При возведении больших сооружений, состоящих из трех этажей и более, или при строительстве массивных конструкций на неустойчивом грунте, обычно применяется метод заливки монолитной плиты фундамента. Для того чтобы она наилучшим образом выполняла свои функции, необходимо правильно провести армирование плиты фундамента.
- Почему необходимо армирование?
- Схема армирования
- Выбор арматуры
- Технология армирования плиты фундамента
- Как избежать ошибок при монтаже?
Почему необходимо армирование?
Фундамент, вне зависимости от того, какого он типа, делают, чаще всего, из бетона. Материал этот имеет особенность: он выдерживает большое давление и сжатие, но плохо справляется с воздействием на изгиб и растяжение.
При строительстве любых сооружений редко удается распределить нагрузки равномерно. В итоге возникает момент изгиба, что может обернуться разрушением бетонной конструкции.
Армирование плитного фундамента достаточно трудоемкий процесс, поэтому, если нет опыта, лучше доверить это специалистам
Армирование плитного фундамента выполняют для того, чтобы усилить монолит именно по данному показателю. В итоге получается своего рода дуальная конструкция (несмотря на то, что это монолит), где бетон держит вес, арматура противостоит растяжению и линейной деформации.
Именно от армирования фундамента зависит насколько долго простоит постройка.
Схема армирования
Армирование фундаментной плиты осуществляется согласно определенным схемам. Иногда плиту заливают неравномерно: в местах, на которые будут опираться несущие стены, колонны, перегородки, часто выполняют дополнительное армирование. Считается, что расстояние между ярусами сетки не должны превышать 0,4 м. То есть, для фундамента высотой 1 м, необходимо 3 пояса армирования.
Перед тем, как вязать каркас, рассчитывают схему армирования, делают чертеж, и в дальнейшем действуют согласно ему.
Параметры плит
Простейшая схема армирования плиты фундамента выглядит следующим образом: нижний ярус — горизонтальная решетка, с шагом ячейки 20-40 см. Точно такая же сетка установлена на втором ярусе, параллельно первому. Между сетками крепят вертикальные распорки. Высота между двумя уровнями не должна превышать 40 см. Если фундамент выше, добавляют третий ярус и т. д.
Армирование торцов плиты выполняют при помощи П-образных хомутов. Длина каждой из «ножек» буквы «П» — две толщины каркаса плиты. А поперечина «П» в данном случае расположена вертикально, и является торцевым элементом арматурного каркаса.
Схема армирования фундаментной плиты
Толщина бетона, между краем плиты с любой стороны, и внутренним каркасом, должна быть не менее 5 см, во избежание скорого возникновения коррозийных процессов.
Зоны продавливаний
Такими участками считаются, в первую очередь, места опоры несущих стен, колонн и др. В этих зонах размер ячеек следует делать меньше, во избежание образования момента растяжения. Если укладываете арматуру со стороной ячейки 30 см, в этих зонах сделайте 15 см. Таким образом удастся избежать образования трещин и продавливаний.
Если место опоры несущей конструкции на фундамент расположено на монолитной стене подвального помещения, закладку делают той же глубины, что и высота самого подвала. В таком варианте делают привязку оснований к стенам.
Схема армирования для обвязки плиты со стеной
Если выполняют армирование монолита, делают общую обвязку частей каркаса стен и плит. Во время бетонирования основы, часть вертикальных прутьев оставляют, они будут выполнять функции связывающих элементов. Эти вертикальные части заглубляют в основание, концы загибают на 2 части высоты плиты. Затем элементы соединяют с основным каркасом.
Важно соблюдать технологию вязки каркаса, чтобы избежать проблем в будущем!
Выбор арматуры
Для того, чтобы каркас был максимально эффективным и функциональным, необходимо правильно выбрать и рассчитать диаметр и общую длину арматуры. Чаще всего используют материал следующих типов:
- гладкие прутья (А240). Применяют для придания конструкции формы, из нее делают хомуты и распорки, для армирования не используют;
- рифленые (А300, А400). Используют непосредственно для армирования.
Расчет диаметра
Прежде всего необходимо рассчитать оптимальный для данной конструкции диаметр прутка. Минимальный размер диаметра рассчитывают по следующему алгоритму:
- Вычисляют сечение плиты, умножив ее длину на высоту. Например, имеем плиту длиной 5 м и высотой 0,4 м, получаем 5*0,4=2 м².
- Рассчитывают площадь прутьев в одном ряду. Зная длину плиты и шаг между прутьями, рассчитывают минимальный диаметр стержня.
Расчет выглядит таким образом:
- Имеем плиту длиной 6 м и высотой 0,3 м. Площадь поперечного сечения равна 1,8 м².
- Общая площадь всей арматуры 1,8*0,3%=0,0048 м², т. е. 48 см².
- Площадь в одном направлении — не менее 24 см² (48/2=24).
- Далее обращаемся к справочникам, где указаны площади прутьев разных диаметров, где и подбираем подходящее значение диаметра арматуры.
Общая площадь сечения арматуры — не менее 0,3% поперечной площади фундамента. Диаметр прутьев выбирают так:
- при длине плиты от 3 м — 10 мм;
- при большей длине плиты — 12-24 мм;
- диаметр гладких вертикальных стержней — от 6 мм.
Расчет количества
Общую длину арматуры вычисляют таким образом:
- Допустим, размеры плиты — 5х7 м, шаг между прутьями — 30 см. Получается 5/0,3=16,6. То есть необходимо 16 прутьев длиной по 7 м. Это продольные элементы армирования.
- Поперечные прутья имеют длину 5 м, а их количество — 7/0,3=23,3=23 шт. Итого получается 16 прутьев по 7 м и 23 стержня. по 5 м, то есть 16*7+23*5=112+115=227 м. Это длина арматуры, необходимой на одну решетку. Если их две, 227*2=452 м, если 3 яруса, 227*3=681 м.
- Кроме того, между двумя ярусами арматуры устанавливают своеобразные фиксаторы-распорки, представляющие собой П-образные элементы, нижние части ножек которого загнуты в разные стороны. Высота ножек до загибов равна расстоянию между ярусами каркаса.
- К полученному результату прибавляют 10% длины, это запас на стыки.
Аналогично рассчитывают длину гладких прутьев, из которых выполняют П-образные распорки. Ширина шляпки равна расстоянию между ярусами каркаса, длина ножек — двум высотам плиты. То есть для плиты высотой 40 см, толщина каркаса составит 30 см. Распорка выглядит следующим образом: ножки по 60 см, поперечный элемент — 30 см, итого, (0,6*2)+0,3=1,5 м. На один каркас размером 5х7 м достаточно 30-36 распорок, то есть 35*1,5=52,5 м прута на пауки-распорки.
Если у нас 16 продольных прутьев и 23 поперечных, получается (16+23)*2=78 шт. То есть понадобятся 78 прутьев по 1,1 м, 78*1,1=86 м гладкого прута.
Технология армирования плиты фундамента
Крайне важно правильно выполнить армирование монолитной плиты фундамента. Сделать это можно различными способами: каркас вяжут или сваривают, собирают все элементы в траншее, либо опускают туда уже готовые. Рассмотрим наиболее часто применяемые варианты.
Способы изготовления каркаса
Армирующий каркас делают двумя способами:
- вязка. Прутья соединяют при помощи специальной проволоки, используя крючок или пистолет;
- сварка. Применяют аппарат для электросварки.
Предпочтительнее собирать каркас, используя проволоку. Сварка придает конструкции жесткость, которая в данной ситуации не только не нужна, но и крайне нежелательна. Жесткое соединение лишено малейшей подвижности, даже при умеренном воздействии оно разрушается.
Каркас должен быть чуть подвижен, чтобы не ломаться в случае сильной деформации, а держать форму. Именно это качество придает метод вязки.
Укладка арматуры
Армирование фундамента выполняют следующим образом:
- Выровненное дно ямы равномерно засыпают подушкой из песка и щебня, в примерном соотношении 2;3. Толщина слоя — 6-8 см, подушку хорошо утрамбовывают. На песок укладывают гидроизоляцию.
- Нижнюю решетку, при помощи проволоки, вяжут на земле, на ровной поверхности. Готовый элемент укладывают в яму. Можно вязать и непосредственно в яме, но это не всегда удобно.
- В первом случае за комфорт придется платить весом готового элемента, который нужно будет опускать в траншею, из-за большой массы без помощника не обойтись. Вязать решетку непосредственно в траншее можно и самому.
- На дно укладывают несколько кирпичей — они выполняют функцию опоры. На них размещают сетку.
- На нижний ярус устанавливают несколько пауков, согнутых из арматуры, на которые будет уложена сетка второго яруса.
- Готовую решетку второго уровня размещают на пауки, гнут вертикальные П-образные элементы из гладкой арматуры, и крепят их проволокой между двумя сетками.
Имейте в виду!
С любой из сторон плиты, верх, низ, торцы, между арматурным каркасом и краем фундамента должен быть слой бетона 6-8 см.
Как избежать ошибок при монтаже?
При армировании плиты фундамента нередко, особенно у новичков, случаются типичные ошибки. Бетонный монолит способен удерживать давление массы всего строительного сооружения только при соблюдении технологии изготовления. Если каркас выполнен неправильно, некорректно произведена заливка, или допущены ошибки в расчетах арматуры, фундамент может быть хрупким, как стекло.
Чтобы избежать неприятностей и больших материальных потерь, а плита стоит дорого, нужно знать о частых ошибках, и стараться не допускать их при армировании фундамента:
- наиболее распространенная ошибка при армировании плиты фундамента — неверные расчеты арматуры, либо вообще попытка обойтись без них. Только правильно подобранный диаметр и схема расположения прутьев станут залогом получения крепкого монолита;
- плиту фундамента после заливки не укрывают пленкой, и забывают периодически поливать водой. В результате она трескается;
- песчано-щебневую подушку не утрамбовывают, и она под тяжестью массы бетона проседает. Это приводит к тому, что плита фундамента деформируется и трескается;
- на готовой опалубке не заделывают отверстия. Раствор вытекает, формируются неровности, а сквозь большие щели может вытечь немало смеси;
- нельзя допускать, чтобы арматура соприкасалась с воздухом или грунтом, минимальный слой бетона — 6-8 см, лучше больше. В противном случае очень скоро начнутся коррозийные процессы, что быстро приведет к потере прочности фундамента и всего сооружения;
- оставляют слишком большой шаг между прутьями, в результате каркас не выдерживает нагрузок. В обычных местах — шаг до 40 см, в зонах несущих конструкций — 20 см;
- не соблюдается технология укладки песчано-щебневой подушки. Иногда ее вообще не укладывают, либо засыпают только щебень. По ГОСТу минимальное содержание песка в смеси — 40%;
- торцы стержней нужно покрывать защитой, во избежания коррозии;
- очень важным элементом является армирование углов фундамента. Стыкам нужно уделить особое внимание, используя дополнительные П-образные элементы. Длина каждой из ножек в 2 раза больше шага ячейки;
- нельзя устанавливать каркас на брусья из дерева, они деформируются под тяжестью конструкции, изменяя ее конфигурацию, и тянут влагу, способствуя появлению ржавчины;
- стержни соединяют встык. Так делать нельзя, прутья соединяют только внахлест, длина которого не менее 20 диаметров арматуры.
Армирование плиты фундамента — первый, но в то же время, один из наиболее важных и ответственных этапов строительства любого сооружения. Мелочей в данном процессе нет, важен каждый нюанс. Чтобы фундамент служил долго, и в полной мере выполнял свои функции, необходимо правильно рассчитать арматуру, и выполнить остальные операции в полном соответствии с предварительной схемой, согласно правилам и технологическим стандартам.
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:
-
Определите нагрузки:
- Учитывайте вертикальные нагрузки от самой плиты, строения, которое она поддерживает, а также другие нагрузки, например, от снега и ветра.
-
Изучите характеристики грунта:
- Тип грунта и его несущая способность влияют на дизайн фундамента и армирование.
-
Рассчитайте прочность бетона:
- Определите требуемую прочность бетона в фундаментной плите. Это может потребовать консультации с инженером.
-
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).
-
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.
-
Рассчитайте количество стержней:
- Определите, сколько арматурных стержней вам понадобится для каждой строки (или слоя) исходя из нагрузок и размеров фундаментной плиты.
-
Обеспечьте защиту арматуры:
- Предусмотрите покрытие арматурных стержней бетоном (защитный слой) для защиты от коррозии.
-
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.
