Арматурой
Это традиционный материал для создания каркаса конструкций фундамента. Применяется в ленточных фундаментах, свайных, столбчатых и сборных железобетонных. Арматуру класса АI используют для создания арматурного каркаса в фундаментах под «легкие» дома: каркасные, деревянные, реже для домов из пенобетона и газобетона, других легких конструкций. Это связано с тем, что АI имеет круглое сечение в поперечнике и гладкую поверхность. Из-за этого уменьшается ее сцепление с бетоном. Диаметр используемой арматуры от 6 мм и выше. Рассчитывается на стадии проектирования дома.
Арматура класса AIII изготавливается из легированной и высококачественной стали с повышенными характеристиками по прочности. В сечении она ребристая. Рисунок поверхности может быть нескольких видов: кольцевая, серповидная или смешанная. Арматура с кольцевым профилем разработана для массивных конструкций по причине большого сцепления с бетоном. Арматура с серповидным рисунком может применяться в конструкциях, испытывающих нагрузки разрыва. При растягивающих нагрузках применяют арматуру большего диаметра.
Диаметр арматуры считается на стадии проекта. Для домов «легких» с относительно небольшим весом допускается арматура диаметром 8-10 мм, или монтажная 6 мм. В домах со стенами большого веса для армирования фундаментов применяется арматура диаметром 12-14 мм.
Арматуру из неуглеродистых сталей можно сваривать при подготовке каркаса фундамента. Сварка арматуры из углеродистых сталей не рекомендуется. Место сварки будет хрупким. Лучше выполнить вязку арматуры вязальной проволокой.
Арматура выпускается в бухтах и в виде прутков. Бухтами поставляется арматура диаметром 6-10 мм. Арматура с большим диаметром поставляется в прутках. Стандартная длина прутков: 6 м, 9 м, 11,7 м. максимальный диаметр выпускаемой арматуры 32 мм.
Композитная арматура
Главное достоинство ее состоит в значительной коррозионной стойкости и инертности к любым агрессивным средам. Такие характеристики позволяют уменьшить диаметр арматуры при армировании фундаментов без снижения прочности конструкции в целом. Использование арматуры даст возможность уменьшить защитные слои бетона. Расчетная и ожидаемая долговечность предполагается порядка 75 лет. По материалам композитная арматура делится на: стекло, базальт, кевлар.
Плюсы композитной арматуры: прочность выше в 1,5 раза в сравнении со стальной, не подвержена коррозии и легче стальной в 3,0-3,5 раз. Обладает диэлектрическими свойствами и радиопрозрачна. Морозостойка. Коэффициент теплового расширения (КТР) композитной арматуры равен КТР бетона. При массе достоинств один технический недостаток – низкая теплостойкость.
Композитная арматура дороже обычной. Но появится статья экономии на диаметре используемой арматуры. Для уменьшения затрат можно использовать бутобетонный фундамент, когда при заливке бетона добавляют крупный заполнитель: бой кирпича и бутового камня (дикаря), щебня и гравия.
Фибробетоны
Материал, набирающий популярность при заливке фундаментов – это бетон, армированный . От типа волокон зависят свойства бетона. Применяются фибробетоны для заливки ленточных фундаментов и при комплексном армировании для повышения качеств фундамента.
Для армирования бетонов добавляют фибру разных видов. Фибра – это отходы производства гвоздей и обрезки стальной проволоки для стальной фибры. Фибра базальтовая изготавливается из базальтовых волокон. Аналогично в бетоны могут добавляться стекловолокно и волокна полимеров, в частности полипропилена. Добавляют текстиль.
Добавление фибры повышает ударопрочность на фантастические 500%, а истираемость на 50%. При этом пропиленового волокна будет достаточно 900 грамм на 1 куб. м бетона, или 20-50 кг стальной фибры на 1 куб. м.
Эти добавки призваны выполнять функцию арматуры в бетонах, повышают трещиноустойчивость, устойчивость к деформациям. Улучшаются такие качества, как морозоустойчивость и водонепроницаемость. Добавление фибры в бетоны облегчает вес конструкций из него. В фибробетоны добавляют вместе с фиброй различной природы вяжущие и модифицирующие добавки. Все вместе придает бетону совершенно новые свойства, что позволяет значительно сократить сроки строительства и сэкономить расход материалов.
Бетон хорошо выдерживает изгибающие воздействия, но не может самостоятельно справится и изгибом. Для обеспечения несущей способности выполняют армирование фундамента своими руками. В большей степени это касается ленточных и плитных конструкций. В сваях и столбах металл укладывается больше из конструктивных соображений, чем реальной необходимости.
Правила армирования
Армирование ленточного фундамента и любого другого выполняется с учетом следующих правил:
- для рабочей арматуры используют стержни класса не ниже А400;
- не рекомендуется использовать для соединения стержней сварку, поскольку она ослабляет сечение;
- в обязательном порядке связать металлический каркас из арматуры нужно на углах, сваривание здесь не допускается;
- даже для хомутов не рекомендуется гладкая арматура;
- необходимо строго соблюдать защитный слой бетона, равный 4 см, это защитит металл от коррозии (ржавчины);
- при изготовлении каркасов стержни в продольном направлении соединяют с нахлестом, который принимается равным не менее 20 диаметров прутов и не менее 25 см;
- при частом расположении металла, стоит контролировать крупность заполнителя в бетоне: он не должен застревать между стержнями.
в ленточном фундаменте
Грамотно подготовленный арматурный каркас - это половина успеха. Именно он спасет фундамент в случае неравномерных деформаций, которые создают изгибающие нагрузки. Стоит более подробно рассмотреть вопрос на примере ленточного фундамента своими руками.
Какая арматура нужна для конструкции
Армирование ленточного фундамента предполагает наличие трех трупп стержней:
- рабочие, которые укладываются вдоль ленты;
- поперечные горизонтальные;
- поперечные вертикальные.
Поперечная арматура под ленточный фундамент также называется хомутами. Ее основное предназначение - соединение рабочих прутов в единое целое. Армирование ленточного фундамента выполняется в строгом соответствии с нормативными документами. Какая арматура нужна для фундамента? Чтобы дать точный ответ выполняют сложные расчеты.
Чтобы не нанимать профессионалов, можно обойтись упрощенным вариантом. Технология армирования ленточного фундамента под небольшой дом позволяет назначать сечения конструктивно. Это вызвано тем, что лента воспринимает сравнительно небольшие нагрузки и работает преимущественно на сжатие.
Чтобы сделать армирующий каркас, используют конструктивные, то есть минимально допустимые, размеры сечений:
- Для рабочего армирования - 0,1 % от площади сечения фундамента под дом. При этом если сторона ленты составляет 3 метра или менее, минимально допустимое значение принимается равным 10 мм. Если сторона здания имеет длину более 3 м, то диаметр рабочего армирования не может быть меньше 12 мм. использовать пруты сечением больше 40 мм не разрешается.
- Горизонтальные хомуты не могут быть по диаметру меньше одной четверти рабочих. Из конструктивных соображений назначают размер 6 мм.
- Диаметр вертикальной арматуры зависит от высоты ленты для фундамента дома. Для малозаглубленных, размеры которых составляют 80 см и менее подойдут пруты от 6 мм.
Правила армирования ленточного фундамента заглубленного типа предусматривают использование стержней от 8 мм и более.
Схема типовых сечений стержней арматуры Если строится здание из кирпича, стоит укладывать арматуру с небольшим запасом. Такой вариант даст уверенность в надежности конструкции.
Вязка арматуры
Схема армирования ленточного фундамента предполагает соединения стержней методом связывания. Связанный каркас обладает большей прочностью по сравнению со сварным. Это вызвано тем, что повышается вероятность прожига металла. Но такое правило не касается элементов заводского изготовления. Вне строительной площадки есть возможность соединить детали без существенной потери прочности.
Места вязки арматуры Разрешается для увеличения скорости работ армировать фундамент на прямолинейных участках способом сваривания. Но армировать углы можно только с использованием вязальной проволоки. Эти участки конструкции являются наиболее ответственными, поэтому торопиться не стоит.
Перед тем как вязать арматуру для ленточного фундамента нужно подготовить материалы и инструменты. Существует два способа, которыми выполняют связывание металла:
- специальный крючок;
- вязальная машина (пистолет).
Первый вариант доступен, но подойдет только для небольших объемов. Укладка арматуры в ленточный фундамент в этом случае займет много времени. Для соединения применяют отожженную проволоку, диаметр которой составляет 0,8-1,4 мм. Использование других материалов не допускается.
Схема вязки арматуры для ленточного фундамента
Чтобы построить свой дом, нужно проявить терпение и внимательность. Не стоит экономить время и деньги, поскольку это может вызвать неприятности при эксплуатации. С соединением прутов по длине проблем не должно возникнуть. В этом случае процесс достаточно прост, важно лишь соблюдать минимальную величину нахлеста.
Но как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента по углам? Существует два типа угловых соединений: между двумя перпендикулярными конструкциями и в месте примыкания одной стены к другой.
Оба варианта имеют несколько технологий выполнения работ. Для угловых стен используют следующие:
- Жесткое лапкой. Для выполнения работ на конце каждого стержня делают «лапку» под прямым углом. В этом случае прут напоминает собой кочергу. Длина лапки должна составлять не менее 35 диаметров, лучше назначать больше. Загнутую часть стержня присоединяют к соответствующему перпендикулярному участку. Таким образом получается, что внешние пруты каркаса одной стены соединены с внешними другой стены, а внутренние приваривают к внешним.
- С применением хомутов Г-образной формы. Принцип действий схож с предыдущим вариантом. Но в этом случае не изготавливают лапку, а берут г-образный элемент, сторона которого имеет длину не менее 50 диаметров рабочей арматуры. Одну сторону привязывают к каркасу одной стены, а вторую - к каркасу перпендикулярной. При этом внутренние стержни нужно соединить с внешними. Шаг хомутов должен составлять три четверти от высоты стены подвала.
- С применением хомутов П-образной формы. На угол нужно два элемента, длина сторон которых будет составлять 50 диаметров арматуры. Каждый их хомутов приваривается к двум параллельным прутам и к одному перпендикулярному пруту.
Как правильно армировать ленточный фундамент на тупых углах. Для этого внешний стержень изгибают до нужной градусной величины и прикрепляют к нему дополнительный в качестве усиления. Внутренние элементы привязываются к внешнему.
Схема правильного и неправильного армирования тупых углов Чтобы уложить арматуру в местах примыкания одной стены к другой, пользуются примерно теми же методами, что и в предыдущем случае:
- нахлест;
- Г-образные хомуты;
- П-образные хомуты.
Величина нахлестов и соединений принимается равной 50 диаметрам. При выполнении работ стоит помнить наиболее распространенные ошибки:
- связывание под прямым углом;
- отсутствие связи между внешними и внутренними элементами;
- продольные пруты соединяют вязкой перекрестий.
Не стоит повторять эти ошибки при строительстве собственного дома.
Использование вязального крючка
Перед тем как армировать ленточный фундамент, стоит узнать, как пользоваться рабочим инструментом. Специальный пистолет редко используют для частного домостроения, польку такое оборудование требует дополнительных затрат. Вкладываться в инструмент выгодно только для выполнения заказов, а не при возведении одного дома.
По этой причине наиболее распространенным инструментом для вязки в частном домостроении стал крючок. Пользоваться им будет проще, если заранее подготовить специальные шаблоны. Такая деталь работает как верстак и существенно облегчает работу. Дело пойдет быстрее. Чтобы изготовить шаблон требуются деревянные бруски, ширина который составляет около 30-50 см, а длина не может быть больше 3 м, поскольку такой верстак неудобно использовать.
Самый распространенный способ вязки – крючком В деревянном приспособлении нужно просверлить пазы и отверстия, которые повторят очертания стержней в каркасе. В такие отверстия заранее раскладывают куски вязальной проволоки длиной по 20 см, а после этого фиксируют пруты армирования.
Для того чтобы понять технологию вязки, можно рассмотреть примеры. При строительстве потребуется два варианта: для перекрестий (когда элементы расположены перпендикулярно друг другу) и для соединений внахлест. В ленточном фундаменте чаще нужна вторая технология, при возведении плитной конструкции наиболее актуальной будет первая.
Чтобы соединить уложенный каркас в единое целое при соединении внахлест, крючком следует пользоваться в таком порядке:
- соединения выполняют в нескольких местах по длине стыка, месторасположение проволоки назначают так, чтобы она находилась в углубленной части профиля арматуры;
- проволоку складывают пополам и укладывают под местом соединения;
- с помощью крючка поддевают петлю;
- свободный конец подводят к инструменту и накладывают на него с небольшим перегибом;
- начинают вращать крючок, закручивая проволоку;
- осторожно вынимают инструмент.
На одно соединение внахлест процедуру повторяют 3-5 раз. Соединить элементы за один раз, как это делается при перекрестном примыкании, недостаточно. Вязка арматуры под ленточный фундамент в этом случае будет ненадежной, поскольку фиксация в одной точке не предотвращает сдвиг элементов.
Грамотное соединение каркаса позволит гарантировать надежность, прочность и долговечность опорной части здания.
Вопрос от клиента : "Здравствуйте, уважаемые инженеры. Планирую заняться строительством двухэтажного коттеджа из пеноблока площадью 8*8 м. Я столкнулся с вопросом выбора способа армирования фундамента. Дом будет возводиться на мелкозаглубленном ленточном фундаменте, все работы планирую выполнять собственноручно. Подскажите пожалуйста, по какой схеме лучше выполнить армирование и на что стоит особо обратить внимание. Заранее спасибо! Олег Лужин, Москва "
На данной странице представлены способы армирования железобетонных фундаментов , рассмотрены схемы укрепления оснований и приведена информация о укреплении армокаркасом ленточных, плитных и свайных фундаментов.
Способы армирования
Любой фундамент в процессе эксплуатации подвергается нагрузкам двух видов - на изгиб и на сжатие. Нагрузки на сжатие, исходящие от массы здания, передаются на верхний контур фундамента, нагрузки на изгиб действуют преимущественно ни нижнюю часть основания, исходят они от сил пучения грунта (расширившаяся почва давит на фундамент, выталкивая его наружу). Также выделяют боковые нагрузки на изгиб, которые испытывают фундаменты, расположенные в склонной к горизонтальным сдвигам почве.Бетон - материал, который без дополнительного укрепления имеет высокую устойчивость лишь к нагрузкам на сжатия, тогда как сгибающие воздействия могут стать причиной трещин, приводящих к последующему разрушению фундамента.
Рис. 1.1
С целью защиты бетонных фундаментов от нагрузок на изгиб производится их армирование, которое осуществляется посредством размещения арматурного каркаса внутри тела фундамента. Согласно требованиям СНиП, для создания армокаркасов должны использоваться горячекатаные арматурные стержни класса А1, А2 и А3, диаметром от 12 до 20 мм.
Важно : с целью экономии в частном строительстве металлическая арматура часто заменяется стеклопластиковыми аналогами, однако в сфере промышленного строительства композитные материалы не используются.
Классический арматурный каркас для укрепления ленточных и плитных фундаментов состоит из двух контуров арматуры - верхнего и нижнего, которые соединяются между собой поперечными перемычками. Необходимость в армировании средней части фундамента отсутствует, поскольку она практически не подвергается внешним нагрузкам.
Шаг элементов арматурного каркаса указан в нормативном документе СНиП №52-01-2003, согласно которому:
- Между продольной арматурой шаг принимается не менее диаметра используемых стержней и не более 25 см;
- Высота поперечных перемычек между продольными контурами - не более 50 см, если высота фундамента превышает 60 см, дополнительно обустраивается внутренний продольный ярус каркаса. Шаг между поперечными стержнями - 1/2 от высоты фундамента (не более 30 см).
Важно : выделяют два способа соединения арматурного каркаса - посредством сварки либо с помощью вязальной проволоки. Недостаток сварного соединения - увеличенная подверженность арматуры коррозии в местах сварки.
Способ сборки арматурного каркаса не влияет не итоговую механическую прочность фундамента, она обеспечивается за счет монолитности железобетонной конструкции после отвердевания смеси.
Рис. 1.2
Армирование любого вида бетонных фундаментов выполняется с учетом следующих требований:
- Между крайними участками арматурного каркаса и наружным контуром бетона оставляется расстояние в 40-50 мм;
- Для поднятия каркаса над землей используются пластиковые "грибки", использование в качестве спейсеров кирпича не допускается;
- Вертикальные арматурные прутья нельзя выткать в грунт, это чревато ускоренной коррозией металла;
- Заливка опалубки с помещенным в нее армокаркасом выполняется за один заход, перерывы, при которых происходит частичное отвердевание бетона, негативным образом сказываются на итоговой прочности фундамента, поскольку внутри бетона образуются микротрещины.
Рис. 1.3
Чертежи армирования фундаментов
Армирование подлежат следующие виды фундаментов:- Ленточные (мелкозаглубленные и глубокого заложения);
- Столбчатые (монолитные) и буронабивные фундаменты ;
Ленточный фундамент
Наиболее подверженными деформационным нагрузкам местами в армокаркасе ленточного фундамента являются угловые и примыкающие соединения арматуры.Важно : для стыковки углов армокаркаса применяются гнутые арматурные стержни, согласно строительным нормам не допускается соединение отдельных прутьев перекрестным способом.
Пространственная схема соединения прямых участков арматурного каркаса приведена на изображении 1.5.
Рис. 1.4
Армирование изгибов фундамента со сложной конфигурацией выполняется двумя цельными продольными стержнями (внешним и внутренним), повторяющими форму сгиба.
Рис. 1.5
При укреплении углов фундамента с отклонением менее 160 градусов, на внешнем контуре каркаса используется цельный стержень, внутренний пояс изготавливается из двух выгнутых по очертаниям угла прутьев.
Рис. 1.6
При армировании угловых соединений применяется два способа - нахлеста и Г-образной стыковки.
Рис. 1.7
Примыкания фундаментной ленты в местах стыковки внутренних и внешний стен зданий армируются П-образным либо Г-образным соединением прутьев.
Рис. 1.8
Вышеуказанные способы армирования углов обеспечивают требуемую пространственную жесткость армокаркаса ленточного фундамента в наиболее подверженных деформации местах.
На размещенном ниже изображении приведены недопустимые способы армирования.
Рис. 1.9
Гибку арматуры для угловых соединений армокракаса можно производить вручную, посредством самостоятельно изготовленного станка. При работе с прутьями большого диаметра металл в местах перегиба, для придания ему пластичности, имеет смысл прогревать паяльной лампой.
Рис. 2.0
Плитный фундамент
Армирование плитных фундаментов сопровождается большим расходом материалом и трудоемкостью процесса, однако фундаментная плита не имеет угловых и примыкающих соединений, что облегчает технологию выполнения работ.
Рис. 2.1
Боковые контуры армокаркаса плиты выполняются из цельных арматурных стержней, которые на углах соединяются посредством перекрестного стыка.
Важно : при собственноручном армировании, без выполнения предварительных расчетов, во избежание недостаточного укрепления плиты, шаг между прутьями арматуры рекомендуется делать не более 20 мм.
При армировании плитных фундаментов важно не допускать следующих ошибок:
Рис. 2.2 : "1 " - стенки опалубки обязательно нужно покрывать клеенкой, которая предотвращает утечку цементного молочка из бетона; "2 " - подсыпка из бетона должна уплотняться ручной трамбовкой; "3 " - щели в опалубке недопустимы.
Рис. 2.3 : Крайние контуры армокаркаса необходимо утапливать вглубь опалубки на 4-5 см., таким образом формируется защитный слой бетона, предотвращающий коррозию арматуры.
Столбчатые и буронабивные фундаменты
При армировании опорных столбов обустраивается продольно-поперечный армокаркас, состоящий из 4-ех продольных прутьев диаметром 12-15 мм. и соединяющих их поперечных перемычек, расположенных на расстоянии 30 см. друг от друга. В качестве соединяющих перемычек используется гладка арматура диаметром 6-8 мм.
Рис. 2.4
Для укрепления столбчатых фундаментов собираются армокаркасы квадратной формы, для бурнабивных свай - круглой.
Рис. 2.5
Важно : при обвязке опорных столбов и буронабивных свай деревянным брусом либо металлопрокатом (балкой или швеллером), между верхним краем продольной арматуры и внешним контуром бетона выдерживается расстояние в 5 см. При обвязке опор железобетонным ростверком, арматурный каркас формируется на 20-30 см. выше бетонного тела опоры, впоследствии к выступам арматуры приваривается армокаркас ростверка.
Армирование ленточного фундамента значительно увеличивает его характеристики по прочности, позволяет создавать устойчивые конструкции при одновременном уменьшении веса.
Расчеты арматуры и схемы армирования выполняются согласно положениям действующего СНиПа 52-01-2003. Документ имеет подробные требования к расчетам, дает сноски на нормативные документы и своды правил.
СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. Файл для скачивания
Ленточный фундамент должен отвечать выдвигаемым требованиям по долговечности, надежности, устойчивости к различным климатическим факторам и механическим нагрузкам.
Главными характеристиками прочности бетонных конструкций является показатель сопротивления осевому сжатию (Rb,n), растяжению (Rbt,n) и поперечному излому. В зависимости от нормативных стандартных показателей бетона подбирается его конкретная марка и класс. С учетом ответственности конструкции могут использоваться поправочные коэффициенты надежности, которые колеблются от 1,0 до 1,5.
Требования к арматуре
Во время армирования ленточных фундаментов устанавливается вид и контролируемые значения качества арматуры. Стандартами допускается к применению горячекатаная строительная арматура периодического профиля, термически обработанная арматура или механически упрочненная арматура.
Класс арматуры выбирается с учетом гарантированного значения предела текучести при максимальных нагрузках. Кроме характеристик на растяжение, нормируется пластичность, стойкость к коррозии, свариваемость, устойчивость к отрицательным температурам, релаксационная стойкость и допустимое удлинение до начала разрушительных процессов.
Таблица классов арматуры и марок стали
| Тип профиля | Класс | Диаметр, мм | Марка стали |
|---|---|---|---|
| Гладкий профиль | А1 (А240) | 6-40 | Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп |
| Периодический профиль | А2 (А300) | 10-40, 40-80 | Ст5сп, Ст5пс, 18Г2С |
| Периодический профиль | А3 (А400) | 6-40, 6-22 | 35ГС, 35Г2С, 32Г2Рпс |
| Периодический профиль | А4 (А600) | 10-18 (6-8), 10-32 (36-40) | 80С, 20ХГ2Ц |
| Периодический профиль | А5 (А800) | 10-32 (6-8), (36-40) | 23Х2Г2Т |
| Периодический профиль | А6 (А1000) | 10-22 | 22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р |
Расчет ленточного фундамента производится в соответствии с рекомендациями ГОСТ 27751, рассчитываются показатели предельных нагруженных состояний по группам.
К первой группе отнесены состояния, приводящие к полной непригодности фундамента, ко второй группе отнесены состояния, приводящие к частичной потере устойчивости, затрудняющие нормальную и безопасную эксплуатацию зданий. По предельно допустимым состояниям второй группы производятся:
- расчеты по появлению первичных трещин на поверхности ленточного фундамента;
- расчеты по временному периоду увеличения образовавшихся трещин в бетонных конструкциях;
- расчеты по линейным деформациям ленточных фундаментов.
К основным показателям по устойчивости к деформации и прочности строительной арматуры относится максимальная прочность при растяжении или сжатии, определяемая в лабораторных условиях на специальных испытательных стендах. Технология и методы испытаний прописаны в государственных стандартах. В некоторых случаях производитель может пользоваться нормативно-технической документацией, разработанной предприятием. При этом нормативно-техническая документация должна в обязательном порядке утверждаться контролирующими органами.
Для бетонных конструкций эти значения могут ограничиваться максимальными показателями изменения линейности бетона. В качестве обобщенных показателей принимаются фактические диаграммы состояния арматуры при кратковременном одностороннем воздействии расчетных нормативных нагрузок. Характер диаграмм состояния строительной арматуры устанавливается с учетом ее конкретного вида и марки. Во время инженерного расчета армированного фундамента диаграмма состояний определяется после замены нормативных показателей фактическими.
Требования к армированию
Арматурный каркас – фото
- Требования к размерам железобетонной конструкции. Геометрические размеры фундамента не должны препятствовать правильному пространственному размещению арматуры.
- Защитный слой должен обеспечивать совместное сопротивление нагрузкам арматуры и бетона, предохранять от воздействия внешней среды и обеспечивать устойчивость конструкции.
- Минимальное расстояние между отдельными стержнями арматуры должно гарантировать совместную работу ее с бетоном, позволять правильно стыковать и обеспечивать правильную технологическую заливку бетона.
Для армирования можно использовать только качественную арматуру, вязание сеток выполняется с учетом расчетных проектных показателей. Отклонения от значений не могут выходить за поля допусков, регламентируемых СНиП 3.03.01. Специальные строительные мероприятия должны обеспечивать надежную фиксацию арматурной сетки согласно существующим правилам.
СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. Строительные нормы и правила. Файл для скачивания
Во время загиба арматуры нужно пользоваться специальными приспособлениями, минимальный радиус изгиба зависит от диаметра и конкретных физических характеристик строительной арматуры.
Цены на арматурную сетку
арматурная сетка
Видео – Ручной станок для гибки арматуры, видеоинструкция
Видео – Как гнуть арматуру. Работа на самодельном станке
Арматура вставляется в опалубку, изготовление опалубки следует выполнять с учетом требований ГОСТа 25781 и ГОСТа 23478.
ФОРМЫ СТАЛЬНЫЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ. Технические условия. Файл для скачивания
Опалубка для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Классификация и общие технические требования
Расчет количества и диаметра арматуры
Для ленточного фундамента бань применяется строительная арматура с периодическим профилем Ø 6÷12 мм.
Действующие государственные нормативные акты регламентируют минимальное количество прутков в бетоне для придания ему максимальных характеристик прочности. Минимальное общее сечение продольных прутков арматуры не может составлять ≤ 0,1% площади сечения ленты фундамента. К примеру, если ленточный фундамент имеет сечение 12000×500 мм (площадь сечения равняется 600000 мм2), то общая площадь всех продольных прутков должна составлять не менее 600000×0,01%=600 мм2. На практике застройщики редко выдерживают этот показатель, учитывается еще и вес бани, характер грунтов и конкретная марка бетона. Эта расчетная величина может считаться ориентировочной, отклонения от рекомендованных значений не должно превышать ≈20% в меньшую сторону.
Для расчета количества арматуры нужно знать площадь сечения ленты фундамента и площадь сечения арматурного прутка. Для облегчения выполнения подсчетов предлагаем вашему вниманию готовую таблицу.
| Число стержней | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Диаметр, мм | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 6 | 28,3 | 57 | 85 | 113 | 141 | 170 | 198 | 226 | 254 |
| 8 | 50,3 | 101 | 151 | 201 | 251 | 302 | 352 | 402 | 453 |
| 10 | 76,5 | 157 | 236 | 314 | 393 | 471 | 550 | 628 | 707 |
| 12 | 113 | 226 | 339 | 452 | 565 | 679 | 792 | 905 | 1018 |
| 14 | 154 | 308 | 462 | 616 | 769 | 923 | 1077 | 11231 | 1385 |
| 16 | 201 | 402 | 603 | 804 | 1005 | 1206 | 1407 | 1608 | 1810 |
| 18 | 254,5 | 509 | 763 | 1018 | 1272 | 1527 | 1781 | 2036 | 2290 |
| 20 | 314,2 | 628 | 942 | 1256 | 1571 | 1885 | 2199 | 2513 | 2828 |
Теперь расчеты существенно облегчаются. К примеру, для армирования ленточного фундамента вы используете восемь рядов арматуры диаметром 10 мм. Согласно таблице общая площадь стержней равняется 628 мм. Такой каркас может работать с бетонной лентой глубиной 120 см и шириной 50 см. Несколько лишних квадратных миллиметров можно не принимать во внимание, они будут дополнительной страховкой на случай нарушения технологии вязки или изготовления некачественного бетона.
Кроме этих показателей нужно определиться с диаметрами стержней для фундаментов. Эти показатели зависят от многих составляющих, для упрощенных расчетов можно пользоваться предлагаемой таблицей.
При помощи этой таблицы можно без проблем подобрать рекомендуемый диаметр арматуры для ленточного фундамента.
Правила армирования ленточного фундамента
Существует несколько схем вязки арматуры, каждый застройщик может пользоваться наиболее удобной для себя. Выбор схемы нужно осуществлять с учетом размеров фундамента и его несущих характеристик.
Арматуру можно вязать отдельно, а потом готовые элементы конструкции опускать в траншею фундамента и соединять между собой, а можно сразу вязать в траншее. Оба способа почти равноценные, но есть небольшая разница. На земле все главные прямолинейные элементы можно делать самостоятельно, при работе в траншее обязателен помощник. Для вязки нужно изготовить специальный крючок, соединение выполняется мягкой проволокой диаметром ≈0,5 мм.
В некоторых статьях можно встретить советы во время вязки пользоваться ручной электрической дрелью – не обращайте на них внимания. Так могут писать те, кто понятия не имеет о работе.
Во-первых, от дрели рука устанет намного больше и быстрее, чем от легкого крючка. Во-вторых, под ногами всегда будут путаться кабели, цепляться за торцы арматуры и т. д. В-третьих, не на всех строительных участках есть электрическая энергия. И, в-четвертых, у вас узлы из проволоки постоянно будут или недотянутыми или разорванными.
Для вязки арматуры применяется тонкая мягкая и проволока, а она имеет низкую прочность. Проволоку хорошо натягивайте, прочное связывание должно происходить за два–три оборота крючка. В противном случае намного понижается производительность труда и увеличивается утомляемость. Еще есть варианты сваривания арматуры, о них мы поговорим в следующем разделе статьи.
Цены на вязальную проволоку
вязальная проволока
Как вязать арматурную сетку самостоятельно
Мы уже выше говорили, что таким способом можно вязать арматуру на земле. Изготавливаются только прямолинейные участки сетки, углы привязываются уже после их опускания в траншею.
Шаг 1. Подготовьте куски арматуры. Стандартная длина прутков шесть метров, по возможности трогать их не нужно. Если вы опасаетесь, что с такой диной будет сложно работать – разрежьте их пополам.
Мы советуем начинать вязать арматуру для самого короткого участка ленточного фундамента, это даст возможность приобрести небольшой опыт и уже более уверенно справляться с длинными прутками. Резать их не рекомендуется, это увеличивает расход металла и понижает прочность фундамента. Размеры заготовок рассмотрим на примере ленточного фундамента высотой 120 см и шириной 40 см.
Арматура должна со всех сторон заливаться бетоном толщиной не менее 5 сантиметров. Это исходные условия. С учетом таких показателей чистые размеры арматурного каркаса должны составлять по высоте не более 110 см (минус 5 см с каждой стороны) и по ширине 30 см (минус 5 см с каждой стороны). Для вязки нужно прибавить по два сантиметра с каждой стороны на нахлест. Значит, заготовки для горизонтальных перемычек должны иметь длину 34 см, заготовки для вертикальных перемычек должны иметь длину 144 см. Но таким высоким каркас делать не стоит, достаточно иметь высоту 80 см.
Шаг 2. Выберите ровную площадку, положите два длинных прутка, подровняйте их торцы.
Шаг 3. На расстоянии ≈ 20 см от торцов привяжите по обеим крайним сторонам горизонтальные распорки. Для вязки нужна проволока длиной примерно 20 сантиметров. Сложите ее вдвое, просуньте под местом связывания и затяните проволоку обыкновенным прокручиванием вязального крючка. Не переусердствуйте с усилием, проволока может не выдержать. Величина усилий скручивания определяется опытным путем.
Шаг 3. На расстоянии приблизительно 50 сантиметров привязывайте по очереди все оставшиеся горизонтальные распорки. Все готово – отложите конструкцию на свободное место и таким же образом сделайте еще один элемент каркаса. У вас получилась верхняя и нижняя часть, теперь нужно скрепить их вместе.
Шаг 4. Далее следует приспособить упоры для двух частей сетки, упереть их можно к любому предмету. Главное, чтобы связанные элементы занимали устойчивое боковое положение, расстояние между ними должно равняться высоте вязаной арматуры.
Шаг 5. По торцам привязать по две вертикальные распорки, размеры вы уже знаете. Когда каркас стал уже более-менее напоминать готовое изделие – привязывайте все остальные куски. Не спешите, проверяйте все размеры. Хотя у вас заготовки и одинаковой длины, проверка размеров не повредит.
Шаг 6. По такому же алгоритму нужно на земле связать все прямые участки каркаса.
Шаг 7. Положите на дно траншеи фундамента подкладки высотой не менее пяти сантиметров, на них будут лежать нижние прутки сетки. Поставьте боковые подпорки, выставьте сетку в правильном положении.
Армирование (каркас установлен в опалубку)
Шаг 8. Снимите размеры непровязанных углов и стыков, заготовьте куски арматуры для соединения каркаса в единую конструкцию. Имейте в виду, что нахлест торцов арматуры должен быть не менее пятидесяти диаметров прутка.
Шаг 9. Привяжите нижний поворот, затем вертикальные стойки и к ним верхний. Проверьте расстояние армирования ко всем поверхностям опалубки.
Армирование готово, можно начинать заливку фундамента бетоном.
Вязание арматуры при помощи специального приспособления
Для изготовления приспособления вам понадобится несколько досок толщиной примерно 20 мм, качество пиломатериалов может быть произвольным. Изготовить шаблон нетрудно, а работу он упростит значительно.
Шаг 1. Отрежьте четыре доски по длине арматуры, соедините их по две на расстоянии шага вертикальных стоек. Должно получиться два одинаковых шаблона. Внимательно следите, чтобы разметка расстояния между рейками была одинаковой, в противном случае не будет вертикального положения соединительных элементов.
Шаг 2. Сделайте две вертикальные подпорки, высота подпорок должна отвечать высоте арматурной сетки. Подпорки должны иметь боковые угловые упоры, не позволяющие им опрокидываться. Все работы по вязке нужно проводить на ровной площадке. Проверьте устойчивость собранного приспособление, исключите вероятность его опрокидывания вовремя производства работ.
Шаг 3. Поставьте ноги упоров на две сбитые доски, две верхние доски установите на верхнюю полку упоров. Зафиксируйте их положение любым способом.
У вас получился макет арматурной сетки, теперь работы можно выполнять быстро и без посторонней помощи. Установите на размеченные места подготовленные вертикальные распорки арматуры, предварительно при помощи гвоздей временно зафиксируйте их положение. На каждую горизонтальную металлическую перемычку поставьте пруток арматуры. Такую операцию следует повторить по всем сторонам каркаса. Проверьте их положение еще раз. Все правильно – берите проволоку и крючок и начинайте вязать. Приспособление целесообразно делать, если у вас есть много одинаковых участков сетки из арматуры.
Видео – Как вязать арматуру при помощи приспособления
Как вязать армированную сетку в траншее
Работать в траншее намного сложнее из-за стесненных условий. Нужно хорошо продумать схему вязания отдельных элементов, чтобы не пришлось потом ползать между прутками арматуры. Кроме того, самостоятельно связать сетку не получится, нужно работать с помощником.
Шаг 1. Положите на дно траншеи камни или кирпичи высотой не менее пяти сантиметров, они приподнимут металл от земли и позволят бетону со всех сторон закрыть арматуру. Расстояние между камнями должно равняться ширине сетки.
На фото – фиксатор для армокаркаса
Шаг 2. На камни нужно класть продольные прутки. Горизонтальные и вертикальные прутья должны уже быть порезаны по размерам, как их мерить мы уже рассказывали.
Шаг 3 . Начинайте формировать скелет каркаса с одной стороны фундамента. Если вы предварительно привяжете к лежащим пруткам горизонтальные распорки, то работать будет легче. Помощник должен придерживать концы прутков до тех пор, пока они не зафиксируются в нужном положении.
Шаг 4. По очереди продолжайте вязать арматуру, расстояние между распорками должно составлять приблизительно пятьдесят сантиметров.
Шаг 5. По такому же алгоритму свяжите арматуру на всех прямолинейных участках фундаментной ленты.
Шаг 6. Проверьте размеры и пространственное положение каркаса, при необходимости нужно поправить положение и исключить прикосновения металлических частей к опалубке.
Шаг 7. Теперь пора заняться углами фундамента. На картинке дан довольно сложный вариант вязания в углах, вы можете для себя придумать проще. Главное, чтобы соблюдалась длина нахлестов. И еще одно замечание. В углах фундамент работает не только на изгиб, но и на вертикальный разрыв. Эти усилия держат вертикальные прутки строительной арматуры, не забывайте их устанавливать. Для гарантии для этих целей можно использовать арматуру с большим диаметром.
Нужно знать, что любая сварка ухудшает физические характеристики прочности арматуры, использовать этот метод следует только в крайних случаях.
Если все же приходится использовать сварку, то делайте все возможное, чтобы в одном месте накладывать минимальное количество швов, сдвиньте на несколько сантиметров шаг фиксации горизонтальных и вертикальных упоров. Во время сваривания точно выдерживайте оптимальные показатели силы тока и диаметр электродов. Металл в местах наложение шва не должен перегреваться.
Сварка арматуры – фото
И самое важное – для сваривания пригодна только специальная арматура, марки такой арматуры обозначаются буквой «С». Кстати, эта арматура существенно дороже обыкновенной.
Есть несколько способов, с помощью которых можно ускорить и облегчить процесс вязки и при этом улучшить качество конструкции и уменьшить расход материалов.
Для распорок согните арматуру в виде буквы «П». Для этого можно за пару часов сделать элементарный станок, а пригодится он не только для гибки прутков. Для начала нужно согнуть один образец, проверить его размеры и только потом, используя образец в качестве шаблона, заготовить все соединения. Такие распорки намного легче вязать, они сразу держат нужный размер конструкции. Еще один плюс – сокращается расход дорогостоящего материала. На первый взгляд, экономия кажется несущественной, максимум десять сантиметров на одном соединении. Но если умножить десять сантиметров на количество штук и на цену арматуры, то получится очень «приятная» сумма.
Для распорок можно использовать арматуру меньшего диаметра и необязательно дорогую строительную периодического профиля. Подойдут даже металлические прутки или катанка соответствующего диаметра.
Если у вас нет никакого опыта выполнения подобных работ, то лучше самостоятельно ее не делать. Наличие помощника намного облегчает процесс и делает его более безопасным.
По цене армированный фундамент значительно дороже обыкновенного, применяйте этот метод усиления архитектурных конструкций в крайних случаях. Есть много более дешевых способов для увеличения несущих характеристик ленточного фундамента. Правда, они не всегда могут использоваться, все зависит от особенностей проекта бани, характеристик грунтов и ландшафта.
Несколько слов можно сказать о предварительно нагруженном армировании. Это сложный метод, позволяющий значительно улучшить все показатели ленточного фундамента без увеличения количества арматуры. Сущность метода состоит в предварительном нагружении прутков усилиями противоположными тем, которые будут действовать на конструкцию во время эксплуатации фундамента. К примеру, если пруток будет работать на растяжение, то его предварительно сжимают и т. д.
Видео – Армирование монолитных ленточных фундаментов неглубокого заложения
Видео – Армирование фундамента своими руками
Собственноручное производство железобетонного фундамента — наиболее ответственный из всех этапов строительства. Требуемая жёсткость и прочность обеспечивается закладной арматурой, поэтому сегодня мы устраним пробелы в понимании функций армирования и поясним методологию расчёта арматуры для фундамента.
Как работает фундаментное армирование
Бетон обладает превосходной прочностью на сжатие. Это означает, что если бетонный брусок поместить под пресс, он начнёт разрушаться только под очень высоким давлением.
Реалии эксплуатации ЖБИ таковы, что нельзя точно предусмотреть, какие силы будут действовать в отдельно взятой точке массива. Всё потому, что конфигурация бетонного изделия значит не так много, как физико-механические характеристики основы, на которой это изделие установлено. А они почти всегда непредсказуемы.
Нагрузка в бетоне распределяется неравномерно. Максимальное напряжение приходится на точку опоры, при этом всегда действует правило рычага — сила возрастает пропорционально плечу воздействия. Если подвесить бетонную балку за оба края, воздействие на центр будет напрямую зависеть от длины балки.
Схема работы балки на изгиб: a — бетонная балка; б — железобетонная балка; 1 — арматура
Также интересен характер и направление деформаций в разных точках. При изгибе одна сторона будет сжиматься, но это, как мы выяснили, не сулит больших неприятностей. Гораздо хуже, что с обратной стороны изделия бетон будет растягиваться, что при невысоких показателях упругости выльется в трещину и слом.
Главная задача арматуры — не позволить бетону растягиваться. Это достигается за счёт сил трения, которые передают нагрузку от бетонного слоя закладным элементам, имеющим модуль упругости гораздо выше, чем у бетона. И, конечно, арматура должна быть распределена максимально равномерно, чтобы каждый отдельный участок конструкции не имел слабых мест с плохой перевязкой. Иначе армирование теряет всякий смысл.
Чем укрепляют фундамент
Существует два типа арматуры. Рабочая арматура выполняет непосредственную функцию армирования — принимает на себя нагрузку в приложенной плоскости. Конструктивная арматура служит для упорядочивания линий рабочего армирования в слое бетона и получения дополнительных связей, если это необходимо.
В качестве рабочей арматуры традиционно используется горячекатаные стержни периодического или гладкого профиля по ГОСТ 5781-82. Стальная арматура может быть свариваемой и несвариваемой, в зависимости от термомеханического укрепления и области использования.
Для фундамента в качестве рабочего армирования целесообразно применять именно периодический профиль, который обладает наивысшим показателем сцепления с окружающей массой. Вспомогательное армирование, напротив, выполняется гладкими стержнями, хотя это не категоричное правило.
Важен и материал, марка стали определяет класс арматуры. Наиболее востребованы для частного застройщика классы А400-А600: они наиболее широко распространены на строительных базах и не требуют специальных средств стыковки: весь каркас собирается вязкой. Всё чаще применяют композитную арматуру (ГОСТ 31938) из пластика, укреплённого углеродным и стекловолокном. Такая арматура значительно легче стальной и абсолютно не подвержена коррозии, а вот насколько это важно в рамках конкретного проекта — решать только вам.
Основные параметры армирования
В каждом конкретном расчёте есть ряд ключевых значений, описанных в пособии к СНиП 2.03.01:
- Плотность закладки арматуры (коэффициент армирования). Определяется по поперечному срезу изделия как отношение суммы сечений арматурных стержней к сечению бетонной массы. Установленный нормами минимум — 0,05%, хотя коэффициент может увеличиваться по мере роста отношения длины сегмента к его высоте вплоть до 0,25%.
- Толщина стержней. При длине сегмента свыше 3-х метров используется арматура диаметром не менее 12 мм, более 6-ти метров — свыше 14 мм, а при протяжённости от 10-ти метров — 16 мм и более.
- Распределение армирования. Если фундамент имеет глубину около метра, то какую грань укреплять от растяжения: верхнюю или нижнюю? Что лучше — малое количество толстых стержней или много линий тонкой арматуры? На практике часто всю рабочую арматуру помещают у одной грани, разбивая на как можно большее число прутьев, не мешающих заливке бетона. Затем такой же пояс дублируется у противоположной грани.
- Коэффициент надёжности (переармирование) — прямо вытекающее из предыдущего пункта понятие. Прочность фундамента может быть намеренно завышена в 2 или 3 раза на случай непредвиденных изменений в геоморфологии региона или при отсутствии на момент строительства завершённого проекта.
Последнее должно относиться к разряду исключений, но на практике так строится чуть ли не половина объектов ИЖС. Проблема в том, что без исчерпывающих проектных данных вы не имеете возможности точно установить вес здания, определить по нему достаточную площадь и глубину залегания, соответствующие опорной способности грунта, затем по нормативным пропорциям рассчитать линейные характеристики фундамента, а из них вывести оптимальные методы укрепления его структуры, адекватные расчётной нагрузке.
Конфигурация арматуры для НЗЛФ, ленты и плиты
Ленточные фундаменты , залегающие выше глубины промерзания, армируются каркасом прямоугольной формы. Между внешними рёбрами может располагаться неограниченное количество линий армирования, между которыми обязательно соблюдается нормативный просвет. Как правило, такие каркасы состоят из отдельно связанных модулей, длина которых удобна для транспортировки и установки. Конструктивная арматура здесь представлена П-образными или замкнутыми хомутами, опоясывающими прутья рабочего армирования каждые 0,6-1,1 метра.
Армирование прямого участка ленточного фундамента: 1 — рабочая продольная арматура; 2 — конструктивная арматура (хомуты)
Заглубленные фундаменты укрепляются как и лента — каркасом. Линии армирования, как упоминалось, дублированы и сосредоточены у верхней и нижней граней. Дополнительно могут закладываться промежуточные линии, компенсирующие силы давления и пучения грунта, если того требует проект. Между собой армирование соединяется вертикальными прутьями. Это армирование выглядит как конструктивное, но оно же выполняет функцию рабочего, в значительной степени препятствуя скручивающим и боковым давящим деформациям.
Плита армируется наиболее просто: две арматурные сетки, каждая может состоять из нескольких слоёв. Разносятся сетки к верхней и нижней плоскости в соответствии с нормативным защитным слоём. Параметры арматурных сеток — табличные, прут и ячейка рассчитываются в зависимости от габаритов плиты. Что касается рёбер жёсткости под плитой, они формируются как и каркасы МЗЛФ, а затем скрепляются с сеткой плиты вертикальными прутьями конструктивной арматуры.
Вязка, установка и контроль
С линейными участками все просто, но ведь фундамент имеет повороты и пересечения. На них линии сходящихся каркасов соединяются гнутыми закладными элементами из арматуры того же сечения. Края устанавливаются с нахлёстом от 40 до почти 100 номинальных диаметров. Довольно распространена практика укрепления углов фундамента арматурными сетками 12х150х150 мм, особенно на слабых грунтах и в сейсмоопасных регионах.
Армирование примыканий и углов ленточного фундамента: 1 — рабочая продольная арматура; 2 — поперечная арматура; 3 — вертикальная арматура; 4 — Г-образные хомуты
Мы уже описывали преимущества вязки арматуры перед сваркой и настоятельно рекомендуем использовать только этот метод, если речь не идёт о фундаментах специального назначения.
Каждый последующий сегмент каркаса устанавливается на дистанционных подкладках или кольцах, которые препятствуют нарушению защитных слоёв. Прутья на торцах связываются с нормативным перехлёстом, по 2-3 проволочных хомутах на каждом стыке.
В итоге армирующий каркас должен быть сформирован таким образом, чтобы по нему спокойно могли передвигаться люди. Перед заливкой каркас тщательно проверяется на прочность скрепления. Если при заливке бетоном разойдутся перевязки линий, это чревато полной выбраковкой всей конструкции. Поэтому во время заливки и усадки нужно уделять особое внимание положению и целостности соединений арматуры.
