Армирование плиты фундамента: чертеж, расчет и размещение арматуры

«О, а ты уже освоил искусство армирования плиты фундамента?» – такие удивленные вопросы с восхищенными взглядами нас соседей достигли нас на этом этапе. Но мы убеждены, что независимо от того, умеешь ли ты что-то делать или нет, всегда есть возможность научиться.

Мы строим дом своими руками, поэтому на нас лежит функция не только строительства, но и проектирования, изучения нормативов и опыта самостройщиков, подсчет необходимых материалов, закупки и многое другое. В этой статье делимся тем, что узнали про правила армирования фундаментной плиты, а так же рассказываем о приключениях, связанных с этим этапом.

Для чего вообще нужно армирование плитного фундамента?

Фундамент дома должен выдерживать разные типы нагрузок: на сжатие и на растяжение. О первом типе нагрузки мы поговорим в статье о заливке фундамента бетоном. А вот выдержит плита нагрузку на изгибы и растяжения или нет, зависит от того, насколько грамотно произведён этап армирования.

Фундаментная плита без арматуры возможна, но всё-таки такой вариант конструкции не для тяжелого капитального жилого здания. Если строить какую-то хозяйственную постройку, на непучинистых грунтах можно подумать о том, чтобы сэкономить на арматуре. Но для строительства жилого дома – это, конечно, несерьезно. Как уже писалось выше, фундамент может не выдержать нагрузку на растяжение и изгибы.

Для наглядности, приведу пример, у вас залита монолитная плита фундамента под дом. Когда вы поставите стены и крышу, то давление на плиту будет оказано в большей степени на контур фундамента именно под стенами, а не по всей площади. Таким образом, стены будут стремиться как бы отломить бетон, особенно если будет некачественно выполнена подготовка основания, подушка под фундамент. А если еще взять во внимание силу воздействия морозного пучения, тогда давление на плиту усилится. Стены будут продавливать фундамент вниз, а пучинистый грунт будет давить в слабые ненагруженные места. Что в следствии может привести к надлому фундамента. Вот, чтобы исключить такие моменты и нужно грамотно подходить к вопросу армирования.

Какая бывает арматура

Для разного типа оснований с различной степенью нагрузки используется необходимый тип арматуры. Давайте разбираться, из каких материалов может быть арматура.
Дальше будет много СНиПов, цифр и технических обозначений, но вы не пугайтесь. Просто примите, что все эти данные необходимы, если хотите, чтобы ваше здание имело долгую жизнь.

Стальная арматура

Изготавливается из углеродистой (состоит из железа и углерода, легирующие элементы присутствуют в очень малых количествах) и низколегированной стали (сплав железа и легирующих элементов, таких как никель, медь, титан, ванадий и т.д. Содержат до 0,25% легирующих элементов). Низколегированная сталь обладает лучшими механическими характеристиками и более устойчива к коррозии.

По типу производства арматура бывает:

• Холодного проката. Производится холодным методом, для этого нужна более пластичная сталь. В классовом делении имеет маркировку В.
• Сталь горячего проката. Проходит обработку на высоких температурах, отлично сваривается. Маркируется буквой А. Чаще всего используется в частном домостроении.
• Канатная сталь. Маркируется буквой К. Это свитый арматурный канат, состоит из группы проволок. Чаще всего используется семипроволочный канат. Отличная сцепка с бетоном.

По типу поверхности арматура делится:

• Гладкая. Не подходит для возведения фундамента, так как из-за гладкой поверхности хуже сцепляется с бетоном. Можно использовать для стяжки пола или для возведения стен.
• Ребристая арматура с кольцевым профилем. Отлично сцепляется с бетоном, но постепенно теряет прочность сцепления при многократном нагружении.
• Ребристая арматура с серповидным профилем. Хуже сцепляется с бетоном, нежели чем с кольцевым профилем. Но из-за особенности профиля выносливость конструкции выше, так как лучше восприимчивость к периодически повторяющимся нагрузкам.
• Ребристая арматура с комбинированным профилем. Профиль разработан для арматуры А500СП.

Виды арматуры

Классы прочности арматуры:

Устаревшие маркировки класса арматуры по ГОСТ 5781-82: А-I, А-II, А-III, А-IV, А-V, А-VI.

Современные обозначения класса арматуры: А240, А300, А400, А500, А600, А800, А1000.

• Буква А в начале маркировки указывает на стержневую арматуру
• Маркировка буквой В в начале означает, что это проволока
• Буква К в начале означает, что это канатная арматура
• Маркировка буквами Ат в начале – это термически упрочненная арматура. У такой арматуры повышена прочность и стойкость к коррозии.
• Буква К после цифр означает, что арматура устойчива к коррозии
• Буква С в конце после цифр говорит о том, что эту арматуру можно сваривать

Классы прочности арматуры

Более подробные маркировки можно посмотреть в ГОСТ 34028-2016 Прокат арматурный для железобетонных конструкций.

Композитная полимерная арматура (АКП)

Виды АКП:

• стеклокомпозитная (АСК);
• базальтокомпозитная (АБК);
• углекомпозитная (АУК);
• арамидокомпозитная (ААК);
• комбинированная (АКК)

Вид АКП следует выбирать с учетом условий эксплуатации конструкции, характера их нагружения и экономических показателей. Более подробно можно изучить Изменение №1 к СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции.

АКП изготавливается на основе пластиков. Стоит дороже стальной арматуры. Из плюсов композита можно выделить то, что она не проводит ток, значительно меньше весит, абсолютно не боится коррозии. В частном домостроении пока используется редко. Но так ли важны эти плюсы в частном домостроительстве?

В видео сравнение композитной арматуры со стальной

Какую арматуру использовать для плиты фундамента?

Самые частоиспользуемые в частной застройке диаметры продольной рабочей арматуры – 10, 12, 14 и 16 мм. В качестве поперечной арматуры используют 6 и 8мм. Для армирования фундаментов в основном используют арматуру класса А400 – А500С. У арматуры класса А400 предел текучести составляет 390 Н/мм2, а у класса А500С свыше 500 Н/мм2. Еще немаловажным отличием является то, что А400 не допускается соединять методом сварки, в таком случае ослабляется структура стали. По этим причинам чаще всего используют арматуру класса А500С. Для фундаментов лучше всего подходит арматура с серповидным профилем, потому что у нее выше выносливость к периодическим нагрузкам, несмотря на худшую сцепляемость с бетоном в сравнении с кольцевым профилем.

Характеристики арматурного ряда

Для того чтобы понять какая арматура лучше всего подходит, необходимо определиться с типом фундамента, рассчитать нагрузки на него.

Толщина плитного фундамента: Пример как рассчитать толщину плиты

Схема армирования фундаментной плиты

Схема армирования плитного фундамента выбирается исходя из таких характеристик:

Толщина фундамента. Для фундаментной плиты толщиной 15 сантиметров и менее армирование выполняется одной сеткой, состоящей из продольной и поперечной арматуры. Для большей толщины армирование плиты фундамента выполняется в два слоя. При армировании нужно помнить о защитном слое бетона для арматуры, он защищает арматуру от коррозии. Согласно п. 10.3.2 и таблице 10.1 СП 63.13330.2018 толщина защитного слоя бетона должна составлять:

– На открытом воздухе без дополнительных защитных мероприятий не менее 3 см

– В грунте без дополнительных защитных мероприятий, в монолитных фундаментах при наличии бетонной подготовки не менее 4 см

– В монолитных фундаментах без бетонной подготовки (только для нижней рабочей арматуры) не менее 7 см. Бетонной подготовкой так же может являться щебеночная подушка, так как она не является капиллярным проводником влаги, при условии, что выполнен дренаж и подушка не стоит в воде.

Подушка под фундаментную плиту: Геотекстиль, подбетонка, щебень

Нагрузка на фундамент. Необходимо посчитать общую массу дома, снеговые и ветровые нагрузки в вашем регионе. А также определить, в каких местах будет оказано большее давление на фундамент (несущие стены, колонны).

Несущая способность грунта. Необходимо произвести геологию, определить тип грунта и, используя таблицу из СНиП, выяснить несущую способность грунта.

Диаметр арматуры. Если сторона фундаментной плиты составляет 3 метра и меньше, тогда используют арматуру от 10мм. Если же длина превышает 3 метра, тогда применяют арматуру диаметром от 12мм и выше.

Шаг прутьев. В соответствии с п.10.3.8 — 10.3.10 СП 63.13330.2018 шаг арматуры в монолитной плите фундамента составляет 20-40 сантиметров. Не более 20 см при высоте поперечного сечения до 150 мм. Не более 40 см при высоте поперечного сечения более 150 мм. Максимальное расстояние между прутками арматуры не должно превышать толщину фундамента более чем в полтора раза. В местах, где на фундамент оказываются большие нагрузки (несущие стены и колонны), размер ячейки арматуры для плитного фундамента сокращается в 2 раза.

Процент армирования фундаментной плиты

Чтобы бетон стал железобетоном, недостаточно просто положить арматуру. Существует такое понятие – минимальная площадь сечения продольной арматуры в железобетонных элементах. Если процент арматуры окажется ниже минимального, то состояние перехода бетона в железобетон не случится, бетон по-прежнему останется бетоном. Магия? Нет. Просто для того чтобы арматура сыграла свою роль ее должно быть достаточное количество. СНиП 2.03.01-84 пункт 5.16 гласит, что минимальный процент армирования фундаментной плиты составляет:

• 0,05% от площади сечения бетона. Арматура S в изгибаемых, а также во внецентренно растянутых элементах при расположении продольной силы за пределами рабочей высоты сечения
• 0,05% от площади сечения бетона. Арматура S, S” во внецентренно растянутых элементах при расположении продольной силы между арматурой S и S”
• От 0,1 до 0,25 %. Арматура S, S” во внецентренно сжатых элементах
• В элементах с продольной арматурой, расположенной равномерно по контуру сечения, а также в центрально-растянутых элементах, минимальная площадь сечения всей продольной арматуры должна приниматься вдвое больше величин указанных выше.

Кашу маслом не испортишь, а вот фундамент арматурой испортить можно. Поэтому есть и максимальный процент армирования. Превышение нормативов ухудшит технические характеристики железобетона. Максимальный процент армирования для колонн составляет 5%, а во всех остальных случаях 4%. Нужно учесть, что бетонная смесь должна свободно проникать между арматурой.

Расчет армирования фундаментной плиты

Стандарт арматурного реза идет 6 и 11,7 метров. К примеру, можем произвести расчет арматуры для плиты фундамента размером 6*6 метров. Возьмем плиту толщиной 15 сантиметров для легкого дачного одноэтажного дома из пустотелого шлакоблока. Так как плита составляет 15 сантиметров, соответственно арматурная сетка будет в один ряд, состоящей из продольной и поперечной арматуры. Ни одна из сторон плиты не меньше 3 метров, соответственно толщина арматуры для плитного фундамента в данном случае будет диаметром 12 мм. Шаг арматуры будет составлять 20 см, потому что плита 15 сантиметров, возьмем с запасом, хотя можно было бы и увеличить шаг. Дом небольшой, поэтому несущих стен в доме будет всего 4, внутренние перегородки будут легкие и не требуют дополнительного усиления фундамента под ними.

Итак, считаем. Длина и ширина плиты равна 600 сантиметров. Чтобы рассчитать, сколько нужно прутов арматуры для продольного армирования, необходимо длину плиты 600 сантиметров разделить на шаг арматуры 20 сантиметров.

Получается, 30 прутов + 1 последний прут + 2 прутка для усиления под несущими стенами, там шаг будет 10 сантиметров, итого получается 33 прута.

Поперечное армирование фундаментной плиты рассчитывается аналогично продольному армированию, так как величины совпадают. Получается, для армирования данной плиты нам понадобится 66 прутов арматуры.

Фундаментная монолитная плита схема армирования

Армирование монолитной плиты фундамента своими руками

Изначально мы делали проект дома размерами 6 на 6 метров с мансардным этажом. В таком случае, с армированием всё было бы проще: сетка из шестиметровых прутов, с усилением по периметру, под стенами. Второй этаж хотели сделать двускатку, а фронтоны зашить деревом. Но, прикинув, сколько пиломатериала уйдет на всё это (в Грузии лес стоит в два раза дороже, чем в России), представив, как мы будем крыть такую крышу вдвоём, сколько леса надо будет затащить наверх, посчитав, сколько места займёт лестница на второй этаж, мы приняли решение переиграть пока не поздно. Хорошо, хоть эта мысль пришла в голову еще на стадии копки котлована.

Фундамент плита плюсы и минусы: разметка, земляные работы

Обновленный проект сделали за один день, сделали дозаказ блоков, пока на заводе не успели испечь первую партию и отправить нам. Решили строить дом 6 на 8 метров, тоже с двускатной крышей, только с маленьким уклоном, всего полметра. Маленький скат обусловлен нашим южным климатом и редким снегом с небольшим покровом. В проекте появилась пятая несущая стена, на которую будет опираться коньковый прогон.

Расчет арматуры для фундаментной плиты личный опыт

Так как наш дом относительно не тяжелый, не больших размеров, несущая способность грунта хорошая, мы выполнили хорошую щебеночную подготовку под дом, сделали дренаж фундамента, по середине спроектировали дополнительную несущую стену (что делает нагрузку более равномерной) и посчитав все нагрузки, было решено не лить лишний бетон и соответственно не прятать туда дорогущий металлопрокат.

В нашем случае плиты в 15 сантиметров было более чем достаточно, а значит и одного ряда арматурной сетки (вспоминаем теорию выше).

Далее, определяемся с диаметром арматуры. Учитывая габариты плиты и нагрузки на фундамент от стен и грунта, опираясь на положительный опыт самостройщиков и нормативы, делаем вывод, что арматуры диаметром 12 мм будет достаточно, как в продольном, так и в поперечном расположении. Шаг арматуры взяли 20 сантиметров. Хоть вполне можно было бы и увеличить его, решили на этом не экономить. Под несущими стенами шаг арматуры сократили вдвое. Арматуру использовали длиной 6 метров (на поперечную хватало длины прутка 6 метров, а продольную наращивали).
Итак, начнем расчет с поперечной арматуры. Длина здания – 800 сантиметров. Делим 800 см на 20 см (шаг арматуры), получаем 40 прутков + 1 последний + 2 для усиления под несущими стенами, итого 43 прута.

Теперь считаем продольную арматуру. Ширина здания 600 сантиметров, делим 600 см на 20 см, получаем 30 прутков + 1 последний + 3 для усиления под несущими стенами (три, потому что посередине дома идет несущая стена), итого – 34 прута. Но так как длина продольной арматуры должна быть 800 см, необходимо добавить еще половину от 34 прутов (1 прута хватит на 2 продольных отрезка). Значит, к 34 добавляем еще 17 прутков.

Итого: 43 + 34 + 17 = 94 арматуры длиной 6 метров, мы накинули ещё 16 штук на армопояс, который будем заливать после возведения стен.

Под несущими стенами шаг арматуры 10 сантиметров (по всей остальной площади – 20 сантиметров)

Заказ арматуры для фундаментной плиты

Заказ арматуры вылился для нас в целую историю. Искали ребристую арматуру с серповидным профилем классов А400-А500. Узнали в районном центре цену за метр погонный – 2,15 лари (1 лари ~ 25 рублей), класс А500. Решили узнать в городах покрупнее, нашли за 1,7 лари, неплохая выгода получается – 297 лари (7.425 рублей), минус доставка 100 лари (2.500 рублей), всё равно пятёра прилипает. Решено, заказываем. Но не всё так быстро, в Грузии никто не торопится.
Оказывается, надо ждать, когда появится машина с длинным кузовом, чтобы доставить наш груз. Мурыжим продавца неделю по телефону, а воз и ныне там. На тот момент с щебеночной подсыпкой мы уже заканчиваем, следующий этап опалубка 1-2 дня и всё, нас ждёт простой в работе, а мы этого не любим!

Спустя неделю, после долгих многочисленных звонков, продавец всё же отреагировал и сказал: «Хорошо, я передам ваш номер человеку, он позвонит». Не прошло и пяти минут звонит человек и на чистом русском (выдаёт его только слово «брат»), спрашивает, что и сколько нужно. Выносит вердикт, 660 погонных метров арматуры класса А500 по 1,5 лари за погонный метр будет стоить: 990 + 150 лари за доставку. Я возмущённо спрашиваю, почему 150, ведь неделю назад было 100 озвучено, а сам мысленно ликую, что арматура подешевела за метр на 20 тетри, что обогащает меня с заказа на 132 лари (= 3.300 рублей). Человек свидетельствует о том, что, мол, у нас перевал через гору и тяжело машине ехать, бензина больше уйдет. Я мысленно махаю рукой и говорю, чтоб он запрягал коней и вёз уже её поскорее родимую галопом. На том конце трубки раздалось: «Сейчас я вам реквизиты продиктую, куда деньги перевести». На что я ответил: «Так не пойдет, я не перевожу деньги незнакомому человеку за товар, который не вижу. Брат, сначала стулья, потом деньги. Мне нужна эта арматура, я жду её уже неделю, я вас не кину». Человек на том конце трубки: «…Ауффф…диктуй адрес».

Спустя два часа раздался звонок: «Я приехал». Я уточнил, точно ли к нам он приехал, больно уж быстрым это показалось. Но рванул в центр деревни навстречу, как оказалось, действительно, ему оставалось пять километров из районного центра. Добежав до центра, я увидел, как въезжает 24-ая Волга, а на крыше моя арматура, оказалось не так уж и нужна машина с длинным кузовом! Мы за 10 минут разгрузили эти 600 килограмм, мне стулья – ему деньги, все остались довольны!

Арматура для фундаментной плиты

Устройство арматурного каркаса фундаментной плиты

Эти три дня мы торжественно ознаменовали губительными для спины и коленных суставов. Всё потому что разгибался я только тогда, когда шел за проволокой. Кто сталкивался с такой работой, поймёт.

Порядок работ был таким:

• Застелили дно опалубки и стенки пленкой (для чего мы это сделали, подробно расскажем в следующей статье о заливке бетона)

• Сделали стаканчики-подставки из ПНД-трубы трубы диаметром 50 мм, высоту сделали тоже 50 мм. Напилили обычной ножовкой, хотя можно было бы и лобзиком, но хорошая мысля приходит после, как всем известно. Потом насверлили дырочек под проволоку, для того чтобы привязывать подставки к арматуре.
• Для вязания сделали из гвоздя крюк и вставили в шуруповерт, получился пистолет для вязки. Кстати, модель шуруповерта можно выбрать из рейтинга.
• Обрезали арматуру по размеру. Так как арматура длиной 6 метров, а нам необходим защитный слой бетона по краям, то пришлось отрезать лишние 8 сантиметров. Чтобы в итоге получилось 592 сантиметра и по 4 сантиметра запас с каждой стороны для защитного слоя бетона. Это для того, чтобы коррозия не развивалась.
• Пока я нарезал арматуру, Настя плоскогубцами нарезала проволоку по 25 сантиметров, долго и мучительно. Посмотрел я на это дело, и пришла благая идея, как ускорить этот процесс. Остальное нарезали болгаркой за минуту. На всё про всё у нас ушло 3 килограмма проволоки. Проволоку для вязки использовали диаметром 1,2 миллиметра.
• На опалубке поставили метки для раскладки арматуры. Разложили арматуру по меткам и каждый 4 ряд поставили на стаканчики.

Раскладка арматуры в монолитной плите фундамента

• Напилили арматуру на длинную сторону и разложили. Необходимо было правильно организовать нахлест арматуры при вязке. Для арматуры 12 диаметра используют нахлест около 30 диаметров используемой арматуры. В нашем случае, 12*30 получается примерно 40 сантиметров. Так мы и сделали. Этот расчет используется при марке бетона М350(В25), если марка выше, тогда и нахлест можно делать меньше, если марка меньше, тогда и нахлест необходим больше. Нахлесты арматуры мы расположили в шахматном порядке по двум концам, чтобы соединения не были в одной линии и не ослабляли арматурный каркас.
• Потом начали вязать. Вначале вязал тихо, коряво, приспосабливался, но в какой-то момент набил руку и дело пошло веселее.

Знаете, когда руку отлежишь ночью, просыпаешься, не чувствуешь её, паника, дёргаешь ей, чтобы оживить, а она как безжизненная колбаса трясется и потом начинается разом тысячное иглоукалывание. Вот, ощущение в пояснице все эти дни было такое же!

• Связав где-то половину арматурной сетки, я понял, что стаканчики под арматурой начали как-то утапливаться в щебень, сдвигать его, накреняться. А мы не для того, столько ровняли подушку, чтоб какие-то стаканчики испортили плоды моего перфекционизма! Я встал, кровь поступила в мозг через онемевшую спину, ничего лучше в голову не пришло, кроме того, чтобы подложить под стаканчики крышки для консервации. Благо был сезон заготовок и в сельском магазине продавались эти спасительные крышки. Настя сбегала до магазина, быстренько установили новый апгрейд и всё встало на свои места.

В этот день уроки вязания закончились, три дня мучений закончились. Мы повеселели, спина начала отходить и набираться сил перед новой вершиной – заливкой бетона.

Авторы: Никита и Настя Кузнецовы

Как рассчитать арматуру на фундамент плиту?

Расчет арматуры для фундаментной плиты включает в себя определение необходимого количества и диаметра стержней, а также их размещения для обеспечения достаточной прочности и устойчивости фундамента. Важно учитывать нагрузки, тип грунта и другие факторы. Вот общие шаги для расчета арматуры на фундаментную плиту:

1. Определите нагрузки:

   • Учитывайте вертикальные нагрузки от самой плиты, строения, которое она поддерживает, а также другие нагрузки, например, от снега и ветра.

2. Изучите характеристики грунта:

   • Тип грунта и его несущая способность влияют на дизайн фундамента и армирование.

3. Рассчитайте прочность бетона:

   • Определите требуемую прочность бетона в фундаментной плите. Это может потребовать консультации с инженером.

4. Выберите диаметр и тип арматурных стержней:

   • Исходя из нагрузок и прочности бетона, определите необходимый диаметр и тип арматурных стержней (обычно используются стальные стержни с продольными ребрами для лучшей адгезии с бетоном).

5. Размещение арматуры:

   • Разместите продольные и поперечные арматурные стержни в соответствии с требованиями. Продольные стержни располагаются вдоль плиты, а поперечные — поперек.
   • Обычно продольные стержни размещаются на верхней и нижней поверхностях плиты, а поперечные — вдоль её ширины.

6. Рассчитайте количество стержней:

   • Определите, сколько арматурных стержней вам понадобится для каждой строки (или слоя) исходя из нагрузок и размеров фундаментной плиты.

7. Обеспечьте защиту арматуры:

   • Предусмотрите покрытие арматурных стержней бетоном (защитный слой) для защиты от коррозии.

8. Создайте чертеж армирования:

   • Создайте подробный чертеж с указанием типов, диаметров и размещения арматурных стержней.

Важно отметить, что расчет арматуры для фундамента является сложным инженерным процессом, и неправильный расчет может привести к недостаточной прочности фундамента. Рекомендуется проконсультироваться с профессиональным инженером или структурным дизайнером, чтобы обеспечить безопасность и надежность вашего фундамента.