Армирование фундамента: сколько нужно арматуры?

Многочисленные опыты и эксперименты, проведённые в разное время и разными учёными показали: армированные железобетонные изделия, в зависимости от расположения арматуры в массиве конструктивного элемента, количества стержней, их диаметра и взаимного расположения, ведут себя при воздействии нагрузок не одинаково. Из этого следует, что все вышеперечисленные параметры необходимо определять при помощи расчёта.

Обязательно ли использовать арматуру

Прежде чем выбрать способ заливки фундамента, исследуйте местность, на которой собираетесь строить. Есть ли в вашей местности грунтовые воды, какие свойства имеет грунт, существует ли вероятность затопления во время весеннего паводка, как глубоко промерзает почва, если ли риск землетрясений — все это нужно учитывать.

Бетон обладает высокой прочностью на сжатие и крайне низкой прочностью на растяжение — даже незначительные движения земли вызывает появления трещин и разрывов в основании дома.

Инженерно-геологическую диагностику почвы нужно сделать на начальных этапах проектирования, а результаты лабораторных исследований покажут, нужна ли арматура.

Обязательно ли использовать арматуру

В большинстве случаев армирование необходимо, в нашей стране преобладают грунты с высокой степенью подвижности. Армирующие пруты в несколько раз повышают устойчивость бетона к растяжению, придают ему эластичность, продлевают срок службы фундамента.

Если же вы уверены, что армировать основание не надо: грунт в вашей местности неподвижен и крайне прочен, грунтовые воды отсутствуют и нет сейсмической опасности, то никто не в праве вас разубеждать. Вы принимаете решение на свой страх и риск. Сэкономив деньги, вы берете на себя ответственность за все возможные риски.

Отказываясь от армирования основания дома, подпишите с бригадой строителей дополнение к договору, где будет прописано, что вы не будете предъявлять к ним претензии, если фундамент треснет или просядет.

Устройство монолитного фундамента: составляющие элементы

Монолитный фундамент в виде плиты представляет собой массивную железобетонную конструкцию, не требующую заглубления в грунт в отличие от остальных типов.

Рисунок 1. Конструктивная схема классического плитного основания

Классический «пирог» такого основания состоит из таких конструктивных элементов:

  1. Уплотненный грунт – хорошо утрамбованное дно котлована (обычно земляные работы предполагают только снятие верхнего плодородного слоя почвы).
  2. Подушка – традиционно делается из песка либо его смеси с щебнем или гравием. Она служит для гашения вибраций и минимизирует воздействующие снизу на основание нагрузки, а также для отведения грунтовых вод.
  3. Полотно геотекстиля – чаще применяется дорнит, который защищает подушки от заиливания и армирует ее. Дополнительно может укладываться между слоями песка и щебня для повышения прочностных характеристик.
  4. Бетонная подготовка – называется еще выравнивающим слоем. Выполняется из бетона, толщина обычно не превышает 50 мм. Служит для более качественной гидроизоляции и правильной установки армирующего каркаса.
  5. Гидроизоляционный слой – водонепроницаемая мембрана защищает фундамент от капиллярного подсоса влаги. Классический материал – рулонные битумные холсты, укладываемые в несколько слоев.
  6. Армирующий каркас – обеспечивает высокую несущую способность основания и устойчивость к изгибающим нагрузкам, предупреждая растрескивание бетона.
  7. Бетонная основа – непосредственно основание, толщина которого определяется в зависимости от предполагаемых нагрузок, высоты здания и используемых стеновых материалов.
  8. Однако «пирог» может включать и другие элементы – все зависит от разновидности основания. Так, устройство фундамента типа УШП (утепленная шведская плита) предполагает необходимость применение экструдированного пенополистирола, поверх которого уже сооружается бетонное основание.

    Рисунок 2. «Пирог» утепленной шведской плиты

Выбор арматурных изделий

Приобретая арматуру для такой основы, надо обратить внимание на индекс изделия:

  • «С» – будет означать устойчивость изделий к сварке;
  • «К» — стойкость к растрескиванию от коррозии (последнее возможно при больших нагрузках).

Внимание! Если на изделиях нет одного из приведенных выше индексов, такую арматуру брать не рекомендуется.

Кроме индекса, арматуру принято делить и по категориям:

  • А3 идеально подходит для продольного укладывания. На эти стержни приходится основная нагрузка;
  • А1 используется уже для остальных способов укладывания. Диаметр прутьев желательно подбирать в пределах 6-8 мм.

Полезный совет. Укладывать прутья рекомендуется методом единого хомута. Это поможет связать все стержни в целостный, прочный каркас.

Расчет арматуры

При расчетах арматуры ленточного фундамента учитывают такие параметры:

  1. максимальная нагрузка на звенья каркаса арматуры;
  2. отступ стержней вдоль периметра;
  3. ширина.

Максимум нагрузки приходится на продольные части каркаса. Потому оптимальным вариантом будет использование ребристых штырей для каркасной арматуры. Благодаря этому будет достигнуто самое качественное сцепление с бетоном.

Укладка каркаса выполняется с учетом разницы показателей грунта. Чем она больше, тем толще стержни арматуры нужно использовать в каркасе.

Стальные прутья, укладываемые по периметру фундамента должны располагаться на расстоянии более 50 мм от верхнего края основания, опалубки и дна. Помещаемая в бетон арматура должна получить защиту от коррозии.

Расстояние между прутьями определяется, например, так. Пусть ширина фундамента равна 0,4 м, тогда расстояние между стержнями, располагаемыми вдоль, должно быть равно:

  1. 1-3 дм по вертикали в зависимости от глубины и нагрузки;
  2. 3 дм по горизонтали.

Гладкие стержни, выдерживающие меньшие нагрузки, используют для вертикальных и поперечных элементов каркаса. Располагают их на расстоянии 1-3 дм друг от друга. Иногда можно располагать стержни на расстоянии до 5 дм.

Важно! По строительным правилам, каркас ленточного фундамента необходимо делать по ширине в 2 раза меньшим высоты. После всех проведенных расчетов, можно начинать монтажные работы.

Правильное армирование углов ленточного фундамента

Угловые участки ленточного фундамента – зоны концентрации разнородных напряжений. Две сходящиеся под углом «балки» монолитной конструкции могут иметь в этой зоне нагрузки противоположного направления. Кроме того может быть разная по величине нагрузка от разных стен. На угол могут действовать напряжения растяжения от одной стены и сжатия от другой. Разнородные напряжения должна выдерживать каркасная конструкция угла. Для этого должно быть обеспечено сопряжение каркасов.

Поэтому армирование производится усилением арматурного каркаса как минимум в 2 раза. Для этого поступают следующим образом:

  • арматурный продольный стержень первого каркаса, являющийся внутренним по отношению к наружной части фундамента пропускается вперед и загибается под прямым углом, так, чтобы отогнутая длина была не менее 50 диаметров стержня;
  • стержень передвигается, пока он не примкнет к наружному стержню перпендикулярного второго арматурного каркаса, образуется первый нахлест;
  • наружный стержень перпендикулярного второго каркаса тоже сгибается и подводится к наружному стержню первого каркаса, образуется второй нахлест;
  • внутренний стержень второго каркаса сгибается, сгиб передвигается к наружному стержню первого каркаса и прикладывается ко второму нахлесту;
  • первый и второй нахлесты и перекрест внутренних стержней перевязываются проволокой или свариваются, обвязываются (свариваются) и вертикальные и горизонтальные поперечные стержни.

Как вариант – наружные стержни не сгибаются, а гнется кусок арматуры в виде Г-образного хомута, оба конца которого перевязываются с обоими наружными стержнями.

Для стыковки балок для несущих внутренних стен с наружными балками вязку делают так, как указано на рисунках.

Идея та же, что и при армировании в углах – перевязка или сварка внутренних стержней с наружными или с добавочными элементами в виде Г- или П-образных элементов или петель из арматуры. Ни в коем случае не делать простое пересечение стержней.

Расчёт арматуры в столбчатом фундаменте

Фундаменты такого типа армируются, в зависимости от выбранного вида конструкции, либо одним каркасом из вертикальных рабочих стержней, либо с добавлением к каркасу горизонтальной опорной сетки.

Расчёт арматуры столбчатого фундамента.

В качестве рабочей арматуры используют пруты периодического сечения класса АIII диаметром 10-12 мм., в качестве конструктивной – гладкую проволоку диаметром порядка 6 мм. Площадь подошвы столбчатого фундамента, глубина его заложения и количество столбов зависят от вида грунтов, конструктивного решения постройки и величины передаваемой на грунт нагрузки от здания.

Обычно для армирования каркаса достаточно четырёх вертикальных прутков, связанных по вертикали проволокой с шагом 200 мм. В случае же с добавлением сетки подошвы фундамента, её изготавливают из арматуры класса AIII с размером ячейки 20х20 см. Такой относительно некрупный шаг рабочей арматуры обусловлен необходимостью предотвратить продавливание подошвы фундамента его верхней столбчатой частью под воздействием нагрузок. Сетка и вертикальный каркас соединяются между собой гладкой проволокой диаметром 6-8 мм.

При монтаже каркаса в опалубку нельзя забывать о необходимости устройства защитного слоя бетона порядка 25 мм. для обеспечения долговечности конструкции.

Подсчёт необходимого объёма материала прост – количество потребной на один каркас арматуры умножают на количество столбов.

Как правильно рассчитать арматуру для фундамента

Для монтажа прочного и долговечного фундаментного основания необходимо выполнить расчет арматуры и каркаса. Такой подход обеспечивает соответствие требованиям нормативных документов. Для правильного расчета необходимо учитывать следующие моменты:

  • в качестве конструктивных элементов лучше всего закладывать металлические прутья с рифленой поверхностью, толщина которых начинается от 12 мм – посмотреть каталог арматуры для фундамента;
  • оптимальным является использование проката марки А400, А500 и А240;
  • все расчеты выполняются в соответствии с требованиями СНиП 52-01-2003 и ;
  • при проектировании учитываются характеристики грунта, для каменистой, болотистой, сыпучей почвы арматурный каркас будет отличаться;
  • обязательно учитывается при расчетах суммарная нагрузка на конструкцию, которая складывается из собственного веса фундамента, массы стен, перекрытий, перегородок, установленного в здании оборудования и предметов повседневного использования, среднегодового количества осадков;
  • обязательно учитывается запас прочности, каркас должен быть прочнее расчетных показателей на 5-10%;
  • несмотря на большое количество доступных онлайн-калькуляторов, расчет арматуры с их использованием получится приблизительным, желательно воспользоваться услугами специалиста в данной отрасли.

Выполняя указанные правила расчета арматурного каркаса можно быть уверенным в прочности и долговечности бетонного основания. При движении грунта, больших климатических и механических нагрузках, фундамент не получит повреждений. Соответственно стенам здания не угрожают деформации, появление трещин и щелей.

Чем соединять

При укладке армирующих поясов продольные и поперечные составляющие необходимо каким-то образом соединять. Это делают двумя способами: сваркой и вязкой с помощью проволоки.

Сварка — быстрый способ, но не самый лучший. Дело в том, что местах, которые подверглись  воздействию высоких температур, сталь более подвержена коррозии. Это в условиях укладки в бетон — очень плохое качество.

Соединять арматуру можно при помощи сварки или проволокой

Если и еще один минус сварного соединения арматуры — во время заливки или трамбовки раствора есть довольно реальные шансы нарушить соединение. Оно обычно носит точечный характер и обломать его можно.

Чем соединять

Соединенные сваркой элементы каркаса имеют большую прочность, но такое основание лишено возможности реагировать на подвижки грунта. А это ведет к образованию напряжений в бетоне и появлению трещин. Потому делаем вывод: на пучнистых и сыпучих грунтах лучше использовать вязку.

Вязка арматуры при помощи проволоки проводится вручную. Есть некоторые приспособления, облегчения процесса — крючки, клеши, пистолеты. Но все равно процесс занимает приличное количество времени.

Подробнее о том, как вязать арматуру для фундамента, читайте тут.

Требования к арматуре столбов фундамента и ростверка

Для горизонтальной продольной арматуры ростверка берут прутки с регулярным профилем и диаметром 10 – 16 мм. Вертикальные и горизонтальные поперечные участки каркаса – из гладкой арматуры, диаметром 6 – 8 мм.

Для столбов вертикальная арматура – профилированная, горизонтальная – гладкая. Диаметры те же.

Обычно используют прутки марок А I и А III (А 400 С).

Можно использовать новый вид арматуры – композитную. Практика пока не велика, а характеристики у нее хорошие.

От чего зависит норма расхода арматуры на куб бетона

При различных типах строения используется разное количество арматуры. Сама арматура разнится по классу и весу. По площади сечения арматуры можно узнать вес 1 метра. Более подробно о классах и видах арматуры можно прочитать в специальной статье: арматура, виды, характеристики, выбор, вязка, гибка арматуры.

Для вычисления количества связки и арматуры в 1 м³ объема бетона потребуется такая информация:

  • Тип фундамента.
  • Площадь сечения прутьев и их класс.
  • Общий вес здания.
  • Тип почвы.

Различают несколько основных типов бетонных фундаментов: ленточный, плитный и столбчатый. Более подробно о выборе типа фундамента и характеристках каждого из них можно прочитать в статье: выбор типа фундамента, его расчёт, технологии строительства фундамента. В этой же статье можно узнать о расчёте веса здания и как учитывать тип грунта при выборе типа и размеров фундамента.

От чего зависит норма расхода арматуры на куб бетона

Арматурная конструкция для фундамента.

Не смотря на большие различия в возможных конфигураций фундамента, есть общие рекомендации. Так для строительства небольшого деревянного домика потребуется арматура с сечением не больше 10 мм. Для создания фундамента большого кирпичного дома потребуется уже не меньше 14 мм в толщину. Прутья устанавливаются в фундаменте всреднем через 20 см от друг друга. В связке находятся 2 пояса: верхний и нижний. Измерив общую длину и глубину фундамента можно с точностью определиться, сколько метров арматуры и уже исходя из этих чисел посчитать их суммарный вес. При этом стоит учитывать, что арматуру не надо сильно заглублять, так как основное растяжение создается на поверхности.

Согласно строительным нормам на 1 кубический метр бетона расходуется не менее 8 килограмм арматуры.

Читайте также:  Пример расчет свайного фундамента с ростверком пример в программе