Для чего и как правильно произвести расчет арматуры для ленточного фундамента?

Арматура для фундамента

Можно выделить 2 основных варианта арматуры, применяемых  в процессе строительства:

1. Стальная, которая, в свою очередь, подразделяется на 2 подвида:

• Стержневую;
• Проволочную.

2. Композитная. На сегодняшний день именно такой вариант применяется довольно редко по причине немаловажных минусов.

Для армирования ленточного фундамента  применяют стержневой вид  арматуры к роли основного рабочего материала, а также гладкую арматуру  в качестве дополнительного.

Главным свойством рабочей арматуры считается её способность оперативно и превосходно  сцепляться с бетоном. Такую продукцию производят с периодическим профилем и подразделяют на классы касательно показателей прочности.

Стальная арматура

Устройство и типы

По глубине залегания ленточные фундаменты бывают мелкого и глубокого залегания. Мелкозаглубленные могут применяться на спокойных, непучнистых грунтах с хорошей несущей способностью под постройки небольшой массы — из древесины и возведенные по каркасной технологии.

В этом случае лента должна на 10-15 см уходить в твердый слой, который располагается под плодородным. В то же время по нормативам она не может быть менее 60 см.

Типы ленточных фундаментов по глубине заглубления

Монолитные ленточные фундаменты глубокого заложения делают под тяжелые, массивные дома. В общем случае опускают их на 10-15 см ниже уровня промерзания грунтов для данного региона. При этом подошва должна опираться на слой с хорошей несущей способностью. Если это не так, приходится углубляться ниже. Например, если уровень промерзания грунтов 1,2 м, а плодородный слой заканчивается на отметке 1,4 м, то приходится опускаться ниже 1,4 м.

С опалубкой или без

Вообще,  технология возведения монолитного ленточного фундамента предусматривает установку опалубки. Это конструкции из щитов, которая придает форму бетону и не дает ему растекаться. Понятное дело, что опалубка — это дополнительные расходы на материалы, а также дополнительное время на ее сборку и установку.

Опалубка — конструкция из досок или фанеры, которая придает фундаменту форму

Иногда в целях экономии, на хороших грунтах котлован под фундамент роют ровно по разметке — на нужную ширину и глубину. И в эти ямы  заливают бетон без опалубки. Такая технология не может гарантировать требуемую степень надежности,  результат спрогнозировать невозможно.  Дело в том, что для набора нормальной прочности бетону необходимо определенное количество воды. Без опалубки вода хоть и немного, но впитывается в грунт, что может сказаться на качестве самого бетонного камня.  В самом худшем случае он может крошится.

Из положения выходят, расстелив в траншее полиэтиленовую пленку. Но по ней потом ходят — армирование делать нужно. И прутья, и сапоги не один раз повреждают пленку. В результате влага все равно уходит.

Фундамент без опалубки — рискованная затея

В некоторых случаях такие фундаменты могут отстоять какое-то количество лет без проблем. Но рано или поздно, появляются трещины или бетон начинает крошиться. Вторая сложность работы с таким фундаментом — его далеко не идеальная геометрия. Для того чтобы снизить теплопотери, фундамент утепляют, причем чаще всего плитами пенопласта или экструдированного пенополистирола. Попробуйте наклеить их на неровную поверхность. Такая же ситуация с пароизоляцией: пленку очень сложно (практически невозможно) приклеить на неровный, пористый бетон с вкраплениями грунта. Оправдан или нет такой подход — решать вам,  но рекомендовать такой фундамент можно только под забор или сарай.

Расчет объема и диаметра арматуры

Расчет арматуры для ленточного фундамента требуется для того, чтобы придать необходимую прочность основанию путем продумывания количества требуемой арматуры, а также её диаметра. Толщина арматуры для ленточного фундамента может варьироваться.

К примеру,  в случае возведения фундамента для частного дома  в роли продольной применяется продукция с диаметром от 10 до 20 мм. В роли же поперечного варианта,  а также вертикального,  зачастую встречается ребристая либо гладкая арматура с круглым сечением,  а также с диаметром от 6  и вплоть до 12 мм. Таким образом, понятно, что диаметр арматуры для ленточного фундамента может также быть разным. Он зависит от конструкции, а также от  веса фундамента.

Как правильно армировать — пошаговая инструкция

Связывание арматуры для остова делается либо сразу в опалубке, либо за ее пределами с последующей установкой в местах использования.

Этапы вязки «скелета» фундамента:

• 1 этап. Выкладывание поперечных стержней с длиной на 100 мм меньше, чем ширина фундамента.
• 2 этап. Выкладывание двух нижних хлыстов продольной арматуры. В два этапа создается нижний пояс.
• 3 этап. Установка вертикальных опор в местах соединения с высотой на 100 мм меньше, чем высота готового фундамента.
• 4 этап. К вертикальному каркасу крепится верхний пояс, который делается с использованием пунктов первых двух этапов.

Независимо от того, где происходит вязка: непосредственно в опалубке или же отдельно с последующей установкой в опалубку – последовательность шагов неизменна. Если части каркаса собираются отдельно, то их необходимо хорошо связать между собой непосредственно в опалубке.

Как правильно гнуть арматуру?

Правильность работы с инструментами, которые способны согнуть металлические основы для дальнейшего использования в процессе армирования, позволяет создавать правильные и надежные гнутые элементы костяка.

Чтобы согнуть металлический прут существует два способа:

• Горячая гибка – место сгиба нужно раскалить до 700-900 градусов при помощи паяльной лампы, после ударами кувалды или молотка согнуть до нужного угла.
• Холодная гибка – предполагает использование специального станка. Некоторые хлысты можно гнуть руками (до 8мм), либо при помощи рычага, но при этом нужно контролировать угол изгиба.

Раскрой

Если диаметр прутьев не превышает 12 мм, для резки применимы ножовка по металлу, либо ленточная пила. Если диаметр штырей больше 12 мм, лучше применять «болгарку» со специальной насадкой, предназначенной для «мягкой» стали.

Автоматический инструмент способствует ускорению строительно-монтажных работ, но требует аккуратной работы, чтобы избежать травматизма.

Расположение

Арматура должна отступать от края фундамента вовнутрь на 50-60 мм. Это предотвратит коррозию металла внутри фундамента и создаст защитный слой из бетона. Глубже делать не рекомендуется, так как остов перестанет выполнять свои функции и противостоять внешним воздействиям среды на бетон.

Для создания цельносвязанного каркаса необходимо соединять вертикальные и поперечные стержни одним хомутом.

Как правильно уложить продольную арматуру?

Продольная арматура должна обеспечивать равномерность распределение деформационных сил по всему фундаменту.

То есть она делает бетон работоспособным. В п. 7.3.6 СНиП 52-01-2003 указывается, что шаг между продольными армирующими прутами нужно рассчитывать исходя из их типа (стены, плиты перекрытия, балки, колонны), а также высоты и ширины поперечного сечения.

Но при этом расстояние между продольными прутками не должно быть более 400-500 мм. При укладке следует использовать целые хлысты без соединений, удлиненные на 1,5-2 метра для того, чтобы сделать загибы по углам. Это повысит их прочность.

Укладка поперечной

Правила поперечного армирования рассмотрены в п. 7.3.7 СНиП 52-01-2003. Вертикальная и поперечная арматура размещается с отступом до 300 мм друг от друга.

Но при этом это расстояние не должно быть меньше половины высоты основания. Она забирает на себя часть поперечной нагрузки, которая воздействует на бетон и предупреждает формирование наклонных трещин.

Процесс вязки

Для вязки существует специализированная «вязальная» проволока

Чтобы правильно выбрать необходимый материал, нужно обратить внимание на его состав

В состав вязальной проволоки входит низкоуглеродистая сталь. Отличается она белым цветом.

В процессе связывания достаточно приобрести проволоку диаметром от 1,0 до 1,4 мм. Если использовать минимальную толщину, то материал легко рвется. При использовании более толстой продукции в процессе монтажа будет сложно ее скручивать.

Для вязки двух элементов остова необходимо подготовить отрезы длиной 250-500мм, для соединения трех штырей нужны отрезы не менее 500мм. Отрезаемая длина зависит от диаметра связываемых материалов. При связывании нескольких элементов, вязальную проволоку следует складывать пополам.

Углы основания

Чтобы обеспечить гармоничный переход двух векторов разной нагрузки, нужно правильно произвести армирование углов. В этом случае применимы гнутые элементы.

При достаточной длине продольных стержней лучше будет завести хлысты за угол на 600-700мм. Цельные элементы значительно повысят прочность отдельных хомутов.

При этом шаг пояса из вертикальной и поперечной арматуры должен составлять ½ шага прямых участков ленточного фундамента.

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

Арматурные прутья различаются не только по классу и внешнему виду, они также различаются по своему назначению:

Рабочая продольная (горизонтальная)

Стержни, которые расположены вдоль основания и воспринимают на себя основную нагрузку от факторов сжатия и растяжения. Чтобы увеличить прочность фундамента их устанавливают в нижнюю и верхнюю часть ленты. Диаметр элементов нижнего армирования должен быть больше диаметра верхних прутьев.

Поперечная монтажная

Она устанавливается для связывания между собой отдельных верхних или нижних рабочих стержней. Обеспечивает целостность рабочих элементов и распределяет между ними нагрузку.

Схема типового армирования ленточного фундамента

Вертикальная

Устанавливается вертикально и соединяет между собой верхнюю и нижнюю продольную арматуру. Правильное армирование ленточного фундамента использует все эти виды прутьев. Только вместе они обеспечат целостность арматурной конструкции и равномерно распределяют нагрузку.

Как работает арматура

Арматурой в строительстве принято называть стержни различных диаметров и форм для противодействия сжимающим и растягивающим нагрузкам, внутренним и наружным. Деление на виды, классы и группы зависит от заданных арматуре свойств и характеристик.

Разделение на группы арматуры зависит от характеристик:

• материал изготовления;
• форма профиля;
• способ использования;
• техника монтажа;
• назначение.

В устройстве фундаментов важно пространственное расположение арматуры. Продольно ориентированные арматурные элементы работают на минимизацию образования трещин, перераспределяя на себя нагрузку на поверхность продольно направленных конструкций

Поперечная арматура связывает бетон в зоне сжатия с арматурой продольной, перераспределяя и снижая нагрузки.

Зачем нужна арматура: сверху просто бетонная балка, а снизу – армированнаяИсточник rmnt.mirtesen.ru

При изучении маркировки арматурной стали практическое значение для частного застройщика имеют обозначения С и К после числового значения предела текучести

Индекс С говорит о возможности сварки арматуры, отсутствие этого индекса означает нежелательность сварки из-за хрупкости соединения. Обозначение К указывает на повышенную стойкость арматуры к коррозии.

Работы по укладке арматуры

При укладке армирующей конструкции в опалубку следует рассчитывать все так, чтобы все стержни после заливки были покрыты защитным бетонным слоем в 2-3 см. Для соблюдения необходимого расстояния используют специальные пластиковые фиксирующие элементы, металлические «лягушки или «стульчики».

В случае, когда длина прута короче, чем вся ширина фундамента, делают нахлест не меньше 40 диаметров рабочих стержней. Например, для прута 1,2 см, рекомендованный нахлест 48 см.

Армирование монолитного фундамента в предварительно подготовленном приямке сократит продолжительность работ и поможет без сложностей произвести укладку непосредственно на месте.

Ручная вязка арматурыИсточник dostroyka.com

Минусом такого монтажа является риски повреждения уложенной уплотненной подушки и гидроизоляционного материала. Укладку каркаса лучше проводить в таком порядке:

1. Собранный нижний пояс укладывают на подпорки. 
2. Устанавливают поперечные прутки. 
3. Собирают верхнюю часть конструкции, методом связывания проволокой соединяют стойки и верхний пояс.

Изготавливаем подставки

Нижний слой армирующего каркаса укладывается на готовые пластиковые подставки, после этого на него устанавливаются специальные «столики», которые поддерживают следующий слой конструкции. Они изготавливаются из куска арматуры, размер которого рассчитывается исходя из толщины монолитной плиты. Допустим, мы имеем дело с основанием толщиной 40 см. В этом случае расчеты будут следующими:

40 см (высота плиты) – 8 (два защитных слоя по 4 см) – (4 х 1 см) (толщина прутков умноженная на их количество) = 28 см.

Изготавливается поддерживающий «столик» путем изгиба в П-образную форму. Радиус изгиба подбирается в индивидуальном порядке. «Хвостики» подставки отгибаются в противоположные стороны, образуя тем самым надежные упоры, которые позволят уложить и зафиксировать оба слоя конструкции.

Требования к бетону

После выбора типа фундамента многих волнует вопрос, каким должен быть бетон, его состав и оптимальные пропорции, чтобы произвести качественную заливку основания

Строитель также должен обратить внимание на:

• количество этажей будущего дома;
• вес здания;
• тип грунта;
• уровень подземных вод и промерзания почвы.

Бетон для фундамента

Большое значение уделяют качеству бетонного раствора. Любая марка бетона состоит из четырех компонентов:

1. Цемент. Основная составляющая бетона, которую лучше приобретать в проверенных строительных магазинах. У цемента есть срок хранения, поэтому покупать его про запас не рекомендуется. Для заливки ленточного фундамента часто выбирают цемент или портланцемент марки М400.
2. Песок. Специалисты рекомендуют использовать песок, в составе которого есть как крупные, так и мелкие частички. Лучше всего выбирать речной песок с небольшой примесью карьерного. Фракция песка под фундамент составляет 2 – 2,5 мм.
3. Щебень. При строительстве небольших зданий используют гранитный щебень средней фракции от 20 до 40 мм.
4. Вода. Нужно использовать чистую питьевую воду. Вода с высоким содержанием солей и сульфатов снизит качество бетонного раствора.

Правила монтажа армокаркаса по СНиП

Количество необходимой для закладываемой конструкции арматуры и расстояние между арматурными прутьями напрямую зависят от размеров фундамента.

Согласно СНиП 52-01-2003 расстояние между прутьями рассчитывается, исходя из:

• диаметра прута;
• размера бетонного заполнителя;
• направления бетонирования;
• технологии укладки;
• вида бетонного уплотнителя.

Технологически правильное армирование подразумевает, что расстояние между прутьями продольной арматуры должно находиться в пределах от 25 до 40 см. Прутья же поперечной арматуры должны быть не более чем в 30 см друг от друга.

Все самое важное об армировании ленточного фундамента найдете в этой публикации

Требования к бетону

Бетон для ленточного фундамента должен отвечать определённым физико-техническим требованиям. Среди них:

• прочность;
• морозостойкость;
• водонепроницаемость.

Прочность — это способность выдерживать нагрузки на сжатие, выраженная в килограммах на квадратный сантиметр.

Морозостойкость обозначается буквой “F” и числовым эквивалентом. Число — это количество циклов полного замораживания и оттаивания опытного образца бетона без изменений своих характеристик.

Водонепроницаемость обозначается буквой “W” и также числовым эквивалентом. Число, в данном случае, — это максимальное давление, измеряемое в мегаПаскалях, при котором образец бетона не пропускает через себя влагу.

Марки бетона, рекомендуемые для сооружения ленточного фундамента:

Марка бетона	Класс бетона	Прочность бетона, кг/см2	Морозостойкость	Водонепроницаемость
М-200	В-15	196,5	F-100	W-4
М-250	В-20	261,9	F-100	W-4
М-300	В-22,5	294,4	F-200	W-6
М-350	В-25	327,4	F-200	W-8
М-400	В-30	392,9	F-300	W-10

Соотношение типа сооружения, грунта и марки бетона для ленточного фундамента:

Тип сооружения	Слабопучинистые грунты	Пучинистые грунты
Лёгкие деревянные или каркасные дома	М-200	М-250
Дома из бруса, бревенчатые срубы	М-250	М-300
Дома из арболитовых блоков и подобных им материалов	М-300	М-350
Дома из кирпича, камня, железобетона	М-350	М-400

Требования к арматуре

Для армирования ленточного фундамента используется стальная или композитная арматура. Поверхность её профилирована, что приводит к передаче максимальной нагрузки от прогибающегося бетона к арматурным прутьям.

Для продольного армирования обычно используются металлические прутья, диаметр которых находится в пределах от 10 до 16 мм.

Для поперечного армирования применяются металлические прутья, диаметр которых находится в пределах от 6 до 8 мм.

В соответствии со СНиП 52-01-2003, при возведении ленточного фундамента могут использоваться следующие виды арматуры:

• горячекатанная;
• термомеханически упрочнённая;
• механически упрочнённая в холодном состоянии;
• неметаллическая композитная.

О том, какую арматуру используют для армирования ленточного фундамента, расскажет эта статья.

Как вязать арматурную сетку самостоятельно

Перед началом работ лучше ознакомится с правилами вязания арматуры. Для этого процесса приобретают вязальную проволоку и крючок. Такая проволока хорошо гнется, а средний ее диаметр достигает 1,2-1,3 мм. Крючок можно приобрести в строительном магазине или сделать самостоятельно. Для вязки используются прутья длиной в 5-6 метров. Технология вязания для всех фундаментов одинаковая, а если диаметр прутьев больше 25 мм, тогда стержни соединяют с помощью сварки.

Вязание арматуры можно совершать в удобном для работы месте, потом поместить её в опалубку, а после устанавливать хомуты по углам основания. Чтобы вязание происходило удобней, не используйте слишком длинные отрезки проволоки. Откусите 20 см металлической нити и сложите её вдвое. Нахлест арматурных прутьев при связывании достигает 2 см.

Сборка обрешетки

На этапе монтажа армирующей решетки предстоит пройти этап вязки стальных прутов в единую конструкцию

На этапе монтажа армирующей решетки предстоит пройти этап вязки стальных прутов в единую конструкцию. Для этого используют стальную проволоку сечением 2 мм.

Вязку арматуры производят при помощи специального строительного крючка, который облегчает формирование стальных петель.

Выполняется вязка арматуры следующим образом:

• От общего мотка проволоки отрезают кусок длиной примерно 30 см;
• Его складывают напополам и прикладывают к двум прутьям, которые будут соединять;
• Теперь крючок продевают в имеющуюся петлю проволоки и захватывают один свободный её конец, проводя в петлю и загибая вокруг стального элемента;
• Второй конец проволоки таким же образом через петлю обвивают вокруг второго прута, скрепляя их вместе под углом 90 градусов.

Таким образом, производится вязка всех элементов конструкции.

Арматура, требования к ней и расчет

Под фундамент здания обычно берут металлические прутья, класс А III и выше.

Сечения:

• холоднотянутый прут – не меньше трех миллиметров;
• горячекатаный – не менее шести миллиметров.

Сталь должна относиться к классу 15 или выше. Обязательна обработка составами, препятствующими возникновению коррозии.

Возможно применение и арматуры из композитных материалов. Она проще в монтаже, более упругая, более жесткая и не такая пластичная. Преимуществом композита является неподверженность коррозирующим процессам, этот материал хорошо выдерживает вертикальную нагрузку и не образует мостиков холода.

Диаметр прутков и как рассчитать их количество?

Основа арматурного каркаса: вертикальные элементы – ребристые прутки с диаметром 1-1,2 см.

Горизонтальные связующие элементы изготавливаются из монтажной арматуры с сечением в 6-8 мм.

Они необходимы для соединения вертикальных в общую конструкцию.

Верхние концы вертикальных прутьев должны выступать из бетонной смеси на высоту в десять-двадцать сантиметров от уровня заливки. Они требуются для привязки ростверка.

Объем требующихся для процедуры прутьев определяют так: общее значение диаметра их в бетонном основании не должно превышать 0,25 процентов от диаметра столба-основания. Рекомендуемый вариант соотношения диаметров 1 к 25.

Визуально расчет выглядит так:

Бетонная смесь должна обходить арматурный каркас слоем не менее двадцати пяти миллиметров, что позволит защитить металл от коррозии.

Для столбов подойдет и пространственный каркас, в котором прутки между собой соединены вязальной проволокой. Положение фиксируется до начала бетонирования.

Чтобы получить каркас для столба в 20 см диаметром при  глубине закладки фундамента в два метра, требуется четыре вертикальных прута. Сечение не менее 10 мм, лучше двенадцать. Шаг для перевязки 50 см, а значит, потребуется четыре места горизонтальных соединений.

Принцип расчета выглядит так:

1. количество ребристых прутьев (длина) рассчитывается с учетом припуска в 200 мм, который необходим для проведения привязки ростверка. Получается, что на один столб надо (2+0,2)*4=8,8 метров прутка сечением 10-12 мм;
2. для выполнения горизонтальных соединений количество гладкой арматуры рассчитывается перемножением 0,2*4*4=3,2 метра прутка диаметром 6-8 мм;
3. чтобы посчитать объем проволоки для вязки каркаса, останется выполнить такое действие 0,3*4*4=4,8 метра.

Получив количество материала, требующегося на один столб, остается только перемножить это на общее число столбов.