Надежность фундамента определяется его глубиной заложения, которая зависит от различных факторов, включая характеристики грунта, глубину его промерзания, уровень грунтовых вод и общий вес конструкции. Эти аспекты необходимо учитывать при проектировании здания.
Армирование ленточного фундамента
Фундамент является неотъемлемой частью любого здания, представляя собой заглубленную в землю его часть, которая предназначена для передачи нагрузки от всего сооружения на основание. Правильное устройство фундамента имеет первостепенное значение, поскольку он обеспечивает стойкость и долговечность всей конструкции.
Если здание не имеет специально спроектированного фундамента, оно может подвергаться различным деформациям. К таким деформациям относятся пучение грунта, возникающее при его замерзании, просадка — при оттаивании, а также набухание и усадка грунта в зависимости от уровня его влаги. Правильно сконструированный фундамент обеспечивает стабильность и долговечность всего сооружения.
Виды фундаментов
Согласно своду правил СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений», существует несколько типов фундаментов, которые различаются по их конструкции. Важно отметить, что выбор конкретного вида фундамента должен основываться на состоянии и характеристиках грунта, а также на технических и экономических условиях строительства.
Важно!
Стоимость фундамента (включая земляные работы) для одно- или двухэтажного дома может составлять около 25% от общей сметы строительства. Таким образом, необходимо рационально выбирать тип конструкции и соответствующий материал, чтобы достичь оптимального соотношения между ценой и качеством. Хотя экономить на качестве материалов для фундамента нельзя, современные добавки, такие как CEMMIX, могут помочь достичь высоких результатов, одновременно снижая затраты.
К основным видам фундаментов можно отнести:
- Плитные (сплошные). Представляют собой монолитную железобетонную плиту толщиной минимум 40 см, что делает их идеальными для слабых грунтов.
- Ленточные. Эти фундаменты могут быть как монолитными (создаваемыми непосредственно на месте с использованием опалубки), так и сборными (из бетонных блоков либо бутовой кладки). Они равномерно распределяют нагрузку от здания, что позволяет использовать их именно в условиях слабих грунтов.
- Столбчатые. Эти фундаменты состоят из отдельных опор, которые располагаются под колоннами или стенами. Они подходят для объектов с небольшими нагрузками от конструкции.
- Свайные. Эти системы рекомендованы для тяжелых зданий, строящихся на слабых грунтах. Сваи могут быть как заводского производства, так и изготовлены на месте строительства.
В данной статье мы сосредоточимся на ленточных фундаментах.
По типу изготовления ленточные фундаменты подразделяются на монолитные и сборные, причем то и другое выполняется на месте строительства.
Сборные ленточные фундаменты производятся из блоков натурального камня, таких как гранит, песчаник или известняк, с применением строительного раствора (в случае бутового ленточного фундамента), либо из заводских бетонных блоков. Также ленточный фундамент может быть построен из кирпича.
Важно!
Монолитные железобетонные фундаменты считаются наиболее долговечными — их срок службы может достигать 200 лет. В то время как срок службы ленточных фундаментов, выполненных из блоков, составляет приблизительно 80 лет, а кирпичных — около 50-55 лет.
Монолитные ленточные фундаменты могут быть как бетонными, так и железобетонными. В первом случае используется чистый бетон, который заливается в опалубку, во втором — применяется армирование бетона. На сегодняшний день арматура может быть изготовлена не только из стали, но и из других современных материалов, хотя традиционное название «железобетон» по-прежнему используется.
Схема армирования ленточного фундамента
Лента фундамента представляет собой замкнутый, проложенный по всему периметру здания контур из железобетона. Длина любой ленточной конструкции значительно превышает ее ширину и высоту. Чтобы компенсировать действия сил, действующих на ленту, необходимо сформировать два пояса арматуры — верхний и нижний. Если основание фундамента закладывается на глубину более 100 см, может потребоваться установка трех арматурных поясов.
Арматурный пояс состоит из горизонтально расположенных и вертикально поставленных прутьев. Фиксация каждого прута осуществляется специальными более тонкими стальными прутками. Подобная система соединения арматуры считается конструктивной. Элементы арматуры можно соединять пластиковыми хомутами, а в редких случаях, в частности в частном строительстве, также возможна сварка.
Существует две наиболее распространенные схемы размещения арматуры. В одной из них используется четыре продольных стержня, в другой — шесть. Первое решение представляет собой объемный прямоугольник, в то время как во втором рядом с крайними продольными стержнями располагается еще один, а также добавляются два стержня — сверху и снизу. В общем случае число продольно установленных стержней может варьироваться, достигая девяти.
Перед началом работ обычно разрабатывается обстоятельный проект, составленный специалистами. Однако, для создания своего небольшого частного дома можно попробовать самостоятельно произвести ленточный фундамент с армированием, опираясь на рекомендации, изложенные в данном материале. Мы надеемся, что эта информация поможет вам лучше понять, как правильно провести армирование ленточного фундамента. Тем не менее, помощь и консультации профессионалов будут только на пользу!
Какую арматуру выбрать для армирования
Вам следует узнать, сколько арматуры вам потребуется (в метрах), а также какие материалы, сорта и диаметры вам нужны. Основными параметрами для выбора арматуры являются её материал и толщина прутьев.
Виды арматуры по материалу
Арматурные стержни могут быть изготовлены из стали или полимерного композитного материала. Стальная арматура, как правило, представлена прутьями с периодическим или гладким профилем с диаметром от 6 до 40 миллиметров. Прутья с рифленым профилем предусмотрены для увеличения площади сцепления с бетоном, что, в свою очередь, повышает прочность конструкции.
Рифленая арматура значительно улучшает прочность каркаса и фундамента благодаря своим выступам, которые обеспечивают надежное сцепление с бетоном. Гладкие прутья, в свою очередь, расставляются горизонтально и выполняют вспомогательную роль, обеспечивая равномерное распределение нагрузки на фундамент и соединяя части каркаса.
Современная композитная арматура произведена из расплавленной горной породы, заключенной в матрицу из высокопрочной полимерной основы. Хотя такая арматура стоит значительно дороже, ее преимущества заключаются в том, что она не подвержена коррозии и устойчива к сильно кислым средам. Прутья из композита легче стальных, и их диаметр составляет от 4 до 18 миллиметров, причем они всегда имеют рифленую поверхность.
Виды арматуры по толщине прутьев
В данном контексте мы предполагаем, что вы строите частный дом одной или двух этажей или незначительную хозяйственную постройку. Для подобных целей рекомендуется использовать арматуру с диаметром от 8 до 22 мм, например, 8, 10 или 12 мм, при этом шаг увеличения диаметра составляет 2 мм. Более крупные диаметры, достигающие 80 мм, предназначены для возведения многоквартирных домов и крупных коммерческих и промышленных объектов.
Толщина прутьев арматуры определяется величиной нагрузки, которая будет приходиться на фундамент. Можно сказать, что чем тяжелее конструкция здания, тем толще должна быть арматура.
Особенности сборки арматурного каркаса
Схема армирования ленточного фундамента разрабатывается в процессе проектирования. С учетом требований СНиПов, расстояние между горизонтальными поясами не должно превышать 400 мм, а шаг установки конструктивных перемычек — быть равным или меньше 300 мм. Кроме того, расстояние от края детали до начала прутка необходимо учитывать. Арматуру следует полностью углубить в бетон, так как её частичное нахождение на поверхности приведет к коррозии. Минимальное расстояние от края бетонной плиты до стального прута должно составлять 5 см.
Согласно установленной схеме, арматуру соединяют в единую конструкцию. Давайте рассмотрим особенности этого процесса.
Методы вязки прутков
Свободное движение (или люфт) арматурной сетки внутри конструкции может привести к возникновению напряжений, снижающим прочность всего здания. Чтобы избежать этого, необходимо прочно соединять прутки. Существует три основных метода соединения:
Первый — сварка. Этот способ предполагает соединение стальных элементов с помощью точечной сварки. Хотя данный метод является быстрым и надежным, у него есть свои недостатки. При сварке металл может стать хрупким, что увеличивает риск коррозии. Следовательно, сварка допускается только для определенных марок арматуры, содержащих букву «С», что указывает на возможность сварки без ущерба для прочности элемента.
Существуют также пластиковые хомуты, которые используют для соединения металлических деталей. Этот метод является простым и быстрым, но не так часто применяется, так как пластиковые хомуты плохо переносят низкие температуры и стоят достаточно дорого. Кроме того, перемещать каркас, выполненный таким образом, запрещается, так как это может привести к разрушению соединений.
Наиболее распространенным методом для вязки арматуры под ленточный фундамент является использование проволоки. Это самый экономичный и эффективный способ, иногда довольно быстрый. Для выполнения вязки используются различные инструменты. Обычно проволока крепится специальным вязальным крючком, который легко изготовить самостоятельно. Научиться работать с ним несложно, и даже неопытный человек через несколько часов сможет научиться быстро вязать прутья. Однако у данного метода существует недостаток — недостаточная жесткость готового каркаса. Лучше всего выполнить вязку в опалубке.
Кроме того, мастера вяжут проволочные соединения с помощью клещей или шуруповерта с установленным крючком. Существуют также вязальные пистолеты, которые позволяют быстро соединить детали конструкции, что весьма актуально, учитывая большой объем работы. Однако пистолеты для вязки достаточно громоздкие, и использовать их можно не на всех участках. Более того, для работы с таким инструментом требуется специальная проволока, что также повышает стоимость. Если есть возможность взять пистолет в аренду, это будет оптимальным решением для ускорения процесса.
Обустройство каркаса фундамента
Монолитный фундамент следует армировать в виде цельного каркаса на всю высоту. Расстояние между отдельными арматурными прутьями должно быть таким, чтобы обеспечить свободное прохождение бетонной смеси между ними. Например, если при замесе бетона используется щебень фракции 20-40, то промежуток между прутьями должен быть не менее 4 см.
Применение бутового камня существенно дешевле, чем普通 бетонной смеси, однако для создания прочной конструкции потребуется перевязка фундамента по всему периметру. Арматурный каркас не совместим с камнем большого размера, в таких случаях включают технологическое решение в виде армопояса как снизу, так и сверху фундамента.
Этапы работ по обустройству арматурного каркаса
Основой для фундамента выступает слой песка толщиной не менее 10 см, на который укладывается щебень фракции 2-5 см. Затем песчано-щебеночное основание следует тщательно утрамбовать. Только после этого можно переходить к укладке и вязке арматурного каркаса.
- Арматурные прутья, обрезанные по длине фундамента с одной стороны, размещают на расстоянии 20-30 см друг от друга по дну фундамента. На углах они прикрепляются мягкой вязальной проволокой к вертикальным стержням, а также связываются между собой при образовании нахлёстов.
- Для формирования вертикальных угловых опор каркаса нижние горизонтальные прутья изгибаются под углом 90 градусов. Удлиняются они за счет нахлестов и соединяются проволокой.
- Для упрощения процесса армирования углов фундамента допускается использование анкеров; их установка аналогична монтажу ростверков или армопоясов. В каждую угловую зону фундамента вбиваются по 4 металлических стержня, которые снизу покрываются битумной смолой для гидроизоляции. Эти штыри служат анкерами для крепления каркаса. При этом в сечении вбитые анкера должны образовать квадрат, стороны которого будут параллельны ленте фундамента.
- К анкерам прикрепляются или привариваются вертикальные арматурные прутья, высота которых равна высоте фундамента. Все вертикальные стержни связываются или привариваются между собой вдоль периметра, образуя конструкцию столба.
- Чтобы избежать контакта металла с песчано-щебеночным основанием, на протяжении всего прута на протяжении каждых 1 метра прокладывают половинки кирпича.
- Нарезаются прутья для поперечной укладки арматуры, при этом их длина должна быть на 10 см меньше ширины монолитной ленты, чтобы поперечные стержни были полностью покрыты заливаемым бетоном, а расстояние от наружной стенки фундамента до них составляло 5 см.
- Шаг армирования поперечными стержнями устанавливается в 50 см по всей длине продольной арматуры.
- Соединения арматуры фиксируются вязальной проволокой.
- В зависимости от общей длины стороны фундамента расстояние между вертикальными стержнями варьируется от 30 до 80 см.
- Общего числа продольных рядов может оказаться достаточным лишь два: верхний и нижний.
- Каждый горизонтальный ряд будет находиться в параллели с нижним рядом и будет аналогичен ему.
Собранный каркас можно расположить вблизи от фундамента, а затем аккуратно опустить его в траншею или в опалубку.
Такой способ возможен лишь при наличии ровного участка для сборки, иначе добиться точного выполнения работ будет затруднительно.
Расчет количества вспомогательной арматуры (п/м)
По примеру, если длина ленты строения составляет 8х8 м, и имеется одна несущая стена, то общая длина конструкции составит 40 м. Для двух поясного каркаса потребуется 4 прутка, в результате расход поперечной арматуры составит: 40.0 м х 8 = 320 м. К полученной длине рекомендовано добавить 3,5% на возможные стыки, таким образом, получаем 320 + 12 = 332 м.
Также стоит учитывать, что вертикальные стержни длиной 41 см устанавливаются с шагом 0,5 м, на одно соединение потребуется 1,8 м, что в итоге составит:
82 (количество соединений) х 1,8 = 147,6 п/м.
Так как производители часто продают арматуру, ориентируясь на вес, целесообразно воспользоваться стандартной таблицей для перевода погонных метров арматуры в массу:
В какой последовательности вяжется арматурный каркас
Правильное армирование ленточного фундамента осуществляется поэтапно:
- По периметру в грунт устанавливаются вертикальные стержни расчетного диаметра с шагом не менее 0,5 м;
- На установленную вертикальную арматуру производится вязка двух каркасов (верхнего и нижнего) из рабочих стержней;
- Для фиксации верхнего пояса в проектном положении конструкцию укрепляют соединительными прутьями. Эти прутья не оказывают значительного влияния на прочность фундамента, а лишь поддерживают правильное положение арматуры.
Одним из самых критических этапов армирования ленточного фундамента является усиление углов, особенно на уровне подошвы.
Для армирования углов используются предварительно гнутые П-образные стержни, которые обеспечивают стыковку и фиксацию примыкающих участков каркаса. Важно не соединять стороны каркаса стержнями, изогнутыми под прямым углом, поскольку это может негативно сказаться на жесткости конструкции и привести к ее разрушению.
Корректно выполненное армирование углов генерирует надежное соединение ленты основания. Для этого стержни формируют в один каркас с помощью хомутов, при этом в местах соединения углов устанавливаются специальные усиления. В отличие от средней части основания, где стяжки располагаются с шагом в 0,25 м, расстояние по углам уменьшается вдвое. Этот метод армирования угловых зон способствует повышению прочности, целостности и надежности всего фундамента.
