Как правильно подготовить арматуру для плиты фундамента

Подготовка арматуры для фундамента плиты является ключевым этапом в строительстве, который обеспечивает прочность и долговечность конструкции. Для начала необходимо выбрать качественную арматуру, соответствующую проектным требованиям, а затем провести ее проверку на наличие дефектов и corrosion.

После этого арматуру нужно разрезать и соединить в каркас, учитывая заранее разработанную схему армирования. Важно правильно установить каркас в опалубке, обеспечив необходимый слой бетона вокруг арматуры для предотвращения коррозии и повышения прочности за счет оптимального сцепления с бетонной массой.

Армирование монолитного фундамента

Выбор типа фундамента при строительстве газобетонных домов не столь широк, как при установке каркасников. Из-за уязвимости газобетонной кладки к подвижкам грунта, её нельзя опирать на металлический или деревянный ростверк, устанавливать такой дом на сборных малозаглублённых столбах или винтовых сваях. Наибольшей жёсткостью обладают монолитные конструкции, особенно сплошные. Рассмотрим, как выполняется армирование плиты фундамента, и какие нормативные требования при этом нужно учитывать.

Что такое армирование

Существует два основных типа нагрузок: на сжатие, и на растяжение, которые должен выдерживать фундамент, не подвергаясь разлому, крену, опрокидыванию и другим проблемам. Если бы речь шла только о сжимающих нагрузках, но с ними идеально справляется и простой бетонный монолит. На растяжение он работает хуже, поэтому в него и закладывается арматура.

Когда нагрузка становится для бетона критической, в работу включается металлический каркас. От того, насколько грамотно он смонтирован, зависит долговечность здания в целом, ведь кроме прочего на фундамент могут воздействовать ещё и силы морозного пучения. И потом, нагрузки-то неоднородные. Когда дом заведён под крышу, основное давление приходится по контуру плиты, а не в середине, так как кроме веса стен, начинают давить и конструкции кровли.

Стены и сами подвергаются неравномерным нагрузкам, так как им приходится сопротивляться идущему от стропил распору. Гасить распорные нагрузки должен железобетонный армопояс, заливаемый поверх стен, но весит он немало, и это тоже дополнительная нагрузка на фундамент. Более существенные нагрузки, воздействующие на контур плиты, стремятся отломить бетон — и это им удалось бы, если б не арматура.

Какое армирование нужно для плиты фундамента

Принцип армирования плиты зависит от её конструкционных особенностей. Обычная плоская плита для газобетонного дома не может иметь толщину меньше 250 мм, и должна армироваться объёмным каркасом. Он состоит из двух уровней рабочей арматуры, соединённых между собой поддерживающей арматурой в виде плоских каркасов или П-образных хомутов, арматурных подставок-лягушек.

Второй ряд сетки опирается на подставки-лягушки

Так как более высокая нагрузка приходится на контур плиты, в этой части армирование должно быть более интенсивным. Как вариант, проектировщики предусматривают для плиты дополнительный, увеличивающий статичность конструкционный элемент – рёбра жёсткости, которые могут быть направлены как вверх, так и вниз.

В обоих случаях выступы, имеющие вид ростверка или мелкозаложенного ленточного фундамента, основные нагрузки принимают на себя, для чего имеют собственный армирующий контур. Соответственно, горизонтальная часть может уменьшаться в толщине до 150 или даже 120 мм, и иметь менее интенсивное армирование.

Каркас в более тонкой горизонтальной части плиты может быть не объёмным, а плоским, в одном уровне, но он обязательно увязывается с арматурой выступающих элементов плиты. К примеру, плиты, проектируемые по шведской технологии (УШП), именно так и структурируют, что прекрасно видно на предлагаемом в качестве примера чертеже.

Чертёж плиты УШП

Выбор арматуры

Сколько должно быть арматуры, и с каким шагом она должна располагаться, определяется расчётом – всё зависит от суммы нагрузок, воздействующих на фундамент. Их традиционное армирование осуществляется с помощью стальной арматуры. В зависимости от состава она бывает:

1. Углеродистой. Основные компоненты в ней – это железо и углерод, легирующих добавок очень мало.
2. Низколегированной. Здесь легирующих добавок, роль которых играют такие металлы, как титан, ванадий, никель, медь, намного больше. Соответственно эта сталь обладает лучшими характеристиками – в том числе и меньше поддаётся коррозии.

Производство осуществляется по разным технологиям, в соответствии с чем, сталь подразделяется на такие продукты:

• Холоднотянутая — маркируется «В». Эта сталь должна сама по себе обладать высокой пластичностью, так как температурной обработке в процессе производства не подвергается.
• Горячего проката — маркируется «А». Здесь, наоборот, сталь обрабатывают в условии высокой температуры. Для фундаментов малоэтажных зданий используется именно она.
• Канат стальной арматурный, семипроволочный – маркируется «К». Представляет собой трос, свитый из проволочных жгутов. Применяют в основном при производстве предварительно напряжённых железобетонных конструкций.

Есть различия и в типе поверхности:

Гладкий профиль

Ребристая с кольцевым профилем (ГОСТ 57*81)

Ребристая с серповидным профилем (ГОСТ 52544*2006)

Комбинированная
Самые популярные проекты серии FH:

Общая площадь:

Общая площадь:
114м²

Общая площадь:
115м²

А может выбрать композитную?

В последние годы всё большую популярность приобретает композитная арматура. Этим термином называют материалы из термопластичных полимеров, наполненных волокнами или крошкой стекла, кварца, базальта, угля. Их главными достоинствами являются: меньший, чем у стали вес; неподверженность коррозии и высокая прочность на разрыв, в 2-3 раза превышающая аналогичный показатель металлической арматуры.

Изначально композитные материалы создавались для авиации и космонавтики, но как только появилась возможность формировать на неметаллической арматуре рельеф методом протяжки (технология пултрузии), такую арматуру стали широко использовать в гражданском и промышленном строительстве. Существует несколько видов композиционных материалов, но широкое применение в виду более низкой стоимости получили только два из них: стеклопластик и базальтопластик. Формирование рельефа у композитных стержней осуществляется по тому же принципу, что и у стальных.

Мнение эксперта Виталий Кудряшов
строитель, начинающий автор

Обратите внимание: Тонна стеклопластиковой арматуры стоит дороже стальной раза в четыре, и это часто отпугивает несведущего покупателя. На самом деле получается более выгодно: у композита меньший вес, а из-за более высокой прочности на разрыв, для каркаса вместо диаметра 12 мм можно брать 8 мм. Так что, в этой тонне получается арматуры намного больше.

Многие усомнятся, что пластик может оказаться более прочным, чем металл, но это так. У стальной арматуры предел текучести составляет 400-500 мПа (отсюда и маркировка А400 или А500), а у композитных стержней этот показатель составляет минимум 1200 мПа. Единственно, в чём металл превосходит композит, так это в том, что его модуль упругости выше в 50 раз и не зависит ни от температуры окружающей среды, ни от нагрузок.

По этой причине в строительстве зданий и сооружений повышенного класса ответственности композитную арматуру не применяют. Жилые дома, в том числе многоэтажные (кроме высотных), относятся к нормальному уровню ответственности, и тех свойств, что имеет композитная арматура, для них вполне достаточно. Если нужно, чтобы фундамент выдерживал больше нагрузок, достаточно лишь увеличить диаметр применяемой арматуры или уменьшить шаг её расстановки.

Как сделать армирование монолитной плиты

Перед тем, как приступить к устройству плиты, на объекте должны быть выполнены следующие работы:

• организована временная подъездная дорога и место стоянки спецтранспорта;
• предусмотрен отвод поверхностной воды;
• обозначена площадка для складирования арматуры или карт сеток, хранения монтажной оснастки;
• выкопан котлован (если дом с подвалом) или неглубокое земляное корыто, если плита поверхностная;

Неглубокая выемка в грунте под поверхностную плиту

Засыпка песчаной подушки

Монтаж мембраны под подошвой плиты

• завезена на объект арматура для каркаса и пиломатериал для опалубки в таком количестве, которое обеспечит бесперебойную работу минимум в двух сменах;
• выполнена геодезическая разбивка осей плиты;
• уложен геотекстиль и произведена засыпка противопучинистой песчаной подушки;
• залита бетонная подготовка и выполнена наплавная гидроизоляция, или уложен слой профилированной ПВХ-мембраны, поверх которой и будет устанавливаться каркас.

Мнение эксперта Виталий Кудряшов
строитель, начинающий автор

Очерёдность установки опалубки и монтажа арматуры зависит от того, будет ли сборка каркаса укрупнённой. Когда его собирают из отдельных стержней, щиты мешают соединять торцы стержней, поэтому опалубку устанавливают уже после того, как каркас будет собран. Если же остов плиты собирается из сетчатых карт, их проще укладывать в уже готовую опалубку. Крайние элементы каркасов крепят к щитам проволокой, через отверстия, просверленные в деревянных рейках.

Чертеж, схема армирования

Примерная схема армирования плиты

На выбор схемы армирования фундамента оказывают влияние такие характеристики:

1. Толщина плиты. Если она меньше 150 мм, в монолит закладывается всего один ряд сетки, состоящей их продольных и поперечных стержней. При большей толщине плиты уровней армирования два. В обоих случаях должен быть предусмотрен защитный слой бетона снизу 75 мм, по бокам и сверху – 35 мм. Если под плитой есть подбетонка, толщина нижней защитной оболочки может быть тоже 35 мм.
2. Суммарная нагрузка. Состоит их общей массы дома, снеговых и полезных нагрузок.
3. Тип грунта на участке и его несущая способность. Доподлинно выяснить это можно только с помощью проведённого исследования.
4. Диаметр рабочих стержней. Для плит, у которых одна сторона имеет размер менее 3-х метров, можно брать стальную арматуру d10 мм. Для остальных плит арматура берётся не менее d12 мм.
5. Шаг арматуры в сетках. Он зависит от толщины плиты: согласно требованиям СП в плитах толщиной до 150 мм шаг составляет максимум 200 мм; в более толстых плитах расстояние между осями рабочих стержней может достигать 400 мм.

Мнение эксперта Виталий Кудряшов
строитель, начинающий автор

Важно: При выборе конкретного шага нужно руководствоваться таким требованием: расстояние между стержнями не может превышать толщину плиты больше чем в 1,5 раза. В зонах, воспринимающих наибольшие нагрузки, размер ячейки в сетке должен уменьшаться вдвое.

Расчет диаметра и количества арматуры

Существует такое понятие, как процент армирования конструкции. Если он окажется ниже минимально допустимого, монолит будет работать как простой бетон. Чтобы он стал железобетоном, свою роль должна играть арматура, поэтому правильный подбор сечения стержней имеет наибольшее значение.

Согласно требованиям СНиП 2.03.01, минимальный процент арматуры в железобетоне составляет 0,05% от площади сечения монолита в растягиваемых зонах, и 0,1-0,25 % — во внецентренно сжатых. Если же арматура располагается равномерно по всему контуру сечения, этот процент должен увеличиваться вдвое. Тем не менее, слишком переусердствовать тоже нельзя, арматура ведь не должна препятствовать проникновению бетона внутрь каркаса. Поэтому существует и максимальный процент армирования – 4%.

• Попробуем самостоятельно посчитать арматуру для плиты толщиной 250 мм под газоблочный дома размером 8*8 м. Так как 250 мм больше 150 мм, сетки должны располагаться в двух уровнях. Состоит сетка из продольных и поперечных стержней, их диаметр 12 мм, так как обе стороны фундамента длиннее 3-х метров.
• По упомянутым выше правилам шаг между стержнями в плитах толще 150 мм может составлять до 400 мм, но за неимением профессиональных расчётов лучше всегда делать запас прочности. Поэтому возьмём шаг минимально возможный – 200 мм.
• Дом достаточно небольшой в плане, и если сделать внутренние перегородки из гипсокартона, усиления фундамента под ними не потребуется. Таким образом, у нас будет всего 4 стены по внешнему контуру плиты. Делать более частым шаг стержней в зонах их опирания не надо, потому что мы и так взяли минимальный размер ячейки, сделав запас прочности.
• Теперь считаем количество прутьев, необходимых для армирования. Плита у нас имеет квадратную форму, поэтому что вдоль, что поперёк получится одинаковое количество стержней. Вычитаем из размера фундамента толщину защитного слоя, и делим его на шаг ячейки: (800 см – 3,5 см х 2): 20 см = 40 стержней.
• Учитывая одинаковые размеры сторон фундамента, умножаем итог на 2 и получаем: 80 стержней нам нужно на один ярус. На два уровня армирования, соответственно, потребуется 160 прутов.

Стандартная длина стержневой арматуры либо 6 м, либо 11,7 м. Покупать придётся более длинные пруты, а их концы, оставшиеся после резки, можно использовать для изготовления хомутов для связки торцов или плоских каркасав, обеспечивающих требуемый отступ верхней сетки от нижней.

Подбор инструментов и материалов

Кроме общестроительного инструмента для разметки, отслеживания уровней, резки и гибки металла, при сборке каркаса понадобятся и несколько специальных, с помощью которых можно вязать арматуру проволокой.

1. Крючок для вязки арматуры. Наиболее популярный инструмент, для использования которого нужно всего лишь немного набить руку. Представляет собой стальной крюк, укреплённый на деревянной или пластиковой рукоятке. Разброс цен очень большой, от 150 до 1100 руб, что зависит от размера, материала и конфигурации инструмента.
2. Вязальный пистолет на аккумуляторе. Любой механизм всегда упрощает ручную работу, в том числе и этот. Внутри похожего на дрель пистолета уже есть катушка с проволокой, нужно только нажать на рычаг и «выстрелить». На одно соединение уходит даже меньше полминуты, поэтому данный инструмент идеален для такой работы. Жаль только цена «кусается» (70-200 тыс. руб), поэтому покупают вязальный пистолет только для профессионального использования.

Мнение эксперта Виталий Кудряшов
строитель, начинающий автор

Кроме высокой стоимости есть и ещё минусы: невозможность работы в труднодоступных местах; проблема вязки стержней большого диаметра; сложность устранения ошибки. Так что крючок должен быть под рукой в любом случае.

Армирование фундаментной плиты

Важным этапом строительства дома является возведение фундамента. Эта основная часть принимает на себя нагрузки от подвижек грунта, от массива строения и других внешних факторов. Следовательно, фундамент должен быть достаточно прочным и надежным. Укрепить основание дома помогает армирование, то есть усиление металлическими арматурными прутьями.

С какой целью выполняют армирование плиты

Армирующий каркас является необходимым элементом фундаментной плиты. Однако многие строители пренебрегают этим этапом, считая, что бетон самостоятельно способен противостоять нагрузкам. Чтобы разобраться с вопросом, зачем нужно армирование фундамента, нужно знать, какие проблемы решает этот элемент. В частности речь идет о следующем:

• Армирующий каркас делает основание прочнее, что позволяет противостоять нагрузкам больше, чем плита из обычного цемента.
• Чистый бетон характеризуется высокой прочностью на сжатие, но плохо выдерживает изгибы. Металлические прутья не позволяют бетонной плите сгибаться от неравномерного давления. В результате снижается риск неравномерной усадки дома.
• Армирующий каркас не позволяет бетонной плите деформироваться в результате вспучивания и подвижек грунта. Кроме того усиленный фундамент не боится резкой смены температуры и грунтовых вод. Следовательно, можно сделать вывод, армирование увеличивает срок эксплуатации и основания, и всей постройки.

Создание армирующего каркаса регламентируется специальными документами, где указаны рекомендуемые правила и размеры арматуры.

Армирование плитного фундамента

Армировать монолитную железобетонную плиту рекомендуется в зависимости от предполагаемой нагрузки, так как в некоторых местах она может быть значительной, например, под несущими стенами, колоннами или в углах.

Схема армирования

Укладка арматуры выполняется в зависимости от толщины плиты. Если этот параметр не превышает 15 см, то армирование проводится в один слой. В противном случае усиливать монолитную плиту нужно посредством каркаса.

Каркас представляет собой сетку с ячейками, одинаковыми во всех направлениях. Причем для легких построек расстояние между прутками может составлять до 40 см, при возведении стен из кирпича или бетона расстояние уменьшается до 20 см.

В целом регламентируемый размер ячеек не должен превышать толщину плиты больше, чем в 1,5 раза.

В зонах продавливания, то есть под несущими стенами, размер ячейки уменьшается в 2 раза. Это делает каркас и основание более прочным и надежным.

Расчет диаметра арматуры

Диаметр арматурных прутьев, которые используются для усиления фундаментной плиты, является очень важным параметром. Поэтому необходимо предварительно определить сечение прутьев арматуры.

Чтобы определить минимальный диаметр арматурных прутьев, следует воспользоваться определенной методикой:

• Рассчитывают сечение плиты, для этого длину умножают на высоту. Для примера можно взять 6 и 0,3 метра: 6*0,3=1,8.
• Вычисляют допустимую площадь сечения прута, для этого сечение плиты делят на минимальный процент армирования (согласно регламентируемым документам этот параметр равен 0,15%): 1,8:0,15=27.
• Определяют площадь арматуры в одном ряду:27:2=13,5.
• Вычисляют минимальное сечение, зная длину плиты и шаг между прутьями: 13,5:31=0,43.

Расчет диаметра прутьев

Узнать диаметр прутка по соответствующему сечению можно в ГОСТ 5781.

В целом опытные строители рекомендуют использовать следующие показатели: при длине основания менее 3 метров, можно использовать прутья диаметром 10 мм. В противном случае следует брать более толстые элементы, до 12 мм. Чаще всего строители используют арматурные прутья сечением 12-16 мм. Кроме того существует ограничение диаметра арматуры: он не может быть более 4 см.

Расчет количества арматуры

Количество требуемой арматуры рассчитывается по достаточно простой схеме. К примеру, армирование будет выполняться для плиты размером 8*8 м.

1. Принимая во внимание стандартный размер ячеек 0,2 м, определяют количество прутьев: 8:0,2=40.
2. К этой цифре необходимо добавить еще один прут, в результате получается 41 пруток.
3. Для получения сетки необходимы и перпендикулярные штыри, следовательно, полученный результат увеличивают вдвое: 41*2=82.
4. Учитывая, что каркас состоит, как минимум, из двух слоев, удваиваем и это значение: 82*2=164.
5. Таким образом, для армирования плиты 8*8 метров понадобится 164 прута.
6. Однако в большинстве случаев арматурные прутья имеют стандартную длину, которая равна 6 метрам. Значит, необходимо вычислить общий метраж арматуры: 164*6=984 м.
7. Количество вертикальных соединительных прутьев вычисляется аналогичным способом. Если учесть, что соединение выполняется в местах пересечения горизонтальных элементов, то можно получить следующее: 41*41=1681.
8. Теперь следует определить длину соединительных стержней. Зная, что высота монолитной плиты составляет 20 см, а расстояние от каркаса до верхней и нижней части основания должно быть не меньше 5 см, определяют длину стержня: 20-5-5=10 см.
9. Теперь можно определить общий метраж соединительных стержней: 1681*0,1=168,1 м.
10. Суммируем все данные и получаем результат: 984+168,1=1152,1 м.

Если в магазине материал продают по весу, то можно определить и этот параметр. Средняя масса одного погонного метра прута составляет 0,66 кг. Следовательно, общий вес арматуры будет таким: 1152,1*0,66=760 кг.

Способы создания арматурного каркаса

Чтобы собрать армирующий каркас для фундаментной плиты, необходимо соединить между собой прутья арматуры. Для этой цели используют два варианта: соединение сваркой и вязкой.

Сварочный метод используется очень редко, хотя в этом случае на изготовление каркаса требуется меньшее количество времени и сил. Основным недостатком такого способа является жесткое и неподвижное соединение, что не очень хорошо сказывается на качественных характеристиках монолитной плиты. Кроме того в процессе сваривания происходит расплавление металла, следовательно снижаются прочностные свойства арматуры.

Соединение прутьев с помощью вязальной проволоки не имеет особой жесткости. Под действием бетонной массы может наблюдаться растяжение проволоки, но разрыва в месте соединения не произойдет. Еще одним преимуществом соединения с помощью проволоки можно назвать экономию электроэнергии, так как работы проводятся вручную без использования сварочного или другого электрооборудования.

Ранее у нас уже была статья, в которой подробно рассказывается о том, как вязать арматуру.

Как избежать ошибок при создании армирующего каркаса

Ошибки могут совершаться на любом этапе строительства, армирование фундамента не является в этом случае исключением. Даже малейшие недочеты могут способствовать разрушению плитного основания или усложнить процесс бетонирования. Следовательно, необходимо подробнее узнать, какие ошибки совершаются на этапе армирования, чтобы полностью избежать их или свести к минимуму.

• Самой главной ошибкой при армировании фундаментной плиты можно назвать неправильные расчеты предполагаемой нагрузки на фундамент или их отсутствие. Ведь на основании этих данных выбираются размеры арматурных прутьев, определяется схема расположения арматуры.
• Прутья арматуры соединяются встык. Такой метод не может гарантировать прочности конструкции, поэтому рекомендуется соединять элементы внахлест, длина должна быть не меньше 15 диаметров.
• В процессе укладки армирующего каркаса прутья расположены в непосредственной близости к почве или воткнуты в нее. В результате пучения или подвижек грунта происходит врезание арматуры в грунт, что приводит к образованию коррозии на прутьях. Это явление снижает прочность каркаса и всего основания.
• Несоблюдение правил расположения прутков также может стать причиной разрушения плиты. Рекомендуемое расстояние между прутьями должно быть не более 40 см, а в некоторых ситуациях этот параметр снижается до 20 см.
• Если торцы арматуры не имеют защитного покрытия, то под воздействием влаги из бетонного раствора может образоваться коррозия элементов.
• Большое значение имеет правильное армирование под несущими стенами и в углах строения.
• Установка каркаса проводится не на фиксаторы, а на деревянные бруски или другие нестандартные элементы. Они не только нарушают целостность бетона, но и способствуют проникновения влаги к металлическим элементам.

Армирование фундаментной плиты

Армирование фундаментной плиты — это очень ответственный и сложный этап. Но при соблюдении правил и точном выполнении расчетов можно самостоятельно осуществить этот процесс.

Это может быть полезно: