Расположение и расчет арматуры в ленточном фундаменте

Сколько нужно арматуры для ленточного фундамента

Важным вопросом перед началом строительства является его стоимость. Определить её в объёме фундамента без определения требуемого количества арматуры невозможно. Но для первоначальной оценки можно воспользоваться весовым коэффициентом армирования. За десятилетия проектирования и строительства был выведен показатель количества арматуры для зданий малой этажности. Он равен приблизительно 80 кг/м3. То есть если для Вашего ленточного фундамента требуется 20м3 бетона, арматуры в среднем понадобится 20х80=1600кг. Требуемый объём бетона при этом посчитать не сложно – нужно лишь знать периметр здания, протяжённость несущих внутренних стен, задаться высотой ленты 300мм и умножить на её ширину.

В условиях экономии перед покупкой арматуры целесообразно выполнить более точный расчёт. Для этого придётся нарисовать схему армирования, определить общий погонаж продольной и поперечной арматуры, вут, добавить 5-10% на обрезки и затем умножить полученные данные на вес погонного метра для каждого из диаметров.

Таблица веса 1 м.п. арматурного стержня в зависимости от диаметра

Зачем нужна арматура в ленточном фундаменте

В процессе эксплуатации здания неизбежно возникает осадка. Грунт под подошвой фундамента в условиях давления сверху уплотняется. Чем выше давление, тем сильнее происходит уплотнение. В том случае, если оно строго равномерно по всей протяженности ленточного фундамента, опасные внутренние усилия в фундаменте не возникают.

На практике такая ситуация встречается крайне редко. Не симметричность форм и нагрузок обуславливает неравномерное давление. С целью снижения неравномерности осадки в пределах одного здания обычно применяют фундаментные ленты разной ширины. Больше нагрузка – больше ширина. Но даже в этом случае полностью уравнять значения давлений под подошвой фундамента невозможно.

Кроме того, нельзя поручиться за абсолютную идеальность основания фундамента (грунта). Различные включения в грунтовой толще также формируют неравномерность осадок. Негативное влияние оказывает и неравномерная влажность. Протечка водонесущих коммуникаций, отсутствие отмостки с одной стороны, вероятность появления различных пристроек (дополнительная нагрузка дает дополнительную осадку) – всё это формирует неравномерность осадок.

Условно говоря, поверхность грунта под лентой фундамента стремится стать «кривой» по вертикальному направлению. Наиболее опасными участками становятся углы, а также места со значительными перепадами нагрузок (например, при переменной этажности, наличии колонн, дополнительно нагруженных пилонов и т.д.). Такая ситуация формирует в фундаментной ленте дополнительные внутренние напряжения в виде поперечных сил и изгибающих моментов. Для их восприятия в тело фундаментов вводят арматуру, так как без неё появятся трещины не только в ленте, но и в стенах.

Материалы для армирования

Основным материалом для арматуры является сталь. Использование стальных стержней достаточного диаметра позволяет создать прочный арматурный каркас, компенсирующий воздействие вертикальных деформаций почвы. Самый популярный вариант – арматурные прутки толщиной 12 мм. Преимуществами стали считаются:

• длительный эксплуатационный срок;
• устойчивость к сильным нагрузкам;
• хорошую электропроводимость (при сильных морозах есть возможность прогревания путём пропускания по стержням электрического тока);
• доступная стоимость.

Расчёт количества арматуры в каркасе

Арматура 10 мм

Особенности использования 10-мм стального проката даны в таблицах строительных нормативов (СНиП). Согласно этим нормам, отношение площади сечения каркаса к общей площади сечения фундамента должна составлять 1 к 1 000. То есть, если площадь поперечного сечения ленточного фундамента составляет 1 кв. м, то минимальная площадь сечения внутреннего каркаса – 10 кв. см. Зная, что площадь сечения 10-мм стального прутка составляет 0,78 кв. см, можно рассчитать, сколько «нитей» нужно будет использовать в фундаменте данного сечения.

В представленной ниже таблице указано, сколько «ниток» арматуры различного диаметра будет нужно для создания каркаса того или иного сечения. С помощью этого норматива можно рассчитать, сколько надо будет 10-мм арматуры для возведения основания нужной длины.

Пример расчета

Чтобы вычислить общий расход, надо будет произвести ряд несложных вычислений. Допустим, нужно залить ленточный фундамент для дома 10×10 м. Для примера возьмём наиболее распространённый вариант конструкции – так называемый «пятистенок». То есть дом, имеющий четыре наружные стены, и одну несущую внутреннюю стену. Примем сечение среднезаглубленного ленточного фундамента в 0,5 кв. м (1 м глубиной и 0,5 м шириной).

Арматура в ленточном фундаменте

Первоначально рассчитываем общую длину бетонной заливки. Периметр здания у нас получается длиной в 40 метров. К этой длине надо будет прибавить внутреннюю стену – ещё 10 метров. В итоге получаем общую длину ленточного фундамента в 50 метров.

Следующий шаг — высчитываем, сколько надо будет ниток арматуры для создания каркаса. Согласно нормативам СНиП, для фундамента сечением 0,5 м, общее сечение продольных ниток арматуры должно составлять как минимум 5 кв. см (соотношение 1:1000). Поскольку площадь сечения арматуры диаметром 10 мм составляет 0,78 см, то наименьшее количество ниток в каркасе составляет 8 штук.

Далее, чтобы определить общий расход, умножаем протяжённость заливки на количество нитей: 50 х 8 = 400 м. Таким образом, расход арматуры диаметром 10 мм для деревянного дома размерами 10×10 м составит примерно 400 м. При этом, 400 метров –  расход арматуры только на продольные нити, без учёта поперечных перемычек.

Для определения сметной стоимости всей арматуры необходимо будет вычислить, сколько она будет весить. Это связано с тем, что стоимость металлопроката, как правило, исчисляется на вес.

Один метр 10-мм арматуры весит примерно 600 г. Следовательно, 400 м будут весить приблизительно 240-250 кг. Подобным же образом можно вычислить, сколько проката понадобится для заливки основания под постройку другого размера. Так, для деревянного дома 6х6 м вычисления будут выглядеть следующим образом. Находим периметр дома с внутренней несущей стеной: 6 х 4 + 6 = 30 м. Далее умножаем длину заливки на количество нитей: 30 х 8 = 240 метров.

Основные требования к ленточному фундаменту и арматуре

В процессе армирования устанавливается вид, а также  основные контролируемые значения касательно качества арматуры. Согласно существующим стандартам  к использованию допускается горячекатаная строительная арматура с  профилем периодического типа, а также термически обработанная либо механически упрочненная продукция.

Выбор класса арматуры происходит с обязательным учетом так называемого гарантированного значения предела текучести при максимальных возможных нагрузках.  Помимо важных характеристик на растяжение, нормам также подлежит пластичность, стойкость к  коррозийным  процессам, показатели свариваемости, а также устойчивости к низким температурам, допустимое удлинение до начала негативных  разрушительных процессов, а  также релаксационная стойкость.

Рабочие стержни должны быть с минимальным диаметром 12 мм.

Количество используемых продольных прутьев должно быть не менее 4 (а в лучшем случае – 6). Причем продольные прутья  соединяют в пространственный каркас с использованием вязания проволоки либо сваривания.

Шаг в случае поперечного армирования должен составлять от 20 до 60 см, а диаметр арматуры, в свою очередь, — от 6 и вплоть до 8 мм.

Касательно мест с повышенным уровнем возможной осадки, а также при Т-образных пересечениях должно применяться усиление армирования с применением арматурных вутов и лапок (причем их диаметр должен быть равным тому, который применяется  для продольных стержней).

Толщина ленточного основания в среднем должна составлять примерно 30 см.

Армирование подошвы ленточного фундамента

На грунтах с не очень высокой несущей способностью, на пучнистых почвах или под тяжелые дома, часто ленточные фундаменты делают с подошвой. Она передает нагрузку на большую площадь, что придает большую стабильность фундаменту и уменьшает величину просадок.

Чтобы подошва от давления не развалилась, ее также необходимо армировать. На рисунке представлены два варианта: один и два пояса продольной арматуры. Если грунты сложные, с сильной склонностью к зимнему печению, то можно укладывать два пояса. При нормальных и среднепучнистых грунтах — достаточно одного.

Уложенные в длину пруты арматуры являются рабочими. Их, как и для ленты, берут второго или третьего класса. Располагаются друг от друга они на расстоянии 200-300 мм. Соединяются при помощи коротких отрезков прутка.

Два способа армирования подошвы ленточного фундамента: слева для оснований с нормальной несущей способностью, справа — для не очень надежных грунтов

Если подошва неширокая (жесткая схема), то поперечные отрезки — конструктивные, в распределении нагрузки не участвуют. Тогда их делают диаметром 6-8 мм, загибают на концах так, чтобы они охватывали крайние прутки. Привязывают ко всем при помощи вязальной проволоки.

Ели подошва широкая (гибкая схема), поперечная арматура в подошве тоже является рабочей. Она сопротивляется попыткам грунта «схлопнуть» ее. Потому в этом варианте подошвы используют ребристую арматуру того же диаметра и класса, что и продольную.

Схема армирования ленточного фундамента

Порядок действий при армировании следующий:

1. Насыпать дно канавы подушку из песка со щебнем.

2. Залить бетонную подошву слоем 5 сантиметров для защиты металла от коррозии. Вместо подошвы можно использовать более экономный вариант: подложить под вертикальные прутья камни или обломки кирпича. Но это долгий и энергоемкий способ.

3. Установить опалубку.

4. Уложить на бетон расчетное число поперечных прутьев с шагом в пределах 0,8 см.

5. Уложить вдоль стенок канавы два ряда продольных прутьев. Связать пересечения. Между собой фрагменты горизонталей соединяют внахлест. Длина нахлеста – 50 диаметров прута минимум.

6. На стыках установить вертикальные прутья. Их ставят перпендикулярно уложенному нижнему уровню, отклонений от вертикали быть не должно. Привязать.

7. К вертикалям привязать верхний ярус поперечин. Перехлест концов рамки при этом должен быть минимум 20 сантиметров.

8. Уложить верхние продольные прутья, скрепить с остальной конструкцией хомутами либо проволокой.

9. Зафиксировать каркас относительно опалубки. Между металлом и досками должно оставаться не меньше пяти сантиметров. Такое же минимальное расстояние оставляют между прутьями и верхней границей бетона.

Армирование ленточного фундамента

Ленточный фундамент закладывается в грунте по контуру, на котором будет расположен забор или по периметру дома.

Расчет ширины фундамента под забор или для дома зависит от подошвы, которая, в свою очередь, зависит от нагрузок строения. Ширина подошвы должна быть такой, чтобы давление на грунт было в допустимых нормах.

Видео:

Если вы не можете сделать расчет, то можно воспользоваться онлайн – калькулятором, который покажет, какой должна быть ширина подошвы, высота фундамента и толщина подушки под забор или для дома (в том числе и для одноэтажного).

Каркас может прогибаться вниз, а может выгибаться вверх, поэтому, армируют его как вверху, так и снизу, используя ребристую арматуру 10 – 12 мм диаметром.

Если высота основания составляет более 150 мм, в таком случае нужно делать также поперечную и вертикальную арматуру, для которой пользуются арматурой 6 – 8 мм (металлической, стеклопластиковой).

Расстояния между прутами продольной арматуры (металлической, стеклопластиковой), учитывая правила СНиП, должно составлять не более 400 мм. Шаг поперечной арматуры (металлической, стеклопластиковой) должен по СНиП составлять не больше 300 мм.

Нежелательно соединять металлические детали каркаса с помощью сварки, так как под воздействием высоких температур свойства металла ухудшаются.

Поэтому соединение арматуры (металлической, стеклопластиковой) своими руками нужно производить с помощью вязальной проволоки. На фото показана схема процесса армирования фундамента, его подошвы и связки арматуры.

Важно, чтобы не было касания арматурой (металлической, стеклопластиковой) опалубки или грунта, иначе металл будет ржаветь

Особое внимание следует уделить армированию углов каркаса, так как часто именно углы получают максимальную нагрузку. Армирование углов нельзя осуществлять простыми перекрестиями, так как такой фундамент не будет целостным и жестким

Армирование углов нельзя осуществлять простыми перекрестиями, так как такой фундамент не будет целостным и жестким.

Многие народные умельцы, делая фундамент своими руками, часто используют для углов именно простые перекрестия.

На фото ниже вы видите варианты правильного армирования углов ленточного фундамента.

Чтобы армирование углов происходило правильно, в этих местах нужно использовать дополнительное усиление, а также дополнительные хомуты.

Если в доме предусмотрен эркер и другие выступающие за фасад здания участки, или забор имеет необычную форму, которая образует тупой угол, то такие типы углов также нужно дополнительно усилить.

В каждом месте стыка или в углу ставят П-образное или Г-образное усиление.

Необходимо делать армирование основания и его подошвы под забор или для дома учитывая правила СНиП. Экономия материала и игнорирование усиления углов приведет в дальнейшем к сколам основания, образованию трещин, нарушениям монолитной конструкции.

Общая схема усиления ленточного фундамента

Для армирования ленточного фундамента своими руками для дома (в том числе и для одноэтажного) или под забор используется определенная схема работ, которой следует придерживаться. Для начала устанавливают опалубку.

В грунт вбивают арматуру по длине глубины основания. По нормам СНиП, арматура должна располагаться на расстоянии 50 мм от опалубки. Шаг арматуры по СНиП от 400 до 600 мм.

Теперь на дно котлована на высоте 80 – 100 мм нужно установить подставки для арматуры (металлической, стеклопластиковой), которые можно купить готовые или использовать для этого кирпичи.

Теперь к вертикальным штырям закрепляют верхний и нижний ряд перемычек, места пересечений укрепляют проволокой или сваркой. Весь процесс можно посмотреть на видео.

Видео:

https://youtube.com/watch?v=f9tRnoV-qdA

Инструменты и приспособления

Для производства мероприятий по усилению фундамента ленточного типа, в том числе его угловых частей, подготовьте следующие инструменты:

• болгарку, используемую для резки элементов пространственного каркаса, или специальные арматурные кусачки;
• рулетку строительную, длина ленты которой соответствует размерам строения и позволяет осуществлять замеры;
• предварительно отожженную проволоку, применяемую для вязания арматуры и элементов каркаса;
• ручное или полуавтоматическое приспособление для фиксации арматуры;
• подкладки из древесины или пластмассы, обеспечивающие фиксированное расстояние от элементов стальной пространственной конструкции до грунта;
• плоскогубцы или кусачки для работы с вязальной проволокой;
• молоток, который потребуется при выполнении работ по формированию арматурного каркаса.

Этапы строительства под монолитную колонну

При возведении частного коттеджа или дачи строительстве сооружают монолитный фундамент. Чтобы сэкономить материалы, опорные столбы выполняются в виде ступеней. Высота и число ступеней зависит от нагрузки.

Для основания выкапывают яму необходимого размера и укладывают на дно слой песка и щебня толщиной в 20 см. Если глубина фундамента большая, устраивают бетонную подушку. Затем возводят опалубку из фанеры или дерева.

Армирование опор

Армирование выполняется по мере возведения фундамента. Используют для этого прутки диаметром в 12–16 мм, связанные или сваренные в готовые каркасы.

В качестве горизонтальных элементов используется стальная сетка с размерами ячеек от 5–6 мм, но не более 12 мм:

1. После утрамбовки песчаной-гравийной подушки, заливают не менее 10 см бетона и опускают в яму подготовленную конструкцию.
2. Сечение каркаса лишь чуть меньше сечения скважины. Каркас входит плотно.
3. Середину столба не армируют, так как нагрузка здесь минимальна.
4. Выпуски арматуры загибают горизонтально – по 30–40 см. Если подколонник делают кирпичный, хотя бы один арматурный прут нужно заанкерить в кирпичной кладке.

Величина подколонника может совпадать с сечением столба. Если требуется именно стакан, сооружают опалубку сложной формы.

Изготовление каркаса можно посмотреть в этом видео:

Монтаж башмака

Чтобы равномерно распределить нагрузку от здания, рекомендуют делать башмак – расширение нижней части скважины:

1. Изготавливают опалубку, диаметр которой в 1,5 раза больше, чем сечение будущих столбов и устанавливают на песчаную подушку.
2. Заливают бетоном марки М300–М400 только башмак.
3. Бетон застывает не менее 10 дней.

После схватывания раствора продолжают возведение фундамента.

Установка колонн

Начинают работу с сооружения армирующего каркаса:

1. Монолитная колонна армируется прутками. При большом сечении прутки дополнительно усиливаются горизонтальными хомутами.
2. Для опалубки используют деревянные доски нужной длины. Их скрепляют хомутами. Рекомендуется изнутри простелить опалубку рубероидом, чтобы позднее ее легче было снять. Поверхность колонны будет гладкой.
3. Для заливки используют бетон марки М200 или выше. Чтобы удалить воздух, раствор протыкают металлическим штырем. Опалубку снимают только после полного высыхания.

Оптимальная температура строительства – выше +15 С. Если здание сооружают зимой, в бетон добавляют пластифицирующие добавки с тем, чтобы ускорить застывание.

Ростверк

Под железобетонные колонны возводят монолитный ростверк, по сути, это бетонная лента, усиленная стальными прутками. Используется при строительстве каркасных и панельных зданий, деревянных срубов:

1. Изготавливают опалубку необходимых размеров.
2. Укладывают арматуру. Для усиления плитной части используют арматурную сетку, которую размещают в 2 слоя. Между ними должен быть изолирующий слой бетона – не менее 20 см, поэтому заливку выполняют в 2 стадии.
3. Горизонтальные сетки соединяют вертикальными фрагментами прутков. Длина минимально возможная, чтобы каркас со временем не утратил устойчивости.