Армирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

Содержание

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:

Вес всех конструкций дома, включая фундамент.
Снеговая нагрузка на кровлю (СНиП 2.01.07-85).
Вес оборудования: печь, котёл, система трубопроводов, сантехнический приборы, обстановка и пр.
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.

Расчет армирования ленточного фундамента своими руками

Любые строительные работы нормируются ГОСТами или СНиПами. Армирование — не исключение. Оно регламентируется СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». В этом документе указывается минимальное количество требуемой арматуры: оно должно быть не менее 0,1% от площади поперечного сечения фундамента.

Определение толщины арматуры

Так как ленточный фундамент в разрезе имеет форму прямоугольника, то площадь сечения находится перемножением длин его сторон. Если лента имеет глубину 80 см и ширину 30 см, то площадь будет 80 см*30 см = 2400 см2.

Теперь нужно найти общую площадь арматуры. По СНиПу она должна быть не менее 0,1%. Для данного примера это 2,8 см2. Теперь методом подбора определим, диаметр прутков и их количество.

Цитаты из СНиПа, которые относятся к армированию (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Например, планируем использовать арматуру диаметром 12 мм. Площадь ее поперечного сечения 1.13 см2 (вычисляется по формуле площади окружности). Получается, чтобы обеспечить рекомендации (2,8 см2) нам понадобится три прутка (или говорят еще «нитки»), так как двух явно мало: 1,13 * 3 = 3,39 см2, а это больше чем 2,8 см2, которые рекомендует СНиП. Но три нитки на два пояса разделить не получится, а нагрузка будет и с той и с другой стороны значительной. Потому укладывают четыре, закладывая солидный запас прочности.

Чтобы не закапывать лишние деньги в землю, можно попробовать уменьшить диаметр арматуры: рассчитать под 10 мм. Площадь этого прутка 0,79 см2. Если умножить на 4 (минимальное количество прутков рабочей арматуры для ленточного каркаса), получим 3,16 см2, чего тоже хватает с запасом. Так что для данного варианта ленточного фундамента можно использовать ребристую арматуру II класса диаметром 10 мм.

Армирование ленточного фундамента под коттедж проводят с использованием прутков с разным типом профиля

Как рассчитать толщину продольной арматуры для ленточного фундамента разобрались, нужно определить, с каким шагом устанавливать вертикальные и горизонтальные перемычки.

Шаг установки

Для всех этих параметров тоже есть методики и формулы. Но для небольших строений поступают проще. По рекомендациям стандарта расстояние между горизонтальными ветками не должно быть больше 40 см. На этот параметр и ориентируются.

Как определить на каком расстоянии укладывать арматуру? Чтобы сталь не подвергалась коррозии, она должна находится в толще бетона. Минимальное расстояние от края — 5 см. Исходя из этого, и рассчитывают расстояние между прутками: и по вертикали и по горизонтали оно на 10 см меньше габаритов ленты. Если ширина фундамента 45 см, получается, что между двумя нитками будет расстояние 35 см (45 см — 10 см = 35 см), что соответствует нормативу (меньше 40 см).

Шаг армирования ленточного фундамента — это расстояние между двумя продольными прутками

Если лента у нас 80*30 см, то продольная арматура находится одна от другой на расстоянии 20 см (30 см — 10 см). Так как для фундаментов среднего заложения (высотой до 80 см) требуется два пояса армирования, то один пояс от другого располагается на высоте 70 см (80 см — 10 см).

Теперь о том, как часто ставить перемычки. Этот норматив тоже есть в СНиПе: шаг установки вертикальных и горизонтальных перевязок должен быть не более 300 мм.

Все. Армирование ленточного фундамента своими руками рассчитали. Но учтите, что ни масса дома, ни геологические условия не учитывались. Мы основывались на том, что на этих параметрах основывались при определении размеров ленты.

Приспособление из шуруповерта

Рассмотрим всё существующие способы, как можно соединить арматуру. Каждый из вариантов хорош в чём-то своём, и используется строителями, в зависимости от типа строения и проектных требований. Существует 3 способа соединения прутов, с ихней помощью создаётся крепкий и надёжный металлический каркас:

Вязка проволокой.
Сварка.
Пластиковые хомуты.

Эти способы вязки арматуры имеют свои особенности. Каждый из них правильный и применяется в зависимости от требований и используемого материала. При армирование ленточного фундамента для частного дома, часто соединяют арматуру методом сварки, а не связывают её проволокой. Но какой вариант является лучшим?

Предлагаем ознакомиться Баня из бревна (152 фото): бревенчатые рубленные конструкции, двухэтажный дом-баня из сруба, как срубить своими руками

Несмотря на то что это разные технологии, правильный выбор может сэкономить средства и время на строительство, при этом без потерь прочности конструкции. Метод соединения элементов сваркой, раньше считали одним из самых надёжных и эффективных. Однако, подобная технология не всегда является уместной.

Подобный метод имеет некоторые недостатки:

Требуется иметь навыки работы со сварочным аппаратом, иначе нужно потратиться на услугах профессионального сварщика. Себестоимость в таком случае увеличивается.
Места сварки – слабое место конструкции. Там прочность каркаса становится ниже.
Метод не подходит, если использовать стеклопластиковую арматуру. К тому же арматура А-400 (А-3), которая является самой востребованной, не может быть соединена посредством сварки. Только пруты с индексом «С» подойдут для работы, например: арматура А500С.

Поэтому в современном монолитном строительстве, сварку заменили вязкой. Для частных и жилых домов, строительства бани, гаража или других построек – это наилучший вариант соединения арматуры.

Чем же так хорош этот метод? Он имеет следующие положительные моменты:

Быстрота выполнения работ. Вязка проволокой занимает мало времени, она простая и не требует навыков. Правда, если делать это вручную, то процесс замедляется. Дальше мы рассмотрим, как же быстро вязать арматуру.
Простота устранения недочётов. При работе со сваркой, устранить ошибки, будет труднее, приходиться брать болгарку и разрезать сварочный шов. Проволоку же, достаточно откусить кусачками или же размотать крючком.
Чтобы вязать арматуру не нужно быть профессионалом.
Процесс армирования можно выполнить в опалубке.
Себестоимость работы намного ниже.

Пример вязки сетки из арматуры проволокой. Если говорить о недостатках, то отметим шаткость готового каркаса. Правда, это не является большой проблемой. Конструкция будет прочной, единственная проблема заключается в том, что при перемещении каркаса в опалубку она начинает расшатываться, в этом случае можно в нескольких местах сделать прихватки арматуры сваркой.

Предлагаем ознакомиться Как выставить маяки из профиля

Чтобы решить такую проблему со стеклопластиковой арматурой, надо привязать несколько раскосов, чтобы конструкция стала более жёсткая и устойчивая. Прогибаясь, натяжка в местах вязки изменяется, каркас гуляет. Поэтому при установке его в опалубку нужно быть осторожными. Лучше вязать арматуру в опалубке или над ней, если выполняется армирование ленточного фундамента.

Основные достоинства этого метода, в том, что он не требует специальных навыков, у него высокая скорость выполнения работ, и надёжная фиксация арматуры.Недостатки, у данного способа следующие:

Стоимость. При больших объёмах проволока будет экономней.
Скорость выполнения работы (если сравнивать с другими способами вязки).
Исправление. Где-то ошиблись, придётся откусывать хомут, он становится негодным, проволоку же можно перевязать.
Надёжность. Передвижение по конструкции, связанной пластиковыми хомутами не желательно.
Температура. Лопаются при отрицательных температурах.

Инструмент для вязки арматуры можно изготовить на базе шуруповерта. Заранее приготовленный крючок нужной длины и формы вставляется в патрон шуруповерта. Процесс работы такой же, как при вязке ручным приспособлением. Главное — правильно подобрать режим работы оборудования. Основным параметром является скорость вращения.

В случае использования автоматического пистолета завязывание узлов проходит со скоростью 1 узла в секунду. Нарезать проволоку не требуется, она в автоматическом режиме обрезается.

Как работает арматура

Арматурой в строительстве принято называть стержни различных диаметров и форм для противодействия сжимающим и растягивающим нагрузкам, внутренним и наружным. Деление на виды, классы и группы зависит от заданных арматуре свойств и характеристик.

Разделение на группы арматуры зависит от характеристик:

материал изготовления;
форма профиля;
способ использования;
техника монтажа;
назначение.

В устройстве фундаментов важно пространственное расположение арматуры. Продольно ориентированные арматурные элементы работают на минимизацию образования трещин, перераспределяя на себя нагрузку на поверхность продольно направленных конструкций

Поперечная арматура связывает бетон в зоне сжатия с арматурой продольной, перераспределяя и снижая нагрузки.

Зачем нужна арматура: сверху просто бетонная балка, а снизу – армированная

При изучении маркировки арматурной стали практическое значение для частного застройщика имеют обозначения С и К после числового значения предела текучести

Индекс С говорит о возможности сварки арматуры, отсутствие этого индекса означает нежелательность сварки из-за хрупкости соединения. Обозначение К указывает на повышенную стойкость арматуры к коррозии.

Как армируется фундамент

Технология укладки прутьев зависит от того, какой тип фундамента был выбран изначально. Поэтому схема для каждого вида может быть различной. Рассмотрим более подробно какую выбрать арматуру для фундамента различных типов и какие конструкции каркаса следует использовать в каждом конкретном случае.

Особенности арматуры для ленточных оснований

Это наиболее популярный тип основания, поскольку стоимость ленточного фундамента является ниже плитного, но при этом он позволяет обустроить цокольный этаж. Ленточный фундамент должен быть рассчитан таким образом, чтобы его высота значительно превышала длину. В сравнении с плитами лента является менее подверженной изгибам и деформациям, а потому прутья для ленточного фундамента можно выбирать с меньшим сечением. Обычно арматура для ленточного фундамента используется с сечением в 10-12 миллиметров.

Независимо от того, какой высоты будет лента, ее обустройство осуществляется с использованием двух армирующих поясов. При этом размещать каркас необходимо на расстоянии около 50 мм от поверхности бетона. Это позволит арматуре принять на себя максимальную нагрузку, появляющуюся при деформациях основания.

Поскольку вертикальные стержни и поперечины нагрузки не несут, а необходимы лишь для скрепления конструкции, то для них может использоваться более тонкая арматура с гладкой поверхностью.

Если лента имеет в ширину 400 мм, то достаточно будет установить два продольных прута сверху и столько же снизу по всей поверхности ленты. Если же речь идет о слабых почвах с большой подвижностью, то в таких случаях арматура для ленточных фундаментов должна использоваться в большем количестве, в среднем 3-4 прутка.

Армирование плитного фундамента

Строительство плитного фундамента – это наиболее дорогостоящий вариант, поскольку он предусматривает наибольшее количество стройматериалов. В то же время, именно плитный фундамент является наиболее прочным и надежным вариантом.

В данном случае используются стержни, имеющие диаметр 12-16 мм и ребристую поверхность. Окончательный диаметр выбирается, исходя из мощности здания и типа грунта, на котором оно будет построено. Следует помнить, что чем в более тяжелых условиях проходит строительство, тем толще должны быть стержни.

Процесс армирования предусматривает укладку двух стальных поясов, созданных посредством скрепления арматурных стержней под прямым углом. Таким образом получается ячеистая конструкция, каждая клетка которой имеет размер 20 см.

Свайный фундамент

Свайный фундамент цена которого является наиболее приемлемой, является отличным решением для каркасно-щитовых домов, одноэтажных построек и домов с мансардой. Для изготовления столбчатых оснований обычно используются пруты, диаметром 10-12 мм. При этом их поверхность должна быть ребристой. В качестве горизонтальных перемычек можно использовать прутки, толщиной 4-6 мм. На них не будет приходиться давления, они необходимы лишь для того, чтобы создать единую конструкцию каркаса.

В зависимости от диаметра столба, каркас может предполагать использование 2-4 прутьев. В некоторых случаях количество стержней может быть увеличено. По длине они должны строго соответствовать высоте самого столба. Прутья следует располагать таким образом, чтобы они находились не ближе 5 см к стенке сваи.

Практические советы

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.

Самодельный станок для гибки арматуры

Гнутая арматурная сетка

Для распорок можно использовать арматуру меньшего диаметра и необязательно дорогую строительную периодического профиля. Подойдут даже металлические прутки или катанка соответствующего диаметра.

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.

Советы

Следует ознакомиться с многократными ошибками, которые допускают неопытные мастера при выполнении армирования без соблюдения определенных правил.

Первоначально необходимо разработать план, по которому в дальнейшем будут выполняться вычисления по определению нагрузки на фундамент.
Во время изготовления опалубки не должно образовываться никаких щелей, в противном случае через эти отверстия будет вытекать бетонная смесь и снизится прочность конструкции.
На почву обязательно нужно выполнить гидроизоляцию, при ее отсутствии снизится качество плиты.
Запрещается, чтобы арматурные прутья контактировали с почвой, такой контакт приведет к появлению ржавчины.

Если решено выполнять армирование каркаса методом сварки, то лучше употребить прутья с индексом С. Это специализированные материалы, которые предназначены для сварки, поэтому под влиянием температурных режимов не теряю свои технические характеристики.
Не рекомендуется применять гладкие прутья для армирования. Бетонному раствору не за что будет закрепиться, а сами стержни будут в нем скользить. При движении грунтов такая конструкция растрескается.
Устраивать углы посредством прямого пересечения не рекомендуется, арматурные изделия гнутся очень тяжело. Иногда при армировании углов приходят к хитростям: раскаляют металлическое изделие до податливого состояния либо при помощи болгарки подпиливают конструкции. Оба варианта запрещены, ведь при данных процедурах материал теряет свою прочность, что в дальнейшем приведет к негативным последствиям.