Оптимальное расстояние арматуры от опалубки в ленточном фундаменте: советы и рекомендации

При выполнении ленточного фундамента особенно важно соблюдать правильное расстояние между арматурой и опалубкой. Недостаточное расстояние может привести к неравномерному распределению нагрузок и образованию трещин, а излишнее – к неполной защите конструкции от коррозии.

Рекомендуемое расстояние между арматурой и опалубкой в ленточном фундаменте обычно составляет от 25 до 50 мм. Однако необходимо учитывать конкретные условия строительства, нагрузки и климатические особенности региона для точного определения этого параметра.

Армирование фундамента

В процессе использования бетонный фундамент подвергается не только давлению веса строения, но и разнонаправленным нагрузкам, вызванным множеством причин, таких как:

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

Эту проблему можно решить, значительно усилив фундамент внедрением металлического каркаса.

Что даёт внедрение металлического каркаса

• Прочность обычного бетона на сжатие в 50 раз превышает прочность на растяжение или изгиб. Внедрение силового каркаса в фундамент увеличивает его сопротивление растяжению и изгибу;
• Использование каркаса превращает бетон в железобетон — материал, способный выдерживать нагрузки на сжатие, растяжение и изгиб с одинаковым успехом.

Силовой металлический каркас состоит из гладкой и ребристой арматуры ∅7∅32 мм. Как и в любой работе, существует ряд секретов и тонкостей, которые помогут не только увеличить прочность фундамента, но и сэкономить средства:

• Для создания горизонтального каркаса обычно используется арматура А3 10×16 мм. Этот размер указывает на наличие ребристой поверхности, которая обеспечивает лучшее сцепление с бетоном.
• При высоте бетонной ленты более 150 мм рекомендуется укрепить горизонтальные элементы вертикальными. Чтобы сэкономить, можно использовать обычную гладкую арматуру А1 6×8 мм для этих соединений.
• Размещение горизонтальных слоев армирования в верхнем и нижнем слое фундамента эффективно распределяет нагрузки во всех направлениях. Иногда требуется добавить дополнительный горизонтальный слой арматуры внутри бетонной отливки.
• Улучшение прочности горизонтальных слоев может быть достигнуто с помощью горизонтальных перемычек, частоту и диаметр которых рассчитывают на основе расчетных нагрузок вдоль поперечной оси. Это предотвращает образование дополнительных трещин и укрепляет продольную арматуру горизонтальных силовых секций.
• Эффективность крепления можно значительно повысить, согнув горизонтальные и вертикальные соединяющие перемычки в рамку вокруг направляющих стержней.

Чтобы избежать проблем

При возведении фундамента для частного дома сложно предугадать, каким нагрузкам он будет подвергаться в будущем. Может потребоваться установить большой токарный станок или организовать танцевальный зал в доме, возможен прорыв водопровода, соседнее строение может повлиять на грунтовые воды или новые подземные потоки. Нагрузки могут измениться, и если фундамент не предусмотрен для таких изменений, он может лопнуть и просесть, что приведет к разрушению здания.

Если застройщик решил, что ленточный фундамент — наиболее подходящий вариант, то для обеспечения его надежности необходимо провести армирование. Знание расчета арматуры, укладки и связки должно быть у застройщика, даже если строительством занимаются другие люди.

Расчёт с запасом

Устройство каркаса из металла в массиве фундамента — это способ создания одной цельной и прочной конструкции из бетона.

Точный инженерный расчёт для фундамента маленького индивидуального здания является сложным и дорогостоящим процессом. Он требует проведения геологических изысканий, сравнения с будущими проектами застройки территории в целом, изучения характеристик грунта и подземных вод, а также решения множества других важных вопросов.

Исходя из этого, частные застройщики руководствуются двумя основными принципами при возведении фундаментов:

1. Глубина залегания основания фундамента должна быть определена исходя из максимальной глубины промерзания почвы в конкретном регионе для застройки.
2. Для ленточного фундамента обязательно проводится армирование в соответствии с общими рекомендациями стандартов с учетом запаса прочности.

Как укладывается арматура?

Для установки арматурной сетки в бетонной опалубке используют два направления — продольное и поперечное. Продольная арматура принимает на себя основные нагрузки, поэтому её укладывают как снизу, так и сверху основы, перед заливкой. Если высота фундамента превышает 15 сантиметров, то также устраивают перекладины поперечной арматуры. В качестве металлического армирующего изделия обычно используют стальные прутки диаметром от 5 до 8 мм.

При строительстве армирующей сетки, она скрепляется, чтобы создать цельный армирующий каркас. Обвязка арматуры в один каркас исключает возможность неправильного распределения нагрузок. Таким образом, армирующий каркас обеспечивает надежное сопротивление весу здания, а также силам, действующим на фундамент или пытающимся его растянуть. Расстояние между продольными стержнями арматуры фиксируется на уровне 400-500 мм. Шаг поперечно установленной арматуры не должен превышать 300 мм.

При проектировании ширины шага и плотности армирования необходимо учитывать следующие факторы:

• тип используемого элемента железобетонной конструкции;
• габаритные размеры элемента по ширине и высоте;
• расчетные данные, обеспечивающие оптимальное взаимодействие бетона и арматуры для обеспечения необходимой жесткости конструкции;
• в продольной арматуре расстояние между стержнями не должно быть больше чем двукратная высота сечения бетонного элемента.

Планирование жилищ и особенно армированных ленточных фундаментов — это внимательная и точная задача, которая может быть выполнена благодаря точным инженерным расчетам специалистов. Компания "ИнноваСтрой" предоставляет услуги по созданию фундаментов для домов "под ключ", включая ленточные и плитные. Кроме того, специалисты компании могут выполнить любые виды строительных работ, начиная с планирования дома и проведения геологических исследований, заканчивая монтажом инженерных систем и вводом дома в эксплуатацию.

Ленточный фундамент: тонкости армирования

Для армирования монолитного ленточного фундамента используется не только арматурная сетка вдоль стен конструкции. На песчаную подушку укладывается арматурная сетка, затем — опалубка, камни, гравий, битый кирпич, после чего весь этот состав заливается бетоном.

Монолитный фундамент с армированием сильно устойчив к деформации почвы. Установив такой фундамент ниже зоны замерзания, можно рассчитывать на создание прочной и долговечной основы. При высоте стенок фундамента более 50 сантиметров, они будут подвергаться значительной боковой нагрузке со стороны грунта, поэтому обязательно нужно использовать армирование для таких фундаментов.

Если ленточный фундамент содержит полное армирование каркаса, то арматуру нельзя прямо прикреплять к открытому грунту и элементам опалубки. Это может вызвать появление ржавчины, что опасно для стальных конструкций арматуры, которая может разрушиться из-за этого. Безопасный слой для защиты каркаса должен быть не менее 45-75 сантиметров.

Особое внимание строителей уделяется углам армирования фундамента, поскольку именно они испытывают усиленное напряжение. Для создания угловых изгибов необходимо гнуть проволочные углы на месте создания каркаса. Если армирование будет проводиться простым схватыванием проволокой прямых арматурных стальных прутков, то прочность конструкции будет значительно ниже, и она не сможет стать монолитным каркасом. Фактически в таком случае можно получить несколько отдельных балок, а не общую монолитную армированную массу. Это резко снижает возможность сопротивления конструкции фундамента не только сжатию, но и самому опасному напряжению для бетонных сооружений — растяжению, боковым усилиям.

При армировании фундамента под прямым углом необходимо усилить конструкцию каркаса арматуры дополнительным увеличением сцепления с внешней армирующей конструкцией и установкой хомутов в поперечном сечении.

Армирование подошвы

Для одноэтажного дома и при благоприятных условиях грунта фундамент устраивают на глубине замерзания почвы. В этой ситуации армирование основания ленточного фундамента имеет важное значение в качестве дополнительной защиты. Оно осуществляется путем установки сетки из стержней в нижней части фундамента. При этом взаимное расположение стержней не имеет значения. Основное требование — чтобы слой бетона был не менее 35 см.

В случае слабых грунтов или значительной проектной нагрузки фундамент может потребоваться с более широкой подошвой. В этом случае используется продольная арматура, как и в первом случае, но для поперечной требуется отдельный расчет.

Как армировать углы

Концентрация разнонаправленного напряжения проявляется в примыканиях и углах оснований. Неправильное соединение арматуры в этих проблемных зонах может привести к появлению поперечных трещин, сколов и разделений.

Для армирования углов ленточного фундамента следует соблюдать определенные правила:

1. Прут следует загибать так, чтобы один его конец углублялся в одну стенку основания, а другой — в другую.
2. Минимальный припуск стержня на другую стену составляет 40 диаметров арматуры.
3. Не рекомендуется использовать простые связанные перекрестия. Лучше всего применять дополнительные вертикальные и поперечные прутки.
4. Если длина прута не позволяет выполнить загиб на другую стену, для их соединения следует использовать профиль в форме буквы "Г".
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.

Самостоятельное армирование

Для осуществления армирования ленточного фундамента требуется особая точность. Порядок действий остается неизменным, особое внимание уделяется угловым соединениям. В этих местах рекомендуется устанавливать загнутые прутья, избегая стыков. Другими словами, концы прутьев не должны быть на угле.

После завершения монтажа каркаса необходимо сделать несколько отверстий для вентиляции (как минимум два), после чего можно заливать фундамент.

Для чего нужна арматура в фундаменте, и какая она бывает

Бетон — это очень прочный материал для строительства, но его прочность на растяжение, изгиб и знакопеременные нагрузки не так высока, как на сжатие. Арматурные элементы предназначены для того, чтобы принимать эти нагрузки и увеличивать прочность всей конструкции.

В конструкции бетона и арматуры важно их надежное сцепление, для совместной работы. Качество сцепления зависит от характеристик бетона (в первую очередь от его прочности), а также от формы сечения и вида поверхности арматуры.

Арматура классифицируется по нескольким признакам:

1. по материалу — на стальную и неметаллическую (например, композитные материалы, такие как стеклопластик);
2. по способу изготовления — на проволочную, стержневую и канатную;
3. по типу сечения — на круглую гладкую и арматуру периодического профиля;
4. по принципу работы — на напряженную и ненапряженную;
5. по функциональности — на распределительную, рабочую и монтажную;
6. по способу установки — на сварную и вязаную (в виде сеток, каркасов, отдельных стержней).

Важно!

Монолитное бетонирование обычно требует использования ненапряженной арматуры.

Арматура производится на заводах. Она может быть в виде стержней или сеток, а В виде готовых каркасов.

Жесткую арматуру представляют швеллеры, уголки, прокатные двутавры, в то время как гибкую составляют стержни гладкого и периодического профиля, вязаные и сварные сетки, а также каркасы.

Согласно ГОСТу 5781-82, арматура классифицируется как: А-I (А240), А-II (А300), А-III (А400), А-IV (А600), А-V (А800), А-VI (А1000), при этом А-I (А240) имеет гладкий профиль, а остальные классы — периодический.

Арматура различных классов отличается диаметром сечения, типом профиля, маркой используемой стали, а также областью применения.

Стандарт ГОСТ 34028-2016 устанавливает типичные размеры арматуры:

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

Арматура может поставляться в мотках либо в виде стержней длиной от 6 до 12 метров.

Виды соединений

В соответствии с требованиями СП 52-101-2003, по бетонным и железобетонным конструкциям без предварительного напряжения арматуры, существует два основных метода крепления арматуры в соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП) в разделе 8.3.26. В этом разделе перечисляются различные типы соединений стержней.

Стыки внахлестку без сварки

1. стержни периодического профиля с прямыми концами;
2. стержни с прямыми концами, приваренные или установленные на длине нахлестки поперечных стержней;
3. стержни с загибами на концах (крюки, лапки, петли), при этом гладкие стержни могут иметь только крюки и петли.

Сварные и механические стыковые соединения

1. соединение при помощи сварки;
2. использование специальных механических устройств (стыки с опрессованными муфтами, резьбовые муфты и др.).

Инструкции 8.3.19 распространяются на соединения арматуры внахлестку.

Согласно пункту 8.3.27, соединения арматуры внахлест без применения сварки используются для стержней, рабочее сечение которых не превышает 40 мм. Места с максимальной нагрузкой не должны быть соединены внахлест при помощи вязки или сварки.

На практике длина перекрытия составляет 50 диаметров связываемой арматуры. Например: для арматуры диаметром 12 мм это равно 600 мм.

Для проведения вязки используются специальные крючки с проволокой диаметром от 0,8 до 1 мм или пластиковые хомуты. Возможно применение автоматических вязальных пистолетов, ускоряющих процесс работы.

Сварка каркасных элементов осуществляется с помощью сварочного аппарата.

Важно!

При монтаже арматуры необходимо учитывать толщину защитного слоя бетона — расстояние между внешними поверхностями бетона и арматурой, изолирующее арматуру от воздействия внешней среды и коррозии.

Толщина защитного слоя бетона определяется проектом и требованиями СП 28.13330.2012. Для обеспечения этой толщины используются металлические или бетонные фиксаторы, а также пластмассовые кольца на арматуре.

Армирование ленточного фундамента своими руками

Установка арматуры в фундаменте осуществляется как в продольном, так и в поперечном направлении.

Для того чтобы обеспечить надежность будущего фундамента, нижний ряд стержней должен быть размещен на высоте не менее 5 см от его основания. Продольная арматура, состоящая обычно из 2-3 стержней, параллельно располагается стенам, а верхний ряд устанавливается в верхней части фундамента с учетом толщины защитного слоя бетона.

Поперечную арматуру размещают в вертикальной и горизонтальной плоскости с определенным шагом, который рассчитывается для создания трехмерной конструкции.

Арматуру загибают на углах на длину, равную 4 ее диаметрам, для повышения прочности конструкции. Крепление может быть осуществлено сваркой или вязкой при помощи тонкой проволоки. Сварка требует специального оборудования и имеет невысокую коррозионную стойкость, однако обладает более высокой скоростью проведения работ.

Для транспортировки арматуры необходим специальный транспорт, поэтому количество необходимой арматуры должно быть предварительно рассчитано. Для этого следует подсчитать общую длину всех стержней (продольных, поперечных и вертикальных элементов), включая длину загибов на углах, и затем разделить на длину стержней. Обычно заказывают на 10–15% больше арматуры, чем требуется по расчетам. Для вязки заказывают проволоку из расчета 30 см на каждый узел. Важно!

Вертикальный и поперечный стержни крепятся к продольной арматуре, образуя два узла. Иногда арматура изготавливается в виде хомута из одного куска материала, который гнется по заданным размерам с помощью специального станка. Этот способ удобен и увеличивает скорость выполнения работ.

Подготовленные траншеи под фундамент подготавливают для укладки продольных стержней, используя пластиковые или бетонные фиксаторы, чтобы обеспечить правильное положение арматуры на необходимой высоте.

Проволокой соединяют стержни в углах. Здесь также применяются дополнительные Г-образные стержни с плечами не менее 70 см для усиления. Кроме того, для укрепления углов на расстоянии 1 м от угла устанавливают поперечную арматуру с уменьшенным шагом в два раза по сравнению с другими участками.

Стеклопластиковая арматура, ее достоинства и недостатки в сравнении со стальной

Альтернативой стальной арматуре может служить стеклопластиковая арматура, которая производится в виде профилированных стержней различных размеров и длин.

Преимущества стеклопластиковой арматуры:

1. низкий вес;
2. устойчивость к воздействию влаги;
3. химическая инертность;
4. отсутствие коррозии;
5. диэлектрические свойства (не проводит электричество);
6. коэффициент теплового расширения близок к бетону, что помогает предотвратить появление трещин;
7. отсутствие помех для радиосигналов;
8. более удобная транспортировка.

Однако у этого типа арматуры также есть недостатки:

1. Упрощенная огнестойкость и ограниченный рабочий температурный диапазон;
2. Недостаточная прочность на сжатие и изгиб по сравнению со стальной арматурой;
3. Невозможность изгибать стержни;
4. Затрудненный монтаж из-за невозможности применять сварку.

Использование стеклопластиковой арматуры имеет свои ограничения. В частности, её не рекомендуется применять в конструкциях, которые подвергаются высоким нагрузкам и изгибам (например, балки и перекрытия).

Применение фибры как дополнения к арматуре

Установка арматуры — это сложное мероприятие, требующее затрат времени и использования специализированного оборудования. Приобретение элементов арматуры удорожает фундамент, а использование стальной арматуры увеличивает его вес (что иногда является критическим, в зависимости от типа грунта).

В современном строительстве для усиления арматуры используется фибра, которая равномерно распределяется в бетоне, обеспечивая объемное армирование.

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

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