Армирование фундаментной плиты: технология расчетов и монтажа

Основания строений (фундаменты) принято называть бетонными. Но это обозначение не совсем верно, так как бетонная смесь заливается в опалубку с заранее установленным металлокаркасом. Он составляет единую конструкцию в фундаменте, для чего выполняется операция вязки арматуры, — скрепления отдельных элементов и изделий различным способом. Наличие каркаса из арматуры – обязательное условие для большинства видов фундаментов.

Виды арматуры

Требования к арматуре для устройства железобетонного фундамента регламентируется ГОСТ10922-2012. Стандарт определяет марку, диаметр сечения, допустимые нагрузки и прочие характеристики арматурной стали, применимые к конкретным условиям строительства. Проектные организации рассчитывают нагрузки на фундамент, составляют оптимальные схемы раскладки арматуры, рассчитывают ее параметры и потребность. Проектирование армирования – непременное условие для фундаментов высотных зданий, общественных сооружений, производственных цехов.

Для небольших строений технология армирования позволяет назначать сечения и методы крепления, исходя из параметров конкретного строительного объекта и места его расположения. Такой подход обусловлен тем, что фундаментная лента, как правило, воспринимает незначительные нагрузки.

В частном малоэтажном домостроении возможно использование усреднённых нормативов, общих принципов армирования.

Раскладка арматуры фундамента предполагает разделение стержней на три основные группы по их пространственному расположению в конструкции армокаркаса:

  • Рабочие пруты. Раскладываются вдоль фундаментной ленты.
  • Поперечные горизонтальные стержни.
  • Арматура, расположенная вертикально.

Поперечные пруты принято называть хомутами. В частной малоэтажной застройке можно руководствоваться минимально допустимыми размерами сечений:

  • Диаметр рабочей арматуры рассчитывается из соотношения ее площади сечения к общей площади сечения фундамента дома как 1:1000, или 0,1%.
  • При длине фундаментной ленты до 3м – допустимый диаметр арматуры равен 10 мм.
  • Для ленты более 3 м минимальный диаметр – 12 мм.
  • Максимальный диаметр прутов не может превышать 40 мм.
  • Диаметр горизонтальных связей (хомутов) — не менее ¼ диаметра рабочей арматуры.
  • Вертикальные стержни для заглубленной фундаментной ленты должны иметь минимальный диаметр 8 мм.

При строительстве зданий из камня или кирпича рекомендуется укладывать арматуру с добавлением к расчетным нормам 10-20 % по весу, – для дополнительной уверенности в правильности расчетов.

Необходимое оснащение

Бетономешалка облегчает работу с раствором

Чтобы своими руками изготовить и собрать все компоненты фундамента дома в единый монолит потребуются:

  • Инструмент для разметки и контроля (шнур, уровень, маркер);
  • Лопаты (штыковая, совковая);
  • Ведра, мерки для компонентов раствора;
  • Инструмент для опалубки (молоток, гвозди, пила);
  • Материалы для опалубки (доска, брус, возможно фанера);
  • Арматура (стальная, композитная);
  • Оснащение для вязки армирующего каркаса (крючок, кусачки, проволока);
  • Болгарка для резки по размеру стальных прутков;
  • Материалы для бетона (щебень, песок, вода, цемент, пластификаторы, добавки);
  • Бетономешалка;
  • Строительный вибратор для уплотнения бетона;
  • Средства защиты рук, лица, органов дыхания.

Для более масштабного строительства в аренду предоставляются экскаваторы, буры для свай, глубинные вибраторы, растворные узлы, другое оборудование.

Способы соединения прутьев

Вязка арматуры для фундамента осуществляется разными способами. Основные варианты для сборки металлических каркасов следующие:

  • использование сварки;
  • связка проволокой;
  • соединение с применением муфт из стали.

Композитную арматуру можно связать проволокой или зафиксировать пластиковыми хомутами.

Сваривание армирующей конструкции – это эффективный способ, используемый часто при постройке фундаментов под многоэтажные здания, либо тяжелые сооружения. Его применение имеет такие недостатки:

  • необходимость привлечения специалиста – профессионального сварщика;
  • ослабление конструкции в местах сварки;
  • нельзя применять метод для соединения стеклопластиковых прутьев и металлических, не имеющих специальной маркировки;
  • при уплотнении бетона с использованием вибратора сварные стыки могут повредиться;
  • возможен некачественный провар;
  • места соединений являются наиболее уязвимыми к коррозии элементами каркаса.

Сварка арматурного каркаса

Вязание прутьев проволокой имеет ряд следующих преимуществ:

  • более высокая, по сравнению с использованием сварки, скорость монтажа конструкции;
  • связывать элементы каркаса можно достаточно легко даже после установки опалубки;
  • если сравнивать со сваркой, то стоимость работ меньше;
  • простота устранения недоделок.

Минусом считается то, что итоговая конструкция получается слишком шаткой, сто наиболее характерно для конструкции из стеклопластика.

Во время возведения небольших построек наиболее часто прутья сваривают друг с другом, либо соединяют с помощью проволоки. Последний вариант в таких случаях дешевле и практичнее.

Читайте также:  Строительство блочного фундамента, пошаговая инструкция

Технология армирования

Каркас для ленточного фундамента делается по размеру траншеи или уложенной в нее опалубки, в соответствии с заранее составленным проектом. Сборка начинается после обустройства отсыпки.

Проводится этот процесс в такой последовательности:

  1. Элементы конструкции раскладываются на ровной поверхности в соответствии со схемой.
  2. Монтаж нижнего горизонтального пояса. Сначала продольные элементы стыкуются поперек, затем к ним присоединяются вертикальные хомуты.
  3. Сборка верхнего уровня секции. Применяются стяжки или проволока. Проверяется прочность соединения.
  4. Изготовление угловых участков. На них устанавливаются дополнительные стойки, так как эти места принимают максимальную нагрузку.
  5. Закрепление на прутах распорок, которые обеспечат правильное и устойчивое положение каркаса в пространстве.
  6. Сборка, укладка и фиксация последующих ярусов, если проводится строительство заглубленной ленты.
  7. Установка и крепление в опалубке отрезков труб, которые будут использоваться для прокладки коммуникаций или в качестве продух.

В заключение выполняется замешивание и заливка бетона.

Как вяжут арматуру – особенности процесса и инструмент

Независимо от метода вязки и применяемого инструмента, процесс фиксации стержней предусматривает:

  1. Охват вязальной проволокой зоны соединения прутков.
  2. Формирование петли вокруг стальных стержней.
  3. Затяжку проволочного узла с помощью ручного или специального инструмента.

Варианты инструмента для ручной затяжки следующие:

  • круглогубцы;
  • кусачки;
  • самодельный крючок;
  • ручное устройство реверсивного типа;
  • покупной крючок для связывания арматуры.

Ускорить выполнение работ позволит полуавтоматический и автоматический инструмент:

  • промышленный пистолет для фиксации стержней;
  • электродрель со специальной насадкой.

При выполнении работ любым видом инструмента важно контролировать усилие затяжки.

Пошаговая технология вязки арматуры для монолитной плиты

Монолитные железобетонные плиты могут служить фундаментом или перекрытием. В обоих случаях возможно самостоятельное изготовление арматурной сетки для них из стальных или композитных прутьев. Элементы соединяют сваркой (только металлические) или связывают проволокой.

Для вязки, в том числе каркаса монолитной конструкции, используют специальную гибкую обожженную (термообработанную) проволоку круглого сечения диаметром 0,8-8 мм. Ее изготавливают из низкоуглеродистой стали — оцинкованной или без защитного покрытия. Оцинковка предупреждает коррозию. По плотности слоя различают два класса изделий — у второго она больше почти в два раза. Применение технологии отжига делает металл прочнее, эластичнее. При покупке вязальной проволоки обращают внимание на маркировку — должна присутствовать бука О (отожженная).

Необработанная высокой температурой проволока с трудом изгибается, рвется. Допустимо связывать ей детали каркаса, если предварительно подержать над открытым пламенем около получаса.

Арматурные прутья правильно связывать оцинкованной проволокой, но если есть необходимость сэкономить, то допустимо использовать обычную, без защитного покрытия. По способу термообработки различают два вида:

  • Светлая (С) — без окалины.
  • Черная (Ч) — с окалиной. По прочности и гибкости не отличается от светлой, но работать с ней обязательно в перчатках, окалина пачкает руки.

Проволока продается в мотках или нарезанная, с кольцами на концах. Второй вариант предпочтительнее, работу с ней выполнять проще и быстрее, так как ее не нужно нарезать. Примерный расход — до 50 см на один узел. Точная цифра зависит от толщины арматуры и проволоки. Для расчета необходимого количества составляют схему будущего каркаса с уже заложенным шагом между элементами.

  • диаметр прута до 12 мм — 1,2 мм,
  • диаметр прута 14 и более — до 1,6.

Использовать проволоку толще 1,6 мм можно, но неудобно (целесообразно только, если выбрана арматура очень большого диаметра), а изделия тоньше 1,2 мм часто обрываются, что увеличивает расход времени и денег.

Арматуру монолитной конструкции, состоящую из прутов диаметром до 18 мм можно вязать пластиковыми хомутами-стяжками. Это узкие ленты с поперечными насечками и храповым язычком. Преимущества по сравнению с проволокой: отсутствие коррозии, выполнение работы проще и быстрее. Хомуты продают нескольких размеров — под определенную толщину.

Минус — многие строители утверждают, что узлы из пластиковых стяжек часто рвутся. Для композитных прутов вместо них можно использовать пластмассовые фиксаторы-скрепки (скобы).

Расчет толщины прутьев, размера ячеек (шаг между стержнями), количество поясов каркаса и шаг, расхода обязательно должен производить специалист с большим опытом в сфере фундаментных и бетонных работ. Для монтажа надежной сетки необходимо учесть все характеристики грунта на стройплощадке и особенности будущего здания — этажность, материал стен, предполагаемую нагрузку, форму.

Для каркаса монолитной железобетонной плиты в стандартных случаях применяют прутья диаметром 8-16 мм. Основу сетки изготавливают из рифленой арматуры класса А500, гладкие стержни подбирают в качестве вспомогательных элементов. Размер ячейки (шаг) — от 20х20 до 40х40 см. Чем больше вес будущей постройки, тем больше расход.

Читайте также:  Какая фракция щебня нужна для фундамента

Для вертикального упрочнения (соединения связанных соседних поясов) при монтаже плит фундаментов и перекрытий правильно использовать специальные гнутые скобо-гибочные изделия — хомуты. Их изготавливают из арматуры класса А240 или А500 диаметром от 4 до 40 мм, в основном гладкой, реже — рифленой. Стандартные размеры — от 15х15 до 40х40 см, выбор подходящего делают с учетом шага между поясами сетки.

Связывать стержни проволокой можно следующими ручными или электрическими инструментами:

Выбор арматурных стержней необходимой марки и диаметра

Начинающие застройщики не всегда имеют правильное представление, какая арматура нужна для монолитной плиты. Планируя выполнить сборку арматурной решетки, следует ознакомиться с требованиями государственного стандарта.

Он классифицирует арматурные стержни следующим образом:

  • стержни с маркировкой А1, которые в соответствии с прежней классификацией обозначались А240, отличаются гладкой поверхностью;
  • прутки класса А2, соответствующие бывшей маркировке А300, имеют незначительные изменения профиля в поперечном сечении;
  • арматура с индексом A3 («рифленка»), которая ранее классифицировалась как А400, отличается профилем переменного сечения.

Для обеспечения надежной фиксации стержней следует применять арматуру с рифлениями. Диаметр арматурных прутков в поперечном сечении выбирается в интервале от 1 до 1,4 см в соответствии с предварительно разработанным арматурной решетки и все необходимые расчеты следует поручить специалистам, которые учтут все нагрузки на плиту и предусмотрят усиление проблемных участков с учетом процента армирования для конкретной марки бетона.

Для армирования применяют ребристую арматуру диаметром 12-16 мм, что обеспечивает лучшее сцепление

Порядок расчета арматуры

Согласно нормативам СНиП, процент армирования бетона должен составлять 0,15 – 0,3% (М300 – М200, соответственно). Практика проектирования показывает, что пруток периодического сечения 12 мм обладает достаточным запасом прочности для любых малоэтажных зданий с кирпичными, бетонными стенами. Максимально возможный диаметр стержня, используемый индивидуальными застройщиками, составляет 16 мм. То есть, с увеличением сборных нагрузок необходимо увеличивать, как толщину плиты, так и диаметр арматуры.

Расчет арматуры начинается с определения толщины плиты:

  • длина пролета делится на 20 – 25
  • добавляется 1% погрешности
  • получается высота конструкции

Например, для стандартных 6 м пролетов толщина конструкции составляет 30 см. Армируют плиту исключительно горячекатаной арматурой класса А2 и выше. Хомуты, вертикальные перемычки допускается изготавливать из прутков класса А1 диаметром 6 – 8 мм.

Определение сечений

Расчет арматуры по сечению зависит от прочности бетона (класс В10 – В25), арматуры (класс А240 – А500, В500) на сжатие. Чаще используется бетон В25, арматура А500, имеющие расчетное сопротивление 11,5 МПа, 435 МПа, соответственно. Опирание по контуру в кирпичных коттеджах (четыре несущих стены по периметру) встречается редко. Поэтому используется расчет статической конструкции со средними опорами, план нижнего уровня. Конфигурация верхнего, мансардного этажа обычно совпадает с ним.

  • фундамент имеется под проемами
  • нагрузки распределяются равномерно
  • сопротивление грунта минимально возможное 1 кг/м 2

Последнее допущение позволяет перестраховаться при незначительном увеличении сметы строительства, не заказывать геологию, топографию, определять грунты на глаз. При сборе нагрузок достаточно производят расчет нагрузки от плиты – объемный вес ж/б (2500 кг/м 2 ) умножается на высоту плиты, коэффициент надежности (1,2). Аналогичным образом добавляются нагрузки от всех конструкций (полы, стропила, кровля, перекрытия, снеговая, ветровая).

Порядок расчета арматуры

Схема армирования

Порядок расчета арматуры

При наличии внутренних стен нагрузки распределяются неравномерно, расчет арматуры производится по нескольким сечениям плиты. Вычисления могут производиться по нескольким методикам с примерно одинаковым результатом (новый СНиП, способ ж/б балки, по моменту сопротивления), изменится высота расположения сетки армопояса.

Порядок расчета арматуры

После чего корректируется принятая на начальном этапе толщина плиты для экономии бетона. После сверки с таблицами СНиП вычисляются необходимые площади сечения, количество прутков, диаметр арматуры. Затем этот параметр унифицируется с учетом коэффициента армирования в зонах опор. При значительных габаритах плиты реальная экономия металлопроката достигает 27% за счет отсутствия нижней сетки в ее центральной части

Порядок расчета арматуры

Расчет количества

Порядок расчета арматуры

Арматура обычно продается весом, у каждого продавца имеется таблица перевода длины прутка в массу и наоборот. Если произвести вычисления заранее, можно проконтролировать эти цифры при покупке. Производится расчет количества арматуры по схеме:

Порядок расчета арматуры
  • вычисление количества продольных стержней – из длины короткой стены необходимо отнять два защитных слоя по 2 см, разделить цифру на шаг сетки, отнять еще единицу
  • подсчет количества поперечных стержней – аналогично предыдущему способу, только с размером длиной стены
Порядок расчета арматуры

Далее необходимо учесть наращивание прутков по длине:

Порядок расчета арматуры
  • стандартный размер арматуры 6 м либо 12 м
  • доставить на объект легче 6 м прутки
  • если длина стен больше этого размера, потребуется нарастить цельный стержень обрезком
  • минимальный нахлест по СНиП 60 диаметров (например, 60 см для 10 мм арматуры)
Порядок расчета арматуры

Останется сложить длину всех прутков, нахлестов, чтобы получить общий погонаж «рифленки». Для хомутов используется гладкая арматура, куски которой изгибаются в пространственные конструкции сложной формы. Подсчитать длину заготовки можно сложением всех сторон.

Читайте также:  Современная сваебойная машина, принцип работы

Для каждого стыка потребуется 30 см кусок вязальной проволоки. Их количество можно вычислить перемножением продольных прутков на поперечные. Если в проект заложена «шведская», чашеобразная плита, расход арматуры автоматически увеличится:

  • в каждом ребре жесткости проходят 4 продольных прутка (возможно с нахлестом)
  • они связываются квадратными хомутами через каждые 30 – 60 см
  • ребра обязательны по периметру
  • могут добавляться параллельно короткой стене через 3 м

На последнем этапе расчет арматуры заключается в переводе единиц измерения. Зная массу погонного метра, можно вычислить общий вес каждого сортимента металлопроката для плитного фундамента коттеджа.

Преимущества и недостатки ограждения из металлических прутьев

Решаясь на установку ограждения из металлического прутка, хозяин участка приобретает забор, который отличается такими преимуществами:

  • Длительный срок эксплуатации.
  • Быстрота изготовления конструкции.
  • Простота монтажа: секции из железных прутьев реально устанавливать самостоятельно.
  • Возможность изготовления в разных вариантах.
  • Широкие возможности декорирования: верхнюю часть ограждения можно украшать заостренными прутьями для дополнительной защиты; секции украшают растительным, геометрическим орнаментом. Современные мастера декорируют металлические изгороди так, что они становятся неотличимыми от кованых.
  • Привлекательный внешний вид.
  • Максимальный пропуск естественного света.
  • Возможность изготовления ограждения любого размера, в том числе нестандартных габаритов.
  • Забор из металлических прутьев реально сделать своими руками.
  • Высокие показатели прочности: материал ограждений устойчив к деформациям, атмосферным воздействиям. Спустя много времени забор не потеряет своего внешнего вида, в отличие от деревянных.

Ограждение из арматуры подходит как для больших участков, так и для маленькой приусадебной территории. В первом случае, это просто красиво: из-за просторной придомовой территории любопытным прихожим нет возможности видеть то, что происходит непосредственно около коттеджа. Во втором случае, к декоративной функции забора присоединяется практическая: изгородь пропускает солнечный свет, который нужен растениям.

Из недостатков ограждений можно выделить подверженность коррозии незащищенного металла, а также тот факт, что они не скрывают ничего, что происходит на участке. С другой стороны, забор из арматуры выглядит легковесно, а при желании закрыть территорию от любопытных глаз, его оформляют растительностью.

Связывание арматурного каркаса

Если до проведения строительных работ были произведены расчеты максимальной нагрузки, создаваемой конструкцией здания на фундамент, способ соединения выносится непосредственно в рабочий чертеж. Но на практике для объединения элементов металлического каркаса применяется метод связывания или сварка. При этом от сварки строители постепенно отказываются, поскольку нагрев металла становится причиной его деформации и изменения структуры. Метод связывания лишен подобных недостатков, обеспечивая решетку дополнительной гибкостью.

Лучше всего для связки прутков подходит стальная проволока диаметром 4 мм. Обладая необходимой прочностью, она остается гибкой, с ней достаточно просто работать, применяя обычные плоскогубцы.

Несколько советов по правильной вязке арматуры:

  • При соединении прутков по длине оставляется нахлест порядка 250 мм или больше;
  • Используя стержни различного диаметра, более тонкие следует расположить сверху;
  • Вязка предпочтительнее сварки, только в исключительных ситуациях следует переходить на сварочный метод;
  • В зонах повышенного прогиба конструкция усиливается дополнительными прутками.

Пример схемы (чертежа) армирования плитного фундамента.

Порядок возведения каркаса для армирования фундаментных плит:

  • Создание опалубки по внешнему периметру, установка рулонного гидроизолирующего материала;
  • Монтаж горизонтального пояса арматуры на высоте 50 мм от нижерасположенной песчано-гравийной подушки. Необходимо следить, чтобы прутки не касались стенок опалубки и подушки;
  • Установка вертикальных прутьев с шагом 20-40 см. Они связываются с элементами горизонтального пояса в нижнем основании. По углам вертикальные прутки можно устанавливать с меньшим шагом, укрепляя их продольными прутками, чтобы увеличить прочность конструкции;
  • Для элементов горизонтального пояса лучше выбрать интервал в 15 см или меньше (в зависимости от толщины плиты);
  • Верхняя кромка вертикального пояса должна находиться выше плиты, чтобы объединить армирующий слой плиты фундамента с конструкцией стен.

Далее вся конструкция будет залита бетоном.