Эффективный монтаж арматуры в опалубку ленточного фундамента: основные этапы и рекомендации

Монтаж арматуры в опалубку ленточного фундамента играет ключевую роль в обеспечении его прочности и устойчивости. Армирование основания позволяет равномерно распределить нагрузку и предотвратить его деформацию.

Для правильного монтажа арматуры необходимо следовать строительным нормам и правилам, учитывая не только расположение стержней, но и их диаметр, зазоры между ними и способы их соединения. Это позволит достичь оптимальных результатов и обеспечить долговечность и надежность ленточного фундамента.

Армирование фундамента

В процессе использования бетонного фундамента он подвергается не только давлению от веса строения, но и разнонаправленным нагрузкам, вызванным различными факторами. Например:

• неравномерное изменение объема грунта из-за замерзающей воды;
• перемещение слоев грунта относительно друг друга;
• неравномерная нагрузка из-за особенностей строения и т.д.

Решение простое — необходимо значительно усилить фундамент, внедрив в него металлический каркас.

Что даёт внедрение металлического каркаса

• Прочность обычного бетона на сжатие превышает прочность на растяжение или изгиб в 50 раз. Установка силового каркаса в фундаменте увеличивает его сопротивление растяжению и изгибу;
• Применение каркаса превращает бетон в железобетонный материал, способный выдерживать нагрузки как на сжатие, так и на растяжение и изгиб с одинаковым успехом.

Силовой металлический каркас состоит из гладкой и ребристой арматуры диаметром 8 и 32 мм соответственно. При армировании фундамента существует ряд секретов и тонкостей, которые не только увеличат его прочность, но и помогут сэкономить:

• Для создания горизонтального каркаса обычно используют арматуру А3 диаметром 10 мм с шагом 16 мм. Эта маркировка указывает на наличие ребристой поверхности прутка, которая обеспечивает лучшее сцепление с бетоном.
• Если высота бетонной ленты превышает 150 мм, то горизонтальные элементы рекомендуется укрепить вертикальной арматурой. Для экономии расходов такие соединения можно выполнить обычной арматурой А1 диаметром 6 мм с гладкой поверхностью.
• Расположение горизонтальных слоев силового армирования в верхнем и нижнем слое фундамента эффективно компенсирует нагрузки по всем направлениям. В определенных случаях может потребоваться добавление дополнительного горизонтального армирующего слоя внутри бетонной отливки.
• Для укрепления горизонтальных слоев можно использовать горизонтальные перемычки, чьи параметры (частота и диаметр) рассчитываются исходя из расчетных нагрузок вдоль перпендикулярной оси. Это помогает предотвратить образование дополнительных трещин в лите и закрепляет продольную арматуру горизонтальных силовых секций.
• Чтобы увеличить эффективность крепления горизонтальных и вертикальных соединяющих перемычек, их можно гибнуть в рамку вокруг направляющих стержней.

Схема армирования

Выбор схемы армирования ленточного фундамента зависит от его ширины:

• Если ширина менее 500 мм, то используется армирование четырьмя прутьями;
• Если ширина более 500 мм, то используется армирование шестью прутьями.

Прутья арматуры укладываются в два пояса вдоль всего фундамента и связываются вертикальной и горизонтальной поперечной арматурой.

Угловые участки фундамента укрепляются специальными хомутами. Г-образные пруты соединяют продольные прутья, а места изгиба усиливаются вертикальной арматурой.

Места пересечения арматурных стержней фиксируются с помощью вязальной проволоки.

Вязальная проволока производится путем холодной вытяжки из стальной заготовки, известной как катанка. Полученная проволока обладает гибкостью и прочностью. Преимущества использования вязальной проволоки:

• Простота и скорость работ — даже новичок в строительстве сможет вязать проволоку
• Легкость устранения недочетов — неполностью закрепленный элемент легко перевязать
• Возможность работы в труднодоступных местах — проволоку удобно вязать прямо в опалубке
• Низкая цена — стоимость проволоки значительно ниже стоимости сварочного оборудования

Что может понадобиться?

Изготовление арматурных сеток для ленточного или свайного фундамента возможно с использованием самодельных или заводских крючков, придерживаясь схем расположения арматуры внутри бетонной конструкции основания. Для усиления торцевых областей используются П-образные элементы. Армирование следует проводить в соответствии с предусмотренными схемами, перекрещивание прутьев для угловых соединений не допускается. Каркас связывается напрямую внутри опалубки.

Чтобы обеспечить наилучшее сцепление с бетоном, рекомендуется использовать ребристую арматуру. Ребристые прутья подходят для продольных элементов конструкции, на которых возникает наибольшая нагрузка. При установке каркаса необходимо учитывать, что арматура не должна соприкасаться с дном траншеи, опалубкой и верхней частью бетонного основания. Величина отступа должна составлять не менее 50 мм.

По данному способу, металлические стержни полностью погружены в состав бетона, что исключает возможность коррозии. Важно помнить, что слишком глубокое погружение арматуры не рекомендуется, так как основное напряжение ленточного фундамента приходится на его поверхностный слой.

Преимущества армированного фундамента

Большинство частных построек строят на ленточном фундаменте, который имеет ряд преимуществ:

• простота в конструкции,
• возможность оборудовать подвальное помещение,
• выдерживание тяжелых перекрытий,
• отсутствие необходимости специальной техники.

Часто нагрузка на фундамент бывает неравномерной, из-за этого возникают внутренние напряжения в конструкции. Это может быть вызвано изменениями грунта, неровностью местности, различной нагрузкой на разные части постройки. Бетон имеет низкую устойчивость к растяжению, в то время как стальная арматура обладает высокой пластичностью, что компенсирует этот недостаток.

Для ленточного фундамента идеально подходит армированный бетон. В нем один материал устойчив к сжатию, а другой — к растяжению, что делает его надежным перед разнонаправленными нагрузками и предотвращает повреждение оснований зданий и сооружений. Арматурный каркас повышает устойчивость конструкции и правильная установка с использованием всех рекомендаций по процессу армирования ленточного фундамента позволяет экономить на строительстве за счет уменьшения его объема благодаря использованию стальной арматуры.

Для чего нужна арматура в фундаменте, и какая она бывает

Бетон — это материал для строительства, который обладает высокой прочностью на сжатие, но невысокой прочностью на растяжение, изгиб и знакопеременные нагрузки. Арматурные элементы предназначены для того, чтобы принимать на себя эти нагрузки и увеличивать прочность всей конструкции.

Бетон и арматура в конструкции взаимодействуют, поэтому необходимо надежное их сцепление. Качество сцепления зависит от характеристик бетона (в первую очередь, прочности) и от формы сечения и поверхности арматуры.

Арматура классифицируется по нескольким признакам:

1. по материалу — стальная и неметаллическая (например, композитные материалы, такие как стеклопластик);
2. по способу изготовления — проволочная, стержневая и канатная;
3. согласно принципу функционирования — на напряженную и ненапряженную;
4. по целевому назначению — на распределительную, рабочую и монтажную;
5. по методу установки — на сварную и вязаную (в форме сеток, каркасов, отдельных стержней).

Важно!

Для монолитного бетонирования обычно применяется ненапряженная арматура.

Арматура изготавливается на заводах. Она может быть выпущена в виде стержней или сеток, а также готовых каркасов.

Жесткой считается арматура в виде швеллеров, уголков, прокатных двутавров, в то время как гибкой — стержни гладкого и периодического профиля, вязаные и сварные сетки и каркасы.

По ГОСТ 5781-82 арматура разделена на классы: А-I (А240), А-II (А300), А-III (А400), А-IV (А600), А-V (А800), А-VI (А1000), где А-I (А240) имеет гладкий профиль, а остальные классы — периодический.

Разные классы арматуры отличаются диаметром сечения, типом профиля, маркой стали и областью применения.

Стандартные размеры арматуры определены в ГОСТ 34028-2016:

1. диаметр от 6 до 80 мм;
2. площадь сечения от 0,283 до 50,27 см 2 .

Арматура может быть поставлена в мотках или в стержнях длиной 6–12 метров.

Виды соединений

В соответствии с требованиями СП 52-101-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры", существует два основных способа крепления арматуры в соответствии с требованиями строительных норм и правил (СНиП), а именно пункта 8.3.26. Данный пункт перечисляет различные типы стыковок, которые могут использоваться для соединения стержней.

Стыки внахлестку без сварки

1. стержни периодического профиля с прямыми концами;
2. стержни с прямыми концами, которые приварены или установлены на нахлестке поперечных стержней;
3. стержни с загибами на концах (крюки, лапки, петли), причем для гладких стержней используют только крюки и петли.

Сварные и механические стыковые соединения

1. соединение арматуры с использованием сварки;
2. использование специальных механических устройств (стыки с опрессованными муфтами, резьбовыми муфтами и другими).

Инструкции 8.3.19 применяются к соединениям арматуры внахлестку.

Согласно пункту 8.3.27, соединение арматуры внахлест без применения сварки используется для стержней, у которых рабочее сечение не превышает 40 мм. Места с максимальной нагрузкой не должны фиксироваться внахлест вязкой или сваркой.

На практике длина перепуска составляет 50 диаметров связываемой арматуры. Например, для арматуры диаметром 12 мм это будет 600 мм.

Для сварки элементов каркаса необходимо использовать сварочный аппарат.

Важно!

При установке арматуры необходимо соблюдать толщину защитного слоя бетона. Это расстояние между внешними поверхностями бетона и арматурой. Защитный слой защищает арматуру от негативного воздействия окружающей среды и коррозии.

Толщина защитного слоя бетона определяется проектом и требованиями СП 28.13330.2012. Для обеспечения этой толщины арматурные стержни привязываются к металлическим или бетонным фиксаторам, либо на них надеваются пластмассовые фиксаторы в виде колец.

Армирование ленточного фундамента своими руками

В фундаменте арматура устанавливается как в продольном, так и в поперечном направлении.

Нижний ряд стержней должен быть установлен на высоте не менее 5 см от основания будущего фундамента. Продольная арматура в ленточном фундаменте обычно состоит из 2–3 стержней, параллельно расположенных стенам; верхний ряд устанавливают в верхней части фундамента за вычетом толщины защитного слоя бетона.

Поперечную арматуру в вертикальной и горизонтальной плоскости устанавливают с заданным расчетом шага. Таким образом создается трехмерная конструкция.

Для увеличения прочности конструкции на углах производится загибание арматуры на 4 ее диаметра. Крепление осуществляется с использованием сварки или вязки тонкой проволокой. Сварка имеет недостатки в виде необходимости специального оборудования и низкой коррозионной стойкости сварного шва, однако, она обладает более высокой скоростью выполнения работ.

Для транспортировки арматуры требуется специальный транспорт, поэтому необходимо заранее рассчитать необходимое количество материала. Для этого следует вычислить общую длину всех стержней, включая загибы на углах, и разделить на длину стержней, затем заказать материал на 10–15% больше, чем требуется по расчетам. Кроме того, для каждого узла следует заказать 30 см вязальной проволоки.

Не забывайте!

У вертикальной и поперечной арматуры крепятся продольные стержни. Эти элементы образуют две основные точки крепления. Иногда арматуру изготавливают в виде хомута, изгибая один кусок на специальном станке. Этот способ существенно увеличивает скорость выполнения работ и делает процесс более удобным.

Подготовленные траншеи под фундамент используют для укладки продольных стержней, подкладывая пластиковые или бетонные фиксаторы внизу согласно требуемому защитному слою. Это необходимо для правильного расположения арматуры на нужной высоте.

Проволокой соединяют стержни в углах. Дополнительные Г-образные стержни с плечами не менее 70 см усиливают углы. Кроме того, для усиления углов на расстоянии 1 м от угла укладывают поперечную арматуру с шагом в два раза меньше, чем на остальных участках.

Стеклопластиковая арматура, ее достоинства и недостатки в сравнении со стальной

Альтернативой стальной арматуре является стеклопластиковая арматура, которая также производится в виде профилированных стержней различных длин и размеров сечения.

Преимущества стеклопластиковой арматуры:

1. небольшой вес;
2. устойчивость к воздействию влаги;
3. инертность к химическим веществам;
4. отсутствие коррозии;
5. диэлектрические свойства (не проводит ток);
6. коэффициент расширения, близкий к бетону, что уменьшает риск трещин в строительных конструкциях;
7. отсутствие помех для радиосигналов;
8. более простая транспортировка.

Однако у стеклопластиковой арматуры также есть недостатки:

1. Низкая огнестойкость и ограниченный диапазон рабочих температур;
2. Меньшая прочность на сжатие и изгиб по сравнению со стальной арматурой;
3. Невозможность изгибать стержни;
4. Более сложный процесс монтажа из-за невозможности применения сварки.

Использование стеклопластиковой арматуры имеет свои ограничения. Они не рекомендуются для конструкций, которые будут подвергаться значительным нагрузкам и изгибам (например, балки, перекрытия).

Установка арматуры — это сложный процесс, который требует времени и специального оборудования. Приобретение арматурных элементов увеличивает стоимость фундамента, а применение стальной арматуры увеличивает его вес (что иногда может быть критично в зависимости от типа грунта).

В современном строительстве для армирования используется фибра, которая равномерно распределена в бетоне, обеспечивая объемное укрепление.

Фибра может быть изготовлена из различных материалов: металла, полипропилена, базальта, стекловолокна.

Компания CEMMIX производит полипропиленовую и базальтовую фибру, которая отличается от металлической небольшим весом.

Виды арматуры

Существуют два типа арматуры:

• Металлическая.
• Композитная.

Первый тип — это широко известные стальные горячекатаные прутки с насечкой, обеспечивающей прочное сцепление с бетоном. Диаметр стержней варьируется от 6 до 80 мм в зависимости от условий эксплуатации.

Для вспомогательной арматуры используются как рифленые, так и гладкие стержни меньшего диаметра.

Однако, невозможность покручиваться усложняет процесс сборки каркасов в местах изгибов или соединений, что уменьшает надежность этих узлов и усложняет процесс сборки. Диаметры стержней варьируются от 3,5 до 48 мм.

ВАЖНО!

Свойства композитной арматуры более успешны, чем у металлических стержней, однако недостаток длительного опыта использования заставляет строителей осторожно относиться к выбору этого материала.

Можно точно определить сечение арматуры, используя следующий метод. Нужно вычислить площадь сечения ленты (произведение ширины на высоту) и умножить результат на 0,001. Таким образом получится суммарная площадь сечения арматурного каркаса.

Далее необходимо подобрать нужный диаметр прутков с учетом конструкции решеток, ориентируясь на таблицы.

Согласно требованиям СНиП, расстояние между крайними горизонтальными прутками не должно превышать 40 см. Если лента имеет ширину 30, 40 или 50 см, горизонтальные решетки будут состоять из двух стержней.

Обычно строители используют 10, 12 или 14-мм стержни для указанных размеров. Ширина ленты 30-50 см самая популярная, поэтому такой выбор обоснован и обладает достаточной прочностью.

При выборе вспомогательной арматуры необходимо учитывать ее достаточность — диаметр тонких стержней должен быть не менее половины диаметра основной арматуры. Это обычно является руководством при проектировании.

Как армировать углы

Места расположения примыканий и углов в основаниях представляют собой зоны сосредоточения напряжений различных направлений. Неправильное соединение арматуры в этих проблемных зонах может привести к образованию поперечных трещин, отслоений и расщеплений.

Армирование углов ленточного фундамента осуществляется в соответствии с определенными правилами:

1. Прут изгибается таким образом, чтобы один его конец входил в одну стенку основания, а другой — в другую.
2. Минимальный изгиб стержня на другую стенку составляет 40 диаметров арматуры.
3. Используются только связанные перекрестия с добавлением вертикальных и поперечных стержней, простые связанные перекрестия не применяются.
4. Если изгиб на другую стену не позволяет создать достаточную длину прута, то для их соединения применяют Г-образный профиль.
5. Расстояние между хомутами в каркасе должно быть в два раза меньше, чем в ленте.

Для равномерного распределения нагрузок в углах ленточного основания необходимо установить жесткую связку между внешней и внутренней продольной арматурой.

Как рассчитать армирование

При подсчете армирования ленточного фундамента необходимо учесть все возможные воздействия, которые будут испытывать конструкцию в процессе строительства и во время эксплуатации. Например, продольные нагрузки, обусловленные особенностями данной конструкции: вертикальные и поперечные стержни, расположенные в длинных и относительно узких каналах, практически не влияют на распределение нагрузок, но выполняют функцию скрепляющих элементов.

Для определения необходимого количества арматуры в фундаменте необходимо учесть его размеры. Например, для узкого основания шириной 40 см будет достаточно установить четыре продольных стержня — по два сверху и два снизу. В случае, если планируется построить фундамент размером 6 х 6 метров, то для одной стороны каркаса понадобится 4 * 6 = 24 метра арматуры. Таким образом, общее количество продольной арматуры составит 24 * 4 = 96 метров. Эту информацию удобно использовать при разработке чертежа для укладки арматуры.

Чтобы приобрести стержни нужной длины, их можно соединить внахлест (более метра) между собой, если не удается найти подходящие по размеру.

Затраты на строительство фундамента зависят от стоимости используемых материалов и объема работ. При расчетах рекомендуется использовать проект с указанием глубины залегания и ширины основания. На окончательную стоимость влияет удаленность объекта строительства и различные сопутствующие работы, такие как:

• гидроизоляция;
• утепление;
• отмостка;
• дренаж;
• ливневка.

Все это оказывает влияние на общую цену. Для небольших построек фундамент возможно выполнить даже своими силами. Самым сложным и продолжительным этапом в возведении ленточного фундамента является его армирование, но справиться возможно и самостоятельно. Конечно, при наличии двух или трех помощников работать будет легче и безопаснее.