Как провести армирование столбчатого фундамента: способы, схемы и технология

Видео

Схемы и приемы

Перед тем как вязать арматуру, надо понимать, что не всегда можно использовать простые схемы вязки. Ведь фундаментные конструкции подвергаются подчас огромным нагрузкам, исчисляемым сотнями тонн. Поэтому и способы крепления надо использовать более сложные.

Посмотрите на фото ниже, где показана одна из схем вязки арматуры. Она отличается от остальных тем, что сложенная вдвое проволока как бы делает двойную петлю, с помощью которых происходит прижим одного прутка к другому. Таким способом связывать элементы каркаса не совсем удобно, но это эффективная схема, гарантирующая высокую прочность соединения. При этом надо отметить, что в поперечном направлении стержни соединены прочно, а в продольном есть свобода смещения. Таким способом обычно связывают арматуру в углах фундаментной конструкции.

К простым способам обвязки можно еще отнести и другую технологию:

1. В двойную петлю вставляется один свободный конец проволоки.
2. Делается два оборота крючком.
3. Затем вставляется второй конец в петлю.
4. Делается необходимое количество оборотов для зажима двух прутков.

Армирование углов

К армированию в углах надо подходить с особым вниманием, потому что эти участки самые нагружаемые, в них образуются разряжения высокой величины. Поэтому соединение арматуры в них производится по специальным схемам, в которых часть элементов конструкции в одной траншеи заходит в соседнюю с перехлестом сопряженных концов

Чтобы было понятно, о чем идет речь, вот несколько фотографий, на которых обозначены возможные способы соединения двух смежных участков армирующего каркаса.

Обратите внимание, что в этих двух схемах четко определены различия. Если в первой перехлест и соединение двух каркасов происходит за счет продольной арматуры, которую сгибают и направляют в соседнюю траншею, то во второй связка производится Г — образным хомутом, изготовленным из той же арматуры, что и продольные элементы армирующего каркаса

При этом необходимо понимать, что угловые элементы всегда усиливаются вертикальной и продольной арматурой или специальными П — образными хомутами из стержней, что и вертикальные элементы. Вяжется арматура для фундамента в углах конструкции хомутами или проволокой.

Необходимо обратить внимание и на тот факт, что ближе к углам сооружения шаг установки вертикальных и поперечных прутков уменьшается до половины основного расстояние между ними. Это в первую очередь усиливает конструкцию

Конечно, это материальные затраты, но без дополнительного упрочнения говорить о высокой надежности конструкции не приходится.

На фотографии выше показаны всего лишь две схемы вязки арматурных стержней в углах ленточного фундамента. Их намного больше, и у каждой своя специфика проведения работ, своя точная технология стыковки и вязки.

Основные правила армировки

С точки зрения прочности, оптимальным способом было бы внешнее расположение арматурного каркаса.

Но на практике это невозможно по ряду причин, основными из которых являются:

• Склонность металла к коррозии.
• Невозможность установки каркаса на длинные или погруженные в грунт блоки.
• Поверхность должна быть ровной и готовой к присоединению других элементов постройки.

По этим и другим причинам используется внутреннее армирование, которое защищает металл от коррозии и решает ряд других вопросов. Недостатком является необходимость выполнять множество действий, нужных только для фиксации арматуры в неподвижном состоянии до момента застывания раствора.

Это означает излишний расход материала, нерациональные трудовые вложения, расход времени. Но других вариантов армирования нет, используемая методика проверена многими десятилетиями и показала свою надежность и эффективность.

Оцениваем характер грунта

Если расчет столбчатого фундамента осуществляется своими силами, то проведение лабораторных исследований показателей грунта не предполагается. Поэтому пойдем по бюджетному пути – будем проводить оценку на глаз. Для этого на месте предполагаемого строительства дома выкапываем шурф (яму) глубиной ниже глубины промерзания грунта (ГПГ). ГПГ можно узнать в справочном пособии или в статье, о которой мы говорили в самом начале повествования. Предположим, что ГПГ составляет 1,5 м. Выкапываем шурф глубиной 1,8 м. и отбираем пробы грунта и пытаемся скатать из него небольшой шарик. Оцениваем характер грунта следующим образом:

• если шарик не скатывается, и вы визуально определили песчаный слой дна шурфа, то в зависимости от крупности песка, расчетное сопротивление грунта (далее – R) принимает значение от 2 (для очень мелкого, пылеватого) до 3 (для среднего) и 4,5 (для крупного песка)*;
• если шарик рассыпается при сдавливании, велика вероятность, что грунт – супесь (R=3)*;
• если шарик при сдавливании не рассыпается и по краям лепешки не образуются трещины, то перед нами глина (R=3-6)*;
• шарик из грунта не рассыпается при сдавливании, но по краям образуются трещины, грунт – суглинок (R=2-4)*

*Значение R зависит также от влажности грунта и коэффициента пористости. Ориентировочные значения расчетного сопротивления грунта представлены в таблице ниже. Следует учитывать, что представленные значения актуальны при заглублении фундамента на 1,5…2 метра. Если же вы планируете возводить мелкозаглубленный фундамент, то расчетное сопротивление грунта будет уже другим: R=0,005R0(100+h/3), где R0-табличная величина, h – глубина (см), на которую планируется закладывать фундамент.

Итак, получили значение R. Определяем параметры и количество опор-столбов.

Способы армирования столбчатого фундамента

Сегодня в строительном мире существуют следующие виды армирования столбчатого фундамента:

• вертикальное – оно же и основное. Выполняется из ребристой арматуры, класса не ниже А-III. Толщина материала может лежать в пределах 10-15 мм. Данный показатель зависит от предполагаемых нагрузок на фундамент и вычисляется, исходя из табличных данных нормативной документации и полевых исследований. Фактурная поверхность арматуры обеспечивает улучшение ее степени сцепления с бетоном, что только усилит конструкцию. Вертикальная арматура проходит вдоль всего столба фундамента. В зависимости от площади сечения последнего вертикальных армирующих прутов может быть от 2 штук до 6 штук. Чем больше количество армирующих прутков содержит столб, тем равномернее распределится нагрузка на изгиб и растяжение, а следовательно долговечнее будет фундамент. Однако здесь нужно выполнять определенные требования к армированию столбчатого фундамента: армирующий каркас не должен проходить ближе, чем на 5 см к краю бетонного столба;
• горизонтальное – считается вспомогательным. Выполняется из гладкой арматуры, диаметром не более 6 мм. Она необходимо лишь для обвязки каркаса. В таком случае последний не потеряет свой первоначальной формы.

Чаще всего столбчатый фундамент заканчивается горизонтальным ростверком. Данная конструкция также подлежит армированию, так как на нее действуют переменные нагрузки. С одной стороны от тяжелых несущих и ограждающий конструкций здания, а с другой – от вспучивания грунта. Последние передаются от столбов основания строения. Армирование ростверка проходит по принципу усиления армирующим каркасом ленточного конструкции.

Нормативная документация по армированию столбчатого фундамента

Армирование столбового фундамента проходит согласно следующего ряда нормативных документов:

• СНиП 52-01-2003 о бетонных и железобетонных конструкциях;
• СНиП 2.01.07-85 о нагрузках и воздействии;
• СП 50-101-2004 проектирование и устройство различных оснований здания;
• СНиП 3.02.01-87 основания и фундаменты, другие земляные сооружения.

Армирование свайного фундамента

Свайный фундамент с ростверком чаще всего делают своими руками при слабых грунтах, высоком уровнем грунтовых вод или на рельефе с перепадами и других подобных проблемах.

Сваи для такой основы используют самые разные, но всегда их нужно связывать ростверком. Ростверк – это конструкция, которая связывает собой все сваи в одно целое.

Ростверк может быть выполнен из бетона с арматурой (металлической, стеклопластиковой), из заводских элементов, а также из комбинации разных материалов.

Для начала нужно определить состав грунта. От него зависит длина используемых свай, расстояние между ними, конструкция и несущая способность.

Производя расчет свайного фундамента, следует брать во внимание вес здания, вес кровли, перекрытий, временных и полезных нагрузок (людей, мебели, техники и т.д.). Для такой основы обычно используют винтовые или буронабивные сваи

Какие бы сваи вы не выбрали, учитывая правила СНиП, их обязательно нужно армировать для придания им жесткости

Для такой основы обычно используют винтовые или буронабивные сваи. Какие бы сваи вы не выбрали, учитывая правила СНиП, их обязательно нужно армировать для придания им жесткости.

Свайный фундамент с ростверком укрепляют арматурой 10 – 12 мм, а иногда 14 мм.

Ленточный фундамент с ростверком армируется каркасом из верхнего и нижнего пояса, которые связаны между собой вертикальными стержнями 6 – 8 мм.

Верхний пояс арматуры – своеобразная сетка из вертикальных и периодических стержней.

Ниже на видео рассказано о нюансах строительства свайного фундамента с ростверком.

Видео:

Армирование плитного и монолитного ростверка.

Армирование ростверка свайного фундамента чертеж. Типичная схема армирования такого типа оснований.

Если нужно сделать армирование монолитного ростверка, тогда укладка горизонтальных поясов делается в два отдельных ряда при расстоянии в 20-30 см. Между поясами нужно предусмотреть продольные линии связи с проволоки или арматуры, места соединения соединить болтовыми зажимами, сварку использовать не рекомендуется через деформацию стали.

Как правило, вертикали устанавливают с шагом в 20 см, но это правило иногда обходят за счет использования более мощной проволоки.

В схеме армирования монолитного ростверка всегда предусматриваются такие пояса. Каркас делается пространственным, тут используются вертикальные пучки нарезанной арматуры, но длину подбирают только такую, чтобы прутья не выступали за пределы ростверка.

Как правило, вертикальные стержни соединяются с горизонтальным поясом также гибкой проволокой. Армирование будет завершено, когда будут уложены и соединены между собой все стержни и тщательно защищен нижний слой. Если все правила и рекомендации соблюдены правильно, тогда можно начинать заливку ростверка бетонным раствором.

Ленточный фундамент: плюсы и минусы

В качестве базового материала для ленточного основания используют бетон. Этот стройматериал применялся ещё в Древнем Риме, и активно использовался в качестве основы при возведении зданий. Приблизительно 200 лет назад застройщики решили увеличить прочность бетона. В результате был создан железобетон, совмещающий в себе полезные характеристики стальных прутьев и бетона. Благодаря фундаменту из стали и бетонного раствора появилась возможность создания прочных, надёжных и красивых строений. Добавление стальных прутьев в бетон при возведении фундамента назвали армированием.

Проектируя загородный дом, в большинстве случаев используют ленточный фундамент в качестве основы. На создание этого основания уходит приблизительно 25-30% от бюджета на строительство дома.

Плюсы ленточного основания:

1. Фундамент ленточного типа считается в строительстве одним из самых надёжных. Связывают это с тем, что все применяемые нагрузки на фундамент распределяются равномерно.
2. Конструкцию легко возвести и заполнить раствором.
3. Возможно использование фундамента для построек с подвальным помещением и перекрытиями из тяжёлых материалов (железобетон и монолит).
4. Такой тип основания без проблем можно утеплять, изолировать от насыщения влагой.
5. Для возведения фундаментного сооружения редко применяется спецтехника.
6. Фундамент долговечен, если соблюдаются правила строительства.

Как и все основания, ленточный фундамент имеет и свои минусы:

1. Требуется заранее провести анализ грунта, чтобы учесть его поведение при промерзании в зимние месяцы.
2. В сравнении с некоторыми основаниями – высокая стоимость и большой объём земляных работ.
3. Готовится фундамент долго, приходится ждать затвердения бетона для продолжения строительства.
4. Возможность использования этого типа основания только на плотных и каменистых почвах.
5. Не подходит для возведения на проблемном грунте (влажном, торфяном или пучинистом). На таких почвах фундамент нужно заливать на большую глубину, что приведёт к большим расходам.

Форма для ленточного фундамента соответствует плану постройки. Основание является замкнутой конструкцией, и прокладывается по всему периметру здания, обязательно под несущими стенами и внутренними перегородками.

Виды ленточного фундамента

Есть несколько видов этого типа фундамента, все они различны по технологии возведения и глубине закладки в грунт.

1. Цельнолитой фундамент – это железобетонная лента, которая возводится из бетонного раствора с предварительным армированием. Основание равномерно распределяет все нагрузки на почву. Чтобы увеличить срок эксплуатации основания и устойчивость к нагрузкам, выбирают качественную арматуру.
2. Сборный фундамент. Создаётся из заранее заготовленных или приобретённых бетонных блоков. Этот вид отличает долговечность и высокая прочность. Устойчивость повышают с помощью применения железобетонных подошв. Их устанавливают на песчаную подушку, сверху монтируются сами бетонные блоки. Данный вид фундамента используют в малоэтажном строительстве.
3. Мелкозаглубленное основание. Его закладывают выше уровня, на котором промерзает почва. Глубина закладки не больше 50 см. Если используется этот вид основания, то по всему периметру выполняют утепление, которое сведёт к минимуму воздействие природных факторов.
4. Заглубленное основание. Закладка выполняется на глубину, которая на 15-20 см ниже того уровня, где проходит линия промерзания почвы. Фундамент этого типа обустраивают с армированным поясом.

Как правильно армировать ростверк свайного фундамента.

Несмотря на то, что свайно-ростверковые фундаменты пользуются популярностью среди застройщиков, это специфическая конструкция основания. Расчет такого основания сделать самостоятельно очень сложно, для этого нужно подключать специалистов, которые имеют опыт работы в этой сфере, а также умеют создавать грамотный чертеж основания с четкими данными о типе ростверка, размеру и материалу свай, а также расстоянии между конструктивными элементами. Армирование углов ростверка свайного фундамента чертеж.

Существует несколько популярных видов фундаментов с ростверком: ленточный, плитный и свайный. Все они отличаются конструкцией, несущими характеристиками и прочностью, используются на различных типах грунтов, поэтому и схема их монтажа существенно отличается. Но единственный элемент, который обеспечивает максимальную несущую нагрузку на основание такого типа – это правильное армирование. И оно должно обязательно быть указано в чертеже, также должен быть произведен расчет арматуры, ее длины и толщины, а также способа соединения прутьев. Соответственно, весь процесс армирования нужно выполнять строго по чертежу, соблюдать все расчеты, чтобы потом фундамент не разрушился через несоблюдение технологии.

Армирование ростверка свайного фундамента чертеж.

Схема армирования свайного ростверка.

Виды деформации

Основание возводится из различных материалов. Столбы делают из асбестовых и металлических труб с армированным бетоном внутри. Также популярны фундаменты в виде монолитных опор и кирпичных столбиков. Редко опоры делают из брёвен.

Все они деформируются с различными степенями:

1. Минимальные. Малозаметные изменения несущей способности проявляются растрескиванием отделки фасада дома;
2. Средние. Деформация опорных столбов может проявляться прогибами напольного покрытия, перекосами дверных коробок и оконных проёмов, трещинами в стенах и потолке.
3. Катастрофические. Следствием деформации фундамента может быть резкий наклон дома, фрагментарное обрушение кровли, перегородок и несущих стен. В этом случае требуется полная замена фундаментного основания.
4. Неустранимые. Потеря несущей способности более 30% количества столбов может привести к резкому наклону и проседанию всего строения с последующим разрушением. Конструкции дома и фундамента подлежат полному сносу.

Анкерные соединения

В зависимости от типа выбранной колонны, анкерные соединения подбираются в индивидуальном порядке. Установки и фиксация колонны выполняется с помощью больших болтов или анкеров, которые затем привариваются к арматурному слою и надежно удерживают колонну в вертикальном положении.

Отличительная особенность монтажа соединительных элементов в том, что после их закрепления фундамент разбивают. Если после этого отклонения болтов не произошло, то монтаж считают выполненным правильно, а если есть отклонения центров на расстояние от 2 мм, тогда анкера заменяют.

Необходимость армирования

Внешне твердый и прочный бетонный столб, оказавшись в фундаментной конструкции и подвергнутый нагрузочным воздействиям, превращается в колкую субстанцию.

Имея огромный запас прочности, бетонный столб разрушается за долго до набора предельной прочности, и причиной этого является неравномерное распределение нагрузки от сооружения.

Чтобы избежать этого, рекомендуется выполнять армирование столбов фундамента. Данная мера позволит:

• максимальную часть особо важных напряжений переносить в глубокие бетонные слои и распределять их главным образом не на камень, а на арматурный каркас;
• металлические арматурные прутья отлично соединяют основные элементы фундаментной конструкции – опорные столбы и ростверок;
• эксплуатационный период армированных столбов увеличивается в разы по сравнению с простыми бетонными опорами.

Пример расчета армирования фундамента

Попробуем рассчитать, сколько потребуется материалов для обустройства армирования конкретного ленточного фундамента с чертежами. Допустим, мы строим из строительных блоков (шириной 0,4 м)   небольшой загородный дом с габаритными (внешними) размерами 5×8 м. Характер почвы на нашем участке позволяет сделать высоту полосы 0,9 м, ее ширину 0,4 м, что соответствует ширине строительного материала стен. В арматурном каркасе для ленточного фундамента будем использовать продольные рабочие прутья диаметром 12 мм и □-образные поперечные хомуты, изготовленные из прутков диаметром 8 мм.

Армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента:

На фото видно, что расстояние между рабочими продольными прутьями (0,4 м) и шаг □-образных поперечных хомутов (0,5 м) выбраны в соответствии с требованиями нормативных документов.

Проверяем относительное содержание продольных рабочих прутков в нашей железобетонной конструкции. Для этого воспользуемся следующими терминами и обозначениями:

• h – высота фундамента (900 мм);
• w – ширина фундамента (400 мм);
• Sₒ – площадь поперечного сечения фундамента;
• Sₐ – суммарная площадь поперечных сечений продольных прутьев (6 штук);
• r – радиус продольного прутка (6 мм), который равен d/2, где d – диаметр прутка (в нашем случае d=12 мм);
• D – относительное содержание рабочих прутков в «теле» фундамента.

Sₒ = h∙w = 900∙400 = 360000 мм²

Sₐ = 6∙π∙r² = 6∙3,14∙6² = 678,24 мм²

D = (Sₐ∙100)/ Sₒ = (678,24∙100)/360000 = 0,1884 ≈ 0,19 % (что в 1,9 раза превышает минимально допустимое значение, то есть схема армирования ленточного фундамента выбрана нами правильно).

Расчет количества продольных прутьев

Для того чтобы определить сколько стандартных продольных прутьев (6 м) нам необходимо, воспользуемся следующими величинами:

• L – длина фундамента (8000 мм);
• W – ширина фундамента (5000 мм);
• P – периметр;
• N – количество продольных элементов (в нашем случае 6 штук);
• X – общая протяженность продольных прутьев.

P = (L+ W)∙2 = (8000 + 5000)∙2 = 26000 мм = 26 м

X = P∙N = 26∙6 = 156 м

К полученной величине необходимо добавить 20 % (материал для изготовления Г-образных или П-образных элементов для правильного армирования углов и обеспечения достаточного нахлеста при стыковке элементов).

Xдоп = X∙0,2 = 156∙0,2 = 31,2 м

Окончательная общая длина продольного арматурного прутка:

Xок = X + Xдоп = 156 + 31,2 = 187,2 м

Стандартная длина арматурного прутка составляет 6 м. Осталось посчитать, сколько таких прутков необходимо: Xок/6 = 187,2/6 = 31,2 ≈ 32 штуки.

Изготовление поперечных элементов и расчет количества материала

Укладка арматуры в ленточный фундамент невозможна без установки поперечных (вертикальных) элементов. Обычно, для этих целей используют □-образные хомуты. Варианты хомутов:

Как видно из представленного фото все три варианта отличаются технологией изготовления, но расход прутка во всех случаях приблизительно одинаковый. Длина прутка (Ø=8 мм), необходимого для изготовления одного хомута: (800+300)∙2+250 = 2450 мм.

Вариант № 1

1. Отмеряем приблизительно 120 мм и с помощью приспособления для гибки выгибаем эту часть будущего хомута в виде крючка.
2. На расстоянии 800 мм от крюка загибаем пруток под углом 90˚.
3. Отмеряем 300 мм и делаем еще один загиб на 90˚.
4. От этого угла откладываем 800 мм и гнем прут на 90˚.
5. От полученного угла отмеряем 300 мм и загибаем второй крючок.

Вариант № 2

1. Отмеряем от конца заготовки 250 мм и с помощью приспособления выгибаем эту часть на 90˚.
2. Откладываем от полученного 800 мм и загибаем пруток под углом 90˚.
3. Отмеряем 300 мм и делаем еще один загиб на 90˚.
4. От этого угла откладываем 800 мм и гнем прут на 90˚.

Внимание! Место нахлеста прутков скрепляем точечной сваркой или 2÷3 скрутками из проволоки. Вариант № 3

Вариант № 3

1. Отрезаем от прутка две заготовки длиной по 860 мм каждая и две по 360 мм.
2. Складываем из них прямоугольник (выступ с каждой стороны составляет 30 мм).
3. Скрепляем углы хомута сваркой или проволочной скруткой.

Теперь рассчитаем, сколько хомутов необходимо для армирования нашего фундамента:

Q = P/T (P – периметр ленты фундамента, T – шаг расположения поперечных хомутов)

Q = 26/0,5 = 52 штуки

Плюс нам потребуются дополнительные хомуты для усиления каркаса в углах (по 2 штуки с каждой стороны всех четырех углов, то есть дополнительно 16 хомутов). На ленточный фундамент необходимо изготовить 68 □-образных поперечных хомутов.

Длина заготовки для одного элемента составляет 2450 мм, то есть из одного стандартного прутка мы сможем изготовить только 2 хомута. Требуемое число прутков (Ø=8 мм) – 34 штуки.

Заполнение раствором

Заливка бетона – завершающая стадия изготовления столбов своими руками. Производите работы по заполнению форм в следующей последовательности:

• нанесите на внутреннюю поверхность смазку, позволяющую, в дальнейшем, извлечь готовое изделие;
• разместите в форме каркас усиления;
• заполните опалубку раствором бетона;
• уплотните массив, установив заполненную опалубку на вибрационный стол. Допускается, используя арматуру, удалить воздушные включения и уплотнить форму, применяя перфоратор;
• обеспечьте возможность гидратации бетона на протяжении суток;
• извлеките аккуратно столб для просушки.

Применение готовых столбов для забора возможно после твердения на протяжении 2-3 недель. Помните о необходимости ежедневного увлажнения твердеющего бетона, установке закладных деталей до заливки раствора в опалубку. Также необходимо выполнить очистку многоразовых форм от остатков смеси для повторного использования.

Процесс укладки арматуры

Прежде чем армировать фундамент для забора, нужно подготовить следующие материалы:

1. Крюк для плетения прутков.
2. Металлические прутья, длина и количество которых устанавливаются методом подбора.
3. Проволоку для фиксации разных элементов конструкции.

Каркас

Армирование основания под забор подразумевает сборку сетки из металлических или композитных прутьев, соединение которых производится проволокой с помощью крюка. Связывание прутьев производится так:

1. Проволоку сгибают по центру.
2. В появившуюся петлю продевается крюк.
3. Края заворачиваются в диагональном направлении, заводятся в крюк, связываются.

Вышеописанный процесс считается базовым, но есть большое количество иных технологий. Иногда крепление арматуры производится с помощью специальных насадок. Сделать быстрее процедуру армирования позволяет электрический крюк.

Опалубка под фундамент