Как делать армирование фундамента своими руками?

Существует только два типа фундаментов, которые подходят для строительства практически любых зданий: свайный и плитный. Они позволяют возводить здания на грунтах с плохими характеристиками с минимальными затратами. Монолитную плиту в качестве фундамента стоит выбрать по многим причинам, но чтобы она была прочной и надежной необходимо выполнить ее грамотный расчет.

Для чего нужно армировать фундамент

Фундамент чаще всего деформируется из-за неравномерной нагрузки или пучения грунта под воздействием низких температур. Если конструкция состоит из бетона, то следует учитывать его характеристики: высокие показатели прочности на сжатие и низкую прочность на разрыв. Для компенсации последнего качества используется схема каркаса, которая монтируется из металлических прутьев для армирования. Сталь обладает более высокой устойчивостью к растяжению, что помогает фундаменту выдерживать повышенные нагрузки.

Верхняя часть конструкции фундамента под весом здания сжимается, нижняя растягивается при замерзании грунта, вследствие чего в области растяжения могут появиться трещины. Поэтому арматура укладывается в нижней и верхней части фундамента. В армированном бетоне цементный раствор сопротивляется сжатию, металл — процессу растяжения. Укладывать прутья посередине нет смысла, так как там повышенной нагрузки не наблюдается.

При возведении фундамента особое внимание необходимо уделить тем частям конструкции, которые выделяются на пристройки и эркеры. Для армирования бетона в этих областях используются согнутые под определенным углом прутья на примыкающие стены. Металл не должен выступать за опалубку или уходить в грунт, расстояние между прутьями не должно превышать 5 см. Для соединения можно использовать только проволоку (но не сварку). Форма каркаса из арматурных прутьев должна быть квадратной (прямоугольной).

Типы арматуры, используемой в фундаменте

Для заливки фундамента используется бетон. Но этот материал хоть и отличается высокой прочностью и долговечностью, является довольно хрупким. Поэтому дополнительно он укрепляется арматурой. Раньше в основном использовались только металлические прутья, однако современные технологии расширили выбор.

Сегодня для укрепления фундамента применяются 2 основных вида арматуры:

  1. Металлический. Представляет собой стальные прутья. Наиболее часто используются стрежни, имеющие круглую форму сечения. Для улучшения прочностных характеристик прутки имеют ребристую винтовую поверхность.
  2. Стеклопластиковый. Композитные прутки были изобретены еще в конце 70-х гг. XX века, однако стали использоваться при строительстве фундамента сравнительно недавно. Постепенно начали вытеснять металлический тип. Изготовлены они из прочного стеклопластика. Главное преимущество таких стержней заключается в стойкости к коррозии, чего не скажешь о стальных прутках.
Типы арматуры, используемой в фундаменте

Арматура для фундамента

Какая арматура лучше: металлическая или стеклопластиковая? Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки. Кроме того, второй вариант появился недавно, и на практике пока не доказаны его долговечность и прочность.

Основным параметром арматуры является ее сечение (диаметр). Металлические прутки выпускаются диаметром от 5 до 32 мм, стеклопластиковые — от 4 до 20 мм. Благодаря этому можно подобрать оптимальный вариант под строительство любого здания или сооружения, обеспечивая при этом необходимую прочность основания.

При возведении частных домов используются стальные стержни диаметром 8-16 мм. То, какую арматуру использовать при заливке фундамента, зависит и от его типа. Для ленточного, плитного, свайного оснований стальные стержни подбираются отдельно.

Использование стальных стержней при возведении домов

Кроме того, металлическая арматура подразделяется на 2 вида: с ребристой или гладкой поверхностью. Первый вариант используется в зонах, на которые приходятся растягивающие нагрузки. Гладкие стержни применяются, как правило, в качестве соединительных перемычек. И на них не оказывают воздействие основные нагрузки.

Типы арматуры, используемой в фундаменте

Различается арматура для фундамента и по марке стали. Для изготовления прутков может применяться углеродистая и низколегированная сталь. Марка материала выбирается потребителем либо указывается непосредственно самим заводом-изготовителем.

То, какая арматура нужна для фундамента, зависит от множества факторов. Необходимо учитывать тип грунта, сезонные деформации, мощность строящегося здания и все нагрузки. Не меньшее значение в выборе типа прутков имеет и вид основания (ленточное, плитное, буронабивное).

Читайте также:  Армирование столбчатого фундамента под стальную колонну

Особенности армирования

Армировать фундамент научились еще несколько сотен лет назад. В 1867 году французский инженер занимался простым делом – лепил из бетонного раствора цветочные горшки.

Он был далек от строительной сферы и занимался больше декоративными вещами. Лепка крупных цветных горшков из бетона казалось делом прибыльным и довольно простым. Однако в процессе работы инженер столкнулся с проблемой. Рост растения провоцировал рост корней. Объем массы в горшке увеличивался постоянно, с определенными интервалами. Рано или поздно бетон растрескивался, что приводило к разрушению конструкции.

Выйти из положения помогли металлические кольца больших диаметров. Во время одного из экспериментов кольца были внедрены в структуру горшка, как первый пример армирования бетона. К удивлению удачливого инженера, горшок выдержал постоянный рост растения, не дав ни одной трещины. Это и навело его на мысль об армировании бетонных конструкций.

Новой идее все еще понадобилось некоторое время для распространения и признания, но процесс уже был необратим. Результаты его мы видим сейчас – большинство многоэтажных зданий и практически все несущие конструкции создают из железобетона.

к оглавлению ↑

Схема армирования

Принцип действия и применяемая схема армирования довольно проста, но в то же время удивительно эффективна. Армирование – значит создание своеобразного скелета для фундамента.

Осуществляют его как на заводе, в момент выливания железобетонных конструкций, так и непосредственно на площадке, в процессе формирования монолитного железобетона. Мы будем рассматривать второй вариант, ведь только так можно вязать арматуру с помощью крючка или сварки своими руками.

Вязка каркаса для ленточного фундамента

Для армирования нужно использовать определенную рабочую технологию. Называется она – вязка арматуры. Для осуществления вязки нужно расположить стержни в правильном порядке, а затем связать их закаленной проволокой.

Читайте так же: как делается ручная вязка арматуры для фундамента?

Формируемый за счет вязки арматурный каркас нужно использовать, как самый настоящий скелет будущей конструкции. То есть погрузить его внутрь опалубки и затем залить бетоном.

Монолитный бетон прекрасно схватывается с арматурой, особенно ребристой. Именно ребристую арматуру нужно использовать при армировании.

Для создания правильного каркаса надо продумать расход металлической или стеклопластиковой арматуры и спроектировать рабочую схему. Схему надо подбирать в зависимости от того, какую конкретно конструкцию вы планируете строить.

Схема армирования ленточного фундамента отличается от схемы армирования плитного фундамента или перекрытия, и это надо понимать.

Стандартная схема предусматривает, что стержни нужно вязать внахлест, перекрещивая друг с другом, стараясь полноценно заполнить полость бетонной конструкции. К счастью, спроектировать ее можно своими руками, или же посмотреть подходящие образцы в интернете.

к оглавлению ↑

Изучение характеристик грунта

Перед тем как приступить к расчету любого типа фундамента определяют характеристики основания под него. К основным и наиболее важным моментам относят:

  • водонасыщенность;
  • несущую способность.

При строительстве крупных объектов перед началом разработки проектной документации выполняют полноценные геологические изыскания, которые включают в себя:

  • бурение скважин;
  • лабораторные исследования;
  • разработку отчета о характеристиках основания.

В отчете предоставляются все значения, полученные в ходе первых двух этапов. Полный комплекс геологических изысканий стоит дорого. При проектировании частного дома в нем чаще всего нет необходимости. Изучение почвы выполняются двумя методами:

  • шурфы;
  • скважины.

Отрывку шурфов выполняют вручную. Для этого лопатой выкапывают яму, глубиной на 50 см ниже предполагаемой отметки подошвы фундамента. Почву изучают по срезу, определяют примерно тип несущего слоя и наличие в нем воды. Если грунт слишком насыщен водой, рекомендуется остановиться на свайных опорах под здание.

Второй вариант изучения характеристик основания под дом выполняют ручным буром. Анализ проводят по кускам почвы на лопастях.

Важно! При проведении мероприятий необходимо выбирать несколько точек для изучения. Они должны располагаться под пятном застройки. Это позволит наиболее тщательно изучить тип почвы.

Определившись с основанием, для него выясняют оптимальное удельное давление на грунт. Величина потребуется в дальнейшем расчете, пример которого представлен далее. Значение принимают по таблице.

Тип исследуемого грунта Оптимальное удельное давление на грунт, кг/см2
Песок пылеватый и мелкий 0,35
Песок средней крупности 0,25
Супесь* 0,50
Суглинок 0,35
Пластичная глина 0,25
Твердая глина* 0,50
Читайте также:  7 советов по выбору вида фундамента для частного дома

*При данном типе грунта основания более экономичным может оказаться ленточный вариант, поэтому нужно рассчитать смету на два типа фундамента и выбрать тот, который будет стоить дешевле.

Проектирование армирования в монолитном плитном фундаменте

Производится по той же методике и с помощью значений той же таблицы, что и для ленточных фундаментов, за исключением нескольких нюансов, которые нужно обязательно учитывать: Монолитные плиты армируются каркасом из двух арматурных сеток, все стержни в которых являются рабочими; Для определения минимальной площади рабочих продольно и поперечно лежащих стержней необходимо принимать во внимание соответствующие им площади сечения фундаментной плиты. Для заливки плит не используется рабочая арматура диаметром менее 12 мм., а конструктивная вертикальная – менее 6 мм.; Шаг рабочих стержней в сетке составляет обычно 20х20 см. Толщина заливаемой плиты напрямую зависит от передаваемой на неё нагрузки от здания, но не рекомендуется изготавливать такой фундамент толщиной менее 20 см. Обычная для среднего размера частных домов толщина плитного фундамента – 25-30 см.; При подсчёте объёмов закупаемого материала необходимо учесть длины арматурных выпусков для последующей заливки стен подвала;

Крепление стержней между собой лучше проводить при помощи вязальной проволоки, что обеспечивает уверенную совместную работу арматурных стержней и бетона как в продольном, так и поперечном направлении. Арматурный каркас нужно собирать с учётом обеспечения защитного слоя бетона толщиной не менее 25 мм. сверху и снизу. Несоблюдение этого правила может вылиться в коррозию арматуры под воздействием грунтовых вод.

Требования к арматуре для ленточного фундамента

В качестве продольной арматуры для мелкозаглубленных фундаментов используют стальную или композитную арматуру с профилированной поверхностью. Профили на стержнях обеспечивают передачу большей нагрузки от изгибающегося бетона на арматурный стержень, чем при гладкой поверхности стержня.

Обычно используют стержни диаметром от 10 до 16 – 18 мм.

Для поперечного армирования обычно берут гладкие стержни диаметром 6 – 8 мм.

Количество стержней, их диаметр, шаг арматуры при установке, толщину защитного слоя, способы и конструкции для армирования углов фундамента и мест пересечения с внутренними несущими стенами должен рассчитывать профессиональный строитель, имеющий высшее образование и практику в этом деле. Он же и отразит принятые решения в чертежах ленточного фундамента, в т. ч. и разработает схему армирования ленточного фундамента.

В СНиП 52-01-2003 по бетонным и железобетонным конструкциям в п. 5.3 изложены требования к арматуре как стальной, так и композитной.

Стальная арматура может быть гладкая и профилированная, горячекатаная, профилированная упрочненная термомеханически, холоднодеформированная, т. е. упрочненная механически без нагревания.

Чем соединять

При укладке армирующих поясов продольные и поперечные составляющие необходимо каким-то образом соединять. Это делают двумя способами: сваркой и вязкой с помощью проволоки.

Сварка — быстрый способ, но не самый лучший. Дело в том, что местах, которые подверглись  воздействию высоких температур, сталь более подвержена коррозии. Это в условиях укладки в бетон — очень плохое качество.

Соединять арматуру можно при помощи сварки или проволокой

Если и еще один минус сварного соединения арматуры — во время заливки или трамбовки раствора есть довольно реальные шансы нарушить соединение. Оно обычно носит точечный характер и обломать его можно.

Чем соединять

Соединенные сваркой элементы каркаса имеют большую прочность, но такое основание лишено возможности реагировать на подвижки грунта. А это ведет к образованию напряжений в бетоне и появлению трещин. Потому делаем вывод: на пучнистых и сыпучих грунтах лучше использовать вязку.

Вязка арматуры при помощи проволоки проводится вручную. Есть некоторые приспособления, облегчения процесса — крючки, клеши, пистолеты. Но все равно процесс занимает приличное количество времени.

Подробнее о том, как вязать арматуру для фундамента, читайте тут.

Укладка, вязка, дистанционные пробки и прочие тонкости

Армирующий каркас в большинстве случаев собирают так:

  1. На дно котлована укладывают продольные стержни нижней линии армирования.
  2. Связывают их между собой с перехлестом в 20 номинальных диаметров, а на поворотах скрепляют Г-образными элементами той же толщины и с таким же перехлестом.
  3. Нижняя линия устанавливается на дистанционные пробки, формирующие нижний защитный слой.
  4. С установленным шагом вяжется поперечная конструкционная арматура. Это могут быть разнонаправленные П-образные хомуты или кольца прямоугольной формы. Важный нюанс: все стержни продольного армирования, включая вспомогательные, устанавливаются внутри хомутов, а не снаружи.
Укладка, вязка, дистанционные пробки и прочие тонкости

Остается только пропустить в хомуты верхнюю полосу основного армирования, подвязать ее и разделить грани конструктивным продольным армированием. Все элементы рекомендуется скреплять проволочной вязкой, предпочитая ее дуговой сварке. После регулировки защитных слоев можно загружать плиты утеплителя и заливать бетон.

Читайте также:  Забирка столбчатого фундамента своими руками

Соотношение параметров

Армирование фундамента своими руками – дело кропотливое и нелегкое, однако, обладая необходимыми знаниями, можно осуществить этот процесс. Это позволит заметно сэкономить на работниках, а также строитель будет точно знать, какие материалы и расчеты использовались при возведении конкретного сооружения. Если речь идет о банях, то минимальное общее сечение продольных прутов арматуры не может составлять ≤ 0,1% площади сечения ленты фундамента. То есть, если ленточный фундамент имеет сечение 12000×500 мм (площадь сечения равняется 600000 мм2), то общая площадь всех продольных прутков должна составлять не менее 600000×0,01%=600 мм2.

Соблюдая все эти нехитрые правила армирования ленточного фундамента можно добиться наилучших результатов. Главное — выдерживать все показатели и значения, иначе проблем в строительстве попросту не избежать. При наличии информации площади сечения ленты фундамента, а также площади сечения арматурного прутка, можно произвести подсчеты. В сети существует множество информации по этому поводу. Например, вот такая таблица:

Соотношение параметров

Исходя из этой информации можно провести расчеты легко и быстро. Армирование ленточного фундамента своими руками становится простым и доступным, если опираться на данные из этих расчетов.

В качестве дополнительной страховки можно принимать несколько лишних квадратных миллиметров. Они защитят от случая нарушения технологий вязки производителем или при изготовлении некачественного бетона. С диаметрами стержня для фундамента также необходимо четко определиться. Для этих целей используется данная таблица:

Самостоятельное армирование ленточного фундамента требует соблюдения всех технологий расчета. Придется использовать множество таблиц и готовых соотношений для того, чтобы добиться лучших результатов.

Соотношение параметров

Параметры арматуры для фундамента

Количество и размеры стального прутка зависят от нескольких факторов:

  • Типа фундамента (плитный, свайный, ленточный).
  • Типа грунтов (пучнистые, сыпучие, горные породы, плотные основания и т.п.);
  • Веса самого здания (типа используемого строительного материала, этажности).

Первым делом, нужно определиться с тем, какой диаметр арматуры использовать для фундамента. Чем сложнее грунты, тем больше потребуется размер прутков. Так для легкого дома на хорошем, устойчивом, непучнистом грунте используют арматуру 10-12 мм диаметра. Если дом будет тяжелым, или грунт пучнистый или сыпучий, требуется уже 14-16 мм.

Параметры арматуры для фундамента

Выбор диаметра арматуры для фундамента зависит от типа грунтов и массы здания

Для плитных фундаментов используют большие диаметры — наиболее распространенный в частном домостроении —  14 мм, для ленточных будет достаточно 12 мм, а для столбчатых 10 мм. Но это для нормальных не очень сложных грунтов и зданий небольшой массы.

Шаг укладки арматуры

Аналогично дело обстоит с шагом укладки арматуры. Для армирования плитных основания  он изменяется в пределах 20-30 см. Чем тяжелее дом и сложнее грунт, тем меньше шаг. Конкретное количество требуемого прутка считается исходя из габаритов и условий эксплуатации. Поясов армирования, как правило два: верхний и нижний.

Шаг укладки арматуры также зависит от будущих нагрузок и типов грунтов

В ленточных фундаментах основную нагрузку несут горизонтальные направляющие. Их для лент шириной 30 — 40 см достаточно по две вверху и внизу.  Если ширина больше, используют в одном ряду три или четыре прутка.

Параметры арматуры для фундамента

Горизонтальных рядов в ленточных фундаментах почти всегда два: один на 5 см ниже верхнего края, второй на 5 см выше нижнего. Соединяют их в единую конструкцию поперечными перевязками. Их шаг должен быть в районе 30-50 см. Чаще или реже — зависит от грунтов или массы здания.

Схема расположения прутков в столбчатых основаниях, зависит от диаметра столбов. Тут важно, чтобы от прутков до края столба было не менее 5 см. Горизонтальные перевязки нужно ставить тоже примерно раз в 50 см.