Как правильно выбрать каркас для фундамента: советы и рекомендации

Каркас для фундамента должен быть прочным и устойчивым, чтобы обеспечить надежную опору для всего здания. Важно использовать качественные материалы, такие как бетон и армированная сталь, которые способны выдерживать нагрузки и предотвращать деформации.

Также каркас должен быть тщательно спроектирован с учетом особенностей грунта и климатических условий. Правильная инженерная расчет и тщательная подготовка площадки помогут избежать проблем с усадкой и трещинами в будущем.

Армирование фундамента

Армирование монолитного фундамента: 7 актуальных вопросов

Изготовление железобетонного фундамента для возведения частного дома кажется довольно простым делом. Но, как показывает практика, на этом этапе малоопытные (или недобросовестные) строители довольно часто допускают серьёзные просчёты, исправить которые впоследствии — практически невозможно. Если не вдаваться в вопросы грамотного проектирования, проблем всё равно масса: неправильно выбирается водоцементное соотношение, используется слишком малая плотность армирования, отсутствует вибрирование уложенной смеси, игнорируются требования к срокам распалубки, не выполняются операции по защите и уходу за бетоном в период созревания.

В данной публикации мы постараемся проделать «работу над ошибками» по части армирования монолитного фундамента. Статья поможет начинающему строителю не упустить из виду основные подводные камни, а заказчику – проконтролировать очень важные скрытые работы.

Монолитная фундаментная плита

Армирование монолитной плиты

1. Зачем вообще армировать бетонный фундамент?

Возможно, кому-то вопрос покажется банальным, но всё же соблазн сэкономить на металле иногда берёт верх над будущим домовладельцем. Результаты такого решения всегда плачевны.

Любой фундамент является конструкцией нагруженной. Сверху на него давит масса всего здания. Но, как ни странно, снизу на монолит тоже действуют некие силы. Это — так называемое «морозное пучение», которое зимой при промерзании и расширении грунта как бы «выталкивает» фундамент на поверхность. Чем легче здание, и чем более пучинистым является грунт, тем больше фундамент подвержен выталкиванию (именно поэтому не рекомендуется оставлять на зиму незастроенные фундаменты).

Нагрузка на фундаментную конструкцию разнонаправлена и неравномерна из-за наличия проёмов в стенах, из-за несимметричности конструкций, из-за сложного состава грунтов под строением… Например, более всего уязвимы наружные углы и Т-образные соединения в фундаментной системе. Поэтому, кроме простого сжатия (которое цементный камень прекрасно переносит), монолит подвергается более сложным воздействиям: растягиванию, изгибу, кручению и так далее. И вот тут затвердевший бетон, не обладающий необходимой пластичностью, может сломаться. Проблема разрушения тут носит даже не мгновенный характер, а имеет место «усталость», которая со временем накапливается.

Сталь, в отличие от камня, хорошо сопротивляется растягиванию и изгибу. Упругий прут арматуры, уложенный вовнутрь бетона, как раз и придаёт ЖБ-изделию недостающих свойств. Сцепляясь с бетоном по всей своей длине, арматурный каркас перераспределяет нагрузку. Металл и камень фактически дополняют друг друга.

Схема армирования фундамента в разрезе

2. Какой материал нужно использовать для армирования фундамента?

Не так давно при создании монолитов начали использовать композитную арматуру. Однако по ряду причин популярной классикой остаётся стальной прут из горячекатаной стали с модулем упругости около 200 кПа, выполненный согласно ГОСТ 10884-94 (Сталь для железобетонных конструкций).

Арматура для усиления фундамента может быть как с гладкой поверхностью, так и рифлёная. Последняя, благодаря «переменному сечению», намного лучше сцепляется с цементным камнем, поэтому применяется в качестве основных стержней. А гладкие пруты чаще всего идут для формирования необходимой пространственной конфигурации каркаса.

То есть арматуру в монолите принято разделять на:

• Рабочую (выполняет основные силовые функции).
• Монтажную или распределительную (служит для сборки каркаса, перераспределяет нагрузку между всеми рабочими стержнями).

Для формирования рабочих ниток арматурного каркаса используется обычно материал класса А2 с рёбрами типа винта, либо А3 – с продольными рёбрами и отходящими от них насечками типа серпа или колец. А вот арматура класса А1 (по ГОСТ 5781) – это как раз гладкий прокат, который представлен в виде прута или бухты, если диаметр не превышает 12 мм.

Сечение арматуры выбирается в зависимости от прогнозируемых нагрузок, конфигурации фундамента и выбранной схемы армирования. Очевидно, что желательно выполнить инженерные расчёты, но ориентировочные цифры озвучить можно. Так для одноэтажного деревянного каркасного дома небольшого размера фундамент армируют прутами диаметром в 10-12 мм, а вот каменное здание с большими габаритами потребует использования арматурных ниток диаметром минимум 14-16 мм.

Для сборки каркаса (в качестве монтажной арматуры) чаще всего используется гладкий материал класса А1 диаметром 6 мм, изредка – 8 мм. Кстати, ничто не мешает для этих целей применить рифлёную арматуру более высокого класса, она тоже выпускается в малых сечениях.

Виды рифленой арматуры
Минимальные нормативные диаметры арматуры

3. Что такое оптимальная плотность армирования?

Плотность закладки (или плотность армирования) является одной из основных характеристик железобетонных изделий в целом и монолитных фундаментов в частности. Оценивается она в процентном соотношении площади продольных рабочих ниток арматуры к площади бетона. Монтажные поперечные элементы в расчёт тут не берутся.

Согласно СП 52–101–2003 (Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона без предварительного напряжения арматуры) в сумме сечение всех прутов рабочей арматуры должно составлять минимум одну десятую процента от площади сечения фундамента. Максимальная плотность закладки, гарантирующая надёжность ЖБ-монолита, может достигать 0,3 процента.

Получается, что мы имеем возможность в определённых рамках маневрировать сечением рабочих стержней и их количеством. Но нельзя забывать о требованиях к правильному расположению ниток арматуры в конструкции. Очевидно, что нельзя 4 нитки из прута 12 мм заменить 2 нитками арматуры диаметром 16 мм, хотя плотность закладки математически будет сопоставимой.

4. Как расположить арматуру в фундаменте?

Плитные фундаменты могут армироваться сеткой с квадратной ячейкой в несколько ярусов. А для фундаментных конструкций ленточных, столбчатых, ростверковых или свайных – собирается пространственный скелет из отдельных стержней.

Железобетонный фундамент квадратного/прямоугольного сечения, как мы уже отметили выше, испытывает серьёзные изгибающие и растягивающие нагрузки одновременно с разных сторон. Чтобы избавиться от трещин, арматура должна находиться максимально близко к поверхностям монолита, поэтому по одному рабочему стержню всегда располагают по углам сечения ленточного или столбчатого фундамента. То есть минимально в каркасе используется 4 нитки армирования, в зоне каждой грани.

Однако при увеличении габаритов ЖБ-изделия приходится также устанавливать промежуточную арматуру. Дело в том, что между нитками арматурного каркаса должно быть расстояние не более 400 мм – об этом говорится во всех отраслевых пособиях по проектированию. То есть если у нас имеется мелкозаглублённый ленточный фундамент сечением, например, 500Х300 мм, то каркас будет состоять из 4 стержней. А если сечение фундамента составляет, к примеру, 600Х300 мм, то придётся применить уже 6 стержней: 3 яруса по 2 штуки.

Что касается конструктивных элементов (это могут быть отдельные стержни или «хомуты», представляющие собой прямоугольные «кольца»), то их следует ставить не реже чем, через 60 сантиметров.

Схема укладки арматуры

Арматура уложена и готова к заливке

Что такое обязательный защитный слой, и как он влияет на расстановку арматуры?

Мы уже выяснили, что арматура должна находиться максимально близко к наружным плоскостям монолита, тут она работает максимально эффективно. Между тем, существуют жёсткие ограничения по допустимой дистанции между арматурным каркасом и наружными поверхностями фундамента. Нельзя, чтобы арматура находилась слишком близко к поверхности, в противном случае есть риск, что сталь будет поражаться за счёт коррозии (ведь бетон в определённой мере проницаем для воды).

Кроме этого, чтобы каркас качественно работал в монолите, как единое целое с цементным камнем — каждый стержень должен быть со всех сторон надёжно сцеплен с бетоном. Потому снова очень важно выдержать защитный слой.

В цифрах для заглублённой в грунт фундаментной конструкции это выглядит следующим образом (СНиП 2.03.01-84):

• Если фундамент льётся без бетонной подготовки, то защитный слой должен быть более 70 мм снизу.
• Если фундамент заливается по бетонной подготовке, то защитный слой снизу не должен быть менее 35 мм. Это же расстояние выдерживается сверху и с боковых сторон монолита.

Другой вопрос – как выдержать заданные дистанции на практике. Для этого под нижние стержни арматурного каркаса устанавливаются необходимого размера подкладки («сухари», «фиксаторы»). Обычный строительный мусор, типа боя кирпича, не подойдёт, так как при укладывании и вибрировании массы тяжёлого бетона каркас может сломать такие подкладки и просесть. В крайнем случае, можно использовать куски прочного отвердевшего бетона, но лучше всего применить специальные пластиковые изделия, фиксирующиеся на стержнях разных диаметров.

Для создания защитного слоя между арматурой и щитом опалубки тоже существуют заводские полимерные «сухари» (их ещё называют «спейсеры»). Но также тут допускается использовать горизонтальные выпуски металлических стержней, которые, упираясь в опалубку, обеспечат правильное позиционирование каркаса и защитный слой бетона соответственно.

Каркас для фундамента из арматуры

Круглая арматура применяется для усиления прочности бетонного фундамента. Стержни арматуры не применяются поодиночке: они соединяются в цельные конструкции — арматурные каркасы. Чем больше степень готовности каркаса, тем меньше трудозатрат потребуется на строительной площадке.

Роль арматуры в каркасе

Для создания каркасов в основном применяют рифленую арматуру — она имеет на своей поверхности специальные ребра, позволяющие усиливать сцепление прутков и бетона. Арматура может выполнять различную роль:

• рабочая — принимает на себя основную нагрузку;
• распределительная — отвечает за равномерное распространение давления по всей конструкции;
• монтажная — обеспечивает стабильность каркаса при сборке, переносе или заливке бетоном.

Также арматурные прутки классифицируются по характеру нагрузок:

• продольные — принимают на себя основные растягивающие нагрузки. Располагаются горизонтально в ленточных и плитных фундаментах, вертикально — в свайных;
• поперечные — связывают каркас в единое целое, распределяют нагрузку по всему каркасу.

Виды арматурных каркасов

Все каркасы подразделяются на два основных вида.

Плоские — стержни расположены в одной плоскости.

Пример: армирующая сетка. Наиболее распространенный тип плоского каркаса. Изготавливается путем крестообразного соединения проволоки или стержней с помощью сварки или вязки. Для производства используют проволоку диаметром от 3 до 6 мм, либо арматурные стержни толщиной от 6 мм и более. Ячейка сетки может быть как квадратной, так и прямоугольной.

Все сетки условно подразделяются на легкие и тяжелые:

• легкие — все прутки имеют диаметр не более 10 мм;
• тяжелые — хотя бы один участок имеет диаметр 12 мм и более.

В сетке прутки одного диаметра располагаются строго в одном направлении.

Также арматурные сетки подразделяются по количеству рабочей арматуры:

• рабочая арматура располагается только в одном направлении, перпендикулярно ей — распределительная. В качестве распределительной может выступать арматура меньшего диаметра.
• рабочая арматура располагается в обоих направлениях.

Чаще всего армирующая сетка применяется для армирования плитного фундамента, обустройства стяжки полов, дорожных покрытий и межэтажных пролетов.

Объемные — стержни располагаются в разных плоскостях.

Пространственные арматурные каркасы располагаются сразу в трех плоскостях. Имеют три размерные характеристики — длину, ширину и высоту.

Они представляют из себя цельную конструкцию, которая состоит из нескольких элементов, скрепленных воедино.

Части каркаса связываются с помощью:

• распределительной арматуры — вертикальные и горизонтальные поперечные перемычки;
• монтажных колец;
• обвязочной сетки
• хомутов.

Пример: вертикальный пространственный каркас. Применяется для армирования свай под фундамент и колонн. Представляет собой цилиндрическую конструкцию из продольных арматурных стержней, которые соединены друг с другом в нескольких местах либо поперечной арматурой, либо целиком опоясаны сеткой и монтажными кольцами (подробнее об арматуре для свайного фундамента).

Толщина прутков в вертикальном каркасе:

В этих каркасах часто применяют гладкую арматуру для соединения прутков воедино.

Как собрать арматурный каркас

Все без исключения арматурные каркасы собираются по одному алгоритму:

• разработка схемы каркаса, учитывая тип и размер фундамента;
• закупка арматуры, вязальной проволоки или сварочного оборудования;
• сборка отдельных секций;
• соединение секций в единую конструкцию;
• монтаж каркаса и заливка бетоном.

ПРИМЕР. В качестве примера рассмотрим создание каркаса для плитного фундамента.

Двухэтажный загородной дом размером 10 на 10 метров. Толщина плитного фундамента — 30 см. Для плиты такой толщины потребуется двухуровневый каркас, состоящий из верхней и нижней сеток. Между собой сетки соединяются поперечной арматурой.

• Сначала необходимо выровнять место строительства, чтобы поверхность земли стала ровной.
• Затем собрать квадратную опалубку по периметру будущего фундамента. В опалубке будет находиться арматурный каркас. В нее же будет заливаться бетон.
• На дно опалубки укладывается гидроизоляционный материал, устанавливаются фиксаторы для арматуры.

Важно! Арматурные стержни должны находиться внутри бетонной смеси. Расстояние от стержня до границы бетона не менее 5 см.

• Далее производится расчет нужного количества арматуры (подробнее о методиках расчета читайте здесь).
• Когда нужное количество арматуры на месте, начинается создание каркаса. Первоначально выкладывается нижняя сетка. Стержни располагаются перпендикулярно друг другу. Размер квадратной ячейки — 0,2 метра.

Важно! Согласно правилам, размер ячеек не может превышать толщину плиты более, чем в полтора раза. А в местах продавливания размер ячейки уменьшается в два раза.

• Места всех соединений связываются вязальной проволокой.
• Затем создается верхняя армирующая сетка. Для удобства работ можно использовать временные опоры. Но непосредственное соединение верхней и нижней сетки происходит с помощью вертикальных прутков арматуры, которые также связываются проволокой между собой.
• Для усиления каркаса можно использовать П-образные хомуты — это рифленая арматура, соединенная в хомут П-образной формы. Хомуты устанавливаются на месте будущих стен, а В местах продавливания.
• Наконец, в опалубку заливается бетон.

Какой бы вид арматурного каркаса вы ни выбрали, алгоритм их создания всегда одинаков.

Смотрите также
Показать все

Сталь 25Г2С — расшифровка, характеристики и область применения Сталь 25Г2С — это низколегированная конструкционная сталь, применяемая для производства сортового свариваемого проката. Легированные стали отличаются тем, что в их состав добавляют легирующие добавки, которые улучшают механические свойства металла.

Виды изделий из листового металла, которые можно изготовить самостоятельно

Стальной лист — легкий, прочный и удобный в обработке материал, подходящий для изготовления различных изделий, которые активно применяются в сферах строительства, дизайна, ремонта, а В промышленном производстве. Рассмотрим, какие проекты можно воплотить из стальных листов.

Какой инструмент применять для изготовления поделок из жести Жесть — это тонколистовая холоднокатаная отожженная сталь, чья толщина варьируется от 0,10 до 0,36 мм. Сверху жесть может быть покрыта специальными покрытиями — лаком, цинком, хромом, оловом или другими. Столь малая толщина металла определяет выбор инструмента для изготовления поделок из жестяного металла.