Как делать вязку арматуры под ленточный фундамент

Для чего нужна арматура в фундаменте, и какая она бывает

Бетон — это очень прочный строительный материал, но при высокой прочности на сжатие он обладает не очень высокой прочностью на растяжение, изгиб и знакопеременные нагрузки. Элементы арматуры предназначены для того, чтобы воспринимать эти нагрузки и увеличивать прочность всей конструкции.

В конструкции бетон и арматура работают совместно, для чего необходимо их надежное сцепление. Качество сцепления зависит как от характеристик бетона (прежде всего, прочности), так и от формы сечения и вида поверхности арматуры.

Арматура классифицируется по нескольким признакам:

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

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

Арматуру в виде швеллеров, уголков, прокатных двутавров называют жесткой, а стержни гладкого и периодического профиля, вязаные и сварные сетки и каркасы — гибкой.

В соответствии с ГОСТ 5781-82, арматура подразделяется на классы: А-I (А240), А-II (А300), А-III (А400), А-IV (А600), А-V (А800), А-VI (А1000), из которых А-I (А240) имеет гладкий профиль, а остальные классы — периодический.

Арматура разных классов отличается диаметром сечения, типом профиля, маркой применяемой стали, а также областью применения.

ГОСТ 34028-2016 определяет стандартные размеры арматуры:

1. диаметр от 6 до 80 мм;
2. площадь сечения от 0,283 до 50,27 см2.

Арматура может поставляться в мотках либо в стержнях длиной 6-12 м.

Виды соединений

В соответствии с СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры», существует два основных метода крепления арматуры, согласно строительным нормам и правилам (СНиП), а именно пункту 8.3.26. В нем перечисляются типы стыковок, которыми может выполняться соединение стержней.

Стыки внахлестку без сварки

Применяются:

1. с прямыми концами стержней периодического профиля;
2. с прямыми концами стержней с приваркой или установкой на длине нахлестки поперечных стержней;
3. с загибами на концах (крюки, лапки, петли), при этом для гладких стержней применяют только крюки и петли.

Сварные и механические стыковые соединения

Применяются:

1. со сваркой арматуры;
2. с применением специальных механических устройств (стыки с опрессованными муфтами, резьбовыми муфтами и др.).

На соединения арматуры внахлестку распространяются указания 8.3.19.

Пункт 8.3.27 гласит, что соединения арматуры внахлест без применения сварки используется для стержней, рабочее сечение которых не превышает 40 мм. Места с максимальной нагрузкой не должны фиксироваться внахлест вязкой или сваркой.

На практике длина перепуска применяется равной 50 диаметрам связываемой арматуры. Например: для арматуры диаметром 12 мм — это составляет 600 мм.

Вязка осуществляется с помощью специальных крючков стальной вязальной проволокой диаметром 0,8-1 мм либо пластиковыми хомутами. При выполнении этой работы могут использоваться также автоматические вязальные пистолеты, которые увеличивают скорость работы.

Сварка элементов каркаса производится при помощи сварочного аппарата.

Толщина защитного слоя бетона определяется проектом и требованиями СП 28.13330.2012. Для того чтобы ее обеспечить, к арматурным стержням привязывают металлические или бетонные фиксаторы либо надевают пластмассовые фиксаторы в виде колец на стержни.

Требования СНиП

Требования к железобетонным конструкциям указаны в СНиП 52-01-2003. В документе содержатся нормы расчета склонности армированных конструкций к деформациям. В акте указаны требования к формам и размерам изделий:

• При устройстве оснований можно использовать арматурные прутья, соответствующие определенным стандартам. Они должны обладать характеристиками, указанными в чертеже.
• Куски арматуры сцепляют таким образом, чтобы исключить их смещение в процессе заливки бетона.
• При использовании сварных каркасов допускается применять определенные способы сварки, не допускающие деформирования.
• Механические стыки прутьев не должны уступать по прочности основному материалу, поэтому арматуру укладывают внахлест. Размер нахлеста составляет 30-40 диаметров арматуры и они должны быть не в одном месте.
• Между вертикальными элементами допускается расстояние не менее 25 см.
• Продольные прутья должны находиться на расстоянии не более 40 см друг от друга.
• Шаг между поперечными прутьями, не превышает 30 см.

При расчете арматуры учитывают сечение и класс металлических изделий, способ вязки и укладки.

Как рассчитать, сколько надо?

Во главу угла методики подсчёта армирования ленточных оснований заложен принцип преобладания сопротивления грунтового основания над удельной нагрузкой от веса здания или сооружения.

После этого рассчитывают несущую способность ленты, величина которой зависит от полной загрузки наземной части строения. На этом этапе определяют количество и сортамент арматурных стержней, их форму соединения в единый каркас.

Если надавить на какой-либо мягкий предмет, то он прогнётся. Верхняя плоскость сожмётся, а снизу материал растянется. Так и в ленточном фундаменте, верхняя его часть будет испытывать сжатие, а на нижний слой будут воздействовать силы растяжения.

Это физическое явление учитывают при расчёте монолитной ленты. То есть, в верхнем и нижнем поясе закладывают арматуру, которая выдерживает сжатие, а снизу бетон противостоит растяжению.

На основе этого положения было разработано «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения)».

Тяжёлый бетон приготавливают из:

• цемента М 300 – М 800,
• щебня гранитных пород,
• среднефракционного песка,
• воды средней жёсткости с добавкой различных видов пластификаторов.

Его применяют для возведения заливных фундаментных лент.

Кроме этого пользуются Сводом Правил СП 52-101-2003, который содержит рекомендации по расчёту и проектированию, относящиеся к изготовлению и установке армокаркасов ЛФ. Правила согласованы с требованиями СНиП 52-01-2003.

Определение глубины заложения и высоты ленты

В расчёт глубины заложения подошвы ленточного фундамента включают два фактора:

Уровень грунтовых вод

Уровень залегания грунтовых вод легко определить, если рядом с местом строительства есть колодец. Расстояние от уровня земли до поверхности воды в нём будет равно искомому параметру.

В отделе архитектуры и землеустройства местной администрации можно взять копию вертикальной съёмки с привязкой к стройучастку, где будет указан уровень грунтовых вод. Если нет ни того не другого, то этот показатель определяют взятием образцов почвы с помощью бурения грунта.

Глубина промерзания

Знать её необходимо по причине того, что воздействие на влажную почву при минусовой температуре в зимний период вызывает в ней замерзание воды. Этот процесс вызывает пучение грунта потому, что он в это время резко увеличивается в объёме.

Силы пучения могут легко выдавить вверх фундамент дома. Чтобы этого не происходило, подошва ленты должна находиться ниже зоны морозного пучения. Глубину промерзания определяют справочным путём либо таким же способом, как и при установлении уровня грунтовых вод.

Глубина заложения фундаментной ленты должна находиться на отметке выше уровня грунтовых вод и ниже уровня промерзания почвы. Количество продольных рядов зависит от высоты основания. Согласно СНиПу, расстояние между конструкционными рядами арматуры не должно быть более 40 см.

Сколько рядов арматуры нужно для армирования ленточного фундамента высотой 1 метр? Количество рядов в зависимости от высоты основания:

• до 70 см – без продольной арматуры;
• от 71 до 90 см – один ряд;
• от 91 до 130 см – два ряда;
• от 131 до 170 см – три ряда;
• от 171 до 210 см – четыре ряда.

Установлено, что на месте строительства грунтовые воды залегают на глубине 1200 мм, а уровень промерзания грунта равен 800 мм. В этом случае глубину заложения ЛФ принимают величиной 1 метр. Высота ленты с учётом нормативной высоты цоколя 150 -200 мм (расстояние от верха фундамента до уровня земли) будет равна 1150 – 1200 мм.

Сбор нагрузки

Максимальная масса строения включает в себя следующее:

1. Вес всех конструкций дома, включая фундамент.
2. Снеговая нагрузка на кровлю (СНиП 2.01.07-85).
3. Вес оборудования: печь, котёл, система трубопроводов, сантехнический приборы, обстановка и пр.
4. Ориентировочный вес максимального количества людей, одновременно находящихся в доме.

Ширина подошвы

Ширину ленточного заливного фундамента рассчитывают по формуле Tхk/S ≤ R, где:

• T — удельная нагрузка от максимального веса строения (см. выше);
• k – коэффициент запаса (1,1);
• S – площадь подошвы (S = P/T);
• R – сопротивление грунта.

R = 1,88 кг/см2 (грунт — суглинок), P = 15000 кг, T = 1,8 кг/см2, L – длина ленты 24 м. S = P/T = 8333 см2. Оптимальная ширина ленты будет равна: S/L = 8333/2400 = 3,47 см. Следовательно, ширину ЛФ можно принимать исходя из толщины кладки + выступы ленты по обеим сторонам стены (25 мм х 2 = 50 мм).

При возведении внешнего ограждения в 1 кирпич (250 мм) ширина ЛФ составит 250 +50 = 300 мм = 30 см. Если стены возводят из шлакоблока, то поперечный размер ленты принимают 40 см. Для стен толщиной в 1,5 кладочного элемента фундамент делают шириной 50 см и более.

Арматура для фундамента

Можно выделить 2 основных варианта арматуры, применяемых  в процессе строительства:

1. Стальная, которая, в свою очередь, подразделяется на 2 подвида:

• Стержневую;
• Проволочную.

2. Композитная. На сегодняшний день именно такой вариант применяется довольно редко по причине немаловажных минусов.

Для армирования ленточного фундамента  применяют стержневой вид  арматуры к роли основного рабочего материала, а также гладкую арматуру  в качестве дополнительного.

Главным свойством рабочей арматуры считается её способность оперативно и превосходно  сцепляться с бетоном. Такую продукцию производят с периодическим профилем и подразделяют на классы касательно показателей прочности.

Стальная арматура

Этапы выполнения работ

Общие проектные расчёты:

• глубина залегания фундамента;
• его ширина;
• уровень промерзания грунта;
• уровень возможной осадки.

Расчёт диаметра и количества арматурных прутьев

В соответствии со СНиП 52-01-2003 минимальная площадь сечения продольной арматуры должна равняться 0,1% от площади поперечного сечения самого фундамента. Этим правилом необходимо руководствоваться при выборе диаметра арматурных прутьев.

Зная площадь сечения прута, а также количество прутьев в сечении фундамента, можно, используя таблицу ниже, быстро определить необходимый диаметр арматуры.

Арматурный сортамент:

Номинальный диаметр стержня, мм	Расчетная площадь поперечного стержня, мм2, при числе стержней	Теоретическая масса 1 м длины арматуры, кг	Диаметр арматуры классов	Максимальный размер сечения стержня периодического профиля
1	2	3	4	5	6	7	8	9	А240 А400 А500	А300	В500
3	7,1	14,1	21,2	28,3	35,3	42,4	49,5	56,5	63,6	0,052	—	—	+	—
4	12,6	25,1	37,7	50,2	62,8	75,4	87,9	100,5	113	0,092	—	—	+	—
5	19,6	39,3	58,9	78,5	98,2	117,8	137,5	157,1	176,7	0,144	—	—	+	—
6	28,3	57	85	113	141	170	198	226	254	0,222	+	—	+	6,75
8	50,3	101	151	201	251	302	352	402	453	0,395	+	—	+	9,0
10	78,5	157	236	314	393	471	550	628	707	0,617	+	+	+	11,3
12	113,1	226	339	452	565	679	792	905	1018	0,888	+	+	+	13,5
14	153,9	308	462	616	769	923	1077	1231	1385	1,208	+	+	—	15,5
16	201,1	402	603	804	1005	1206	1407	1608	1810	1,578	+	+	—	18
18	254,5	509	763	1018	1272	1527	1781	2036	2290	1,998	+	+	—	20
20	314,2	628	942	1256	1571	1885	2199	2513	2828	2,466	+	+	—	22
22	381	760	1140	1520	1900	2281	2661	3041	3421	2,984	+	+	—	24

Расчёт количества арматуры:

1. Вычисляем периметр фундамента.
2. Составляем схему армирования и подсчитываем количество стыков арматурных прутьев (стыки всегда идут внахлёст на величину, равную 30 диаметрам прута).
3. Периметр умножаем на схему армирования, прибавляем сумму стыков и добавляем к этому ещё 10% от получившейся величины.

Подробнее о расчете арматуры для ленточного фундамента можно узнать из этой статьи.

Разметка

На этапе разметки используется проектная схема фундаментной конструкции. Схему переносят на местность, используя обноску по периметру участка и разметочный шнур. Все получившиеся таким образом размеры должны соответствовать проекту.

Основание фундамента

Роется траншея для будущей фундаментной конструкции. Глубина должна соответствовать проектной и иметь запас в 30 см для песчано-гравийной подушки. При этом учитываются особенности грунта.

Опалубка

Опалубка делается из деревянных дощатых щитов снаружи будущего основания дома. На дно (поверх подушки) и стенки опалубки укладывается гидроизоляционный слой.

Вязка

На это есть ряд причин:

• работа с проволокой не требует больших временных затрат;
• просто устранить возможные недочёты;
• низкая себестоимость.

Все самое важное о вязке армокаркаса найдете в этом материале

Армирование углов

На углы в фундаментной конструкции приходится наибольшая нагрузка. Поэтому их необходимо максимально усилить.

Для этого есть два основных правила:

1. Пруты нужно изгибать так, чтобы каждая из их сторон заглублялась в одну из стен фундамента.
2. Если длины прута недостаточно, чтобы его изогнуть, то для усиления углов используются Г-образные профили.

1. Жесткость соединения внешней продольной арматуры (1) в угловой зоне обеспечивает Г-образный хомут (6).2. Внутренняя продольная арматура (2) жестко скрепляется с внешней продольной арматурой (1) внахлёст.3. Шаг поперечной арматуры (L) составляет не более ¾ высоты ленты фундамента.4. Внутреннюю и внешнюю продольную арматуру соединяет дополнительная поперечная арматура (5).5. Длина соединения внахлёст составляет 50 диаметров горизонтальной арматуры.
1. При использовании П-образных хомутов (5) угловое соединение внешней и внутренней горизонтальной арматуры ленточного фундамента (1) получает жёсткую сцепку наподобие замка.2. В анкеровке П-образных хомутов участвует вертикальная (2), поперечная (3) и дополнительная поперечная (4) арматура.

После армирования приступают непосредственно к заливке бетона. Бетон заливается в опалубку в несколько слоёв, по 20-30 см каждый. В процессе необходимо тщательно перемешивать бетонную смесь.

Подробнее о технологии армирования углов ленточного фундамента читайте в этой статье.

СП 24.13330.2011

Таблица 7.2

Примечания

1 Над чертой даны значения R для песков, под чертой — для глинистых грунтов.

2 В таблицах 7.2 и 7.3 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке территории срезкой, подсыпкой, намывом до 3 м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве от 3 м — от условной отметки, расположенной соответственно на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки.

Глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта в водоеме следует принимать от уровня дна после общего размыва расчетным паводком, на болотах — от уровня дна болота.

При проектировании путепроводов через выемки глубиной до 6 м для свай, забиваемых молотами без подмыва или устройства лидерных скважин, глубину погружения в грунт нижнего конца сваи в таблице 7.2 следует принимать от уровня природного рельефа в месте сооружения фундамента. Для выемок глубиной более 6 м глубину погружения свай следует принимать как для выемок глубиной 6 м.

3 Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значений показателя текучести I_L глинистых грунтов значения R и f_i в таблицах 7.2 и 7.3 определяют интерполяцией.

4 Для плотных песков, плотность которых определена по данным статического зондирования, значения R по таблице 7.2 для свай, погруженных без использования подмыва или лидерных скважин, следует увеличить на 100 %. При определении плотности грунта по данным других видов инженерных изысканий и отсутствии данных статического зондирования для плотных песков значения R по таблице 7.2 следует увеличить на 60 %, но не более чем до 20 000 кПа.

5 Значения расчетных сопротивлений R по таблице 7.2 допускается использовать при условии, если заглубление свай в неразмываемый и несрезаемый грунт составляет не менее, м:

4,0 — для мостов и гидротехнических сооружений;

3,0 — для зданий и прочих сооружений.

6 Значения расчетного сопротивления R под нижним концом забивных свай сечением 0,15×0,15 м и менее, используемых в качестве фундаментов под внутренние перегородки одноэтажных производственных зданий, допускается увеличивать на 20 %.

7 Для супесей при числе пластичности I_р ≤ 4 и коэффициенте пористости e < 0,8 расчетные сопротивления R и f_i, следует определять как для пылеватых песков средней плотности.

8 При расчетах показатель текучести грунтов следует принимать применительно к прогнозируемому их состоянию в период эксплуатации проектируемых зданий и сооружений

Таблица 7.8

Глубина заложения нижнего конца сваи h, м	Расчетное сопротивление R, кПа, под нижним концом набивных и буровых свай и свай-оболочек, погружаемых с выемкой грунта и заполняемых бетоном, при глинистых грунтах, за исключением просадочных, с показателем текучести IL, равным
0,0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
3	850	750	650	500	400	300	250
5	1000	850	750	650	500	400	350
7	1150	100	850	750	600	500	450
10	1350	1200	1050	950	800	700	600
12	1550	1400	1250	1100	950	800	700
15	1800	1650	1500	1300	1100	1000	800
18	2100	1900	1700	1500	1300	1150	950
20	2300	2100	1900	1650	1450	1250	1050
30	3300	3000	2600	2300	2000	—	—
≥ 40	4500	4000	3500	3000	2500	—	—
Примечания 1. В таблице 7.8 глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта при планировке территории срезкой, подсыпкой, намывом до 3 м следует принимать от уровня природного рельефа, а при срезке, подсыпке, намыве от 3 м – от условной отметки, расположенной соответственно на 3 м выше уровня срезки или на 3 м ниже уровня подсыпки. Глубину погружения нижнего конца сваи и среднюю глубину расположения слоя грунта в водоеме следует принимать от уровня дна после общего размыва расчетным паводком, на болотах — от уровня дна болота. 2. Для промежуточных глубин погружения свай и промежуточных значений показателя текучести IL глинистых грунтов значения R в таблице определяют интерполяцией. 3. При расчетах показатель текучести грунтов следует принимать применительно к прогнозируемому их состоянию в период эксплуатации проектируемых зданий и сооружений

7.2.8 Расчетное сопротивление R, кПа, грунта под нижним концом сваи-оболочки, погружаемой с частичной выемкой грунта, но с сохранением грунтового ядра высотой не менее трех диаметров оболочки на последнем этапе ее погружения (при условии, что грунтовое ядро образовано из грунта, имеющего те же характеристики, что и грунт под нижним концом сваи-оболочки), следует принимать по таблице 7.2 с коэффициентом условий работы грунта, учитывающим способ погружения свай-оболочек в соответствии с позицией 4 таблицы 7.4, при этом расчетное сопротивление в указанном случае относится к площади поперечного сечения сваи-оболочки нетто

Порядок выполнения армирования ленточного фундамента

Существующая схема армирования ленточного основания для строительства дома подразумевает следование нескольким обязательным правилам:

1. Применение при проведении армирования стержней класса от А400
2. Минимизация использования сварки при соединении стержней, так как такая технология способствует ослаблению сечений
3. На углах каркас можно только связывать, использование сварки на углах не рекомендуется
4. Защитный выложенный слой использующегося в конкретной ситуации бетона должен быть не менее 4 сантиметров для защиты металлических элементов от негативного воздействия окружающей среды, коррозии
5. Не рекомендуется использование гладкой арматуры
6. Бетон при выкладке обязан не иметь возможности застревать между стержнями, что позволит исключить контроль за отказом, за слишком частым расположением металлических стержней

Создать арматурный каркас поможет подробная пошаговая инструкция с приведенными для наглядности фото и видео. Существенным преимуществом армированных ленточных фундаментов становится сочетание высокой надежности и доступной стоимости. Сталь и бетон являются высокопрочными материалами.

Это важно для создания основания для строительства на любых грунтах, кроме и так от природы стабильных и надежных скал. В иных ситуациях любой фундамент армирование избавит от разрушений, возникающих из-за напряжения

Как формируется

При проведении таких работ, как армирование ленточного фундамента, чертежи включают три группы стержней:

• Применяемые для укладки вдоль ленты использующиеся рабочие стержни
• Горизонтальные элементы, располагающиеся поперечно
• Вертикальные варианты, поперечные

Задачей поперечной арматуры становится соединение всех рабочих элементов в стабильное в применении единое целое надежных инновационных рабочих прутов. Она часто называется хомутами.

Важной особенность проведения работ становится использование при такой деятельности, как армирование ленточного фундамента снип и других нормативных специализированных документов. При расчете используется СНиП 52-01-2203

В этом нормативном документе легко найти все необходимые расчеты для создания армирования ленточного фундамента небольшого по площади загородного дома.

Какие требования к бетону определяются нормативными документами?

Если выдерживать порядок создания армирования, важно соблюсти обязательные требования к использующемуся в конкретной работе бетону. Создавая ленточный фундамент своими руками на месте проведения будущего строительства, стоит учитывать, что в число главных характеристик прочности бетонных конструкций входит показатель сопротивляемости осевому сжатию, готовность противостоять растяжению и не реагировать на поперечный излом

Поправочные коэффициенты надежности могут варьироваться от 1 до 1,5

Создавая ленточный фундамент своими руками на месте проведения будущего строительства, стоит учитывать, что в число главных характеристик прочности бетонных конструкций входит показатель сопротивляемости осевому сжатию, готовность противостоять растяжению и не реагировать на поперечный излом. Поправочные коэффициенты надежности могут варьироваться от 1 до 1,5.

Требования, предъявляемые к арматуре

Эти показатели определяются нормативами и стандартами. Надежный фундамент армирование использует на основе стержней:

• горячекатную арматуру периодического профиля,
• механически упрочненную арматуру
• термически обработанную арматуру

Именно ГОСТ позволяет рассчитывать показатели предельных погруженных состояний, которые в нем строго разведены по группам. Показатели определяются на основании прописанных в госстандартах требований, которые определяются на испытательных стендах. Любая нормативно-техническая документация, которая используется при определении надежности армирования, должна быть обязательно утверждена официальными контролирующими органами.

Какие основные правила важно учитывать при выполнении работ?

Как правило, армирование при проведении загородного и строительства осуществляется самостоятельно. В этом случае требования СНиП и ГОСТ не всегда выдерживаются столь внимательно.

По этой причине, рассматривая, как армировать ленточный фундамент своими руками, важно придерживаться некоторых обязательных правил:

• При выполнении армирование ленточного фундамента будущего строения, включающего 1-2 этажа, используются прутья с показателем диаметра 10-24 мм.
• Не рекомендуется использование сварных соединений
• При создании ленточного фундамента своими реками потребуется обязательное создание опалубки