Если фундамент неширокий (жесткая схема), то поперечные сегменты являются конструктивными и не участвуют в распределении нагрузки. Тогда их делают диаметром 6-8 мм, загибают на концах так, чтобы они охватывали крайние прутья. Они соединяются со всеми стержнями вязальной проволокой.
Размещение и расчет арматуры в ленточных фундаментах
Ленточный фундамент имеет нестандартную геометрию: его длина в десять раз больше глубины и ширины. Из-за такой конструкции почти все нагрузки распределяются вдоль ленты. Сам по себе бетонный камень не может компенсировать эти нагрузки: его прочность на изгиб недостаточна. Для повышения прочности конструкции используется не только бетон, но и железобетон, который представляет собой бетонный камень с размещенными внутри стальными элементами – стальной арматурой. Процесс размещения металла называется армированием ленточного фундамента. Его легко сделать своими руками, расчеты элементарны, а схемы известны.
Количество, расположение, диаметр и класс арматуры должны быть указаны в проекте. Эти параметры зависят от многих факторов: и от геологических условий на участке, и от веса возводимого здания. Если вы хотите получить гарантию прочного фундамента, вам понадобится проект. С другой стороны, если вы возводите небольшое здание, можно попытаться сделать все самостоятельно, основываясь на общих рекомендациях, включая проектирование схемы армирования.
Схема армирования
Схема расположения арматуры в ленточном фундаменте в поперечном сечении представляет собой прямоугольник. И этому есть простое объяснение: такая схема работает лучше всего.
На ленточный фундамент действуют две основные силы: силы морозной волны снизу и нагрузка от дома сверху. Центр ленты практически не нагружен. Чтобы компенсировать влияние этих двух сил, обычно делают две рабочие полосы арматуры: одну сверху и одну снизу. Для мелко- и среднезаглубленных фундаментов (глубиной до 100 см) этого достаточно. Для глубоких фундаментов требуется 3 полосы – слишком большая высота требует усиления.
Чтобы рабочая арматура держалась на месте, ее необходимо закрепить особым образом. Для этого используются более тонкие стальные прутья. Они не участвуют в работе, а только удерживают рабочую арматуру в определенном положении – они образуют структуру, поэтому этот вид арматуры называется структурным.
Как видно из схемы армирования ленточного фундамента, продольные арматурные прутья (рабочие прутья) привязываются к горизонтальным и вертикальным опорам. Часто их делают в виде замкнутой петли – хомута. Работать с ними проще и быстрее, а конструкция получается более надежной.
Какой тип арматуры необходим?
Для ленточных фундаментов используется два типа прутка. Для продольного профиля, который несет основную нагрузку, требуется арматура класса AII или AIII. Профиль должен быть ребристым: он лучше соединяется с бетоном и обычно несет нагрузку. Для конструктивных перемычек используется более дешевая арматура – гладкая арматура первого класса AI толщиной 6-8 мм.
Причины, по которым необходимо усиливать фундамент.
Всем известно, что бетон – очень прочный материал, но при использовании его для фундамента важно понимать, что он будет испытывать большие нагрузки. Если в фундаменте не использовать арматурную конструкцию, бетон станет довольно хрупким и даст трещины. По этой причине армирование необходимо, так как металлический каркас будет компенсировать прочность фундамента.
Вторая причина необходимости армирования заключается в том, что углы фундамента подвергаются еще большей нагрузке, чем продольная часть, и, сделав правильное армирование, можно быть практически на 100% уверенным в высокой прочности и долговечности фундамента в целом. Следует также отметить, что даже небольшой дачный домик, флигель или любое другое здание, стоящее на фундаменте без металлического каркаса, через некоторое время после его возведения может вызвать деформацию фундамента из-за нагрузки на здание и влияния грунта на фундамент.
Важные принципы армирования.
При строительстве фундаментов важно не только следовать схеме их расположения, но и учитывать несколько важных моментов:
- Необходимо соблюдать расстояние между арматурными стержнями. Важно, чтобы расстояние между вертикальными прутьями составляло 50-80 см, не больше и не меньше.
- Важно понимать, что основная (рабочая) арматура должна быть диаметром 10-20 мм, чтобы обеспечить хорошее армирование. Дополнительная арматура может быть диаметром 4-10 мм.
- Необходимо строго соблюдать порядок армирования: сначала в грунт забивается вертикальная арматура, а затем к ней снизу и сверху приваривается горизонтальная арматура.
- При армировании углов фундамента лучше избегать стыков в углах и использовать гнутые стержни.
Расчет сечения.
Диаметр арматуры для ленточного фундамента поперечного и вертикального типа подбирается в соответствии с табличным рядом. Инструкции:
- При возведении 1 и 2 этажей используется арматура с сечением 8 мм, что достаточно для фундаментной ленты невысокого строения;
- Согласно строительным нормам и правилам 52-01-2003, сечение арматурных стержней в железобетонной полосе составляет не менее 0,1% от ее общего сечения;
- Поперечное сечение полосы рассчитывается как произведение ее ширины и высоты;
- Площадь поперечного сечения арматурных стержней равна результату деления полученной площади поперечного сечения полосы на 1000;
- При длине полосы до 3 м диаметр должен быть не менее 1 см. Начиная с длины 3 м и далее диаметр составляет 12 мм;
- Существует таблица для расчета площади поперечного сечения всех прутков, в которой требуемый диаметр материала рассчитывается из общей расчетной площади поперечного сечения прутков и количества прутков, указанных в соответствующих колонках;
- Продольный материал должен иметь одинаковый диаметр арматуры для ленточного фундамента при укладке в ленту. В случае разных диаметров в нижнем ряду используется арматура с наибольшей площадью поперечного сечения.
Расчет количества.
- Рассчитывается длина всех полос стен;
- В зависимости от используемой схемы армирования это значение умножается на количество стержней, получая длину продольной арматуры;
- При расчете учитывается расход материала в случае соединения нескольких стержней внахлест;
- Учесть ввод в эксплуатацию можно двумя способами: начертить схему расположения стержней и рассчитать количество соединений; к полученному значению прибавить 10-15%;
- Для расчета объема поперечной и вертикальной арматуры опять же использовать схему армирования;
- При установке каркаса в траншею вертикальные прутья устанавливают на дне траншеи, слегка вбивая их в землю для повышения устойчивости каркасной конструкции. Затем длину вертикального материала следует увеличить на 10-20 см;
- Затем подсчитайте количество "прямоугольников" каркаса из арматуры, учитывая, что по углам и на стыке стенок фланцев фундамента будет по 2 "прямоугольника". Для простоты можно нарисовать схему фундамента и отметить положение "прямоугольников", подсчитывая их в дальнейшем;
- Сначала берется самая длинная сторона, чтобы рассчитать объем поперечной и вертикальной арматуры на ней.
Длина вязальной проволоки в пучке составляет 0,3 м, по 4 пучка на стык. Необходимое количество вязальной проволоки рассчитывается путем умножения на общее количество стыков. Стандартное сечение проволоки для связывания стержней в углах каркасной конструкции составляет 0,8-1,2 мм.
При армировании рекомендуется использовать только стальную проволоку для обеспечения долговечности каркасной конструкции.
Использование сварки запрещено во избежание коррозии металла в местах соединения арматуры. Проволока натягивается на срезе материала, а свободные концы проволоки скручиваются.
Сечение и количество используемого армирующего материала напрямую зависит от веса конструкции, типа состава грунта на участке и уровня заглубления ленты (мелкое, среднее или глубокое заглубление).
Все об армировании ленточного фундамента
Размер секции, расположение, уклон и количество армирующих элементов должны быть определены при проектировании будущего здания. Это результат расчетов, основанных на весе здания, геологических особенностях участка и т.д.
Поперечное сечение арматурного каркаса ленточного фундамента представляет собой четырехугольник. Объяснение этому простое. На фундамент действуют две противоположные силы: вес здания в верхней части и сила волнения грунта в нижней части. Такие нагрузки не возникают в середине ленты. Поэтому для компенсации давления мелкозаглубленных и среднезаглубленных фундаментов достаточно двух армирующих полос: сверху и снизу. Третья лента добавляется к глубоко заглубленным фундаментам. Они изготавливаются из прочных прутков класса IIIA или IIA.
Следует выбирать ребристый профиль, так как он имеет лучшее сцепление с бетоном. Диаметр горизонтальных стержней рассчитывается исходя из площади поперечного сечения каркаса и типа железобетонного элемента. Обычно диаметр прутков составляет 10-12 мм, но он может варьироваться.
Для крепления продольных стержней используются структурные перемычки. Они изготавливаются из более тонких и гладких прутков. Подходит марка AI и толщина 6-8 мм. Обычно такой прут сгибают в форме четырехугольного хомута, чтобы облегчить монтаж каркаса.
Помимо металлических прутьев, в продаже имеются прутья из стеклопластика. Они легче и не подвержены коррозии. Однако они редко используются в частном строительстве. Сгибание такой детали возможно только в заводских условиях.
Специфика установки арматурного каркаса
Схема армирования ленточного фундамента рассчитывается в процессе строительства проекта. Согласно требованиям СНиП, расстояние между горизонтальными полосами не должно превышать 400 мм. Расстояние между конструктивными перемычками должно быть равно или меньше 300 мм. Еще одним важным моментом является расстояние от края элемента до начала прута. Арматура должна быть полностью утоплена в бетон. Если она где-то выходит на поверхность, коррозия металла неизбежна. Поэтому минимальное расстояние от края бетонной плиты до стального прута составляет 5 см.
Арматура собирается в единую конструкцию по выстроенной схеме. Рассмотрим особенности этого процесса.
Способы вязки стержней
Свободное перемещение (или провисание) арматурной сетки внутри конструкции вызовет напряжения, которые повлияют на прочность здания. Чтобы избежать этого, прутья прочно связывают между собой. Существует три различных метода, которые могут быть использованы.
Первый метод – это сварка. Стальные компоненты соединяются точечной сваркой. Это быстро и безопасно, но не всегда возможно. В месте сварки металл становится хрупким и легче поддается коррозии. Поэтому сварка подходит только для материалов, в обозначении которых есть буква "С". Это означает, что сварка разрешена и шов не повлияет на прочность детали.
Металлические детали можно соединить с помощью пластиковых зажимов. Они используются для зажима деталей и их надежной фиксации. Это несложно и быстро. Но пластиковые зажимы также используются редко. Это связано с тем, что они не устойчивы к низким температурам и довольно дороги. Кроме того, перемещение рамы, соединенной таким образом, категорически невозможно. Возможна только вязка в опалубке.
Основным методом вязки арматуры для ленточных фундаментов является вязание проволокой. Это самый дешевый и эффективный, а иногда и самый быстрый метод. Такое вязание осуществляется с помощью различных приспособлений. Чаще всего проволока крепится с помощью специального вязального крючка. Это недорогое приспособление, которое можно изготовить самостоятельно. Научиться вязать арматуру с его помощью несложно. Неопытный арматурщик может быстро изготовить арматуру всего за несколько часов. Недостатком этой техники является недостаточная жесткость необходимых лесов. Поэтому лучше связывать их непосредственно в опалубке.
Как правильно сделать арматуру – пошаговая инструкция
Вязка арматуры подконструкции выполняется непосредственно в опалубке или вне ее, а затем устанавливается в местах использования.
Этапы вязки "скелета" фундамента:
- 1 этап. Вязка поперечных стержней на 100 мм меньше ширины фундамента.
- 2 этап. Укладка двух нижних полос продольной арматуры. В два этапа создается нижний пояс.
- Шаг 3. Установка вертикальных опор на стыках на 100 мм ниже высоты готового фундамента.
- Шаг 4. Верхняя обвязка крепится к вертикальной раме и выполняется с использованием точек из первых двух шагов.
Независимо от того, выполняется ли обвязка непосредственно в опалубке или отдельно с последующей сборкой в опалубке, порядок шагов одинаков. Если детали каркаса собираются отдельно, они должны быть хорошо соединены непосредственно в опалубке.
Все пересечения арматуры должны быть связаны проволокой. Иногда можно использовать пластиковые хомуты. Использование сварочного аппарата для соединения деталей запрещено строительными нормами.
Как правильно согнуть арматуру?
При правильной работе с инструментами, способными гнуть металлические прутья для дальнейшего использования в процессе армирования, можно создать правильные и надежные гнутые элементы каркаса.
Существует два способа гибки металлических прутков:
- Горячая гибка. – Место сгиба необходимо нагреть до 700-900 градусов с помощью резака, а затем согнуть до нужного угла с помощью молотка или киянки.
- Холодная гибка – Этот процесс осуществляется с помощью станка для холодной гибки. Некоторые хлысты можно гнуть вручную (до 8 мм) или с помощью рычага.
Возможные ошибки и способы их исправления
Недопустимо наличие или отсутствие небольших зазоров между арматурой в каркасе, так как каркас может сдвинуться во время бетонирования.
Это может привести к нарушению готового изделия. Желательно оставлять припуск в 200 мм.
Недопустимо сваривать элементы или связывать их неподходящим материалом, например, веревкой.
Сварка делает крепежный узел хрупким, а веревка не обеспечивает достаточной прочности связывания.
Усиление углов без нахлестов. Усиление углов с помощью перехлестывающихся плетей может привести к быстрому разрушению и неравномерной передаче нагрузки между двумя частями фундаментной конструкции. Для решения этой проблемы используются дополнительные гнутые элементы.