Способ изготовления решеток методом связывания превосходит технику сварки арматуры, поскольку при сварке возникают локальные перегревы, что отрицательно сказывается на прочности.
Основные схемы армирования фундаментных плит
Бетонные основания обладают высокой устойчивостью к сжимающим нагрузкам, что делает этот материал очень востребованным в сфере современного строительства. Однако у него есть и определённые недостатки. Непластичная структура бетона не может эффективно справляться с высокими растягивающими нагрузками, что приводит к образованию трещин при изгибе, если не принять меры по его усилению. В зависимости от типов фундаментов применяются различные схемы армирования, которые способствуют повышению прочности и долговечности конструкций.
Распределение нагрузок от здания и грунта происходит неравномерно, отчего проектирование конструкций должно учитывать все действующие силы. Например, под несущими стенами и углами здания нагрузки значительно выше, чем в центральной части.
Каркас из арматурной сетки располагают по всей толщине плиты. Если высота плиты не превышает 15 см, то обычно достаточно одного слоя армирования. В случаях, когда высота плит больше, необходимо создавать полноценный каркас. Для лёгких зданий с небольшими нагрузками может быть выбрано расстояние между ячейками до 40 см; для массивных каменных строений это расстояние уменьшают до примерно 20 см для большего усиления.
Шаг между стержнями не должен превышать величину высоты плиты более чем в 1,5 раза.
В частном строительстве, как правило, используют два рабочих горизонтальных слоя, между которыми размещают вертикальные вспомогательные элементы. Такая схема обеспечивает надёжное взаимодействие между уровнями и способствует равномерному перераспределению нагрузок. На участках, где наблюдается повышенное сжатие, размер ячеек следует уменьшать в два раза, что улучшает прочностные характеристики как каркаса, так и основы.
Для того чтобы плитный фундамент мог выдерживать как продольные, так и поперечные нагрузки, в основном используется рифлёная стальная горячекатаная арматура диаметром от 12 до 16 мм. Для малонагруженных сооружений возможно применение стержней с минимально допустимым сечением. Максимальный диаметр арматуры рекомендуется использовать при значительном увеличении сборных нагрузок. Также гладкостенные стержни диаметром 6–8 мм подходят для хомутов и перемычек. Конструкция с ячеистой структурой и правильным шагом обеспечивает стабильность строения даже на неустойчивых грунтах.
Расчёт количества арматуры для плиты размером 6х6 метров с ячейками 0,2 м:
- Для указанного размера плиты рассчитывается, что требуется 6:0,2=30 прутов плюс 1 дополнительно (в итоге 31 стержень).
- Горизонтальная сетка формируется из парных перпендикулярных элементов, следовательно, количество стержней будет тем же (всего 62 единицы в каждом слое).
- Армирование в два слоя потребует 62х2=124 прута на плиту размером 6х6 метров.
Общий метраж арматуры вычисляется исходя из длины стандартных стержней, которая может составлять 6 или 12 метров. В данном случае это выглядит так: 124х6=744 метра.
- Для соединения слоёв необходимы вертикальные перемычки, концентрируемые в местах пересечений (31х31=961 элемент).
- Длину этих элементов определяем по высоте плиты. Например, при толщине в 20 см и отступе по 5 см с каждой стороны, остается 10 см.
- Таким образом, общий метраж прутков для соединений составит 961х0,1=96,1 метра.
- В результате получаем: 744+96,1=840,1 метра.
На практике также следует учитывать зоны усиления с меньшим шагом. Если арматуру измеряют по весу, то используют усреднённый показатель: один погонный метр стержня весит приблизительно 0,66 кг.
Армирование ленточного фундамента
Как правило, высота ленточного фундамента не превышает 40 см, что подразумевает, что длина вертикальных элементов составит 30 см с учётом отступов по 5 см. В качестве горизонтальных стержней используются рифлёные стальные арматурные прутки диаметром от 10 до 16 мм, а для перемычек — гладкие стержни диаметром от 6 до 8 мм. Как и в предыдущем случае, основная нагрузка на ленту идет от контактных поверхностей: верхней от здания, боковых и нижней со стороны грунта, что делает середину менее нагруженной.
Для компенсации этих сил разрабатывают каркас из двух связанных поясов, если глубина заложения фундамента не превышает одного метра. Если же речь идет о глубоком заложении, то каркас формируется из трёх уровней для повышения прочности. Углы и участки соединения с простенками становятся наиболее уязвимыми, поэтому необходима специальная схема перевязки с захлёстом прутков, минимальное расстояние между которыми должно составлять 60 см. Если для загибания арматуры не хватает длины, ставят дополнительные хомуты. Для нагруженных сооружений, с целью усиления в углах дома под несущими стенами, рекомендуется применять нахлёст на расстояние не менее одного метра.
Правила армирования плитного фундамента
Основные требования для создания монолитной плиты прописаны в документе 52-101-2003. В рекомендациях даются советы по размещению и вязке арматурных сеток, а также указания о необходимых подставках для формирования нижнего защитного слоя. К этому пункту относится запрет на использование прутков с отслаивающейся ржавчиной.
Стержни с периодическим сечением обеспечивают высокую адгезию; использование вязальной проволоки выглядит более надёжным, чем применение пластиковых хомутов. Однако процесс армирования следует начинать поэтапно: с выбора рациональной схемы, расчета сечения прутков и фиксации каркасов с помощью специальных крепежных элементов.
Схемы армирования
В рекомендациях СП 63.13330 для железобетонных конструкций имеется особый раздел по созданию основных несущих конструкций (10.4). В частности, для плитного фундамента указаны следующие требования:
- арматуру укладывают в двух направлениях (сетка с ячейкой 30 х 30 см максимум), соединяют методом вязки проволокой или сваркой;
- сетки располагаются максимально близко к верхней и нижней граням с учётом защитного слоя в 3 см;
- П-образными хомутами перевязывают стержни сеток в местах их торцевых соединений;
- в местах установки монолитных стен и колонн предусмотрены выпуски вертикальных стержней или анкеровка при помощи крючков для усиления плиты;
- под несущими стенами размер ячейки уменьшается в сравнении с остальными участками плиты;
- допускается разряжение ячейки сетки в центральной части до минимально допустимого процента армирования (0,3%).
Правильное расположение сеток можно осуществить с учетом боковых защитных слоев (минимум 4 см между прутком и опалубкой), а также мест размещения узлов ввода коммуникаций (это актуально для ненадёжных плит).
На практике, для малоэтажных коттеджей обычно используют структуру:
- сетка из 8 мм арматуры в верхнем слое;
- аналогичная сетка в нижнем слое;
- усиление ребер УШП или гладкой плиты (с толщиной 30 см и более) каркасами по периметру из 10–14 мм стержней с периодическим сечением.
Это обусловлено отсутствием сил пучения при использовании теплой отмостки, кольцевого дренажа вокруг фундамента и заменой слабого грунта на нерудные материалы на глубину от 40 см. Рекомендуемый размер ячейки в разряженной части не должен превышать 1,5 от толщины плиты, под стенами размер может составлять в диапазоне 10×10 — 20×20 см. В случаях отсутствия подбетонки нижний защитный слой увеличивается до 5–7 см.
Проемы
В ненадежных плитах невозможно избежать проемов в монолитной конструкции для ввода инженерных систем, хотя данный вопрос слабо освещён в специальной литературе. Индивидуальному застройщику стоит ориентироваться на рекомендации по проектированию ж/б зданий:
- вырезание отверстий в сварных сетках с загибом стержней вверх;
- окаймление проемов, превышающих 30 см, диагонально расположенными к ячейкам сетки прутками диаметром 10–14 мм;
- усиление периметра отверстий не требуется, если их размер не превышает 15 см.
В плитах глубокого заложения узлы для ввода коммуникаций отсутствуют по умолчанию. В целях повышения ремонтопригодности инженерные системы, такие как канализация и водоснабжение, пронизывают стены подвала.
Сопряжение плита/лента
Правильное соединение стержней арматуры в опалубке заглубленного плитного фундамента с подвалом возможно с учётом ряда условий:
Какая арматура нужна для плитного фундамента
Каждый пруток, который используется в каркасе фундамента, должен соответствовать требованиям ГОСТ 5781, принятому в 1982 году. Арматура, как и большинство строительных материалов, имеет свою классификацию:
- AIII – соответствует маркировке A400 и A500, имеет переменное сечение, в бытовом использовании именуется рифленкой;
- AII – соответствует классу A300, сечение периодическое, разряженное;
- AI – новая маркировка A240, гладкое сечение.
Наиболее часто в продаже можно встретить стержни класса A500С (предназначенные как для сварных сеток, так и для каркасов) или A500. Арматура с индексом С на конце подходит как для сварки, так и для вязки, без индекса — только для вязки.
В силу сложности расчётов и небольших размеров зданий в малоэтажном строительстве часто используют упрощённые схемы. Для армирования применяют две сетки, размещенные на расстоянии не менее 10 см по вертикали, с равными ячейками. Если застройщик хочет сэкономить на заливке плиты, следует обратиться к специалистам, которые смогут выполнить расчёт минимально необходимого армирования, использовать меньшую арматуру в центре фундамента и усилить периметр, включая места прохода внутренних стен.
Если размеры фундамента превышают 3 метра по любой стороне плиты, рекомендуется использовать прутки с диаметром не менее 12 мм. Для определения минимального сечения используется следующая методика:
- расчет сечения плиты – длина, умноженная на толщину (например, 6 м х 0,3 м = 1,8 м²);
- вычисление минимально допустимой площади сечения прутков – предыдущую цифру делят на минимально допустимый процент армирования (например, 0,3% для бетона марки В20, 0,15% для марки В22,5 и 0,1% для В15), для данного примера: 1,8 м²/0,15 = 12 м²;
- расчет площади арматуры в каждом ряду – результат делится пополам (в нашем случае 12 м²/2 = 6 м²);
- определение минимально допустимого сечения прутка в зависимости от шага сетки, для примера это 6 м²/31 стержень через 20 см для плиты длиной 6 м = 0,2 м².
В ГОСТ 5781 приведена таблица сортаментов с сечениями арматуры различного диаметра. Например, для 14 мм, 12 мм и 10 мм значения составляют примерно 1,54 м², 1,13 м² и 0,785 м² соответственно. Таким образом, даже 10 мм арматура обеспечит в два раза больше значения по проценту армирования по сравнению с минимально необходимым. Вязка производится на пятне застройки после раскладки.
После этого необходимо правильно подсчитать общее количество металлопроката каждого диаметра. Стержни обычно продаются длиной 11,7 м, а нахлест при продольной анкеровке составляет 40 диаметров арматуры. Длина заготовки для каждого П-образного хомута рассчитывается как 5 толщин плиты, их количество совпадает с общим числом продольных и поперечных стержней в одной сетке. Длину можно пересчитать в килограммы, используя таблицы из того же ГОСТ, которые имеются на каждом строительном рынке.
Верхняя сетка устанавливается на подставки, которые используются наиболее часто в частном строительстве:
- паук – П-образный хомут с изогнутыми в разные стороны лапками;
- поддерживающий каркас – L-образная решетка.
Длина каждой из них рассчитывается индивидуально с учётом 2 шт/м².
Технология армирования плитного фундамента
Монтаж можно начинать, когда территория подготовлена, гидроизоляция уложена, и опалубка успешно установлена. Арматурную сетку для фундаментов высотой 150 мм удобнее собирать непосредственно на стройплощадке, а арматурный каркас — отдельной конструкцией, чтобы затем установить его на место.
Если каркас собирается непосредственно в приямке, необходимо установить подпорки для арматуры, чтобы она не касалась гидроизоляции, и следовать правилам заливки.
Для residential строительств чаще всего применяется фундаментная плита, высота которой составляет 200 мм или 300 мм.
Сначала собирается две арматурные сетки, укладывая пруты под прямым углом друг к другу, с шагом, полученным в результате расчетов. По мере укладки стержни связывают или сваривают между собой. В случае нехватки длины прута, укладываются два более коротких, с нахлестом не менее 40 диаметров рабочей арматуры. Например, для прутка диаметром 12 мм нахлест должен составлять 48-50 см. Свободные концы каркаса анкеруют любым доступным способом.
На торцевых частях каркаса возможно создание обвязывающих конструкций П-образными хомутами. Для этого из металлического прута изготавливают хомут, концы которого имеют длину не менее 50 диаметров рабочей арматуры или не менее двух высот самого фундамента. Ширина средней части равняется ширине самой фундаментной плиты, уменьшенной на 6 см, чтобы соблюсти правила заливки.
В средней части плиты добавляют дополнительное усиление с помощью специальных гнутых элементов, что показано на рисунке. Длина концов этих элементов также составляет не менее 50 диаметров рабочей арматуры, а ширина — не менее 20 см.
Используя эту технологию армирования плитного фундамента, вы обеспечите достаточную прочность фундамента на воздействие крутящего момента, особенно когда при поднимании одной стороны основания возникают действия на пучинистой почве.
Подготовка к вязке стержней для фундамента типа монолитная плита
Готовясь самостоятельно выполнять вязку арматурных стержней, следует выполнить несколько подготовительных этапов:
- Рассчитать степень усилий, которые будут действовать на основе фундамента. Это сложная задача, лучше обратиться к специалистам.
- Подобрать марку арматурной проволоки и определить размеры сечений стержней. Угол изгиба стержней зависит от их класса и диаметра.
- Расчитать требуемое количество проволоки для формирования каркаса и оценить потребность в арматуре. При определении этой потребности следует опираться на схему вязки.
- Определиться со способом выполнения вязальных работ. Стоит заранее подготовить соответствующие инструменты и проволоку для вязания.
Перед началом работу следует разработать чертёж или рабочий эскиз арматурного каркаса.
Как укладывается арматурная сетка для плиты
При укладке арматуры крайне важно обеспечивать постоянное расстояние между арматурной решеткой и бетонной поверхностью, равное 3-5 см. Это необходимо для предотвращения коррозии и разрушения арматурного каркаса при проникновении влаги через капилляры. Для гарантирования необходимой толщины защитного слоя используют специальные фиксирующие элементы, изготовленные из пластика или металла.
Алгоритм укладки арматуры выглядит следующим образом:
- Проверьте соответствие размеров установленной опалубки.
- Уложите элементы нижнего уровня решетки на фиксирующие подставки.
- Уложите поперечную арматуру.
- Свяжите сетчатую решетку нижнего уровня.
- Закрепите вертикальные стержни к нижней сети.
- Свяжите верхнюю сетку аналогично нижней.
При недостаточной длине арматурных прутков, для соединения их между собой следует выполнять стыковку с нахлестом, величина которого должна в 40 раз превышать диаметр их сечения. Например, для арматурных стержней диаметром 10 мм этот перехлест составит 400 мм.
Расположение армирования согласно СНиП
Величина защитного слоя бетона
Согласно строительным нормам металлическая арматура защищена бетонным слоем. Эта защита влечет за собой множество преимуществ:
- Обеспечивает одновременную работу бетона и арматуры.
- Создает надёжное анкерное крепление стержней и их стыков.
- Предотвращает влияние влаги и химических веществ на металл.
Согласно СНиП для монолитного железобетонного элемента в грунтах вокруг рабочей арматуры защитный слой составляет 40 мм, тогда как вокруг конструктивной арматуры — 35 мм. Для плитного фундамента, как правило, предусмотрены два уровня армирования; нижний из них располагается близко к грунту, поэтому его защитный слой будет составлять 40 мм, а верхний уровень арматурных сеток расположен со стороны закрытых помещений (по пол), таким образом, защитный слой составляет 25 мм.
Плотность армирования
Зависимость плотности армирования определяется гибкостью элемента, которая равна отношению длины элемента к его высоте (L/h). При гибкости элемента меньше 5 (для прямоугольных сечений) СНиП рекомендует плотность армирования на уровне 0,1 % от площади сечения. Если же гибкость увеличивается до 25 и выше, плотность армирования возрастает до 0,25 % от площади сечения.
Таким образом, чем тоньше и длиннее платформа фундамента, тем выше ее гибкость, а значит, требуется более высокая плотность армирования.
Помимо основного армирования, следует также проектировать конструктивное усиление, не менее 0,025 %.
- В местах изменения сечения плиты (например, переход к ребрам жесткости).
- По границам платформы, где концентрируются растягивающие силы.
- В областях потенциального продавливания (под перегородками, опорами).
Расстояние между стержнями
Для усиления платформы фундамента применяют сварные металлические сетки. Важно отметить, что плотность армирования по площади не будет одинаковой повсеместно. Для достижения расчетной плотности усиления монтируют сетки с различными размерами ячеек и отдельно выполняют конструктивное усиление отдельными стержнями.
Если толщина ж/б платформы не превышает 15 см, комбинируется один уровень сеток с добавлением конструктивного усиления.
Для платформы толщиной более 15 см, её усиливают сварными каркасами арматурной схемы из двух ярусов сеток, которые соединяются друг с другом поперечными связями. Соединения сеток производятся с нахлестом 15-20 см, которые рекомендовано связывать вязальной проволокой.
Так как на бетонную платформу рабочие нагрузки будут действовать как в продольном, так и в поперечном направлениях, то расстояние между ними будет равномерным, то есть ячейки городятся в квадратной форме.
По СНиП, при толщине платформы до 15 см расстояние между стержнями должно составлять 200 мм, таким образом размер ячеек будет 200×200 мм. При толщине более 15 см максимальное расстояние между стержнями составит 1,5*h, но не превышая 400 мм. То есть для толщины 25 см размер квадратной ячейки составит 370 мм.
К диаметру поперечных связей предъявляют требование равняться 0,25 наибольшему диаметру стержней сетки и лежать в пределах 6 мм. Поперечные связи размещаются с шагом 300 мм.
В местах потенциального продавливания поперечные связи располагаются с минимальным шагом как минимум равным толщине платформы. Эти участки будут нести поперечные нагрузки, возникающие при крутящих моментах. Концы поперечных связей должны быть надежно анкерованы сваркой либо обхватом, но не вязальной проволокой. Места крепления требуют мощной прочности, чтобы не терять прочность каркаса.
На краях каркаса устанавливаются П-образные хомуты с шагом не более 400 мм. Концы хомутов могут обхватывать до четырёх крайних продольных стержней сетки.
Расчет арматуры для плитного фундамента
Пример: Рассчитаем метраж, вес и диаметр арматурного проката для плоской плиты без ребер размером 8 х 8 метров, толщиной 0,25 м.
По предварительному расчету плотность армирования составит 0,25 % от площади сечения.
Для продольного направления:
Находим площадь сечения в мм: 8000 * 250 = 2 000 000 мм².
Определяем площадь сечения стержней: 2000 000 мм² * 0,25% / 100 % = 5000 мм².
Согласно таблице в ГОСТе 34028—16, площадь стержня диаметром 10 мм равна 78,5 мм².
Находим количество стержней: 5000 мм² / 78,5 мм² = 64 шт.
Теперь определяем расстояние между стержнями при двухуровневом армировании: 64 / 2 = 32 шт. в ряду. 8000 / 32 = 250 мм.
Получается два яруса сеток с квадратными ячейками размером 250 x 250 мм.
Для поперечного направления будет также 64 штуки, поскольку ширина платформы идентична.
Общее количество составит 128 штук проката по 8 метров каждый. Умножаем и определяем общую длину: 1024 метра.
Согласно ГОСТ вес одного метра проката диаметром 10 мм равен 0,617 кг. Умножаем вес 1 м на общую длину: 1024 м * 0,000617 т = 0,632 тонны.
К весу металлического проката добавляется вес проката для хомутов и конструктивного усиления.
- Сетка сварная
- Сетка оцинкованная
- Рабица
- Дорожная сетка
- Сетка кладочная
- Арматурная сетка
- Штукатурная сетка
- Сетка в рулонах
- Строительная
- ЦПВС
- Тканая сетка
- Арматурные каркасы
- Закладные детали
- Противоподкопные сетки
Изготовление арматурных каркасов по индивидуальным чертежам
