Как правильно армировать ленточный фундамент: правила, техники, схемы

Как армировать ленточный фундамент Вы узнаете из этой статьи. Монолитный армированный фундамент – ленточный – наибольшее распространение получил в малоэтажном строительстве. При кажущейся простоте его параметры прописаны в довольно объёмном СНиП 52-01-2003. И это совершенно оправдано: от надёжности опоры зависит жизненный цикл самого здания. При соблюдении требований строительных норм, использовании качественных материалов и надёжных инструментов, самостоятельное армирование и заливка первой несущей конструкции под будущее жилище вполне по силам человеку, имеющему понятие о строительных технологиях.

Прежде всего, необходимо иметь рабочую документацию на здание. Размеры монолита, места устройства в нём проходов для коммуникаций правильно задаются именно там. Необходимы инструменты для земляных работ, плотницкие для устройства опалубки, водяной уровень, отвесы, мастерки. Несколько рулеток. Из электроинструмента понадобятся угловая шлифовальная машинка, дрель-шуруповёрт, дисковая пила. При большом объёме работ очень желателен вибратор любой конструкции: качественное уплотнение бетона обязательно! Для вязки проволоки – специальный крючок.

Из материалов потребуется:

• арматура круглая и рифлёная;
• вязальная проволока;
• доска обрезная;
• деревянный брусок;
• гвозди, шурупы-саморезы;
• шнуры и отрезки арматуры для разметки;
• материалы для гидроизоляции основания и стен опалубки фундамента;
• песок для подсыпки.

Предпочтительнее использовать бетон заводского приготовления, но подойдёт и приготовленный на месте. В этом случае понадобятся соответствующие инструменты, ёмкости, расходные материалы.

Для самостоятельного армирования правильно будет применить периодическую и гладкую металлическую арматуру классов А I, А II. Арматура из композитных материалов в не напряжённых бетонных конструкциях не используется.

Расчёт необходимого количества арматуры начинается с определения веса конструкции, которая будет на него опираться, и динамики грунтов. Ширина ленточного бетонного фундамента должна быть больше толщины будущей стены минимум на 10 см. Также следует учесть, что наилучшая форма в поперечном сечении – трапеция, и в особо ответственных случаях следует о ней подумать.

Снизить поперечные нагрузки позволяет двукратное превышение высоты ленточного основания над шириной. Продольные нагрузки лучше выдерживает периодическая арматура: за счёт рифлей площадь контакта металла с бетоном увеличивается. Минимальный расход арматуры достигается при использовании четырёх продольных стержней, формирующих каркас, вертикальных и поперечных стержней согласно СНиП.

Поперечные и вертикальные стержни (или хомуты) должны иметь диаметр не менее 6 мм. На практике эта величина определяется проектом, так как зависит от нагрузки. Заметим, что прежде, чем армировать каркас, все металлические элементы правильно будет очистить от земли, масел, краски и отслаивающейся ржавчины (ржавчина не отслаивающаяся усиливает сцепление металла с бетоном). Очистку производят проволочной щёткой и газовой горелкой.

Расчёт армирования

Предварительный расчёт арматуры можно сделать при помощи многочисленных калькуляторов, имеющихся в сети. Они разработаны на основе указанного выше СНиПа, выдают абсолютно всю необходимую информацию по заданным параметрам. От диаметра арматуры до шага хомутов и величины нахлёста при соединении стержней. Таких расчётов надо будет сделать несколько. Обязательно учесть условия, при которых будет работать ваш ленточный монолит.

Основные правила позволят залить фундамент для здания надёжно, на десятилетия.

• Диаметр продольных, рабочих арматурных элементов – от 12 мм.
• СНиП определяет, что сумма диаметров всех стержней должен быть примерно равным 0,1% площади сечения ленточного основания. Минимальное количество продольных элементов – 4. При большой высоте ленты используется 6 и более продольных стержней.
• Вертикальные и поперечные элементы, придающие конструкции жёсткость, рекомендуется выполнять из одного отрезка арматуры, выгнув его в форме рамки (так называемый хомут).
• Соединение отдельных элементов в каркас осуществляется свариванием или связыванием специальной проволокой диаметром 0,8 – 3 мм.
• Укладка каркаса производится только на подготовленную подушку.
• Металлические элементы каркаса должны быть скрыты в бетонной массе на глубину не менее (но и не более) 30 – 40 мм при забетонированной подошве. Если подошва песчаная, толщина в этом месте должна составлять 70 мм.
• Длина нахлёста или перепуска при соединении арматуры должна быть не менее 50 диаметров такого элемента при использовании вязальной проволоки.
• Расстояние между хомутами или вертикальными и поперечными стержнями в местах поворотов и примыканий не должно быть более 200 мм, на прямых участках – не больше половины высоты будущей основы.

Схемы армирования

Наиболее ответственные узлы ленточного фундамента – пересечения, примыкания и углы. Именно здесь чаще всего возникают трещины и просадки.

При армировании угла или примыкания внутренние и наружные рабочие стержни сгибаются так, чтобы длина анкеровки составляла не менее 35-50 d стержня.

Крепятся внешние и внутренние Г-образные отгибы – лапки, к наружным рабочим элементам арматурного каркаса. В особо сложных условиях используются дополнительные поперечные хомуты. Также правильно будет применить Г — или П — образные усиления.

Соединение изготовленных элементов в каркас осуществляется 2 способами: сваркой и вязанием. Для сварки необходимо иметь специальное оборудование, электроэнергию, специальную арматуру, рабочее место и профессионала — сварщика.

Для вязания нужен простой или винтовой крючок, проволока из расчёта 0,3 м на связывание одного пересечения. Работа не требует квалификации.

Каркас фундамента можно армировать 2 основными способами.

1. Соединением заранее нарезанных в размер поперечных и вертикальных стержней с продольными элементами. Производится армирование непосредственно в траншее, где будет заливаться ленточный базис здания.
2. Изготовление на несложной оснастке замкнутых прямоугольных рамок – хомутов, расположение их в траншее с последующим заведением внутрь всех элементов продольных ярусов.

Второй способ намного технологичнее и надёжнее, так как количество отдельных элементов каркаса сокращается в три раза. Это существенно повышает его жёсткость. Холодное сгибание арматуры на углы не более 90° допускается СНиПами.

Все работы проводятся в готовой опалубке, по устроенной подушке: песочной, щебёночной, бетонной. Опалубка и подушка закрываются гидроизолирующими материалами. На дне устанавливается дистанция (в этой роли хороши подрозетники), которая обеспечит правильное расстояние между бетоном и каркасом.

Собранная конструкция должна быть жёстко закреплена в траншее. Если армирование производилось в опалубке, то это решаемая задача. Если же роль боковой поверхности выполняет грунт, выдержать необходимые расстояния от поверхности бетона до арматуры практически не реально. Трамбование бетона обязательно приведёт к перекосам ленточного фундамента и перераспределению нагрузок, тех, которые должен был взять на себя арматурный каркас.

Именно здесь и кроются будущие проблемы, решение которых потребует на порядок больших средств, чем изготовление или аренда опалубки.

Практически любой фундамент на основе бетона требует дополнительного усиления. И ленточный в этом случае не является исключением. Армирование ленточного фундамента – наиболее распространённый способ его усиления.Метод является универсальным, применяемым как в промышленности, так и при возведении своими руками.

Необходимость усиления бетонных фундаментов

Основание постройки испытывает два вида механических нагрузок:

• на сжатие;
• на растяжение.

Источниками этих нагрузок выступают различные факторы: давление постройки, замерзание/размерзание грунта, просадка грунта. Помимо относительно статических нагрузок могут воздействовать также и динамические нагрузки: вибрация от проезжающего автотранспорта, работа механизмов внутри здания.

Точки воздействия нагрузок неравномерны и поэтому могут проявляться достаточно значительные воздействия на:

• прогиб;
• выгиб;
• перекос;
• крен;
• скручивание.

Бетон имеет хорошие показатели по прочности на сжатие, и не очень хорошие на растяжение. Для компенсации этого недостатка бетонные фундаменты усиливают.

Основные способы усиления:

1. Армирование. Введение в бетонную конструкцию различной арматуры до начала процесса заливки;
2. Добавки в бетонный раствор, улучшающие его характеристики: прочность, подвижность и т.д.;
3. Внешняя стяжка. В основном применяется, когда расчет допустил ошибку, основание готово, а прочность его недостаточна.

Способы армирования бетонных фундаментов

Существует несколько способов армирования:

1. Прутами из металлической арматуры. Наиболее распространённый способ проведения армирования. Со временем металл окисляется, и прочностные характеристики могут ухудшаться. Необходимо серьёзно отнестись к качеству самой бетонной смеси, для исключения попадания внутрь монолитного фундамента излишней влаги;
2. Прутами арматуры на основе прочного стеклопластика. Появилась на рынке не так давно. Нет недостатков предыдущего способа по отношению к агрессивной среде, но она менее прочная и при её выборе потребуется точный расчет;
3. Подручным материалом. Такой способ традиционно ещё применяется в частном строительстве. В качестве арматуры используется любой металлический хлам, имеющийся в наличие. Во многих случаях этого бывает достаточно для усиления. Не рекомендуется применять такой метод армирования при возведении капитальных долговременных строений. При таком способе произвести расчет не представляется возможным;
4. Крупными каменными блоками. Несмотря на архаичность, это тоже один из методов армирования. Косвенно применяется до настоящего времени. Бутовый наполнитель частично армирует. В зависимости от размеров и материала бута. В любом случае при значительном наполнении бутом общая прочность монолитного фундамента снижается.
5. Комбинированный способ. Различные комбинации из представленных выше способов.

Виды арматур, используемых при армировании бетонных ленточных фундаментов

Промышленностью выпускается два вида арматуры: металлическая и стеклопластиковая. Их можно применять как отдельно, так и в комплексе.

Арматура в конечной конструкции делится по назначению:

• Рабочая. Непосредственно воспринимающая растягивающие усилия в процессе эксплуатации строения;
• Распределительная. Связывает рабочую, препятствуя её смещению при бетонировании. Равномерно распределяет нагрузку между рабочими стержнями в процессе эксплуатации;
• Монтажная. Не является усиливающим элементом конструкции. Предназначена, чтобы задать точное расположение основной арматуры в будущей конструкции во время монтажа и бетонирования.

Металлическая арматура для ленточных фундаментов

Выпускается в виде металлической проволоки или стержней диаметром от 6 до 40 мм.:

• Гладкого профиля. Используется в качестве распределительной и монтажной;
• Ребристого профиля (винтовой, ёлочный). Имеет лучшее сцепление с бетоном, используется как рабочая.

Металлическую арматуру выпускают свариваемую (индекс С) и не свариваемую (отсутствует индекс С). Изготовляется из разных марок стали – используется для точных расчетов в критических конструкциях.

Стеклопластиковая арматура для ленточных фундаментов

Выпускается в виде проволоки или стержней гладкого и ребристого профиля диаметром от 4 до 20 мм. По назначению аналогична металлической арматуре.

Самостоятельно, без применения металлической арматуры, рекомендуется использовать при строительстве объектов без большой нагрузки: частные коттеджи, гаражи, относительно лёгкие сооружения.

Также выпускаются уже готовые конструкции в виде арматурных решёток. Видов выпускаемой арматуры гораздо больше. Здесь приведены лишь те, которые используются при производстве работ своими руками.

Принципы армирования ленточного бетонного фундамента

Наибольшие нагрузки в процессе эксплуатации приходятся на верхнюю и нижнюю часть в продольном направлении. Поэтому схема армирования ленточного фундамента выглядит двухслойной. Верхний армирующий слой и нижний армирующий слой. При этом для надёжного сцепления с бетоном и защиты арматуры от внешних неблагоприятных воздействий расстояние от арматуры до краёв должно быть не менее 50 мм.

Из тех же соображений продольные прутья используются с ребристым профилем – для лучшего удержания конструкции на растяжение. Особых требований к другим элементам армирующего каркаса нет. Поэтому при изготовлении своими руками эти элементы выполняются из более дешёвого гладкого профиля.

Промежуток между горизонтальными продольными прутьями рекомендуется около 300 мм. Зависит от ширины бетонной ленты, обычно достаточно 2-3 полосы. Продольные и вертикальные прутья имеют больше технологическое значение, поэтому размещают их таким образом, чтобы обеспечили надёжное расположение конструкции во время проведения бетонирования (от 150 до 600 мм.).

Армирование углов, примыканий ленточных фундаментов

Одна из критических точек при армировании – углы и примыкания. В этих местах требуется обеспечить цельность армирующей конструкции, так как особенно на углах возникает несколько разнонаправленных сил сжатия и растяжения.

Технология армирования углов и примыканий:

• Сварная арматурная тумба. Сваривается готовая конструкция с заходом в стены, которая затем крепится к стеновой арматуре;
• Отдельными арматурными стержнями. Если соединение не подразумевает сварки, стержни загибаются. При этом длина нахлёста стержней должна быть не менее 40-50 диаметров используемого прута.

В частном строительстве иногда просто связывают меж собой перпендикулярно пересекающиеся пруты. В каких-то случаях этого вполне достаточно. Но при возведении своими руками и выборе такого варианта рекомендуется проконсультироваться предварительно у специалиста ещё лучше провести расчет.

Методы соединения арматуры при формировании армирующего каркаса

Технология соединения арматурных прутов:

• Сварка. При этом конструкция может ослабляться в сварных местах;
• Вязка. Это лучший вариант, перехлёст стержней при этом должен быть не менее 40-50 диаметров используемого прута. Вязку производят проволокой, либо пластиковыми стяжками в случае стеклопластиковой арматуры.

Расчеты армирующей конструкции фундамента

Расчет нагрузки – задача достаточно сложная. Здесь потребуется учитывать не только вес самой конструкции, но и особенности ландшафта, режимы эксплуатации и прочие факторы. Минимальная площадь сечения продольных арматурных прутов рекомендована 0,1% от поперечного сечения фундамента. В рекомендациях СНиП также приведены зависимости от длины, количества стержней.

На основании этих данных и чертежа можно прикинуть необходимый диаметр прутов по таблице. Если не желаете тратиться на специалиста для расчета, то рекомендуется взять арматуру большим диаметром с запасом прочности. Как показывает практика, армирование ленточного фундамента в частном строительстве производится без особых расчетов, при этом закладывается заведомо больший объём прочности.

Необходимое количество арматуры для армирующего каркаса

Расчет производится на основании подготовленного чертежа будущей конструкции. Чертеж составляется с учётом рекомендаций приведённых выше. При этом учитывается технология соединения прутов. Если это вязка, то необходимо будет увеличить общую длину. Можно просто увеличить общий метраж от полученных расчетов на 10%.

Последовательность работ при армировании ленточного бетонного фундамента

При изготовлении монолитного бетонного ленточного фундамента своими руками последовательность сборки армирующей конструкции следующая:

1. Размещают в соответствии с чертежом вертикальные направляющие, вбивая их в грунт на незначительную глубину (для устойчивости);
2. Закрепляют на вертикальных направляющих не менее чем в 50-70 мм. от дна крайние прутья нижнего слоя. Используют при этом сварку, либо вязку. Учитываются рекомендации по перехлёсту прутьев. Желательно прямые участки делать по возможности из цельного прута. Для скрепления углов прутья предварительно гнуться или варится отдельная конструкция;
3. Крепят поперечные прутья нижнего слоя. При необходимости крепят внутренние продольные прутья нижнего слоя;
4. Аналогичные действия производят (пункты 2, 3) для верхнего слоя. Для ориентации предварительно рекомендуется натянуть леску по верхней кромке будущего основания. Устанавливать прутья верхнего слоя не менее чем на 50 мм. ниже этого уровня;
5. Срезаются излишки вертикальных стержней.

Собрать армирующую конструкцию своими руками не представляется сложным. Наиболее критический момент – расчет конструкции и выбор подходящей арматуры.