Армирование столбчатого фундамента — расчет и монтаж арматуры для различных видов фундаментов

Армированный столбчатый фундамент – опробованный временем и экономически эффективный вариант для возведения низкорасположенных построек из деревянных материалов или конструкций каркасного типа.

Необходимость армирования

Внешне твердый и прочный бетонный столб, оказавшись в фундаментной конструкции и подвергнутый нагрузочным воздействиям, превращается в колкую субстанцию.

Имея огромный запас прочности, бетонный столб разрушается за долго до набора предельной прочности, и причиной этого является неравномерное распределение нагрузки от сооружения.

Чтобы избежать этого, рекомендуется выполнять армирование столбов фундамента. Данная мера позволит:

• максимальную часть особо важных напряжений переносить в глубокие бетонные слои и распределять их главным образом не на камень, а на арматурный каркас;
• металлические арматурные прутья отлично соединяют основные элементы фундаментной конструкции – опорные столбы и ростверок;
• эксплуатационный период армированных столбов увеличивается в разы по сравнению с простыми бетонными опорами.

Применение армирования в некоторых ситуациях помогает избегать негативных последствий, связанных с разрушением столбов. Обрушение происходит не скачкообразно – конструкция расползается медленно и пластично.

Понятие, требования и нормы

• СНиП 52-01-2003;
• СП 50-101-2004;
• СНиП 2.01.07-85;
• СНиП 3.02.01-87.

Процедура позволяет переместить основную нагрузку с поверхности столба в слои бетона, которые лежат более глубоко, способствует соединению бетонных опор с ростверком и положительно влияет на срок эксплуатации железобетонных конструкций. Наличие арматурного каркаса снижает риск разрушения сооружения в целом.

Проведение армирования снижает неблагоприятный эффект, который может возникнуть из-за скачкообразного разрушения основания. Обрушение опор будет происходить не так быстро, конструкция постепенно расползется.

Расчет

Индивидуальные застройщики процесс армирования опорных элементов сводят к четко продуманному определению потребности в металлических прутьях.

Разберем пример расчета армирования столбчатого фундамента. Предположим, необходимо изготовить арматурный каркас для столба с сечением двадцать сантиметров и глубиной установки в два метра. Для усиления такой опоры потребуются четыре прута, установленных вертикально, диаметр которых равен 1.2 см. Прутья перевязываются горизонтально в четырех местах, через каждые полметра.

Для армирования столбчатого фундамента под стальную колонну для каждой из них делаются следующие расчеты:

• к длине опорного элемента прибавляют двадцатисантиметровый припуск, с помощью которого выполняется связка с ростверком;
• полученное значение умножается на количество прутьев (четыре штуки в каждом столбе);
• вязальную проволоку определяют следующим образом: сечение умножают на количество прутьев в каркасе и на число перевязок.

Остается полученные данные перемножить на потребность столбов, чтобы узнать, сколько потребуется арматуры и проволоки для каркасных оснований.

Инструменты

1. Бур. Можно использовать садовый, ТИСЭ либо самодельный. Вместо бура можно использовать автоматизированную технику либо аналог. Длина бура должна быть чуть больше глубины промерзания. Если ручка бура короткая, то необходим будет удлинитель, который можно либо купить вместе с буром либо сделать самостоятельно.
2. Для создания уширения внизу будем использовать бур ТИСЭ либо самодельный инструмент. Например, штыковая лопата с обрезанными краями. Штык 10см + если нужно удлинение ручки лопаты.
3. Если бетон будем изготавливать самостоятельно, то нужен следующий инструмент: Бетономешалка
4. Мастерок
5. Ведро
6. Лопата совковая

Способы армирования

Армирование столбчатых фундаментов под металлические колонны выполняется одним из двух известных способов. Дело в том, что при строительстве малоэтажных сооружений заливают железобетонные монолитные основания – наиболее популярный вариант столбчатого фундамента.

Первый способ

Для каждой запланированной опоры готовится котлован, глубина которого соответствует проектному решению, а ширина немного превышает аналогичный параметр столба. Это необходимо для установки опалубочной конструкции. Щиты монтируются из досок с таким расчетом, чтобы верхняя часть столба возвышалась над поверхностью почвы на пятьдесят сантиметров. Установив и расклинив опалубку, в нее монтируют арматурный каркас и выполняют заливку бетонного раствора.

Бетонирование необходимо выполнять по одному уровню. Неровности исправляются ростверком. Как только бетон набирает прочность, опалубку демонтируют и выполняют обратную засыпку котлована.

Второй способ

Он является более трудоемким в связи с большими объемами земляных работ. На установленную глубину забуриваются скважины, для чего придется арендовать специальную строительную технику. В скважинах устанавливаются каркасы из арматуры, заливается бетон. Опалубка в этом случае выставляется только для формирования надземной части столба. Этот вариант установки опор считается более современным, выполняется легче и быстрее. Но есть одна особенность – к грунту предъявляются повышенные требования по плотности.

Виды столбчатых фундаментов

По варианту изготовления фундамент столбчатого типа можно разделить на:

• сборный;
• монолитный;
• деревянный.

Сборный вид включает бетонные блоки, кирпич, а также стальные трубы.

Монолитный вид представляет собой железобетон. Строительные материалы, которые используются для производства отдельных элементов, должны отвечать всем предъявляемым требованиям, а также обеспечивать надежность и высокую прочность. Монолитный вид возводится на строительной площадке путем заливки раствора бетона в выполненную опалубку с армированием. Столбы при таком варианте могут иметь квадратное, а также прямоугольное сечение.

Монолитный железобетонный вариант является самым устойчивым при выполнении строительных работ по возведению сооружения.

Глубина заглубления такого варианта обычно не превышает полутора метров. Стандартное расстояние между столбами должно быть не менее 1,5 метров, но не более 2,5 метров.

По заглублению столбчатое основание можно разделить на:

• заглубленный вариант, который располагается ниже уровня промерзания грунта, глубина которого, равна одному метру и более;
• мелкозаглубленный вид чаще всего заглубляется на 50 сантиметров;
• незаглубленный вариант используется только для легких построек, снимается только верхний плодородный слой почвы.

Нижняя часть опоры должна располагаться на 30 сантиметров ниже уровня промерзания грунта.

Основное требование, которое предъявляется к уровню заглубления – конструкция не должна касаться уровня грунтовых вод.

Виды фундамента по варианту сечения:

1. Фундамент стаканного типа может возводиться под общественными, а также промышленными сооружениями. Он может выдерживать довольно большие нагрузки. Данный вид имеет ступенчатую форму. Состоит конструкция из основания, которое возводится на песчаной подложке, стаканного подколенника, на который устанавливаются опорные столбы. Такой вариант обеспечивает надежность конструкции, а также более долгий срок службы всего здания.
2. Столбы постоянного сечения могут быть использованы для одноэтажных построек с не большим общим весом, которые могут быть выполнены из натурального бруса или каркасных вариантов. Площадь основания не способна выдержать сильных нагрузок.

При необходимости возведения более тяжелого сооружения, а также строительства на неустойчивых грунтах, строители рекомендуют выполнить комбинированный вид – столбчато-ленточный фундамент.

Он сочетает достоинства двух видов фундаментов. Столбы при таком варианте заглублены в грунт, а ленточное основание равномерно распределяет общую нагрузку между сваями. Лента не оказывает никакого давления на грунтовое основание.

Опорно-столбчатый фундамент может быть выполнен из кирпича, стальных, либо асбестовых труб, из монолита, бетонных блоков, а также натурального дерева. Такой вариант позволяет выполнить все работы максимум за три дня. Эта цифра может меняться в зависимости от площади будущей постройки.

Материалы для армирования

Для армирования колонн под фундамент пользуются металлическими арматурными прутьями класса А III и выше. Рекомендуемое сечение холоднотянутого прута не менее трех миллиметров, горячекатанного – от шести. Для изготовления арматуры применяется сталь класса 15 и более, обработанная антикоррозийными составами.

Разрешается применять композитную арматуру – как более легкую и удобную в монтаже. Модуль ее упругости больше, чем у металла, материал более жесткий и менее пластичный.

Теоретически армирование стеклопластиковой арматурой обходится не дороже монтажа металлических каркасов.

Композит не подвержен воздействию коррозии, не образует мостиков холода, отлично воспринимает нагрузки вертикального типа.

Есть только одна особенность – во время сращивания композитной арматуры опорных столбов и ростверка следует использовать фирменный способ под прямым углом с применением специального приспособления.

Устройство столбчатого основания

Устройство конструкции подразумевает под собой определенную систему опорных столбов, которые заглублены в грунт. Опоры располагаются под всеми наружными стенами, а также под несущими внутренними конструкциями.

Главным условием будет равномерное распределение всех возможных нагрузок. Если произвести некачественный расчет, то это может привести к проседанию некоторых элементов.Если строительные работы ведутся на прочном грунтовом основании, можно использовать мелкозаглубленный вариант.

Схема закладки

Попробуем разобраться, как выполнить армирование столбчатого фундамента своими руками. Предположим, что размеры и количество материала мы определили, подготовили все необходимое для работы.

В каждый котлован под опорный столб устанавливаем четыре рифленых прута диаметром в 1 см. Если предстоит заливать опоры с круглым сечением, рекомендуется использовать шесть восьмимиллиметровых прутков.

Опорную подошву для каждого столба усиливают сварной сеточкой, изготовленной из арматуры сечением 6 – 8 мм, уложенной в два ряда, при этом толщина закраин подошвы должна составлять не менее пятнадцати сантиметров.

В отдельных случаях, если заливаются опорные элементы с переменным сечением в виде ступеней, армирование выполняется двумя и более каркасами, соединенными в единую конструкцию вязальной проволокой.

Грибовидные столбы подвергаются двойному армированию. Первый слой металлических прутьев выгибается в виде отдельных элементов в форме «L», при этом вертикальная часть равняется показателю высоту опоры, а выгнутая сторона подрезается под размер диаметра.

Заложенные в подготовленную скважину элементы корректируются таким образом, чтобы их горизонтальные части радиально расходились от центральной точки к периферии подошвы столба.

После этого в скважину монтируется обычная каркасная заготовка, выполняется бетонирование. В результате получается достаточно прочный и устойчивый к выдавливанию столб.

По аналогичной схеме монтируется каркас из арматуры при устройстве ростверка. В будущую железобетонную балку закладываются арматурные прутья сечением 1 см по два – три штуки. На угловых участках фундамента прутья загибаются минимум на двадцать сантиметров, выполняются соединения сваркой или вязальной проволокой. Таким же образом ростверковая каркасная основа связывается с прутьями опорных столбов, и после этого можно приступать к подаче бетонной смеси.

Техника сборки укрепляющей арматуры

Какую арматуру используют для армирование ленточного фундамента — сам диаметр выбирают с учетом веса самого возводимого строения. В этом могут подсказать инженеры, после проведения всех расчетов и составлении схемы ленточного фундамента. Сами работы начинаются с установки непосредственно опалубки. Существует два варианта ее установки:

• сам каркас можно монтировать непосредственно в самом котловане/траншее выделенном под фундамент.
• непосредственно рядом с котлованом готовят отрез самого каркаса и их уже по частям переносят в траншею под фундамент.

Первый вариант прост. Во втором случае работать проще, но таскать частями будущий каркас фундамента. При работе в самой траншее стоит учитывать последовательность следующих рабочих действий:

• Первыми в структуре будущего фундамента проводят укладку продольных прутов самого нижнего пояса в армированной сетке. Их обязательно приподнимают на 5 см. от самого края – оптимально применять в работе специальные ножницы. Также от самой опалубки также надо отступить 5 см.
• Применяя поперечного типа конструкцию или же армированный корпус, и фиксируют на соответствующем расстоянии посредством вязальной проволоки или же крюка.

Варианты укладки

Далее применяют один из двух вариантов укладки

• При применении уже сформированных корпусов – вверху к ним привязывают и самый верхний армирующий пояс.
• Если применяют уже нарезанные куски для поперечного типа перемычек, возведения вертикального типа стоек – последние стоит подвязать. После возводят второй слой с самого верха.

Можно применять еще одну технику укладки армирующего ленточного типа фундамента. Сам каркас выходит более прочным, но расход объемов строительного материала – выходит выше. Тут вертикальные стоки просто вбивают в грунт.

• В грунт вбивают вертикального типа стойки в самих углах ленты и местах, где будут соединены горизонтального размещения прутья. Стойки выбирают с большим диаметром, как минимум 16-20 мм, расставляя их на расстоянии 5 см. от края. Выверив горизонталь/вертикаль – вбивают в грунт на 2 м.
• Вбивают вертикальные прутья, соблюдая между ними шаг в 300 мм., на углах и месту примыкании просвета – 150 мм.
• Крепят продольного типа нити самого нижнего пояса армирования. Вместе пересечения стойки и арматуры – крепить перемычки.
• Крепят верхний пояс в армирующем каркасе – располагают его на 5-6 см. ниже уровня поверхности самого бетона.
• Завершают работу привязыванием горизонтального типа перемычек.

Оптимально по времени и затрате сил формировать армирующий пояс из ранее заготовленного контура. Его сгибают, формируют так прямоугольник по заданным параметрам. Таких деталей потребуется немало. Все они должны быть равными по размерам, но сама работа по укладке и возведению основы дома пойдет быстро.

Вязка

Подробней рассмотрим, как связывать арматурные прутья вязальной проволокой. Как правило, сечение ее небольшое, и для работы можно воспользоваться специальным крюком. Алгоритм действий выглядит следующим образом:

• отрезается кусок вязальной проволоки длиной в тридцать сантиметров, складывается вдвое;
• подготовленная петля заносится по диагонали арматурной крестовины, выносится к собственным концам;
• в петлю размещается вязальный крюк и прокручивается таким образом, чтобы во время движения цеплять проволочные концы.

Полезные рекомендации

Необходимое количество арматурных прутьев определяется по следующему принципу – общее значение диаметра арматуры в бетоне не должно превышать 0.2 – 0.25 % от аналогичного значения прямоугольного столба или колонны.

Оптимальный и правильный вариант соотношения диаметра металла к сечению опорного элемента 0 1 на 20 или 1 на 25.

Элементы арматурного каркаса должны размещаться таким образом, чтобы слой обтекаемого их бетона составлял минимум 2.5 – 3.5 см.

Столбы разрешается армировать пространственным арматурным каркасом. Прутья соединяются мягкой вязальной проволокой, чтобы фиксировалось их расположение в котловане до момента начала бетонирования.

Особенности армирования

Это рабочий этап считается залогом надежности и прочности всего объекта. Малейшие усилия на изгиб способны разрушать бетон, и это является его основным и едва ли не единственным недостатком.

На опорный столб оказывают воздействие несколько видов нагрузочных явлений:

• на сдвиг – смещается грунтовый слой нормальной консистенции по водонасыщенному, или почва двигается горизонтально;
• на сжатие – сооружение давит всем своим весом на фундаментное основание;
• на разрыв – в зимний сезон во время пучения почвы стенки сжимаются, и столбы начинают отслаиваться от опорных подошв.

Если принимать во внимание только процесс сжатия, то армирование столбов можно не выполнять – достаточно вокруг столбов устроить трехслойный рубероидный ряд.

Принцип работы арматуры

При укладке важно понимать, что материал, созданный из стали и бетона имеет в своем активе массу преимуществ. Это обусловлено характеристиками и показателями их – бетон как бы дополняет сталь, соответственно она в разы увеличивает параметры и характеристики бетонной смеси.

Это затрагивает такой параметр как прочность. Ее измеряют при разных состояниях строительного материала – растяжение и сжатие, давление и сдвиги. Все это очень важно, так как влияет на итоговые показатели прочности. У бетона присутствуют такие высокие показатели как сопротивление при сжатии, потому его нередко применяют при возведении перекрытия. Но при этом важно учитывать и такой показатель как растяжения даже самого прочного железобетона.

Важно! Сталь не позволяет ему растягиваться, так как обладает высокими показателями прочности при растяжении под внешними факторами. Сочетание воедино бетона и стали позволит создавать самый прочный строительный материал – его и стоит применять при укладке и укреплении ленточного типа основы дома.

Как правильно сделать столбчатый фундамент?

Столбчатый фундамент — это тип фундамента, который состоит из отдельных столбцов, расположенных в определенных интервалах и глубоко вглубь грунта. Этот тип фундамента часто используется для постройки легких сооружений, таких как небольшие дома, бани, гаражи, заборы и т.д. Вот основные шаги по созданию столбчатого фундамента:

1. Подготовьте место:
   Очистите участок от растительности, корней и мусора. Определите местоположение столбов в соответствии с проектом и отметьте их позиции.

2. Копайте ямы:
   Для каждого столбца нужно вырыть яму. Глубина ямы будет зависеть от климатических условий и характеристик грунта, но как правило, она должна быть не менее 50-60 см.

3. Устройство подушки из щебня:
   В дно каждой ямы уложите слой щебня или гравия. Это поможет обеспечить дренаж и предотвратить залегание воды.

4. Установка опалубки:
   Для того чтобы столбцы получили правильную форму и размер, установите опалубку вокруг места, где будет находиться столб. Опалубка может быть сделана из досок или специальных пластиковых элементов.

5. Заливка бетона:
   Подготовьте бетонную смесь согласно рекомендациям производителя. Затем начните заливку бетона в каждую яму, наполняя её почти до верха. В процессе заливки необходимо регулярно толкать бетон вниз для исключения пустот и обеспечения равномерного заполнения.

6. Установка арматуры:
   В зависимости от проекта и нагрузок, вы можете добавить арматурную сетку или армирование внутрь столбов, чтобы увеличить их прочность.

7. Выравнивание и уплотнение:
   После заливки бетона убедитесь, что столбы выравнены и вертикальны. Для этого можно использовать уровень. Также рекомендуется легко толкнуть столб вниз для удаления возможных пустот в бетоне.

8. Отверстие для анкеров:
   Если вам понадобится закрепить что-либо на столбах (например, брусья для постройки настила), сделайте отверстия для анкерных болтов или других крепежей.

9. Застывание и уход:
   Дайте бетону хорошо застыть в течение нескольких дней. Чем больше времени вы дадите бетону затвердеть, тем прочнее станет фундамент. По истечении времени уберите опалубку и убедитесь, что столбы находятся в хорошем состоянии.

10. Дальнейшая стройка:
    После того как столбчатый фундамент полностью затвердеет, вы можете продолжить строительство, устанавливая необходимые конструкции, используя столбы в качестве опор.

Обязательно учитывайте местные строительные нормы и рекомендации, а также консультируйтесь с профессионалами при необходимости.

Видео. Армирование монолитной плиты