Армирование ленточного монолитного фундамента заключается в создании прочной структуры, которая сможет выдержать нагрузки здания. Для этого используют арматурные стержни, которые размещаются в опалубке до заливки бетона. Как правило, в основании фундамента размещают два слоя арматуры: нижний слой обеспечивает прочность на сжатие, а верхний – на растяжение.
При укладке арматуры необходимо соблюдать правильные шаги и расстояния между прутьями, а также обеспечить защиту от коррозии, чтобы продлить срок службы фундамента. После завершения армирования пространство между стержнями должно быть заполнено бетоном, который равномерно распределяется для обеспечения максимальной прочности конструкции.
Армирование фундамента
В процессе эксплуатации бетонный фундамент подвергается не только давлению веса строения, но и разнонаправленным нагрузкам, вызванным множеством причин. Например:
- неравномерное изменение объема грунта, вызываемое замерзающей водой;
- перемещение слоев грунта относительно друг друга;
- неравномерная нагрузка из-за особенностей строения и пр.
Решение простое — это значительно усилить фундамент внедрением металлического каркаса.
Что даёт внедрение металлического каркаса
- Устойчивость обычного бетона на сжатие в 50 раз больше, чем на растяжение или изгиб. Внедрение в фундамент силового каркаса усиливает сопротивление растяжению и изгибу;
- Использование каркаса делает из бетона железобетон — материал, который с одинаковым успехом держит нагрузки на сжатие, растяжение и изгиб.
Тонкости при армировании фундаментного основания
Силовой металлический каркас собирается из гладкой и ребристой арматуры Ø7÷32 мм. Как и в любой работе, при армировании фундамента есть ряд секретов и тонкостей, которые не только усилят его прочность, но и помогут сэкономить:
- Обычно для создания горизонтального каркаса используют арматуру А3 Ø10÷16 мм. Данная маркировка говорит о ребристой поверхности прутка, которая обеспечит лучшее сцепление с бетоном.
- При высоте бетонной ленты более 150 мм горизонтальные элементы рекомендуется укрепить вертикальными. Чтобы снизить расходы, эти соединения можно выполнить обычной арматурой А1 Ø6÷8 мм с гладкой поверхностью.
- Расположение горизонтальных слоев силового армирования в верхнем и нижнем слое фундамента эффективно компенсирует нагрузки на всех направлениях. В отдельных случаях требуется добавление дополнительного горизонтального армирующего слоя внутри бетонной отливки.
- Укрепление горизонтальных слоев может проводиться горизонтальными перемычками, частоту и диаметр которых рассчитывают исходя из расчетных нагрузок вдоль поперечной оси. Это предотвращает появление в отливке дополнительных трещин и фиксирует продольную арматуру горизонтальных силовых секций.
- Эффективность крепления горизонтальными и вертикальными соединяющими перемычками можно значительно увеличить, сгибая их в рамку вокруг направляющих прутов.
О расстоянии между элементами каркаса
Вычисление необходимого расстояния между элементами каркаса проводится согласно СНиП 52-01-2003:
1. Минимальный шаг между прутами арматуры зависит от ее сечения и диаметра наполнителя в бетоне (например, щебня или бутового камня), расположения и направления силовых элементов, способа уплотнения бетона. Он должен быть не менее сечения прутка, но и не более 25 мм.
2. Перед определением расстояние между арматурой в продольном направлении, определяем, назначение и геометрические размеры будущей бетонной отливки, но оно не должно быть меньше двойного сечения самой арматуры, но и не более 400 мм.
3. Для поперечных элементов, фиксирующих горизонтальные слои, расстояние друг от друга должно быть больше половины высоты элемента, но и не более 300 мм.
4. Схемы армирования ленточного или монолитного плиточного фундамента должны предусматривать, чтобы арматура не касалась опалубки и не доходила до верхней и нижней поверхности отливки не менее 50 мм.
Разница между ленточным и монолитным фундаментом
Ленточный фундамент представляет собой полосу железобетонной конструкции, охватывающей периметр здания. Армирование ленточного фундамента происходит путем укладки арматурных стержней внутри бетонной полосы. Эта сетка арматуры усиливает конструкцию, позволяя равномерно распределить нагрузку и предотвратить образование трещин.
Монолитный фундамент — это единый бетонный блок, созданный путем заливки бетона в опалубку. Армирование монолитного фундамента выполняется путем установки арматурных стержней в опалубку перед заливкой бетона. Эта арматура обеспечивает дополнительную прочность фундамента, повышая его устойчивость к нагрузкам и предотвращая деформации со временем.
Выбор между ленточным и монолитным фундаментом зависит от ряда факторов, таких как тип грунта, размер и назначение здания, а также предпочтения заказчика.
Процесс армирования фундамента
Рассмотрим основные этапы армирования:
- Планирование и дизайн: инженеры проводят анализ грунтов и определяют оптимальную схему армирования для конкретного проекта;
- Выбор материалов: для армирования используются стальные стержни и сетки, соответствующие стандартам безопасности и прочности;
- Подготовка свай и форм: сваи устанавливаются с учётом расчетов, армированные стержни подготавливаются к укладке внутри свай;
- Укладка арматуры: Специалисты укладывают арматурные стержни или сетку в заданной конфигурации, обеспечивая их оптимальное распределение;
- Заливка бетоном: После укладки арматуры следует заливка бетоном. Арматура проникает в бетонную массу, создавая монолитную и прочную структуру.
Крепление армирующего пояса
Фиксацию прутов армирующего пояса выполняют:
- вязальной проволокой — отрезками около 300 мм, сложенными вдвое, обвязывают место соединения и стягивают при помощи крюка или специального механического устройства;
- точечной электросваркой — способ подходит только для арматуры с наличием в маркировке буквы «С»;
- пластиковыми строительными хомутами.
Схема армирования различных узлов
На представленных ниже рисунках показаны схемы вязки углов и примыканий, где: • d — диаметр армирующего прута; • L — длина прута.
Важно! В углах и примыканиях пруты должны не просто пересекаться, а их надо загибать, заводя друг на друга с нахлестом. Тогда каркас станет единой пространственной конструкцией, обеспечивающей необходимую жесткость фундамента, защищая его от разрушения при разнонаправленных нагрузках.
Заказать забивку свай под строительство фундаментов
Мы занимаемся забивкой свай для строительства фундамента и готовы провести работы по погружению Ж/Б свай
Армирование ленточного фундамента. Схема армирования углов фундамента
Глава из книги "Малозаглубленный ленточный фундамент" (СПб, 2012). Угол железобетонной конструкции – место концентрации напряжений. Разные слои железобетонной конструкции в углу могут испытывать разнонаправленные напряжения сжатия и растяжения. При неправильном армировании фундамента, эти напряжения не будут восприниматься стальными стержнямиарматуры.
Если арматура в углу железобетонной ленты фундамента будет разрывной или будет соединена неправильно (без передачи услий от стержня арматуры к стержню) , то монолитный фундамент будет представлять собой не единую жесткую пространственную раму, а набор отдельных балок. В этом случае в углах фундамента возможно образование трещин, отколов и расслоений бетона.
Стоп-халтура! При армировании монолитного ленточного фундамента в большинстве случаев максимум ошибок совершается в армировании именно углов и примыканий. В народной строительной мифологии родилась и прочно закрепилась недопустимая форма армирования углов и примыканий с помощью простых перекрестий концов арматуры, связанных вязальной проволокой. Такое исполнение «армирования» чревато отколом слоев фундамента по ширине и образованиями трещин у углов.
Чем же питается народное мифотворчество в области армирования углов и примыканий фундаментной ленты?
В популярной книге профессора В.С. Сажина “Не зарывайте фундаменты вглубь” (М.,2003) приведены схемы армирования углов фундамента сетками без связей и без анкеровки стержней арматуры в углах лент фундамента. Схемы из этой книги получили широкое распространение на просторах русскоязычного строительного пространства. Однако при воспроизведении данных схем на просторах народного строительства были утеряны два ключевых момента: схема профессора Сажина описывает армирование не отдельными стержнями продольной арматуры, а армирование арматурными сетками с размером ячейки 200 на 200 мм.
На странице 38 его книги в разделе 5.2 «Армирование фундаментов» читаем: “Армирование фундаментов производится сетками, устанавливаемыми в верхних и нижних частях их сечений”. К тому же, в схеме узла армирования углового стыка “по Сажину” добавлен дополнительный элемент: диагональная арматура усиления углового стыка. Описанная в его книге технология не относится к армированию фундамента отдельными продольными стрежнями.
К сожалению, схема армирования фундамента профессора Сажина прошла через «народные брожения» и превратилась в мифологизированную схему армирования углов фундамента отдельными стрежнями с помощью банальных перекрестий, связанных вязальной проволокой.
Повторяет народную ошибку и изобретатель ТИСЭ Р.М. Яковлев в своей книге "Универсальный фундамент. Технология ТИСЭ"(Аделант, 2006). На странице 176 он пишет: "В углах и Т-образных соединениях ленты-ростверка прутки арматуры пересекаются без какого либо соединения между собой".
Хотя бур ТИСЭ — хорошая вещь, и идея сваи с расширением опорной части правильная и полезная, утверждение о свободном пересечении арматуры в ленте-ростверке не соотвествует строительным нормам. Впрочем, в этой книге содержится еще некоторые ошибки касающиеся армирования фундамента (отсутствие арматурной связи сваи и ростверка).
Пункт 8.3.26 СП 52-101-2003 "Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры" (Москва, 2004) определяет все известные способы соединения арматуры:
- стыки внахлестку без сварки: >
- с прямыми концами стержней периодического профиля;
- с прямыми концами стержней с приваркой или установкой на длине нахлестки поперечных стержней;
- с загибами на концах (крюки, лапки, петли); при этом для гладких стержней применяют только крюки и петли;
- сварные и механические стыковые соединения: >
- со сваркой арматуры;
- с применением специальных механических устройств (стыки с спрессованными муфтами, резьбовыми муфтами и др.).
В этом перечне нет соединения арматуры "свободным или связанным перекрестием". Таким образом "соединение арматуры перекрестием" на самом деле является разрывом арматуры.
В тоже время СП 50-101-2004 "Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений" предъявляет к фундаментам следующие требования:
Пункт 8.9. Сборно-монолитные и монолитные фундаменты всех стен должны быть жестко связаны между собой и объединены в систему перекрестных лент.
Армирование с разрывом в углах не обеспечивает жесткой связи всех элементов фундамента. Требование к наличию как минимум двух сплошных контуров армирования (или 1/6 всех контуров, но не менее 2-х) в нижнем ряду арматуры (испытывающим нагрузки на растяжение) балок (фундаментов) внешнего контура монолитной конструкции здания предъявляется и в пункте 7.13.2.2 раздела ACI 318-05 “Структурная целостность”.
Рассмотрим правильные варианты схем армирования углов и примыканий монолитного ленточного фундамента. Общий смысл правильного армирования угла – это дополнительная анкеровка (закрепление) арматуры с помощью отогнутых элементов и арматурная связь зон различных напряжений в углу фундамента (связь внутреннего и наружного слоев бетонной ленты). При таком армировании связываются только внешние стержни арматуры и вертикальная арматура выставляется только у внешних прутов. Внутренние стержни арматуры в углу свободно пересекаются. В зоне угловой анкеровки арматуры поперечная арматура ставится в два раза чаще, чем рекомендуется для ленты фундамента (½ от ¾ высоты сечения ленты фундамента, но не более 25 см).
СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003, пункт 10.4.5 Узловые сопряжения стен в местах их пересечения при невозможности сквозного пропуска горизонтальной арматуры стен через этот стык следует армировать по всей высоте стен пересекающимися П-образными хомутами, обеспечивающими восприятие концентрированных горизонтальных усилий в узловых сопряжениях стен, а также предохраняющими вертикальные сжатые стержни в узловых сопряжениях от выпучивания и обеспечивающими анкеровку концевых участков горизонтальных стержней. Длина П-образных элементов должна быть не менее 2 ширин бетонной стены или фундамента.
Читайте про стандартные ошибки армирования монолитных плитных фундаментов
Армирование ленточного фундамента
Ленточные фундаменты состоят из замкнутой железобетонной ленты, устраиваемой под всеми стенами и несущими перегородками строения, через которую происходит передача нагрузок от здания на грунтовое основание. Простота возведения, экономичность сооружения в сочетании с высокими прочностными характеристиками и долговечностью сделали такие конструкции одними из самых популярных в индивидуальном жилом строительстве. Отлично работающий на сжатие бетон, практически не работает на растяжение. Эту роль выполняет стальная или стеклопластиковая арматура. Рассмотрим, армирование ленточного фундамента своими руками.
Виды фундаментов ленточных типов
По методу сооружения различаются:
- сборные, в составе сборные железобетонные плиты (ФЛ) и бетонные стеновые блоки (ФБС) заводского изготовления. Соединение в целостную конструкцию выполняется с использованием цементно-песчаных растворов, устройством армошва поверх подушек и армопояса высотой до 30 см поверху последнего от верха ряда блоков ФБС;
- монолитные, сооружаемые непосредственно на стройплощадке. Армирование ленточного фундамента такого типа и будет подробно изложено далее.
По глубинам заложения:
- мелкозаглублённые (минимально 0,5 м);
- глубокозаглублённыные (ниже сезонных промерзаний грунтов в районе строительства).
Глубина устройства фундаментной подошвы выбирается в зависимости от характеристики почв по несущей способности, уровня расположения грунтовых вод и планируемых нагрузок.
Например, для возведения лёгких деревянных или каркасных домов нет необходимости в глубоком залегании, а для опирания тяжёлой кирпичной кладки необходимо использовать более плотные грунтовые слои.
Действующие нагрузки и материалы для армирования монолитного ленточного фундамента
На фундаментную конструкцию, в основном, действуют продольные и поперечные воздействия нагрузок. Первые, наиболее серьёзные, вызваны нагрузками от веса здания, а так же осадками и выпучиванием почвы. Поэтому продольные стержни принимаются усиленного сечения и только с периодическим профилем для обеспечения более прочного сцепления с бетоном. Для снижения поперечных воздействий эффективно выполнение высоты конструктива превышающей его ширину ≥ 2-х раз, устройство гидроизоляции боковых поверхностей и засыпка пазух дренирующими грунтами. Эти мероприятия позволяют использовать гладкую поперечную арматуру.
Вся используемая арматура должна соответствовать утверждённым стандартам, проектным параметрам и обязательно иметь сертификат качества. Любые изменения подлежат обязательному согласованию с проектной организацией.
Армирование выполняется в виде каркаса прямоугольной или квадратной формы, состоящего из следующих элементов:
- рабочей продольной арматуры из стальных или стеклопластиковых стержней периодического профиля, укладываемых для армирования подошвы ленточного фундамента и верхней части. Схема шага их расположения и необходимый диаметр подсчитывается по формулам, приведённым в строительных нормам и правилах;
- поперечной арматуры А-I или равнозначной ей пластиковой, расположенной поверху и понизу по продольным стержням;
- вертикальных гладких стержней для объединения нижних и верхних сеток. Рекомендуется применение замкнутых арматурных хомутов, исполняющих функции поперечных и вертикальных связей.
При замене стальных стержней композитными, должна соблюдаться их равнопрочность.
Сгибание хомутов и арматурных заготовок
При изготовлении и сборке арматурных каркасов возникает необходимость согнуть отдельные элементы под определённым углом. Самостоятельное сгибание стеклопластиковых стержней невозможно, обычно это выполняется в заводских условиях. При передаче на завод проекта армирования будут изготовлены все необходимые заготовки по проектным размерам и выполнены загибы под нужными углами.
Гнуть стальную арматуру необходимо без нарушения её прочностных характеристик. Запрещается нагрев или подрезание заготовок. Сгибание выполняется только механическими способами, без возникновения в местах загибов острых углов. Закругление должно быть плавным, оптимально получение радиусов 10…15 диаметров стержня.
Простейший гибочный станок для загибов заготовки диаметром до 16 мм легко изготовить самостоятельно. На верстаке закрепляется пластина толщиной ≥ 4 мм, к ней приваривается упор из толстого арматурного отрезка и кусок уголкового профиля с зазором между ними немного больше сечения сгибаемого элемента.
На конце уголка, напротив упора приваривается ещё один 5-ти см арматурный отрезок, на который надевается гильза (для лёгкости скольжения подкладывается пластиковая шайба по толщине полки уголка) с приваренной к ней рукоятью из уголка длиной около 0,5 м и ручкой на конце (выступающий вверх 10-ти см стержень). Загибаемая деталь помещается между уголком и упором, рукоять отводится в верхнее положение, и сгибается под нужным углом движением рукояти вниз. Уголок фиксирует свободную часть заготовки от перемещений. В арматурных цехах эти операции выполняются на гибочных станках с механическим приводом, что позволяет сгибание заготовок больших диаметров.
Изготовление арматурных каркасов
Все арматурные изделия обязательно очищаются от ржавчины и грязи.
В основном в малоэтажном строении применяются две схемы армирования ленточного фундамента рабочей арматурой: установка 4 -х прутков или 6-ти (по половине в нижних и верхних углах).
Ширина ленты зависит от толщины стен, оптимально, если она будет превышать её на 10 см.
По правилам расстояние между продольными прутами ≥ 5 см и ≤ 40 см. Поэтому при ширине ленты 40 см, достаточно установить 2 стержня (А-II, А III или композитная) внизу и два вверху диаметрами 12, по углам каркаса. Обязательно устройство защитных слоёв от 3 до 5 см со всех сторон каркаса. Защитный бетонный слой выполняет следующие функции:
- анкеровка арматуры в бетонной толще;
- защита армирующих элементов от прямого воздействия водяных паров и воды;
- защита стыковочных арматурных соединений;
- более равномерная передача нагрузок на арматурные элементы от бетона с включением их в совместную работу;
- защита от непосредственного соприкосновения арматуры с источниками пламени при возникновении пожаров (особенно это важно для стеклопластиковых изделий, прочностные характеристики которых резко снижаются при ≥ 200 градусов).
Устройство защитных слоёв одинаковой толщины обеспечивается закреплением к деталям каркаса сухариков (небольшие цементные прямоугольники с заложенной вязальной проволокой для крепления к стержням) или специальных пластиковых фиксаторов. Категорически запрещается подкладывание кирпичей, из-за хорошего впитывания ими влаги, или камней и кусков бетона, которыми невозможно выдержать одинаковые зазоры от опалубки. Защитные зазоры учитываются при сборке каркасов, уменьшением габаритных размеров сечения.
Армирование заглубленного ленточного фундамента и малозаглублённого выполняется по одинаковым схемам, различие может быть только в усилении увеличенными диаметрами прутов.
Поперечные и вертикальные пруты из гладкой арматуры сечением 6…10 мм. Шаг расположения ≥ 25-ти см. Рекомендуется объёмные замкнутые хомуты. Соединение элементов выполняется обожжённой для мягкости тонкой вязальной проволокой, закручиваемой арматурными кусачками или специальным крючком.
Сварка нежелательна из-за ослабления сечений и создания концентрации напряжений в стыковочных узлах. Элементы композитной арматуры фиксируются пластиковыми стяжками.
Расположение элементов арматурного каркаса и необходимые сечения определяются расчётами для каждого конкретного случая.
Сборка каркасов может осуществляться непосредственно в опалубке или на небольших козликах, расположенных под навесом. Стыковка продольных стержней по длине выполняется нахлёстом ≥ 20 диаметров.
К армированию углов ленточного фундамента, в которых наблюдается наибольшая концентрация нагрузок, необходимо подходить особенно тщательно. Нагрузка от смежных стен может быть разной из-за их разной толщины или материала возведения. Кроме того эти места наиболее подвержены деформациям в виде разломов или сколов.
Недопустимо соединение углов простым пересечением. Обязательно устанавливать дополнительные Г-образные или П-образные вставки рабочих стержней, с уменьшенным в 2 раза шага поперечных и вертикальных прутов.
Варианты правильного армирования:
Особенно это важно для армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента.
На слабых грунтах можно выполнить расширение фундаментной подошвы или усиление нижней сетки.
При наличии выступающих из общего контура конструктивов их каркасы усиливаются соединением с арматурой основного каркаса согнутыми под нужными углами прутками.
Грамотное армирование фундаментной конструкции обеспечит прочность и надёжность возводимого дома, поэтому необходимо строгое соблюдение технологии и правильность выполнение необходимых расчётов по подбору сечения и расположению арматурных стержней.
