Лучшие материалы для армирования фундамента: что выбрать

Армирование фундамента выполняется с помощью арматурной стали, которая обеспечивает прочность и устойчивость конструкции. Стальные прутки размещаются в бетоне таким образом, чтобы компенсировать растягивающие и сжимающие нагрузки, что особенно важно для предотвращения трещин и деформаций.

Для армирования можно использовать как гладкие, так и рифленые арматурные прутки, в зависимости от требований проекта. Основное внимание следует уделить правильному расчету количества и размещения арматуры, чтобы гарантировать долговечность фундамента. Это можно доверить специалистам или выполнить самостоятельно при наличии необходимого опыта и знаний.

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.

Армирование фундамента своими руками

Виды арматуры

Традиционно для возведения бетонных фундаментов используется стальная рифленая арматура (для основного каркаса) и стальная гладкая арматура (для организации перемычек). Однако на рынке можно найти также новый вид прутков – стеклопластиковую арматуру, которая по своим качествам отличается большей прочностью и повышенной долговечностью.

Тем не менее, профессиональные строители рекомендуют брать привычную стальную арматуру для создания классических железобетонных фундаментов. Связано это с новизной прутков из стеклопластика – еще не до конца изучено, как именно они поведут себя в связке с бетоном при различных весовых нагрузках на фундамент.

Армирование ленточного фундамента

Ленточный тип фундамента – один из самых распространенных и популярных, если дело касается постройки частных домов на дачных участках. Ниже показываем, как правильно сделать каркас из прутков для армирования ленточного фундамента.

Такой фундамент – не сплошной, а состоит из длинных железобетонных лент с прямоугольным сечением. Первоначально по местам заливки бетона устанавливается деревянная опалубка. Самые распространенные габариты для нее: высота деревянных бортов до 100 см и ширина между ними до 50 см. В результате получится прочный среднезаглубленный фундамент.

Далее нужно собрать арматурный каркас. Он состоит из нескольких видов прутков:

• Продольных – они играют роль основания каркаса и берут на себя основную нагрузку. Для них лучше всего использовать рифленую арматуру класса А3 толщиной от 10 до 22 мм.
• Вертикальных опор и горизонтальных перемычек – они укрепляют каркас из продольных прутков и обеспечивают более прочное и надежное схватывание бетона. Для их создания допускается использовать гладкую арматуру класса А1 диаметров 6-8 мм.

При высоте ленты до 100 мм традиционно создается каркас из двух поясов продольной арматуры: верхнего и нижнего, которые соединяются вертикальными и горизонтальными перемычками. Такая конструкция одновременно компенсирует и пучение земли снизу, и давление дома сверху. Гораздо реже строятся фундаменты большей высоты, и они требуют установки трех и более поясов.

Итак, рассмотрим подробную схему армирования фундамента с ленточной конструкцией. Сначала укладывается пара нижних продольных прутков: таким образом, чтобы расстояние от земли и бортов опалубки было не меньше 5 мм с каждой стороны (для подъема арматуры над землей используют специальные ножки или подпорки из кирпичей).

Далее устанавливаются вертикальные столбы нужной высоты – на расстоянии не меньше 30 см друг от друга. К ним крепится верхний пояс продольной арматуры, после чего оба пояса дополняются горизонтальными перемычками для усиления жесткости – они устанавливаются на расстоянии не более 40 см друг от друга. Все стыки продольных, вертикальных и горизонтальных прутков фиксируются вязальной проволокой: можно использовать или обычную гладкую, или более надежную стальную проволоку ВР-1 с рельефной поверхностью толщиной 3-4 мм.

Особое внимание нужно уделить примыкающим простенкам и углам фундамента, так как на них приходится самая большая нагрузка. Эти участки дополнительно укрепляются либо при помощи нахлеста продольных прутков друг на друга, либо с использованием отдельного Г-образного хомута из рифленой арматуры того же диаметра. Длина захлеста или хомута с каждой стороны угла должна быть не меньше 50 см. Подробная схема укрепления углов фундамента показана на нижнем чертеже.

Есть еще один способ установки вертикальных столбов: для надежности их вбивают в землю на 1,5-2,0 метра. Это делает фундамент наиболее прочным и жестким. После сборки всего каркаса производится заливка бетона в опалубку.

Армирование монолитного фундамента

Монолитный фундамент – это цельная железобетонная плита, которая способна выдержать самые высокие нагрузки. Он может служить как «черновым» полом для будущего дома, так и прочным основанием для создания другого вида фундамента – ленточного или столбчатого. Главное требование при его возведении: поверхность земли должна быть пологой, без малейших уклонов и скатов.

Перед проведением работ нужно подготовить участок: выкопать котлован, уложить на его дно ровную песчаную подушку и залить тонким слоем бетона. Далее производится двухслойная гидроизоляция дна при помощи рулонных гидроизоляционных материалов.

Дальнейшее армирование монолитного фундамента своими руками заключается в создании сеток из прутков арматуры. Как и в случае с ленточными конструкциями, лучше всего использовать рифленую арматуру класса А3 толщиной не менее 12 мм. Она укладывается в двух направлениях, образуя ячейки размером не меньше 20 см по каждой стороне – как на фото ниже. Пересечения прутков укрепляются при помощи перевязки проволокой.

Однако существует более удобный аналог отдельным пруткам — в виде готовой сварной сетки из рифленых прутков ВР-1 с шагом ячейки от 200 мм. Ее использование избавит от необходимости самостоятельно укладывать и скреплять арматуру, поможет сэкономить силы и время.

Оптимальная высота плиты монолитного фундамента для жилого дома – 25-30 см. Такая толщина бетонного основания требуется двух поясов арматурной сетки – верхнего и нижнего, которые соединяются и укрепляются вертикальными гладкими прутками А1 толщиной 6 мм. Расставляются такие прутки на всех пересечениях сеток и фиксируются либо проволокой, либо сваркой. Далее производится заливка бетона.

Армирование столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент состоит из нескольких железобетонных столбов с верхним ленточным ростверком, который используется как основание для будущего дома. Он рассчитан на легкие постройки: например, сараи или каркасные дома.

Армирование столбчатого фундамента своими руками производится с использованием вертикальных рельефных и горизонтальных гладких прутков тех же моделей и габаритов, как и в случае с предыдущими видами фундаментов. Перед установкой столбов выкапывается яма глубиной 2 метра, на дно которой укладывается подушка из песка и щебня. Ее также можно дополнительно армировать при помощи арматурной сварной сетки (тех же размеров, как и для монолитного фундамента). Вокруг ямы устанавливается деревянная опалубка, по высоте равная части столба над уровнем земли.

Каждый столб состоит из четырех вертикальных прутков арматуры по углам, которые ставятся на расстоянии минимум 20 см друг от друга. Скрепляются они горизонтальными перемычками – по одной с каждой стороны. Для надежности лучше сделать четыре ряда горизонтальных перемычек по всей высоте столба, на одинаковом расстоянии друг от друга. Пересечения арматуры перевязываются проволокой длиной 300 мм.

Армирование верхнего ростверка происходит по той же технологии, что и закладка ленточного фундамента. Однако при легком весе будущей постройки ростверк можно заменить на обычные деревянные брусы.

Расчет размеров и количества прутков

Очень важный момент при армировании фундамента – расчет арматуры, количество которой необходимо для укрепления бетонной конструкции. Ниже мы подробно рассказываем, как сделать точный и безошибочный расчет количества арматуры и ее размеров для каждого вида фундамента.

Расчет для армирования ленточного фундамента

Сначала высчитывается общая площадь фундамента – для этого перемножается его высота и ширина (например, фундамент высотой 80 см и шириной 30 см имеет площадь 2400 см 2 ). Далее высчитывается общая площадь арматуры, которая должна равняться не менее 0,1% от общей площади фундамента (то есть 2,4 см 2 для фундамента 2400 см 2 ).

Получившаяся площадь 2,4 см 2 – это площадь для четырех продольных прутков, двух верхних и двух нижних. Поэтому с ее помощью высчитываем диаметр нужной арматуры. Для этого по формуле площади окружности вычисляем поперечное сечение прутка (например, для арматуры диаметром 10 мм это 0,79 см 2 ), а потом умножаем его на количество прутков (0,79 х 4 = 3,16 см 2 ). Этого с запасом хватит, чтобы покрыть требуемую площадь 2,4 см 2 .

Длина одного продольного прутка высчитывается по длине всей бетонной ленты и умножается на общее количество прутков (4 штуки). Затем к этому числу прибавляется 20% на стыки и угловые нахлесты.

Длина арматуры для вертикальных и горизонтальных перемычек считается так:

• Сначала считаем число необходимых перемычек: общая длина ленты делится на шаг их установки (300 мм)
• Затем вычисляем длину одной перемычки: путем сложения высоты и ширины каркаса и умножением на 2
• Перемножаем обе полученных цифры (число и длину перемычек) и прибавляем запас 20%

Расчет для армирования монолитного фундамента

Расчет количества и диаметра арматуры для армирования под фундамент монолитного типа происходит практически так же, как и в случае с ленточным. Только общая площадь используемых продольных прутков должна равняться не менее 0,3% от общей площади фундамента.

Количество горизонтальных перемычек здесь считать не нужно, нужны только вертикальные: их число равняется количеству пересечений в одной арматурной сетке.

Расчет для армирования столбчатого фундамента

Количество арматуры для одного столба высчитывается с учетом их размеров. Например, при использовании четырех вертикальных прутков длиной по 3 метра для постройки фундамента своими руками понадобится 12,8 метров рифленой арматуры с учетом припуска 0,2 метра на привязку ростверка: (3 + 0,2) х 4 = 12,8 метров.

Расчет горизонтальных перемычек происходит так: их количество на одном участке столба (4) умножаем на количество всех горизонтальных рядов на столбе (4), а после умножаем на диаметр столба (например, 0,2 метра). В результате получится длина арматуры для перемычек: 4 х 4 х 0,2 = 3,2 метра.