Строительство частных и малоэтажных жилых домов начинается с закладывания фундамента. На большинство грунтов заливается именно ленточный фундамент – это универсальный вариант при возведении дома. Фундамент может быть бетонным, и вполне выдерживать сжимающие (от веса дома) напряжения. Но неизбежные нагрузки на изгиб (на ленту фундамента действует еще растягивающее давление из-за расширения почвы) бетонный камень выдержать не может.
Поэтому его заменяют более эффективным железобетоном, то есть размещают в толще бетонного камня стальную арматуру. Стальные прутья арматуры на растяжение прочнее бетона в двести раз. Пояс арматуры и бетонный камень усиливают полезные свойства друг друга. Бетон препятствует ржавлению стали, защищает ее от перегрева и разрушающих факторов внешней среды. Прутья арматуры распределяют нагрузку на бетон равномерно, не дают бетонной основе деформироваться. Более того, армированный бетон сам приобретает прочность стали.
Строительная процедура монтажа арматуры несложная для выполнения, можно сделать все своими руками. Расскажем, как правильно армировать ленточный фундамент, чтобы придать ему необходимую дополнительную прочность.
Схема армирования ленточного фундамента
Лента фундамента является замкнутым, проложенным по всему периметру дома, железобетонным контуром. Длина любого ленточного фундамента во много раз превосходит его ширину и высоту. Компенсация действия обеих сил на ленту возможна, если сформировать два пояса арматуры – верхний и нижний. Когда фундаментная основа залегает глубоко (более 100 см) может понадобиться три арматурных пояса.
Пояс арматуры состоит из горизонтально уложенных и поставленных вертикально прутьев. Фиксация каждого прута арматуры на нужном месте проводится более тонкими, стальными прутьями. Такая скрепленная арматура относится к конструкционному типу. Можно соединять элементы арматуры пластиковым хомутами, иногда (в частном строительстве крайне редко) применяется сварка.
Вот две самые распространенные схемы размещения арматуры. В одной участвует 4 продольных прутка, в другой их 6. Первый вариант пояса – это объемный прямоугольник. Во втором случае между крайними продольными стержнями располагают еще один. Добавляются два стержня – сверху и снизу. В общем случае количество продольно стоящих стержней может доходить до девяти.
Перед началом работ обычно создается составленный специалистами грамотный и подробный проект. С другой стороны, для своего будущего небольшого частного дома вы можете попробовать сделать ленточный фундамент, усиленный арматурой, просто основываясь на рекомендациях, с которыми вы познакомитесь в этой статье. Надеемся, после ее прочтения вам станет понятнее, как правильно армировать ленточный фундамент. Хотя помощь и подсказки профессионалов никогда не бывают лишними!
Какая арматура нужна для армирования
Вам понадобится узнать общее количество (метраж) необходимой арматуры, ее материал, сортамент, диаметры, принцип ее расположения. Первостепенными параметрами, по которым подбирается арматура, является материал и толщина прутьев.
Виды арматуры по материалу
Стержни арматуры могут изготавливаться из стали или полимерного композиционного материала (композита). Если это стальная арматура, она представляет собой прутья периодического или гладкого профиля, диаметр прута 6-40 миллиметров. В первом случае такой профиль арматуры называют также рифленым. Такие прутья устанавливают вертикально, именно они не позволяют бетону подвергаться разрушению, деформироваться.
Ребра рифленой арматуры делают площадь сцепления прутьев и бетона больше. Они образуют рабочую часть арматуры, отвечают за повышение прочности каркасной конструкции и фундамента в целом. Арматуру гладкого профиля монтируют в горизонтальном направлении, равномерно расставляя стержни вдоль всего каркаса. Такие стержни в арматуре выполняют вспомогательную роль – это распределительная (для равномерности нагрузки на фундамент) и монтажная (для соединения частей каркаса в целое) арматура.
В состав композитной арматуры входит расплавленная горная порода, находящаяся в матрице из очень прочной полимерной волокнистой основы. Эти прутья стоят значительно дороже, в силу чего в частной застройке почти не применяются. Такая арматура не подвержена ржавлению, устойчива к сильнокислотной среде. Стержни арматуры из композита почти на порядок легче стальных, они всегда только рифленые, диаметром от 4 до 18 миллиметров.
Виды арматуры по толщине прутьев
Поскольку мы рассказываем о том, как правильно армировать ленточный фундамент своими руками, предполагается, что вы строите частный одно- или малоэтажный дом, либо небольшую хозяйственную пристройку. Для этих целей понадобится арматура с диаметром 8-22 мм. Это может быть 8, 10, 12 мм, и т.д. - шаг составляет два миллиметра. Более крупные диаметры (вплоть до 80 мм) используются при строительстве многоквартирных домов, коммерческих, промышленных объектов.
По сути, толщина прутьев зависит от величины нагрузки, которая будет приходиться на фундамент. Косвенно можно сказать, что толщину задает материал дома: чем более он тяжелый, тем толще должны быть прутья арматуры.
Виды арматуры по типу фундамента
Два фактора, которые определят сортамент нужной арматуры, а также сколько стержней понадобится и какого диаметра – это тип фундамента и величина нагрузки, приходящейся на него.
Плитный фундамент
Арматура для усиления монолитного плитного фундамента состоит исключительно из рифленых прутьев. Необходимо сформировать плоские горизонтальные арматурные сетки, размер ячеек должен быть одинаковым.
Для относительно тонких бетонных плит (менее 15 см) достаточно одной сетки (одного пояса арматуры), а ячейка может быть со стороной размерами от 15 до 30 сантиметров. При более толстой плите (более 15 см) одной сетки недостаточно. Две сетки (два пояса арматуры) располагают одну над другой, они скрепляются обвязкой, выполненной из той же арматуры.
Арматура для ленточного фундамента
Чтобы понять, как правильно армировать ленточный фундамент, надо знать, какую арматуру использовать. Такой тип фундамента прокладывается под несущими стенами дома, а также под внутренними перегородками. Его армируют объемными прямоугольными каркасами. В зависимости от обвязки выбирается и арматура. Вдоль самого фундамента, в направлении внутрь от стен, идет продольная арматура. Выбирайте только рифленый тип, ведь именно на эту часть арматуры будет оказываться самое большое давление. Диаметр составляет от 10 до 16 мм. Минимальные из допустимых диаметров (10-12 мм) подходят для скальных, каменистых грунтов, а для легких применяются более крупные - вплоть до 16 мм.
Осталось рассказать еще про два типа прутьев арматуры: вертикальный и поперечный. Эти стержни служат фиксаторами продольной части арматуры, всего объемного пояса. Нагрузка, приходящаяся на эти элементы арматуры, меньше, поэтому достаточная толщина прутков может составлять 8-10 мм. Прутья выбираются также рифленые. Найдут свое применения и гладкие стержни – ими вполне можно выполнять поперечную обвязку.
Свайный фундамент
Такой фундамент – это система столбов, глубоко уходящих под землю. Столбы соединяются между собой ростверками. Это железобетонные или деревянные ленты. Свайные фундаменты закладываются на пучинистых, рыхлых почвах, при значительной глубине промерзания.
Если надо армировать свайный фундамент – создается особенная решетка, включающая 4 продольных, вертикально расположенных прутка. В нескольких участках они скрепляются поперечной арматурой. Самый распространенный размер диаметра рифленой арматуры для продольной обвязки – 12 миллиметров. Поперечная арматура может быть сечением 10 мм.
Расчет ленточного фундамента
Понять, как правильно армировать ленточный фундамент невозможно, не зная правил расчета нужной толщины арматуры, а также величины шага, которую следует соблюдать при расстановке арматурных стержней.
Как определить ширину арматуры
Выполнить расчет количества нужной для усиления фундамента арматуры следует, опираясь на предписания ГОСТов и СНиПов. В стандартах указано, что общая площадь всей требуемой арматуры не должна быть меньше 0,1% от площади сечения фундамента, взятого в поперечнике. Выполним расчет, основываясь на этой цифре.
Вспомним, что есть две схемы армирования. Для простоты приведем пример расчета при схеме с четырьмя продольными стержнями. Отметим, что чаще при возведении частных домов берутся прутки диаметром 8мм. Но площадь ленточного фундамента может быть разной. Давайте посмотрим, как подобрать оптимальную толщину стержней арматуры при самой простой схеме.
Предположим, что высота ленты – метр (100 см), а ширина 20 см. Тогда площадь ленты составит 2000 кв. см. Чтобы взять одну десятую процента, нужно разделить эту цифру на 1000 – получается 2 кв. см. или 200 кв. мм. Далее следует воспользоваться специализированными таблицами, где приведены расчетные площади поперечного сечения в кв.мм. при различном количестве прутьев в зависимости от диаметра одного прутка. Если обратиться к этой таблице, выбрав столбец, соответствующий четырем стержням, получится, что оптимальная величина диаметра арматуры для нашего случая будет как раз 8 мм, поскольку 201 кв. мм., указанные в справочной таблице, это больше, чем необходимые 200 кв. мм.
Внимание: есть более общее правило, которое нужно учитывать. Если длина ленты превышает 3 м, тогда ширина сечения должна быть 12 мм.
Шаг установки
Если строится многоэтажный дом или крупный объект, каждый относящийся к арматуре параметр рассчитывается по своим формулам. Но, если у вас будет небольшой дом, можно ограничиться единственным правилом: между продольными прутками расстояние не должно превышать 40 см.
Попробуем посчитать, на каком расстоянии друг от друга располагать прутья арматуры. Прежде всего, от края надо отступить минимум 5 см. Требование это касается предотвращения коррозии стержня – сталь надо размещать только в бетонной толще. Ширина ленты нашего «образцового» фундамента 20 см. Это значение надо уменьшить на 2х5=10см. Остается 10 см. Это меньше 40 см, стало быть такой шаг вполне укладывается в норму. Что касается вертикальных и горизонтальных перемычек - в СНиПе имеется указание и на этот счет: шаг их установки не может превышать 300 мм.
Итак, что показать вам, как правильно армировать ленточный фундамент, мы попробовали рассчитать диаметр прутьев и указали шаг их установки. Но мы не учли при этом массу дома, а также геологические условия. Спешим вас успокоить: от этих величин зависит непосредственно размеры ленты – поэтому будем считать, что оба фактора уже грамотно учтены.
Как армировать углы ленточного фундамента
Согласно стандартам, шаг установки поперечных стержней в области углов уменьшается в 2 раза. Угловые зоны надо усиливать крепче, ведь здесь происходит перераспределение нагрузки на фундамент. Усилить углы и примыкающие простенки можно располагая продольные прутья арматуры внахлест, с загибанием оставшейся их длины за угол. Также для этой цели используется Г-образный хомут из арматуры. Хомут должен иметь тот же диаметр, быть рифленого типа. С каждой стороны угла надо проследить, чтобы величина нахлеста или размер хомута не оказались меньше 50 сантиметров.
Очень важно правильно выполнить обвязку, иначе нагрузка не будет равномерно распределена. Такое может привести к растрескиванию ленты.
Как армировать подошвы ленточного фундамента
Если несущая способность почвы невысокая, либо строится дом большой массы, ленточные фундаменты выполняют с подошвой. Этот компонент необходим, чтобы распространять нагрузку на большую площадь, сделать фундамент более стабильным, устойчивым к просадкам.
Как правильно армировать ленточный фундамент в области подошвы? Есть два варианта – в один или в два продольных пояса. Последний случай соответствует «ненадежным» грунтам (с высоким пучением). Прутья укладывают вдоль ленты, расстояние – от 20 до 30 сантиметров. Между собой продольные стержни обвязываются короткими отрезками. Эти прутья должны выбираться так, чтобы быть рабочими, то есть участвовать в перераспределении нагрузки. Такая схема образует конструкцию, которая препятствует попыткам грунта заставить ее «схлопнуться».
Однако при узких подошвах фундамента выбирают поперечные прутья диаметром в 6-8 мм, и остатки на концах загибают, чтобы расположенные с краев прутки были охвачены. Чтобы обеспечить крепление с остальной арматурой, выполняют обвязывание вязальной проволокой. Такие поперечные прутья относятся к арматуре, которая не принимает участие в распределении нагрузки.
Сколько нужно прутков?
Поскольку определена схема армирования, то количество продольных стержней арматуры вам уже известно. Поскольку они выкладываются вдоль периметра, то длина прутка совпадает с длинной ленты фундамента. Легко понять, какая общая длина прутьев нужна. Помните о запасе, который должен составлять 20% - он пойдет на перехлесты и закрепление стыков. Прибавьте его к полученной длине – вот столько метров рабочей арматуры вам будет необходимо.
Остается установить, сколько всего в метрах нужно взять арматуры. Количество перемычек, расположенных поперек ленты понять несложно: согласно СНиП, надо длину ленты поделить на шаг установки (0,3 метра). Потом надо подсчитать, какова длина одной перемычки: сложить высоту и ширину, сумму умножить на 2. Осталось умножить полученную цифру на число перемычек. Не забудьте про 20%, которые дополнительно уйдут на соединения. Метраж арматуры, нужной для усиления подошвы подсчитывается аналогично.
Технологии сборки
Ответ на вопрос «как правильно армировать ленточный фундамент?» не будет полным, если не рассказать, как практически выполнить такое армирование. Сначала надо установить опалубку. При этом можно собирать каркас из арматуры непосредственно в котловане, что не совсем легко при узкой и высокой ленте. В таких ситуациях арматуру вяжут в опалубке. Для этого:
- отрезки арматурного каркаса подготавливают в месте, расположенном неподалеку от котлована, желательно, чтобы оно было достаточно ровным;
- кусочки каркаса по частям переносят в котлован, ставят на нужное место;
- проводят обвязку всей конструкции.
Если вы выбрали работу прямо в котловане, тогда последовательность будет такой:
- разместите продольные прутья, относящиеся к нижнему поясу арматуры, помните, что от нижнего края они должны быть приподняты на 5 сантиметров – так сложилось, что для подъема вверх строители традиционно используют кусочки кирпичей;
- вязальной проволокой либо специальным пистолетом фиксируют поперечные элементы (части конструкционной арматуры, либо уже готовые контуры), размещают их на необходимом расстоянии;
- если ставятся перемычки и стойки (горизонтальные и вертикальные элементы), то вначале подвязывают их, а уж потом соединяют со вторым поясом продольной арматуры;
- если прямоугольники контуров уже готовы, то к их верху привязывают второй арматурный пояс.
Сложности и трудности свойственны обоим вариантам. Вы сами решаете, какой из них выбрать. Существует еще один метод – создание очень жесткого каркаса из арматуры. Он предполагает забивание вертикальных стоек в грунт.
