Правильное армирование ленточного фундамента

Ленточные основания — самый распространенные фундаменты для загородного дома, а также других, сравнительно небольших, построек. Причиной популярности являются:

• универсальность, которая делает такой фундамент подходящим для сооружений любой конфигурации;
• возможность обустроить подвал или подземный гараж, сэкономив на отдельном возведении стен;
• нет необходимости использовать технику, в отличие от работ по сооружению основания со сваями;
• простота конструкции таких фундаментов значительно упрощает процесс их возведения. Сделать своими руками такой тип оснований могут даже непрофессионалы в данной области.

Вместе с тем у фундамента ленточного есть и ряд своих недостатков:

• при строительстве на нестабильном или вспучивающемся грунте придется закладывать глубокий фундамент, и изготавливать дополнительные конструкции, что потребует больших материальных вложений;
• в отличие от столбчатой или свайной, ленточная конструкция подразумевает прокладку под всей постройкой, что также ведет к повышенным тратам.

С назначением таких фундаментов все более-менее понятно. А для чего требуется армирование ленточного фундамента? Все мы знаем, что у бетона, который применяют для изготовления фундамента относительно высокие прочностные характеристики. Он способен выдерживать довольно значительные по величине нагрузки. В бетонных конструкциях, в которых отсутствует арматура, являются сравнительно хрупкими элементами любой постройки. Под воздействием разнонаправленных сил они трескаются и раскрашиваются. Чтобы избежать этого, в бетон закладывают каркас из арматуры. Последние могут быть металлическими или композитными. По своим качествам она значительно прочнее и обладает более чем 200-кратным превосходством по своей способности противостоять разрыву или растяжению. Бетон и уложенные в него арматурные прутья называют железобетоном.

Чтобы железобетон был максимально прочным и долговечным необходимо соблюсти несколько условий:

1. Подобрать марку бетона, подходящую по своим физико-механическим свойствам к условиям строительства: типу постройки, виду грунта, климатическим условиям и так далее.
2. Приобрести арматуру, которая диаметром, маркой стали или входящими в состав полимеров материалами соответствует определенному классу прочности.
3. Соблюсти технологию армирования, заливки бетонной смеси и процедуру высушивания фундамента.

Ниже пойдет речь о том, как правильно армировать ленточный фундамент; какие правила армирования ленточного фундамента существуют.

Схема армирования

Схема армирования ленточного фундамента — что это такое и как правильно выбрать схему армирования. Что такое схема армирования? Схема подразумевает собой расположение арматурных прутьев в фундаментах. В ленточных основаниях поперечное сечение представляет собой вытянутый по вертикали прямоугольник. Соответственно и армирование фундамента будет таким же. Это самый оптимальный вариант в отличии, например, от квадратной конфигурации. Причина в действующих на фундамент силах, которые давят на него снизу вверх и сверху вниз. Первая — это сила вспучивания почвы при отрицательных температурах. Вторая — сила тяжести постройки. Давление на боковые стороны значительно меньше, поэтому в поперечном сечении ленточный фундамент может быть достаточно тонким.

Как правильно армировать ленточный фундамент, сколько армирующих поясов требуется для оснований такого типа?

Важно! Надо сразу сказать, что правильное армирование довольно непростой и сложный процесс. Но если сделать его согласно существующих требований и правил, то основание прослужит без проблем очень долго.

Армирование ленточного фундамента позволяет ему спокойно выдерживать воздействие давящих на него внешних сил и нагрузок. В основаниях такого типа делают несколько поясов армирования, которые проходят вдоль всей конструкции. Если заглубление составляет меньше 1 м, то достаточно двух поясов. При большей глубине изготавливают 3, и более, опоясывающих уровня.

Для фиксации стержней, входящих в арматурный каркас для фундамента, их скрепляют более тонкими металлическими прутьями или хомутами. Вспомогательные стержни используются только для удержания в нужном положении рабочих элементов. Продольные пруты вяжут с поперечными вертикальными и горизонтальными стержнями под прямым углом.

Вместо них можно сделать замкнутый хомут. Кроме удобства изготовления, это позволит сделать конструкцию более прочной.

Арматура, применяемая для изготовления ленточного основания

Арматурный каркас любого ленточного фундамента довольно часто делают из металлических хлыстов — ребристых и гладких. Гладкие стержни, относящиеся к классу AI, применяют в качестве перемычек. Эта арматура более дешевая. Но из-за того, что ее диаметр не превышает восемь миллиметров, она плохо сцепляется с бетоном, использовать ее в качестве основной арматуры в ленточном фундаменте невозможно. В качестве арматуры в ленточный фундамент подойдут прутья, относящиеся к классу AII и AIII. Их рельефная поверхность способствует прочному соединению металла с бетоном.

Кроме металлопрокатных изделий на рынке имеется композитная полимерная арматура, которая подразделяется на:

• углекомпозитную;
• базальтокомпозитную;
• арамидокомпозитную;
• стеклокомпозитную;
• комбинированную.

Такие изделия стоят недорого, весят меньше, не подвержены воздействию коррозии и устойчивы к кислотам и щелочам. Однако профессиональные строители предпочитают использовать проверенную временем стальную арматуру.

В следующем разделе рассмотрим, как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента.

Вязка арматуры

Как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента рассмотрим ниже в данном разделе.

Правильная вязка прутьев арматуры для ленточного фундамента позволяет получить единую и надежную конструкцию.

Вязка арматуры под ленточный фундамент выполняется с помощью специальных инструментов и приспособлений. Список таких инструментов и приспособлений для вязки арматуры включает в себя:

1. Резьбовые и обжимные муфты, которые используют для соединения стыкующихся стержней.
2. Фиксаторы, не требующие дополнительных крепежных элементов.
3. Пластиковые хомуты. Эти крепления позволяют выполнить монтаж быстро и не подвержены коррозии. Хотя некоторые профессионалы считают их ненадежными и считают, что связка в таком случае будет ненадежной.
4. Сварка. Это еще один вариант, вызывающий споры. Минусом считается то, что место воздействия высоких температур быстрее ржавеет. А сварочные швы менее прочны и лопаются под воздействием нагрузок. Хотя профессиональные сварщики, работающие на крупных промышленных объектах, могут связать арматуру большого диаметра с чрезвычайно высоким качеством, используя такой способ.
5. Вязальная проволока диаметром от 2 до 3 мм.

Для работы с вязальной проволокой используются специальные схемы узлов. Их невозможно выполнить, не имея специальных инструментов, к которым относятся:

1. Вязальный пистолет. С помощью этого устройства обеспечивается самая быстрая вязка металлических или полимерных стержней. Пользоваться им сможет даже новичок. Отрицательными моментами являются: высокая цена, большой расход проволоки; неудобство работы в ограниченном пространстве.
2. Крюки для вязки проволоки. Кроме обычных, похожих на загнутый гвоздь с рукояткой, инструментов, выпускаются автоматические крюки с винтовым механизмом. С таким крючком удобнее работать, но при этом остаются длинные хвосты проволоки.

Если нет возможности воспользоваться вязальным пистолетом или крючком, то монтаж помогут сделать проверенные народные «девайсы». Для этого понадобятся плоскогубцы и загнутый гвоздь. Правда выполнить качественно большой объем работы с таким «механизмом» вряд ли удастся.

Вязка арматуры включает в себя следующие операции:

• Проволоку нарезают отрезками длиной примерно 30 см;
• Отрезок сгибают посередине так, чтобы с одной стороны получилась петля, а с другой были 2 открытых конца проволоки;
• Получившийся элемент проводится под местом скрепления продольных и поперечных прутьев по диагонали;
• Концы проволоки и петлю скручивают между собой руками на один полуоборот;
• Крюк вставляют в петлю и делают от 3 до 4 оборотов, после чего крюк извлекают;
• Торчащие концы загибают внутрь арматурной решетки.

Правильная вязка

Как правильно вязать арматуру в углах таких фундаментов кратко рассмотрим в данном разделе. В углах таких оснований арматура вяжется с помощью: болгарки, прутьев, газосварочных и электроаппаратов. Главное требование для 1-го этапа — выполнение правильного расчета. Потому что именно от него зависит необходимый объем арматурных стержней, их диаметр и оптимальный вариант скрепления.

Сначала надо сварить 2 контура. Расстояние от внешнего периметра траншеи до 1-го контура составляет 5 см. Расстояние второго контура от внутреннего края точно такое же, как т для первого контура. Сварку в угловых точках проводить запрещено. Сгибают прутья под углом 900. Все сгибы при этом разогреваются. Использование сварки допустимо в армирующей конструкции только в местах с небольшими по силе нагрузками.

После этого конструкцию надо уложить на дно траншеи. Вертикальные стержни устанавливаются в угловых точках. Прутья надо вбивать в грунт, как можно глубже. После этого контур соединяется с вертикальными стойками с помощью сварки. Верхнюю часть армированного основания так же делают из 2-х контуров.

Простой вариант соединения в таком случае не подойдет. Обязательное требование — применение гнутых элементов. Эти элементы продолжают продольные прутья армокаркаса и должны выступать за угол на 600-700 мм. Когда прутья недостаточно длинные, можно закреплять их хомутами. При этом сторона хомута не должна быть меньше пятидесяти диаметров используемых стержней.

Надо понимать — усиление углов и примыкающих мест позволит конструкции выдерживать большие по силе нагрузки. Прямая связка продольных стержней недопустима. Связывая таким образом прутья вы не обеспечиваете конструкцию достаточной прочностью. Связанный таким образом армокаркас прослужит недолго и толку от него будет мало.

Виды анкеровки во время перевязки

На характер соединения оказывают влияние характеристика стержней и участков конструкции. Чтобы согнуть арматуру можно использовать тиски или спец. станки.

Типы анкеровок:

• Прямая связка — самый нежелательный вариант. Использование такого типа допустимо только при возведении легких сооружений. Делают ее с помощью наложения прутьев внахлест, потом данные места перевязывают проволокой. Тут требуется обеспечение максимальной жесткости, ведь именно она поможет исключить возможные сдвиги. Последние возникают при заливке бетонного раствора.
• Крюк.
• Лапка.
• Петля.
• Приваривание поперечин.
• Используя стальные уголки или шайбы.

С помощью двух последних вариантов анкеруют только продольные прутья. Если нет другого варианта, то свяжите такие прутья с помощью сварки. Это допустимо и проблем с использованием такого метода соединения возникнуть не должно. Для связываемых прутьев разного диаметра лучше использовать лапку или прямую анкеровку.

Расчет нормативов армирования

Все работы, производимые во время постройки дома, регулируются различными ГОСТами и СНиПами. Армирование ленточных фундаментов так же регулируется данными регламентирующими документами. Регулируется все, включая: минимальное количество прутьев, диаметр и шаг арматуры, шаг вязки.

Определение диаметра прутов

Согласно нормативов — общая площадь сечения стержней арматуры должны быть не менее, чем 0.1% площади поперечника ленточного основания. Казалось бы, что из этого невозможно сделать вывод о диаметре одного конкретного прута. На самом деле это не очень сложно.

Сначала нужно определить площадь будущего фундамента. Для этого его ширина умножается на длину. Затем можно узнать, чему равняется сумма сечений всех стержней. Потом, исходя из количества прутов, находится площадь (сечение) каждого из них. А далее простые математические действия позволят данную площадь перевести в диаметр.

Рассмотрим это на простом примере одного пояса ленточного основания высотой 40 см. и шириной 40 см. Итак, площадь такого поперечника, если умножить 400 на 400, составит 160 000 мм². Соответственно 0.1% этой площади будет равняться 160 мм². Общую сумму сечений всех прутов нашли. Учитывая, что для таких размеров ленточного фундамента необходимо 4 продольных стержня, сечение одного находится путем деления 160 на 4. Получается 40 мм². Осталось найти диаметр одного прута. Он вычисляется по формуле:

где:

• D — диаметр прута;
• S — поперечное сечение одного стержня;
• π — постоянная величина, равная 3.1415.

Подставив известные значения в формулу, определяем, что диаметр прута сечением 40 мм² равен 7.14 мм. Именно таким должен быть нижний предел размера арматуры для фундамента шириной 400 мм. в нашем примере. Однако диаметр профильного металлопроката класса AII A(300), который допускается использовать при возведении индивидуальных жилых домов, начинается от 10 мм. Поэтому его и нужно использовать. Хотя можно применять пруты большего диаметра, но это приведет к лишним, нецелесообразным тратам.

Диаметр стержней для других размеров фундамента находят аналогичным образом. А выбрать конкретную арматуру поможет таблица классов арматурной стали, которая есть в интернете. Разобравшись с тем, какой поперечный размер должен быть у стальных элементов армокаркаса, переходим к определению шага установки прутов, т.е. расстояния, на котором можно располагать такие элементы друг от друга.

Шаг установки

То, на каком расстоянии должны располагаться продольные и поперечные пруты ленточного фундамента также определяется нормативами. Существуют специальные методики расчета, но можно поступить проще. Тем более, что есть простая и проверенная на практике рекомендация. Согласно нее — расстояние между 2-мя продольными стержнями арматурной сетки не может быть больше 30–35 см.

Следует лишь учитывать требование для крайних металлических элементов. Они должны быть покрыты слоем бетона толщиной около 5 см. Это необходимо для защиты от воздействия влаги, возможной коррозии. Толще чем 5 см. делать данный слой не рекомендуют, так как удаленные от арматуры участки начнут разрушаться.

Для примера возьмем фундамент шириной 50 см. Принимая во внимание, что с каждой стороны необходимо оставить по пять сантиметров, находим, что для основания шириной 50 см. ширина арматурного каркаса составит 40 см. Так как минимальное расстояние между продольными прутами должно быть не более 35 см, необходимо разместить параллельно и равно удаленно три стержня (два с краев и один посередине). Нетрудно догадаться, что край решетки будет располагаться на расстоянии 20 сантиметров от середины центрального прута.

Для вспомогательных поперечных стержней или хомутов все тоже предельно просто. Их размещают на расстоянии 300 мм. друг от друга. Это требование соответствующего СНиПа.

Количество прутов

Начинать подсчет необходимо с продольных линий. Для этого нужно к длине всех наружных стен прибавить длину всех внутренних, под которыми планируется монтировать фундамент. Полученное значение показывает длину одной арматурной «нитки». Ее необходимо умножить на количество планируемых. Так, в рассмотренном выше примере, с определением диаметра прута, их будет 4. К получившейся общей длине нужно прибавить еще 20%. Это необходимо сделать, учитывая неизбежный перехлест арматуры на стыках.

После определения общей длины продольных стержней, необходимо рассчитать количество арматуры, которая требуется для изготовления поперечных креплений. Расчет арматуры для таких креплений можно сделать, используя следующий способ. Нужно посчитать, сколько уходит материала на одну перемычку. Далее умножаем их на общее количество (помним, что располагать их надо через 300 mm.) и прибавляем все те же 20%. Чтобы получить общую протяженность прутов, прибавляем длину перемычек к длине продольной арматуры.

Узнав общую длину, переходим к расчету требуемого количества хлыстов. Для этого общее значение делится на единицу, в которой производится арматура. Так, металлические пруты выпускаются длиной по 11.7 м. Композитные могут быть 3 или 6 м в длину, а также сворачиваться в бухты по 50 и 100 м. Информация о том, в какой форме реализуется требуемая арматура, находится в открытом доступе на сайтах строительных магазинов.

Армирование отдельных элементов

Укладка каркаса из металлических или полимерных стержней не всегда возможна на идеальных для ленточного фундамента почвах. Необходимо оборудовать углы будущего фундамента и проблемные участки, к которым относятся грунты с низкой или недостаточной несущей способностью. В последнем случае применяется, так называемое, подошвенное армирование.

Армирование углов

Углы являются слабым местом ленточных фундаментов. Из-за воздействия силы тяжести сразу двух стен эти элементы конструкции требуют усиления. Достигается это путем перевязки угловых фрагментов определенным образом, который позволяет выдерживать повышенные нагрузки.

Нельзя просто перехлестнуть и связать два сходящихся в углу стержня. Обвязку таким способом делать нельзя, так как это не усилит конструкцию и считается браком в работе строителей. Дополнительное усиление угловых точек позволит сделать:

• уменьшенное в 2 раза расстояние между поперечными перемычками;
• установка П- и Г-образных опор.

Подобным образом армируются не только наружные стыки. Точно такой же вариант используется и для внутренних угловых стыков.

Армирование подошвы

Подошва ленточного фундамента изготавливается в случае строительства объекта на неустойчивых, неплотных почвах, подверженных интенсивному вспучиванию. Большая площадь нижней части ленты снижает давление и не позволяет зданию просаживаться.

Как и другие части, подошва армируется. Обычно делают два пояса арматуры, но при небольшой степени вспучиваемости грунта хватит и одного. Каркас подошвы изготавливают из того же вида стержней, что и сама лента. Расстояния между продольными и поперечными элементами также аналогичны расстояниям в ленте.

Делаем опалубку

Правильный армокаркас позволит не только существенно упростить процедуру армирования, но так же позволит удешевить стоимость всего проекта за счет того, что вам не придется тратить деньги на лишние объемы бетона.

Рассмотрим, как можно сделать опалубку для ленточного фундамента своими руками:

• Выбираем материал. Если высота основания небольшая, то найти нужный материал довольно просто. Можно использовать: фанеру, древесно-волокнистую или ориентировочно-стружечную плиту, дерево. Главное требование — прочностные параметры материалов. Для высокого фундамента (1.5 м и выше) опалубку делают из металла, так как нагрузка от бетона в таких основаниях значительная и деревянная конструкция может просто не справится с ними.
• Готовим основание. Если уже есть готовая траншея, то необходимо сделать уплотнение подошвы основания. Для этого надо насыпать песок толщиной 15 см, потом 40–50 мм. бетонной смеси. Последняя используется для выравнивания поверхности.
• Согласно имеющегося проекта на строительство надо установить колышки вдоль всего периметра траншеи по ширине планируемого основания, которые позволят удерживать нижнюю часть опалубки. Потом надо сделать монтаж распорок. Они должны быть не меньше 70 процентов от высоты самой конструкции. При этом распорки по высоте должны быть в два раза выше высоты основания.

Жесткость конструкции опалубки должна быть максимальной. Максимальные зазоры между ее элементами 3 мм. Тогда во время заливки основания жидкая смесь не будет вытекать из нее. Иначе прочностные характеристики фундамента будут довольно низкими.

Применяемые технологии для сборки армокаркаса

Армокаркас ленточных оснований начинают собирать после изготовления опалубки. Вязку можно производить как в самой траншее, так и около нее, соединяя несколько элементов и закрепляя блоками уже в котловане. И тот, и другой вариант имеет свои достоинства и недостатки.

Сборка каркаса около траншеи:

Плюсы:

• использование инструментов любых размеров;
• можно располагать пруты так, как это наиболее удобно для их связывания.

Минусы:

• для переноса тяжелой конструкции необходима помощь других людей;
• не всегда получается сделать армирование с высокой точностью.

Теперь о плюсах и минусах сборки в траншее:

Плюсы:

• возможность изготовления каркаса, максимально точно соответствующего профилю опалубки;
• нет необходимости переносить и устанавливать тяжелые конструкции, а собирать их в одиночку, сэкономив на наемных работниках.

Минусы:

• теснота при работе в узкой траншее;
• опасность травмирования в результате обвала грунта при подготовке к заливке глубокого фундамента.

Какой вариант выбрать, каждый решает сам. И в том, и в другом случае можно изготовить качественное армирование, позволяющее добиться необходимой прочности железобетона.

Итог

Надо понимать, что изготовление каркаса для фундамента — длительный и трудоемкий процесс, который лучше все же доверять профессионалам. Однако изготовить ленточный фундамент своими руками сможет даже один неподготовленный человек. Главные требования — правильный расчет, а так же тщательный монтаж без спешки и какой-либо экономии на материалах. Этот начальный этап строительства является не менее важным, чем все остальные, а возможно и самым важным. Ведь если неправильно сделать стену или крышу, их сравнительно легко можно привести в порядок. А ошибка во время установки фундамента может привести к необходимости ремонта как стен, так и кровли. Не исключено и обрушение всего дома. Поэтому когда делаете монтаж основания не торопитесь, выбирайте только качественные и надежные материалы.