Чтобы дом стоял долго: какая арматура нужна для ленточного фундамента

Расчет арматурного каркаса для фундамента

Чтобы рассчитать количество необходимой арматуры, нужно сделать схему армирования. Сделать это можно при помощи СНиПа 52-01-2003 и некоторых формул. Ряд ограничений, от которых следует вести дальнейший расчет:

1. расстояние от любой поверхности железобетонной конструкции до арматурного прута составляет 50 мм (минимальное — 10 мм);
2. максимальное расстояние между прутами — 400 мм;
3. минимальное сечение продольной арматуры для конструкций более 3 м длиной — 12 мм;
4. шаг поперечной арматуры не должен быть более 300 мм, расстояние между продольными рядами — 400 мм;
5. диаметр поперечной арматуры должен составлять не менее четверти такового у продольной и не менее 8 мм при высоте фундамента более 0,8 м;
6. площадь арматурного каркаса должна составлять от 0,001 до 0,03 от площади его поперечного сечения.

Ленточный фундамент и ростверк

Для начала вычислим площадь поперечного сечения ленты. Для этого нужно просто умножить высоту фундамента от подошвы до будущего цоколя на его ширину. После этого полученная цифра умножается на 0,001. Это будет минимальная площадь, которую должна занять арматура, если ее мысленно разрезать поперек.

Если получается маленькая цифра, то количество прутов и рядов продольной арматуры рассчитывайте, исходя из ограничений. Так, при ширине 40 и более сантиметров у вас должно быть не менее 2 прутов в ряду, а при высоте более 80 см — не менее трех рядов. Если длина стенки более 3 метров, значит, минимальный диаметр не может быть менее 12 мм.

Если фундамент имеет высоту 2 метра, а ширину 50 см, то арматуры по 12 мм понадобится не менее 9 прутов, а по факту — 5 рядов по 2 прута. Но поскольку стенка широкая, то расстояние между внутренним и наружным прутом получается более 30 см, поэтому ставить придется 15 прутов (5 по 3). Такое количество хорошо укладывается в пределы от 0,1% до 3%

Вертикальную арматуру на невысоких лентах проще изготовить в виде хомутов — загнутой в квадрат арматуры диаметром 6 мм. Для более массивных лент необходимо считаться с тем, что вертикальная и поперечная арматура не должна иметь сечение менее четверти от основной.

Когда рассчитана вся длина, необходимо вспомнить об углах и примыканиях. Это очень уязвимые места фундамента, которые требуют усиления. Сваривать прутья крест-накрест тут не рекомендуется, необходимо их вязать. Такие участки делаются только внахлест (с загибом) и длина его составляет 3/4 от высоты фундамента, но не менее 50 см. Соответственно, на каждом ряду из двух прутьев должен быть запас от 1 м.

Монолитная плита

Существенных различий в расчете таких фундаментов нет, но есть ограничения по шагу — 400 мм. Чаще всего расстояние между прутьями делают равным 20 см, а на местах, где будут стены, увеличивают диаметр арматуры или уменьшают шаг в 2 раза.

При толщине плиты менее 15 см делают одну обрешетку, от 15 до 40 — два ряда, в толстых плитах может быть и большее число решеток. Но такие крупные плиты (от 80 см) в частном домостроении редкость, обычно их делают как замену свай на слабых грунтах, и уже непосредственно на такую плиту ставят обычный ленточный фундамент; применяется такая технология при строительстве больших домов.

Для частного дома из газобетона подушка составляет не менее 35 см. Если произвести расчет по правилам из предыдущего пункта, то, например, для дома 8 х 8 м при шаге 20 см понадобится арматура сечением 12 мм. На один ряд приходится 40 прутков в одном направлении и столько же в другом, на два ряда — 160 штук. Длина одного с учетом 50 см нахлеста — 8,5 м. Итого — 1360 метров, или 1,2 тонны. С учетом усиления мест под стены рекомендуется покупать 1,3 т.

Вертикальные стержни можно не устанавливать на каждое перекрестье решетки, а ставить через одну в шахматном порядке, а вот П-образные стойки сбоку лучше устанавливать на каждый прут.

Соответствие стальной и композитной арматуры

В таблице представлена заменяемость стали на композит, и для фундаментов подобные данные будут работать. Но ввиду нижнего ограничения минимального сечения арматуры в конструкциях более 3 м (12 мм) подобные расчеты не имеют смысла.

Диаметр стальной арматуры	равнозначная по прочности композитная
6	4
6	5
8	6
10	7
12	8
14	10
16	12
20	14
22	16
25	18
28	20

Основы расчета ленточного фундамента

Самый распространенный вид основания в индивидуальном строительстве — ленточный монолитный. Он несложен в возведении, достаточно прочен и обладает необходимой жесткостью. Его устраивают в виде мелкозаглубленной или заглубленной конструкции.

Важное значение для расчета арматуры для фундамента имеет глубина заложения, действующие нагрузки и ширина рабочего сечения основания. Ленточный фундаментИсточник eurohouse.ua

Ленточный фундаментИсточник eurohouse.ua

Определение глубины заложения

Отметку подошвы основания выбирают в зависимости от вида грунта:

• при глинистых, пылеватых и мелкопесчаных почвах фундамент опирают на непромерзающий слой ниже уровня грунтовых вод;
• при непучинистых и слабопучинистых грунтах отметка подошвы не должна быть ниже, чем 0,5 м от верха существующего уровня земли;
• при наличии подвала ленточное основание заглубляют на 0,5 м ниже пола, столбчатое — на 1,5 м.

Тип грунта, положение УГВ и присутствие слабых линз — плывунов — определяют бурением или выкопкой шурфов. Глубина промерзания почвы в каждом регионе указана в СНиП «Строительная климатология».

Сбор нагрузок

На этом этапе расчета суммируют все возможные нагрузки, действующие на фундамент:

• собственный вес;
• массу стен, плит перекрытия, крыши, кровли, полов и отделки;
• воздействие от людей, сантехнического оборудования, мебели, перегородок, находящихся внутри здания;
• нормативную снеговую нагрузку.

Вся информация содержится в таблицах СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

Суммарную величину распределяют на погонные метры в ленточных фундаментах, на количество опор — в свайных или столбчатых.

Ширина подошвы

Армирование ленточного фундаментаИсточник guru-remonta.ru

Ширина подошвы — величина, которая помогает рассчитать арматуру на фундамент ленточный. При кирпичных массивных стенах применяют Т-образные ленты, свесы которых за счет большей площади опирания уменьшают давление на грунты. Более легкие каркасные и пенобетонные строения возводят на основаниях с прямоугольным сечением.

При расчете размера подошвы учитывают предельное давление на грунт и нагрузку от строения на несущие участки фундаментных балок. В малоэтажном строительстве, как правило, используют конструкции шириной 20-40 см.

Краткий алгоритм монтажа

К установке арматурного каркаса можно приступать после расчистки участка и установления гидроизолирующего покрытия. На предварительном этапе рекомендуется составить план и сделать расчет арматуры для фундамента. После этого нужно посетить строительный магазин и купить все необходимые элементы будущей конструкции (арматура, проволока для хомутов, вязальный пистолет и другие).

Первый метод сборки (на участке) является более надежным, поскольку даже самая небольшая ошибка сборки будет заметна, а рабочий сможет оперативно ее исправить. Однако сборка на участке является более трудоемкой процедурой, а иногда ее применение может быть ограничено (скажем, сборку нельзя делать ночью и в случае плохих погодных условий). Второй метод сборки (в мастерской на верстаке) является более простым и универсальным. Однако он менее надежен, поскольку рабочий может допустить ошибку, из-за которой каркас будет смонтирован неправильно.

Сборка арматурного каркаса в мастерской

На верстаке устанавливаются вертикальные элементы. Они должны быть размещены под углом ровно 90 градусов относительно плоскости пола, поскольку в противном случае бетонная конструкция получится кривой. Проверить угол наклона можно с помощью отвеса.
Теперь необходимо сформировать нижний горизонтальный пояс. Для этого с помощью проволоки, пистолета или сварки к вертикальным элементам прикрепляются горизонтальные. Нижний пояс будет защищать фундамент от смещения вниз, поэтому крепления следует сделать очень прочными.
Теперь устанавливается второй горизонтальный пояс. Для его монтажа также применяется проволока, вязальный пистолет или сварка. Главная функция второго пояса — сопротивление выгибу фундамент вверх

Обратите внимание, что в случае возведения высокого дома можно поставить дополнительный третий пояс.
С помощью горизонтальной и вертикальной арматуры формируются углы. Чтобы углы получить прочными, можно создать дополнительный слой вертикальных упоров, которые будут препятствовать сползанию фундамента вниз

Для соединения арматурных элементов рекомендуется применять пистолет или сварку.
На участке с помощью деревянных досок формируется опалубка под фундамент. После фиксации деревянных стенок проводится усадка армирующего каркаса. При обнаружении ошибок монтажа выполняется переделка арматурного каркаса прямо на участке.
После укладки на участке также монтируются трубы (для воды, газа, электрических кабелей). После монтажа и проверки труб в опабулок на каркас заливается жидкий бетон. Бетонную смесь рекомендуется заливать в несколько слоев, а каждый новый слой следует заливать после полного высыхания предыдущего.
После высыхания железобетон покрывается рубероидом или битумной мастикой. Эти материалы будут выступать в роли гидроизолятора, который сделает фундамент более долговечным. После высыхания гидроизолятора можно приступать к монтажу стен и пола.

Технология возведения фундамента

Надежность монолитного основания зависит от качества бетонной смеси и грамотно выполненного усиления. Армирование плитного фундамента – это очень ответственный и сложный процесс, который выполняется непосредственно перед заливкой фундамента. Полностью все работы по изготовлению бетонного основания производят по таким этапам:

• Очищается площадка, и производится разметка. 
• Выкапывают котлован нужного размера. 
• Формируют дренажную систему. 
• Засыпают и уплотняют основу из песка с гравием.

Подушка под фундамент из песка и щебняИсточник designwow.ru

• Укладывают гидроизоляцию.
• Собирают и фиксируют опалубку. 
• Устанавливают арматурный каркас и производят армирование основания. 
• Конструкцию заливают бетоном. 

Действующие нормы регламентируют схемы обвязки монолитных фундаментов, которые применяют для постройки различных зданий. Усиленное бетонное основание стальными прутками – залог надежности будущей постройки. Прокладка арматуры улучшит такие характеристики фундамента: 

• усиливает прочность монолитного основания, дает способность воспринимать повышенные нагрузки;
• предотвращает риски усадки постройки, которые связаны с недостаточной прочностью основы;
• не допускает деформацию монолитного бетонного основания под воздействиями негативных факторов высокого уровня грунтовых вод.

Расчет арматуры

При строительстве фундамента своими руками важно правильно рассчитать необходимые материалы, включая стеклопластиковую арматуру. Расчет должен выполняться в соответствии со следующими важными нюансами:

должно быть проведено правильное определение параметров длины основания

Во время проведения измерений необходимо брать во внимание длину внутренней несущей перегородки;
требуется провести расчет длины армирующих прутьев. При этом стоит учитывать, что армирующие элементы будут размещены в несколько ярусов;
нужно определить число мест с соединениями

Композитные изделия соединяются не при помощи сварки, а внахлест. По этой причине на область каждого угла добавляется по 100 см;
должны быть проведены расчеты для поперечных соединений.

Чтобы точно понять, как выполняется расчет прутков стеклопластиковой арматуры, стоит рассмотреть пример с использование параметров дома с размерами основания 12х12 метров, которое выполнено с использованием ленточной технологией.

При расчете будут выполняться следующие действия:

• рассчитывается периметр дома. Р = 2*(12+12) = 48 м;
• общая сумма длины арматурных элементов, которые протягиваются в два яруса из 4 краевых стержня, будут вычисляться так – Д = 48*4 = 192 м.
• количество перемычек должно высчитываться с учетом минимально допустимого разбега в 0,5 метра. На примере это выглядит так, П = 48/0,5 = 96 штук;
• обязательно выполняются расчеты периметра каркаса (500х500 мм). Рк = (0,5+0,5)*2 = 2 м;
• выполняются расчеты длины армирующих колец – Дк = 96 шт*2м = 192 м. При этом должна учитываться подрезка – 192 + 5 % = 202 м;
• в итоге потребуется – 192 + 202 = 394 метров изделия с одинаковым профилем;
• стоит рассчитать требуемое количество хомутов для вязки – Х = 96 шт*4 = 384 штук.

Как правильно армировать — пошаговая инструкция

Связывание арматуры для остова делается либо сразу в опалубке, либо за ее пределами с последующей установкой в местах использования.

Этапы вязки «скелета» фундамента:

• 1 этап. Выкладывание поперечных стержней с длиной на 100 мм меньше, чем ширина фундамента.
• 2 этап. Выкладывание двух нижних хлыстов продольной арматуры. В два этапа создается нижний пояс.
• 3 этап. Установка вертикальных опор в местах соединения с высотой на 100 мм меньше, чем высота готового фундамента.
• 4 этап. К вертикальному каркасу крепится верхний пояс, который делается с использованием пунктов первых двух этапов.

Независимо от того, где происходит вязка: непосредственно в опалубке или же отдельно с последующей установкой в опалубку – последовательность шагов неизменна. Если части каркаса собираются отдельно, то их необходимо хорошо связать между собой непосредственно в опалубке.

Как правильно гнуть арматуру?

Правильность работы с инструментами, которые способны согнуть металлические основы для дальнейшего использования в процессе армирования, позволяет создавать правильные и надежные гнутые элементы костяка.

Чтобы согнуть металлический прут существует два способа:

• Горячая гибка – место сгиба нужно раскалить до 700-900 градусов при помощи паяльной лампы, после ударами кувалды или молотка согнуть до нужного угла.
• Холодная гибка – предполагает использование специального станка. Некоторые хлысты можно гнуть руками (до 8мм), либо при помощи рычага, но при этом нужно контролировать угол изгиба.

Раскрой

Если диаметр прутьев не превышает 12 мм, для резки применимы ножовка по металлу, либо ленточная пила. Если диаметр штырей больше 12 мм, лучше применять «болгарку» со специальной насадкой, предназначенной для «мягкой» стали.

Автоматический инструмент способствует ускорению строительно-монтажных работ, но требует аккуратной работы, чтобы избежать травматизма.

Расположение

Арматура должна отступать от края фундамента вовнутрь на 50-60 мм. Это предотвратит коррозию металла внутри фундамента и создаст защитный слой из бетона. Глубже делать не рекомендуется, так как остов перестанет выполнять свои функции и противостоять внешним воздействиям среды на бетон.

Для создания цельносвязанного каркаса необходимо соединять вертикальные и поперечные стержни одним хомутом.

Как правильно уложить продольную арматуру?

Продольная арматура должна обеспечивать равномерность распределение деформационных сил по всему фундаменту.

То есть она делает бетон работоспособным. В п. 7.3.6 СНиП 52-01-2003 указывается, что шаг между продольными армирующими прутами нужно рассчитывать исходя из их типа (стены, плиты перекрытия, балки, колонны), а также высоты и ширины поперечного сечения.

Но при этом расстояние между продольными прутками не должно быть более 400-500 мм. При укладке следует использовать целые хлысты без соединений, удлиненные на 1,5-2 метра для того, чтобы сделать загибы по углам. Это повысит их прочность.

Укладка поперечной

Правила поперечного армирования рассмотрены в п. 7.3.7 СНиП 52-01-2003. Вертикальная и поперечная арматура размещается с отступом до 300 мм друг от друга.

Но при этом это расстояние не должно быть меньше половины высоты основания. Она забирает на себя часть поперечной нагрузки, которая воздействует на бетон и предупреждает формирование наклонных трещин.

Процесс вязки

Для вязки существует специализированная «вязальная» проволока

Чтобы правильно выбрать необходимый материал, нужно обратить внимание на его состав

В состав вязальной проволоки входит низкоуглеродистая сталь. Отличается она белым цветом.

В процессе связывания достаточно приобрести проволоку диаметром от 1,0 до 1,4 мм. Если использовать минимальную толщину, то материал легко рвется. При использовании более толстой продукции в процессе монтажа будет сложно ее скручивать.

Для вязки двух элементов остова необходимо подготовить отрезы длиной 250-500мм, для соединения трех штырей нужны отрезы не менее 500мм. Отрезаемая длина зависит от диаметра связываемых материалов. При связывании нескольких элементов, вязальную проволоку следует складывать пополам.

Углы основания

Чтобы обеспечить гармоничный переход двух векторов разной нагрузки, нужно правильно произвести армирование углов. В этом случае применимы гнутые элементы.

При достаточной длине продольных стержней лучше будет завести хлысты за угол на 600-700мм. Цельные элементы значительно повысят прочность отдельных хомутов.

При этом шаг пояса из вертикальной и поперечной арматуры должен составлять ½ шага прямых участков ленточного фундамента.

Выбор арматуры для фундамента

Для создания каркаса бетонного основания традиционно используют стальные прутья. Чаще всего это прутья круглого сечения, хотя для неглубоких ленточных фундаментов в качестве арматуры могут использоваться и стальные прямоугольные пластины. Для повышения прочности и сцепляемости с бетоном у круглой арматуры ее поверхность часто имеет ребристую винтообразную насечку.

В последнее время вместо традиционной металлической арматуры под фундаменты используют полимерную, более известную под названием «стеклопластиковая». В России она пока является экзотикой, хотя в США и Европе используется уже достаточно давно. Стеклопластиковая арматура для фундамента намного легче стальной, абсолютно не подвержена коррозии, а по плотности даже превосходит стальную.

Таблица сечений арматуры для фундамента.

Выбирают арматуру под фундамент по ее сечению (диаметру) На рынке есть большой выбор арматуры диаметром от 5 до 32 мм. Понятно, чем больше диаметр прутьев, тем больше прочность каркаса, но и стоить такие прутья будут дороже

Поэтому важно соблюсти баланс прочности прутьев и их цены

Другой важной величиной является длина прутьев. Она бывает 6, 9 или 11,7 м

Зачастую это создает определенные трудности при укладке арматуры под фундамент, поскольку подобрать длину прутьев для каркаса так, чтобы получилось без остатка, удается очень редко.

При выборе арматуры под фундамент нужно учитывать как тип самого фундамента, так и характеристики грунта, в котором его заливают. Дело в том, что нагрузки внутри плиточного, столбчатого и ленточного фундамента существенно различаются. Но и в одинаковых типах оснований внутренняя нагрузка во многом зависит от несущей способности грунта: чем она выше, тем меньшего сечения арматуру можно использовать.

Для устройства арматурного каркаса дома понадобится:

• арматурные прутья с ребристой поверхностью;
• арматурные прутья с гладкой поверхностью;
• вязальная проволока.

Параметры для расчета арматуры для фундамента.

В обычных условиях в частном строительстве арматура для фундамента дома высотой не больше 2 этажей, используется в диапазоне сечений от 10 до 16 мм. Однако для фундаментов на слабонесущих грунтах толщину арматуры лучше увеличить в 1,5-2 раза, поэтому прутья толщиной меньше 16 мм для такого строительства использовать не стоит.

Делая выбор, помните, что прутья толщиной меньше 10 мм не в состоянии долго выдерживать даже средние нагрузки, поэтому использовать их для каркаса нерационально, существенно усилить его такой силовой пояс не сможет.

Готовимся выполнить расчет количества арматуры для фундамента – важные моменты

Планируя постройку частного дома, следует обратить особое внимание на конструкцию арматурной решетки, воспринимающую значительные нагрузки на фундамент. Квалифицированно разработанная схема силовой решетки и применение оптимального сечения арматуры позволяет обеспечить требуемый запас прочности фундаментной базы, а также ее продолжительный ресурс использования

Самостоятельно рассчитать арматуру на фундамент можно различными способами:

• с использованием программных средств и онлайн-калькуляторов, которые выполняют расчет арматуры после введения рабочих параметров;
• выполняя вычисления вручную на основании информации о конструктивных особенностях фундамента, величине усилий и параметрам решетки.

Фундаментная основа, воспринимает нагрузку от массы здания и равномерно распределяет ее на опорную поверхность почвы.

Возведение зданий осуществляется на различных типах оснований:

• ленточных;
• плитных;
• столбчатых.

Расчет арматуры для ленточного фундамента

До начала вычислений следует разобраться с конструкцией силового каркаса, который состоит из следующих элементов:

• вертикальных и поперечных стержней, между которыми выдержан равный интервал;
• вязальной проволоки, соединяющей продольно расположенные перемычки и вертикальные прутки;
• муфт, обеспечивающих прочное соединение и удлинение арматурных прутков.

Для каждого вида основания применяется своя схема армирования фундамента, которая зависит от следующих факторов:

• характеристик почвы;
• габаритов здания;
• конструктивных особенностей строения;
• действующих нагрузок.

Применяется арматура, имеющая ребристую поверхность, которая отличается:

• размером сечения;
• классом;
• уровнем воспринимаемых нагрузок;
• расположением в силовой решетке;
• стоимостью.

Укладка арматуры в ленточный фундамент

Для различных фундаментов на основании вычислений определяются следующие сведения:

• количество арматуры для фундамента;
• сортамент вертикальных и поперечных прутков;
• общая масса арматурного каркаса;
• методы фиксации стальных стержней в силовой конструкции;
• технология сборки несущей решетки;
• шаг обвязки арматурных элементов.

Армирование фундаментной плиты

Арматура в фундамент в этом случае укладывается неравномерно. Необходимо усилить конструкцию в местах наибольшего продавливания. Если толщина элемента не превышает 150 мм, то армирование для монолитной плиты фундамента выполняется одной сеткой. Такое бывает при строительстве небольших сооружений. Также тонкие плиты используются под крыльца.

Для жилого дома толщина фундамента обычно составляет 200—300 мм. Точное значение зависит от характеристик грунта и массы здания. В этом случае арматурные сетки укладываются в два слоя друг над другом. При монтаже каркасов необходимо соблюдать защитный слой бетона. Он позволяет предотвратить коррозию металла. При возведении фундаментов величина защитного слоя принимается равной 40 мм.

Диаметр армирования

Перед тем как вязать арматуру для фундамента, потребуется подобрать ее сечение. Рабочий стержни в плите располагаются перпендикулярно в обоих направлениях. Для соединения верхнего и нижнего ряда используют вертикальные хомуты. Общее сечение всех прутов в одном направлении должно составлять не менее 0,3% от площади сечения плиты в этом же направлении.

Пример армирования

Если сторона фундамента не превышает 3 м, то минимально допустимый диаметр рабочих прутов назначается равным 10 мм. Во всех остальных случаях он составляет 12 мм. Максимально допустимое сечение — 40 мм. На практике чаще всего используют стержни от 12 до 16 мм.

Перед закупкой материалов рекомендуется посчитать массу необходимой арматуры для каждого диаметра. К полученному значению прибавляют примерно 5 % на неучтенные расходы.

Укладка металла по основной ширине

Схемы армирования монолитной плиты фундамента по основной ширине предполагают постоянные размеры ячейки. Шаг прутьев принимается одинаковым независимо от расположения в плите и направления. Обычно он находится в пределах 200—400 мм. Чем тяжелее здание, тем чаще армируют монолитную плиту. Для кирпичного дома рекомендуется назначать расстояние 200 мм, для деревянного или каркасного можно взять большее значение шага

При этом важно помнить, что расстояние между параллельными прутами не может превышать толщину фундамента более чем в полтора раза

Обычно и для верхнего, и для нижнего армирования используют одинаковые элементы. Но если есть необходимость уложить пруты разного диаметра, то те, которые имеют большее сечение укладывают снизу. Такое армирование плиты фундамента позволяет усилить конструкцию в нижней части. Именно там возникают наибольшие изгибающие силы.

Основные армирующие элементы

С торцов вязка арматуры для фундамента предполагает укладку П-образных стержней. Они необходимы для того, чтобы связать в одну систему верхнюю и нижнюю часть армирования. Также они предотвращают разрушение конструкции из-за крутящих моментов.

Зоны продавливания

Связанный каркас должен учитывать места, в которых изгиб ощущается больше всего. В жилом доме зонами продавливания будут участки, в которых опираются стены. Укладка металла в этой области осуществляется с меньшим шагом. Это значит, что потребуется больше прутов.

Например, если для основной ширины фундамента использован шаг 200 мм, то для зон продавливания рекомендуется уменьшить это значение до 100 мм. При необходимости каркас плиты можно связать с каркасом монолитной стены подвала. Для этого на этапе возведения фундамента предусматривают выпуски металлических стержней.