Расположение и расчет арматуры в ленточном фундаменте

Такой тип фундамента на сегодняшний день является однозначно самым распространённым в европейской части нашей страны. Такая популярность неслучайна. Для того чтобы понять, чем она вызвана, стоит рассмотреть два основных «конкурента» ленточного фундамента.

Ленточные фундаменты и их армирование

Фундамент ленточного типа считается одним из лучших решений для большинства сооружений. Его использование обеспечивает постройку дома, коттеджа, дачи или бани даже на слабом грунте. Однако бетон, который является основным материалом для такой конструкции, хорошо работает только на сжатие и практически не справляется с прогибами ленты. Необходимость решения этой проблемы и является ответом на вопрос, для чего нужна арматура в ленточных фундаментах.

Ленточные фундаменты и их армирование

Армирование представляет собой закладку в опалубку (перед заливкой бетонной смеси) специальных стержней, которые можно разделить на рабочие и конструктивные. Первые представляют собой продольные пруты – диаметр арматуры в этом случае подбирается по нормам или расчётным способом. Поперечное или конструктивное армирование выбирают в соответствии с требования нормативной документации.

Подсчет количества арматуры

Сколько потребуется металлической арматуры для фундамента проще всего рассчитать на примере основания размером 10х10 м. Поскольку каркас арматуры – один из наиболее дорогостоящих элементов основания, чтобы избежать лишних расходов, надо особенно тщательно рассчитать расход арматуры на куб или на весь фундамент. Обычно для того, чтобы рассчитать необходимое количество арматуры используется следующая формула: L=4xP, где:

  • «L» — это то количество материала, которое необходимо для продольных несущих стержней арматуры;
  • «Р» — это периметр фундамента.

Используется в данном случае арматура диаметров от 10 до 12 мм. Прутья надо располагать двумя поясами, надежно соединенными один с другим.

Каждый такой пояс представляет собой арматурную сетку с диаметром ячейки около 20 см. При условии, что толщина каркаса составляет порядка 20 см, длина перемычек должна быть 25 см.

Если произвести несложные расчеты, расход арматуры рассчитать оказывается довольно просто: на 10 м плиты надо 51 металлических стержней, длина каждого из которых составляет 10 м. Для перпендикулярной сетки нужно аналогичное количество прутьев. Итого общий расход арматурных прутьев составит для одного пояса 102 прута. Сколько надо прутьев для второго арматурного пояса, сосчитать будет еще проще: 102х2 – 204.

Арматура – залог прочности ленточного фундамента

Название этого типа фундамента определяет его суть. Ленточный фундамент представляет собой ленту – как бы продолжение стен здания вниз. Внутреннее пространство ленточного фундамента иногда занимает грунт (он попросту не вынимается), а иногда занимается всевозможными вспомогательными помещениями и техническими этажами.

Бетон своеобразный материал. Его прочностные характеристики сильно отличаются в зависимости от приложения вектора силы. Данный материал прекрасно выдерживает сжимающие нагрузки, но из рук вон плохо – нагрузки растягивающие. Ещё хуже бетон сопротивляется изгибу. Так прочность бетона на растяжение в 15 раз меньше прочности на сжатие.

Проблему решают добавлением бетону каркаса (скелета) из стальной арматуры. Закалённая сталь превосходно, в отличие от бетона, держит растягивающие нагрузки.

Располагая в цементной массе стальную арматуру по линиям предполагаемых растягивающих нагрузок, изготовитель получает материал с совершенно новыми свойствами – железобетон. В отличие от простого бетона железобетон хорошо выдерживает нагрузки на растяжение, железобетонные балки и стержни отлично справляются с изгибающими нагрузками, сносно работают также на скручивание.

Арматура – залог прочности ленточного фундамента

Основным элементом арматуры в частном строительстве является пруток. Со времён СССР изготовление прутка регламентируется ГОСТ 5781-82. Прут в основном изготавливается ребристым (периодический профиль) реже гладким. Рёбра прутка предназначены для лучшего сцепления с бетонной массой. На заводах пруток нарезают на отрезки 6 или 12 метров.

В последнее время на рынке активно продвигается арматура из различных полимеров. В чём разница со стальным материалом? Если вкратце, то полимерная арматура хороша для конструкций с умеренными нагрузками, она долговечнее стальной, так как не подвержена коррозии. Однако ни одно производство плит перекрытия или лестничных пролётов не перешло пока на использование пластиковой арматуры. Надёжность и прочность нового материала пока близко не догнала «классику».

Читайте также:  Гидроизоляция фундамента: оптимальный выбор технологии

Вот таблица с характеристиками распространённых в строительстве диаметров стальной ребристой арматуры.

Диаметр арматуры в миллиметрах Один погонный метр арматуры весит кг В одной тонне арматуры  погонных метров Площадь сечения прутка, м2
6 0,222 4 505 0,0000283
8 0,395 2 532 0,0000503
10 0,617 1 621 0,0000785
12 0,888 1 126 0,0001131
14 1,120 826 0,0001539
16 1,580 633 0,0002011
18 2,000 500 0,0002545
20 2,470 405 0,0003142
22 2,980 336 0,0003801
25 3,850 260 0,0004909
28 4,830 207 0,0006158
32 6,310 158 0,0008042
36 8,000 125 0,0010179
40 9,870 101 0,0012566

Схема армирования

Расположение арматуры в ленточном фундаменте в поперечном сечении представляет собой прямоугольник. И этому есть простое объяснение: такая схема работает лучше всего.

Армирование ленточного фундамента при высоте ленты не более 60-70 см

Схема армирования

На ленточный фундамент действуют две основные силы: снизу при морозе давят силы пучения, сверху — нагрузка от дома. Середина ленты при этом почти не нагружается. Чтобы компенсировать действие этих двух сил обычно делают два пояса рабочей арматуры: сверху и снизу. Для мелко- и средне- заглубленных фундаментов (глубиной до 100 см) этого достаточно. Для лент глубокого заложения требуется уже 3 пояса: слишком большая высота требует усиления.

Для большинства ленточных фундаментов армирование выглядит именно так

Чтобы рабочая арматура находилась в нужном месте, ее определенным образом закрепляют. И делают это при помощи более тонких стальных прутьев. Они в работе не участвуют, только удерживают рабочую арматуру в определенном положении — создают конструкцию, потому и называется этот тип арматуры конструкционным.

Схема армирования

Для ускорения работы при вязке арматурного пояса используют хомуты

Как видно на схеме армирования ленточного фундамента, продольные прутки арматуры (рабочие) перевязываются горизонтальными и вертикальными подпорками. Часто их делают в виде замкнутого контура — хомута. С ними работать проще и быстрее, а конструкция получается более надежной. Для ленточного фундамента используют два типа прутка. Для продольных, которые несут основную нагрузку, требуется класс АII или AIII. Причем профиль — обязательно ребристый: он лучше сцепляется с бетоном и нормально передает нагрузку. Для конструкционных перемычек берут более дешевую арматуру: гладкую первого класса АI, толщиной 6-8 мм.

В последнее время появилась на рынке стеклопластиковая арматура. По заверениям производителей она имеет лучшие прочностные характеристики и более долговечна. Но использовать ее в фундаментах жилых зданий многие проектировщики не рекомендуют. По нормативам это должен быть железобетон. Характеристики этого материала давно известны и просчитаны, разработаны специальные профили арматуры, которые способствуют тому, что металл и бетон соединяются в единую монолитную конструкцию.

Схема армирования

Классы арматуры и ее диаметры

Как поведет себя бетон в паре со стеклопластиком, насколько прочно такая арматура будет сцепляться с бетоном, насколько успешно эта пара будет сопротивляться нагрузкам — все это неизвестно и не изучено. Если хотите экспериментировать — пожалуйста, используйте стекловолокно. Нет — берите железную арматуру.

Схема армирования

Диаметр прутьев для плитного основания

Схема армирования ленточного фундамента.

Плитный фундамент – основание, состоящее из сплошной монолитной бетонной плиты, расположенной под всем зданием. Используется при строительстве на неустойчивой почве, хорошо подходит для ее выравнивания. Применяется для возведения многоэтажных зданий. Иногда его называют плавающим, так как он способен сглаживать неровности площадки под строительство.

Для монолитного основания нужно использовать ребристые пруты класса А-III, размер сечения которых 14-16 мм. Чем выше дом, тем больше следует выбрать и диаметр арматуры. Она укладывается в два ряда в виде сетки, соединяемыми между собой вертикальными прутами. Если грунт под зданием твердый, то фундамент можно делать с применением каркасного материала толщиной 10 мм, но это минимальный допустимый размер. Для скрепления арматуры между собой лучше выбрать вязальную проволоку, а не сварку.

Читайте также:  Все о реконструкции фундамента: Реставрация и методы- Фото и Цена

Сеточный каркас

В последнее время, благодаря новейшим разработкам, появился способ, который дает возможность изготавливать в домашних условиях сеточный каркас. Его можно изготовить, используя специальный пистолет, который может соединить прутья арматуры отожженной металлической проволокой 1 — 3 мм диаметром.

Применение таких агрегатов дает возможность значительно снизить срок выполнения работы (на каждое соединение тратится до 2 секунд), и, кроме того, увеличить их качество – перекос или деформация каркаса в этом случае невозможны благодаря стабильному усилию затяжки проволоки. Кроме того, как положительный фактор применения таких пистолетов можно назвать то, что с ним работать может и любитель. Все что необходимо сделать, — это закрепить насадку и после этого нажать на кнопку.

При креплении арматуры также необходимо соблюдать правила, которые дают возможность получить прочный арматурный каркас.

Внешний край каркаса должен немного выступать за опалубку. В результате создается необходимая толщина (минимально 50 мм).

Также необходимо предусмотреть пространство между дном траншеи и каркасом. Для выполнения этой работы чаще всего применяют специальные пластиковые насадки. Если нельзя использовать эти элементы, то подкладывают под каркас деревянный брус или кирпичи, а после этого крепят к грунту проволочными штырями, которые не позволяют при заливке фундамента сместиться арматуре.

Заливать фундамент можно только хорошо очистив от ржавчины, грязи, пыли, мусора арматурный каркас и опалубку, посторонние элементы могут существенно усложнить схватывание бетона.

Возможные последствия

Фундамент непрерывно испытывает сильные нагрузки: верхняя часть подвергается сжатию, нижняя часть испытывает растяжение. Лишив основание арматуры, вы сознательно уменьшаете способность выдерживать нагрузки на растяжение более чем в 10 раз.

Стены дома, фундамент которого залит без арматуры, не имеют прочной связки между собой, что чревато появлением большого количества крупных трещин между ними. Со временем здание может очень быстро прийти в негодность.

В процессе обязательной усадки дома, длящейся не менее 5 лет, фундамент без арматуры может потрескаться не выдержав нагрузок. Небольшая деформация грунта, морозное пучение почвы и расширение ее при намокании могут привести к плачевным последствиям, которые невозможно предотвратить.

Возможные последствия

Обычно дома, не имеющее арматуры, обладает крайне недолгим сроком эксплуатации.

Часто вслед за фундаментом деформируются и разрушаются коммуникации дома, в частности канализация. Подвал дома подвергается затоплению при малейших осадках.

Какой диаметр арматуры нужен для ленточного фундамента

Многие строители очень любят делать «как все» и потому не вдаваясь в подробности используют 12 мм арматуру в 2 или 3 пары (в зависимости от высоты ленты и собственного представления «крепости» конструкции).

На самом деле, все гораздо проще.

В соответствии со СНиП 52-01-2003 при устройстве железобетонных конструкций площадь поперечного сечения рабочей арматуры не должна быть менее 0,1% от общей площади бетона.

Рабочая арматура для ленточного фундамента – это продольная (поперечные вертикальные или горизонтальные практически не работают).

Таким образом, для ленты фундамента высотой 80 см и шириной 40 см, площадь арматуры должна быть не менее 80*40*0,001=3,2 Это общая площадь сечений прутов.

А какой именно диаметр использовать – решайте сами.

Если говорить о той же 12 мм арматуре, то ее площадь сечения составляет 1,131 , то есть для ленты 80*40 см, ее нужно будет не менее 3,2/1,131 = 3 прутов. То есть 4 прута – явно с запасом. Можно подобрать более оптимальный диаметр. Напомним, речь идет о стальной арматуре. Последнюю можно заменить на композитную в соответствии с данными из таблицы выше.

Вертикальные и горизонтальные перемычки выполняются из гладких прутов. При пролете (высоте) не более 80 см можно использовать гладкую арматуру диаметром 6 мм, при высоте свыше 80 см следует использовать конструктивную арматуру диаметром 8 мм и более.

Нужно ли армировать ленточный фундамент?

Основной материал, из которого делается лента — бетон. Он выдерживает высокое давление, но не обладает эластичностью и не выдерживает растяжений или изгибов.

Жесткость и неподвижность основания обеспечивает арматурный каркас, установленный внутри бетонной ленты и не позволяющий ей изменять свою конфигурацию. Он представляет собой фигуру в виде пространственной решетки, которая собирается из специальных стержней в определенном порядке.

Принцип работы каркаса прост — его конструкция повторяет несколько уменьшенную форму ленты. При появлении изгибающих нагрузок арматурные прутки, расположенные внутри, работают на растяжение и удерживают бетонную отливку от перелома.

Без них лента сломается при сезонных подвижках почвы.

Где искать информацию

Нередко в интернете на специализированных сайтах располагаются типовые проекты, в которых изображаются разрезы конструкций с подробным указанием расположения арматуры, её видами и шагами.

В качестве отступления можно сказать, что в прежние времена армирование предполагало использование только металлических прутьев, но благодаря развитию технологий, выбор расширился. Поэтому в настоящий момент на усиление оснований идут два типа арматуры: металлический и стеклопластиковый.

Насколько пластиковая арматура для фундамента превосходит стандартный металл? В чём их отличие и в какой мере один тип превосходит другой?

Что касается металлического типа. Исходя из своего названия, он представляет набор стальных прутьев различного диаметра и вида поверхности. Чаще всего в работе задействуют стрежни, у которых круглая форма сечения. А для того чтобы прочность изделия (фундамента) повысилась, прутки выбирают с ребристой винтовой поверхностью.

Стеклопластиковый тип арматуры. Эта разновидность представляет композитные стержни. Выпуск таких изделий начали ещё в 70-х годах прошлого столетия.

Но, несмотря на относительную давность, использовать их при устройстве оснований строители стали совсем недавно. На изготовление арматуры идёт стеклопластик.

Определиться в вопросе какая арматура для фундамента лучше, легче всего по техническим характеристикам материала. Специалисты утверждают, что стеклопластик имеет определённые преимущества.

  • Основное превосходство стеклопластика над металлическими прутками заключается в превышающих значениях плотности стержней и высокой стойкости к коррозии.

Данный тип арматуры уже начал вытеснять металлический, но процесс вытеснения пока идёт медленно. Большинство строительных организаций пока предпочитают работать с проверенным металлом.

Определяют арматуру по диаметру. Сечения металлических прутков, необходимых для армирования фундаментов варьируются в параметрах от 5 до 32 мм. У стеклопластиковых стержней величина сечения от 4 до 20 мм.

Виды, количество и длины прутьев устанавливаются на стадии проектирования. Благодаря такому подходу есть возможность разработать наиболее оптимальный вариант при возведении подземных бетонных конструкций, представляющих основания любых зданий или сооружений.

Где искать информацию

Зная, как рассчитать арматуру для фундамента, проектировщики могут рационально проводить подбор материалов. Могут определить места заложения каркасов, диаметры основных стержней и дополнительных для сварки сетки.

Металл стоит дорого, а величина нагрузок на фундамент очень высока. Если здание высотное, расход арматуры исчисляется тоннами. Поэтому важно произвести расчёты таким образом, чтобы соблюсти нормы расхода, обеспечивая при этом необходимую прочность основания и не получить перерасход.

В частном случае, когда закладка фундамента проводится при монтаже загородного дома, арматуры требуется значительно меньше. Но здесь также, как и в большом строительстве, важно не затратить лишних средств.

Рациональность в подборе сечений арматурных стержней, распределении их перед заливкой бетонной смесью, имеет большое значение. Владельцу всегда хочется знать, сколько придётся затратить денег. Определённые знания помогут частнику сбалансировать расход финансов.

Каждый определённый тип фундамента: ленточный, плитный либо другой тип, предполагает индивидуальный подбор диаметра арматуры для фундамента.

В загородном строительстве для оснований чаще применяют прутки сечением от 8 до 16 мм. Форма поверхности стержней не менее интересна и важна для определения прочностных характеристик железобетона.

Для тех, кто занимается проектированием, актуально не только знать, как выбрать арматуру для фундамента, но и какой тип поверхности стержней лучше использовать.

Предлагаем ознакомиться Как правильно запаривать веники для бани

Выше уже упоминалось, что для большей прочности бетона используют ребристую поверхность металлических прутков. Это один из двух известных типов. Второй представляет гладкую поверхность. Его значимость несколько ниже. Бетон, армированный металлическими стержнями с гладкой поверхностью, не воспринимает основных нагрузок.