметр арматуры. Если сторона фундаментной плиты составляет 3 метра и меньше, тогда используют арматуру от 10мм. Если же длина превышает 3 метра, тогда применяют арматуру диаметром от 12мм и выше.

Шаг прутьев. В соответствии с п.10.3.8 — 10.3.10 СП 63.13330.2018 шаг арматуры в монолитной плите фундамента составляет 20-40 сантиметров. Не более 20 см при высоте поперечного сечения до 150 мм. Не более 40 см при высоте поперечного сечения более 150 мм. Максимальное расстояние между прутками арматуры не должно превышать толщину фундамента более чем в полтора раза. В местах, где на фундамент оказываются большие нагрузки (несущие стены и колонны), размер ячейки арматуры для плитного фундамента сокращается в 2 раза.

Определение глубины заложения

Порядок нахождения предусматривает выявление факторов негативного влияния, которые зависят от:

• геологических характеристик строительной площадки;

• климатических особенностей региона;

• наличия в проекте заглубленных подвалов. 

На данном этапе работ находят места расположения на прочных грунтах. Основание не рекомендовано опирать на рыхлые и пластичные массивы, погружать в подпочвенные воды. Одним из серьезных признаков нестабильности является критическая отметка промерзания земляных пластов, приводящая к пучению.

Установив все критические моменты, определяют допустимую глубину дна котлована. Согласно СНиП в окончательном варианте она должна быть кратной 10 см. Например, получив 68 см, принимаете к исполнению —70 см.

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

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.

Для чего нужно армировать фундамент

Фундамент чаще всего деформируется из-за неравномерной нагрузки или пучения грунта под воздействием низких температур. Если конструкция состоит из бетона, то следует учитывать его характеристики: высокие показатели прочности на сжатие и низкую прочность на разрыв. Для компенсации последнего качества используется схема каркаса, которая монтируется из металлических прутьев для армирования. Сталь обладает более высокой устойчивостью к растяжению, что помогает фундаменту выдерживать повышенные нагрузки.

Верхняя часть конструкции фундамента под весом здания сжимается, нижняя растягивается при замерзании грунта, вследствие чего в области растяжения могут появиться трещины. Поэтому арматура укладывается в нижней и верхней части фундамента. В армированном бетоне цементный раствор сопротивляется сжатию, металл — процессу растяжения. Укладывать прутья посередине нет смысла, так как там повышенной нагрузки не наблюдается.

При возведении фундамента особое внимание необходимо уделить тем частям конструкции, которые выделяются на пристройки и эркеры. Для армирования бетона в этих областях используются согнутые под определенным углом прутья на примыкающие стены

Металл не должен выступать за опалубку или уходить в грунт, расстояние между прутьями не должно превышать 5 см. Для соединения можно использовать только проволоку (но не сварку). Форма каркаса из арматурных прутьев должна быть квадратной (прямоугольной).

Технология армирования

Чаще всего для создания каркаса ленточного фундамента используется арматура. Ее монтируют на стадии установки опалубки, а затем послойно заливают бетон и выполняют гидроизоляцию, используя рубероид и мастику.

По сути, все кажется довольно простым и понятным. Однако существует несколько важных моментов, без знания и соблюдения которых новый ленточный фундамент не будет соответствовать заявленным требованиям. Основные сложности и нюансы связаны именно с армированием. Поэтому вопрос о том, как правильно армировать ленточный фундамент, следует рассмотреть более детально.

Расчет армирования

Специалисты рекомендуют использовать для армирования фундамента ленточного типа стальной прут А-III с периодическим профилем и сечением 10-22 мм. Вспомогательные пруты могут иметь диаметр 4-10 мм. Они устанавливаются вертикально для поддержания нижнего и верхнего рядов арматуры, а также для обеспечения прочности на срез. Вертикальные пруты устанавливаются с шагом 0,5-0,8 м.

Для защиты металлической арматуры от воздействия негативных внешних условий она должна быть погружена в бетон: верхний ярус – на 50-60 мм, нижний – на 70 мм и более. Минимальное расстояние между горизонтальными рядами арматуры составляет 30 см. При армировании заглубленного ленточного фундамента обычно используется по 2-4 прута в каждом ряду.

Схема армирования

Оптимальным вариантом основания для дома является монолитный ленточный фундамент, армированный по квадрату или прямоугольнику. При таком исполнении оси становятся правильно, а сам каркас получается очень прочным.

По правилам армирования, ширина каркаса должна составлять не более половины его высоты. По причине того, что полоса фундамента довольно длинная и относительно неширокая, она больше подвергается продольным и меньше поперечным растяжениям. Поэтому все вертикальные и поперечные пруты – это преимущественно конструктивные элементы, служащие для создания формы каркаса, что позволяет существенно сэкономить именно на них.

Вязка арматуры

Чтобы армирующий каркас был более прочным, прутья необходимо соединять «клеточкой», располагая ряды под углом 90°. Оптимальный способ соединения и закрепления прутьев каркаса – вязка специальным крючком с использованием проволоки.

Вязка выполняется следующим образом. От проволоки отрезается небольшой кусок (примерно 30 см), складывается пополам, накладывается на место соединения прутьев и в образовавшуюся петлю продевается крючок. Затем в него заводятся два других конца проволоки, и все вместе проворачивается до образования прочного соединения.

Помимо такого способа вязки можно использовать электрические крючки или шуруповерт со специальной насадкой. Сварка для соединения элементов армирующего каркаса не подходит, поскольку при этом он утрачивает свои функциональные характеристики. Это обусловлено тем, что электросварка воздействует на физические свойства металла, из-за чего в местах сварочных стыков он становится менее крепким, а сами швы получаются довольно тонкими.

Армирование углов

Сложнее всего армировать углы ленточного фундамента. В идеале армирование углов выполняется гнутыми арматурными прутьями, соединяющими примыкающие части каркаса. Именно на этом этапе строительства многие застройщики начинают сомневаться, нужно ли армировать ленточный фундамент гнутой арматурой по углам. И поэтому просто укладывают прутья под прямым углом, что абсолютно неправильно.

При таком перекрестии невозможно создать единую жесткую раму, которая обеспечит прочность фундамента. Здание на таком основании может оказаться недолговечным, поскольку данный вид армирования способствует отколам слоев и образованию трещин на углах фундамента.

Грамотное армирование угла должно обеспечивать жесткую связку лент фундамента. Для этого прутья соединяются в единый каркас посредством хомутов, а в местах стыка на углах устанавливаются специальные усиления П- или Г-образной формы.

Армирующий материал

Выбор материала является достаточно важным этапом. Для армирования ленточного фундамента своими руками применяют стальные стержни разного сечения или стеклопластиковую арматуру. Но чаще всего используют металл.

Основная горизонтальная арматура имеет сечение прутов от 12 до 24 мм. Стержни, которые будут располагаться вертикально, являющиеся вспомогательными. Поэтому обычно сечение вертикальных прутов от 4 до 12 мм. Такая большая разница обусловлена разбросом в нагрузках на основание и находится в прямой зависимости от вида почвы и веса конструкции.

Вспомогательные вертикальные пруты устанавливают, если высота фундамента превышает 15 см. При этом используют арматуру сечением 6-8 мм класса А1. Каркас собирают из стержней и хомутов, очищая их от ржавчины. Если необходимо, пруты выпрямляют и режут. В качестве соединения прутов используют вязальную проволоку и крючок. Сварочные работы можно выполнять, если на прутах присутствует маркировка «С».

На выбор диаметра оказывает влияние число горизонтальных уровней и схема армирования ленточного фундамента.

Какие бывают фундаменты для дома

Существует несколько разновидностей фундаментов для жилых домов, которые армируются по-разному в зависимости от этажности здания, несущей способности грунтов, состояния рельефа:

1. Ленточные. Используются для строительства жилых домов высотой до пяти этажей на плотных грунтах;
2. Свайные буронабивные. Применяются для возведения малоэтажных строений на просадочных грунтах с высоким уровнем грунтовых вод;
3. Плитные. Считаются самыми прочными и предназначены для высотного строительства на любых грунтах, кроме переувлажненных.

Каждый тип фундаментов армируется по-разному, для чего используется арматура разного класса.

Нюансы работ

1. Расчет материалов армирования.

Предусмотрите, чтобы арматуры хватило на нахлест (30‒50 мм). Стандартная длина стержня 11,7 м. Не заказывайте обрезки, так как трудоемкость работы повысится, а рассчитать нужное количество будет невозможно, ведь арматуру продают в килограммах.

2. Соединение.

Стержни спаивают, вяжут или скрепляют муфтами. Лучше вязать элементы армировки, а не паять, так как прочность каркаса падает, особенно если оставить его без бетона во влажную погоду. Чтобы сократить расход арматуры для ленточного фундамента, применяют муфты, так как для пайки рекомендуется соединять пруты с нахлестом 10‒15 см, в зависимости от диаметра. Если их вяжут, длина места скрепления составляет 10 диаметров для марок бетона от М300 и 15 — для М200.

3. Сгибание стержней.

В продаже есть станки, чтобы согнуть арматуру, но они стоят дорого, поэтому мастера придумали разные способы для изготовления хомутов самому. Например, приваривают два уголка к ровной вертикальной поверхности, вставляют туда прут и гнут, надевая на него трубу. Арматуру с диаметром 6‒8 мм осилят тиски. Если у вас есть смекалка, реализовать идею с двумя параллельными уголками будет легко. Главное, чтобы все углы были прямые, а стороны хомутов находились в одной плоскости, иначе ленточное основание не будет надежным.

4. Подготовка элементов армировки.

Стержни слегка намачивают за пару дней до заливки, чтобы увеличить сцепление стали с бетоном, но перед этим обязательно удаляют отслоившуюся ржавчину металлической щеткой.

Возможные ошибки

Когда люди без опыта армируют конструкцию своими руками, часто они не смотрят руководство и совершают типичные просчеты, это приводит к печальному результату.

Чтобы железобетон работал, обязательно выполнять армирование монолитного фундамента по правильно составленному чертежу

Это важно для ленточного мелкозаглубленного основания, так как она находится в зоне постоянного движения грунта

Как армировать мелкозаглубленный ленточный фундамент

Существуют нормативы, обозначенные строительными стандартами, где говориться:

1. Если возводится здание, высота которого не превышает 10 м, и оно относится к категории «с пониженной степенью ответственности», то армировать фундаментную конструкцию дома необязательно.
2. Если по проекту постройка превышает по высоте 10 м, и относится оно к категории общественных и жилых зданий с несколькими квартирами, то армирование проводится в обязательном порядке. Шаг арматуры должен располагаться в пределах 20 см.

Еще один момент в сооружении мелкозаглубленных ленточных фундаментов, на который надо обратить внимание. Это ошибка разработчика проекта или производителя работ

Нельзя укладывать одну арматурную сетку в центр фундамента. Так поступают в плитных конструкция. В лентах вся нагрузка располагается по краям, внутри нее давление мизерное. Поэтому даже в небольших по размерам конструкциях надо устанавливать две решетки.

Небольшой каркас для мелкозаглубленного фундамента

Способы фиксации стыков

Для армирования фундамента используются сетки, связанные проволокой с использованием:

• плоскогубцев;
• небольших кусачек с затупленными режущими кромками;
• покупного или самодельного крючка определенной формы;
• вязального пистолета.

Плоскогубцы и кусачки используются для самого простого способа вязания сетки. В местах пересечения арматурных прутьев снизу заводится сложенная пополам проволока, концы которой закручиваются с помощью одного из инструментов. Чтобы готовая скрутка не торчала, ее загибают ближе к сетке.

Специальные крючки покупают в строительных магазинах, на рынках или делают сами из жесткой стальной проволоки. Также как и в предыдущем случае, предварительно нарезанные прутки мягкой проволоки складывают вдвое, с той лишь разницей, что со стороны загиба формируют петлю, в которую вводят крючок. Свободными концами обхватывают стык на арматурной сетке, перегибая их за крючок, где уже находится петля. Теперь остается лишь закрутить проволоку, вращая приспособление до тех пор, пока соединение не будет надежно зафиксировано.

• Простой крючок вращают вручную, что занимает много времени.
• Винтовой крючок облегчает и убыстряет работу. Он приводится в движение нажатием на рукоятку.
• Шуруповерт или дрель помогают максимально ускорить сборку фундаментной сетки. Крючок просто вставляется в патрон того или иного инструмента.

Вязальный пистолет

Большие объемы работ требуют механизации и автоматизации, иначе процесс строительства может затянуться надолго. Арматурная сетка, в этом случае, вяжется при помощи электрического (аккумуляторного) или механического пистолета. Качественный инструмент стоит дорого, а некачественного хватает не более, чем на один объект. Частные застройщики выходят из положения разными способами. Кто-то покупает оборудование, побывавшее в употреблении, а потом продает его, другие берут вязальный пистолет в аренду, а третьих устраивает дешевая подделка, так как потребности в дальнейшей ее эксплуатации они не видят.

Вязка арматурной сетки выполняется после установки рабочего узла пистолета на стыковочное место двух стержней и нажатия пусковой кнопки. Вязальная проволока подается автоматически с катушки, являющейся одним из модулей инструмента, поэтому нарезать предварительно куски для скрутки не требуется. К преимуществам пользования пистолетом относятся:

• удобство и несложность в эксплуатации;
• высокое качество стыковых соединений, обеспеченное постоянным усилием при скрутке;
• экономичный расход проволочного материала, исключающий отходы;
• скорость вязки;
• существенное снижение трудоемкости.

Но не стоит исключать и недостатки автоматического процесса, которые состоят в необходимости обучения персонала и материальных затратах на приобретение инструмента. В связи с этим, на небольших объектах, к которым относится частное строительство, вязальные пистолеты практически не используются.

Вне зависимости от выбранного способа вязки арматурной сетки, предназначенной для возведения фундамента, требуется ответственно подходить к процессу работы. Не следует забывать, что от правильности и качества сборки металлического каркаса будет зависеть долговечность строения и надежность его основы.