Виды армирования и выбор арматуры для фундамента

Фундамент здания относится к числу самых ответственных конструкций. Чаще всего, его изготавливаются из монолитного железобетона, комбинированного строительного материала, оптимальным образом сочетающего достоинства бетона и стали. Необходимость использования такой составляющей, как арматура, связана с тем, что бетон способен выдержать существенные нагрузки на сжатие, но при этом недостаточно прочен при изгибающем напряжении.

Материалы для армирования ленточного фундамента

Так как продольные элементы армирующего пояса будут нести основную нагрузку, их делают из более прочной арматуры. На то, какая нужна арматура для ленточного фундамента частных домов, влияет структура почвы, на которой будет построен дом. Так, для скальных и каменистых грунтов можно использовать пруток 10 см, а для участков с мягкой почвой лучше выбрать пруток диаметром 12 – 16 и более см. Ребристая поверхность арматуры обеспечит лучшее сцепление с бетоном, поэтому гладкие материалы для этих целей не подойдут.

Вертикальные и поперечные части конструкции, которые являются связующими звеньями основы, несут гораздо меньшую нагрузку, поэтому для них можно использовать материал меньшего диаметра и не обязательно с рифленой поверхностью:

Материалы для армирования ленточного фундамента
  • Пруток ребристый диаметром 8 – 10 мм.
  • Гладкая катанка диаметром от 6 мм.
  • Пруток стальной из проволоки ВР.
  • Вязальная проволока.

Состав и строение композитной арматуры

Прутки стеклопластиковой арматуры – это пучок стекловолокна толщиной 15 микрон каждое, пропитанный эпоксидными или другими смолами и имеющий рифленую поверхность для лучшего сцепления с бетоном. В правильно устроенном прутке должен быть центральный стержень из волокон, который оплетается по спирали вторым слоем стекловолокна.

Вид материала волокна определяет свойства и название арматуры. Кроме стекловолоконной, встречаются углепластиковые и базальтовые изделия.

Диаметр прутка арматуры находится в пределах 4-18 мм, а максимальная длина ограничена только настройками производственного оборудования. Плотность стеклопластика составляет всего 1,9 т/м3, а 1 кубометр стальной арматуры весит не менее 7 тонн. Благодаря этому свойству, композиты применяются в изготовлении легкого бетона с 60-х годов прошлого века. Средний срок службы — не менее 80 лет.

Рифленая поверхность арматуры способствует ее сцеплению с бетоном

Производство стеклопластиковых прутков для усиления бетона возможно только в заводских условиях, что снижает вероятность купить некачественный продукт, несоответствующий нормативным требованиям. Композитная арматура не ржавеет, не проводит электрический ток и экологична.

Какая бывает арматура

Арматура выпускается в основном из стали. Бывает она гладкая и профилированная — с особой формы ребристостью. Ребристая используется для распределения нагрузки, гладкая служит лишь для придания конструкции формы. То есть основой упор нужно делать на качество ребристого прутка.

Какая бывает арматура
Какая бывает арматура

Арматура бывает гладкая и ребристая

Какая бывает арматура
Какая бывает арматура

Не так давно на рынке появилась пластиковая арматура для фундамента. Она активно продвигается. Но мало кто из специалистов (продавцы не в счет) советует ее использовать. Если разбирать свойства одного и другого вида арматуры, то в реальности все достоинства и недостатки выглядят примерно так:

Какая бывает арматура
Какая бывает арматура
  • Сталь токопроводящая — пластики нет. Нельзя однозначно сказать, что токопроводимость — плохое качество. Его можно использовать, например, при устройстве заземления.
  • Пластиковая арматура в 4-5 раз легче и выпускается в бухтах. Это факт, но реально влияет он только на стоимость перевозки. Так как для массы железобетонной конструкции разницы нет, весит пруток 50 кг или 10.
  • Стальные пруты можно гнуть прямо на стройплощадке. С изделиями из полимеров такого делать нельзя. При необходимости по вашему заказу вам изготовят на заводе гнутые участки. На площадке самостоятельно это сделать нереально.
Какая бывает арматура
Какая бывает арматура

Пластиковая арматура — новинка рынка

Какая бывает арматура
Какая бывает арматура
  • Пластик химически нейтрален и не разрушается при попадании влаги в бетон. Это так. Но при соблюдении правил (не менее 50 мм бетона от прутков до поверхности) и стальное усиление стоит десятилетиями и не разрушается.
  • Сталь начинает плавиться при 600o Пластики размягчаются при 200-300oC.
  • Пластики имеют лучшие прочностные характеристики. Не совсем так. Они больше растягиваются при статических нагрузках. Сделаете плитный фундамент армированный пластиковой арматурой, а он через некоторое время провиснет: коэффициент удлинения у них в 10-11 раз больше, чем у стали. То же и с ленточным фундаментом: лента может провиснуть.
Какая бывает арматура

В общем, получается, следующее: для фундаментов пластиковую арматуру лучше не использовать. Слишком рискованная получается затея.

Читайте также:  Важные аспекты выбора и изготовления отливов для забора своими руками

Что такое арматура и ее основные свойства

Стержень представляет собой проволоку или прутья определенной длины и диаметра. В качестве материала для изготовления, как правило, применяется сталь различных марок. В последние годы применяется стеклопластиковая арматура, обладающая рядом преимуществ, по сравнению с традиционной металлической. Однако, область ее применения и доступность этой разновидности изделия пока сравнительно невелика.

Колонны из арматуры диаметром 14 мм

Арматура, которая используется при строительстве для создания железобетонных конструкций, делится на два основных типа – рабочую и конструктивную. В первом случае материал используется для увеличения прочностных параметров готового изделия. Он представляет собой продольные прутья, которые располагаются по длине фундамента. Основные параметры арматуры, от которых зависит несущая способность готовой конструкции – диаметр используемых прутьев и марка применяемой при изготовлении стали.

Арматура в ленточном фундаменте, вязка каркаса

Конструктивный тип арматуры применяется для того, чтобы обеспечить правильное расположение рабочих прутьев внутри фундамента или другого железобетонного изделия. Главное требование, которое предъявляется при этом – достаточная для обеспечения надежного соединения и закрепления в определенном месте прочность прутьев или проволоки, нередко применяемой в подобных целях.

МОЖНО ЛИ ОБОЙТИСЬ БЕЗ АРМАТУРЫ В ФУНДАМЕНТЕ

Фундамент без арматуры оказывается совсем неуместным, если грунты на участке застройки обладают некоторой подвижностью. Ленточный фундамент без армирования может просто быть разорван при подвижках земли.

Можно ли не армировать ленточный фундамент?

Ленточный фундамент без арматуры

Для некоторых типов грунтов категорически нет. Есть наглядный пример, при котором человек решил построить основание на глине, в том районе, где большинство строятся на сваях. В результате его ленточное основание оказалось разорвано в нескольких местах уже на следующий сезон. Арматура в фундаменте не только укрепляет прочность, но и придает эластичности.

Ленточный фундамент без арматуры имеет сниженный срок эксплуатации в большинстве случаев.

Нужна ли арматура в ленточном фундаменте?

В большинстве ситуаций нужна. Безальтернативно. Экономия на арматуре тут неуместна. Причем оптимальным способом скрепления армированного каркаса является вязка. С помощью специальной вязочной проволоки можно быстро создать качественный и прочный каркас. Если соединения скреплять с помощью сварки, то нарушается структура прута. Фундамент без армирования в процессе обязательной усадки, которая длится около 5 лет, с высокой вероятностью трескается. Поэтому экономия на материале каркаса недопустима.

Можно ли залить фундамент без арматуры?

Технически это вполне возможно и многократно производится. Но следует точно понимать, как работает армирование в основании здания или сооружения. Оно не позволяет касательным силам, которые развиваются во время морозного пучения, повредить целостность основания.

Значит, что фундамент может не иметь каркаса только при отсутствии подвижек грунта. В противном случае он обязателен.

Читайте также:  Для чего нужна подушка из песка и щебня под фундамент

Заключение

Для создания ленточного фундамента нужна стальная или композитная арматура. С ее помощью формируется каркасная конструкция, которая будет выступать в качестве основы для заливки бетона. По способу размещения арматура для фундамента делится на несколько типов — вертикальная, горизонтальная, поперечная. Нужно учитывать нормы СНиП 52-01-2003. Монтаж прутков выполняется на участке либо в цеху на верстаке. Во втором случае монтаж выглядит так — установка вертикальный элементов, формирование горизонтальных поясов, установка каркаса на участке, заливка бетона. Для соединения прутков друг с другом применяются хомуты, вязальный пистолет или сварка.

Используемая литература и источники:

  • Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения / Коллектив авторов. — М.: АСВ, 2014.
  • Индустриальные фундаменты зданий / М.Ф. Макарочкин, М.А. Ситников. — М.: Государственное издательство БССР, 1987.
  • Ищенко, И. И. Каменные работы и монтаж конструкций / И.И. Ищенко. — М.: Высшая школа, 2020.
  • Статья на Википедии

Металлолом и камни вместо арматуры

Когда вы решили армировать фундамент, но все-же хотите сэкономить, воспользуйтесь вместо арматуры камнями и металлоломом. Способ укрепления подойдет только хозяйственным постройкам (сараю, хлеву, гаражу) и на очень малоподвижном грунте.

Жилой дом на таком основании строить категорически нельзя. Основная задача при использовании такой «арматуры» — грамотное равномерное распределение ее по объему бетонной смеси.

Для улучшения сцепления с бетоном арматура имеет специальную ребристую поверхность, продольные и поперечные выступы, она крайне прочна и обеспечивает фундаменту устойчивость к растяжению и сжатию. Валуны, металлолом и некондиционный кирпич не обладают такими свойствами, поэтому их нельзя считать полноценной заменой арматурным прутьям.

Металлолом и камни вместо арматуры

Если решили сделать фундамент к малогабаритному сооружению, не стоит бежать в магазин и покупать дорогую арматуру. Вместо нее подойдут металлические изделия:

  • Уголки, бывшие в употреблении;
  • Швеллеры б/у;
  • Толстая проволока, различные металлические предметы.

Разумеется, не любой металл заменит арматуру, а лишь качественный, без видимых признаков коррозии и ржавчины.

Какая арматура нужна для фундамента

По материалу арматуру разделяют на два вида – стальную и композитную. Последняя появилась сравнительно недавно и, обладая рядом недостатков (как и преимуществ), на сегодняшний день редко применяется в частном строительстве.

Стальная арматура подразделяется на стержневую и проволочную. Для армирования ленточного фундамента применяется стержневая арматура периодического профиля в качестве основной (рабочей, ещё говорят «продольной») и гладкая в виде дополнительной (поперечной).

Рабочая арматура должна иметь хорошее сцепление с бетоном для обеспечения совместной работы. Такую арматуру делают с периодическим профилем, разделяя её на классы по прочности. По ГОСТу времён СССР для частного строительства применяется арматура класса A-III или её аналог по современному ГОСТу – A400. В качестве поперечной арматуры применяют гладкие стержни класса A-I или её современный аналог A240. Арматура по современному ГОСТу отличается несколько изменённым профилем (серповидный). Принципиальных отличий между ними нет.

Арматура периодического профиля.

Арматура гладкого профиля. Конструктивные требования к ленточным фундаментам и их армированию

В виду некоторой непредсказуемости степени неравномерности осадки точный расчёт требуемого диаметра для ленточного фундамента едва ли возможен. Поэтому за десятилетия строительства и эксплуатации зданий были выработаны конструктивные требования к армированию ленточного фундамента.

  • Диаметр рабочих стержней принимается не менее 12мм.
  • Рабочие (продольные) стержни объединяются в пространственные каркасы посредством поперечной арматуры методом сваривания или вязания.
  • Количество продольных стержней в каркасе не менее четырех (обычно шесть).
  • Шаг поперечного армирования назначается в пределах 200-600мм. Диаметр стержней 6-8мм.
  • Толщина ленточного фундамента обычно принимается равной 300мм.
  • Уязвимые места в углах и Т-образных пересечениях усиливаются арматурными вутами или лапками. Их диаметр принимается равным диаметру продольных стержней.

Схема

Укреплять необходимо верхнюю и нижнюю части фундамента, поэтому внизу и вверху укладываются продольные стержни, которые примут на себя основную нагрузку.

Читайте также:  Как своими руками сделать качественный фундамент для бани

Если высота фундамента выше 20 см, то следует проложить ещё и вертикальные и поперечные арматуры. Схема каркаса будет походить на прямоугольные соты или ячейки.

Если поперечное и вертикальное армирование выполнить с помощью одного стального прута, который загнут буквой Г, то это увеличит прочность конструкции, так как она станет монолитной.

Подробно об армировании ленточного фундамента вы можете узнать из данного видео:

Расчет объема арматуры

А сколько именно арматуры нужно для укладки и армирование ленточного фундамента – принимают во внимание то, какая именно схема будет применяться в том или ином случае. Если возводиться небольшого размера дом, гараж или же баня – применяется строителями следующая схема:

  • укладка нижнего, после верхнего пояса.
  • 3-4 арматурных прута в каждом поясе.
  • расстояние между каждым из стержней – 10 см., но расстояние между краями фундамента и арматурой – 5 см.
  • соединение в единое целое пояса проводят посредством применении специального хомута, при шаге от 5 и до 30 см.

Такая схема считается самой оптимальной и принимая во внимание размеры будущее постройки и самого фундамента не так уж и сложно провести расчеты.

Расчет объема арматуры

Как пример, вы строите дом при площади в 150 кв.м., и внешними стенами периметра в 50 м. Применяют два пояса и по 3 прута в каждом – получаем 6, умножаем на 50. Соответственно сумма в 300 метров это и будет основанием арматуры.

Рисунок 2. Арматурный каркас

Перемычки идут с шагом в 30 см., потому 50 делим на 0.3 – выходит 167 штук при длине каждой в 30 см.. На вертикального типа перемычки нужно 200.4 метра – 167 множим на 0.6 и на 2. Для горизонтальных – 100.2 метра, поскольку 167 умножаем на 0.3 и на 2. Потому нужно закупать 300 м. толстой, с рифленой поверхностью и 300.6 с гладкой поверхностью арматуры. Но важно отметить – оптимально покупать материал с запасом в 10-15% от итогового подсчета объема стройматериала.

Армирование подошвы ленточного фундамента

На грунтах с не очень высокой несущей способностью, на пучнистых почвах или под тяжелые дома, часто ленточные фундаменты делают с подошвой. Она передает нагрузку на большую площадь, что придает большую стабильность фундаменту и уменьшает величину просадок.

Чтобы подошва от давления не развалилась, ее также необходимо армировать. На рисунке представлены два варианта: один и два пояса продольной арматуры. Если грунты сложные, с сильной склонностью к зимнему печению, то можно укладывать два пояса. При нормальных и среднепучнистых грунтах — достаточно одного.

Уложенные в длину пруты арматуры являются рабочими. Их, как и для ленты, берут второго или третьего класса. Располагаются друг от друга они на расстоянии 200-300 мм. Соединяются  при помощи коротких отрезков прутка.

Два способа армирования подошвы ленточного фундамента: слева для оснований с нормальной несущей способностью, справа — для не очень надежных грунтов

Если подошва неширокая (жесткая схема), то поперечные отрезки — конструктивные, в распределении нагрузки не участвуют. Тогда их делают диаметром 6-8 мм, загибают на концах так, чтобы они охватывали крайние прутки. Привязывают ко всем при помощи вязальной проволоки.

Ели подошва широкая (гибкая схема), поперечная арматура в подошве тоже является рабочей. Она сопротивляется попыткам грунта «схлопнуть» ее. Потому в этом варианте подошвы используют ребристую арматуру того же диаметра и класса, что и продольную.