Армирование ленточного фундамента

Что такое ленточный фундамент и как его укрепить?

Фундамент – это строительная конструкция, которая берет на себя нагрузку от стен, перекрытий, крыши и прочих элементов здания.

Он берет на себя ряд задач:

• изоляция здания от холода и влаги
• исключает деформацию здания под воздействием окружающей среды: температура грунта, изменение уровня влажности, сейсмическая вибрации
• распределяет вес здания на грунт так, чтобы исключить деформацию конструкции

Ленточный фундамент – подразумевает нестандартную геометрию, т.е. длина в десятки раз больше ширины и глубины, именно поэтому вся нагрузка распределяется вдоль ленты. Самостоятельно бетонный камень не сможет компенсировать большую нагрузку, потому что его прочности на изгиб недостаточно. Для получения повышенной прочности используется не бетон, а железобетон, когда внутри камня присутствует стальная арматура. При этом процесс закладки металлопроката называется армированием ленточного фундамента.

Такая методика позволяет равномерно распределить нагрузку по всей конструкции, что укрепить ее и предотвратить разрушение. Для армирования используются пространственные арматурные каркасы, которые компенсируют и распределяют нагрузку. При этом такую функцию берет на себя продольный стержень. Он принимает на себя напряжение, которое связано со сжатием, растяжением или изгибом, перераспределяя его по всей конструкции, что помогает повысить устойчивость, прочность, долговечность.

Армирование ленточного основания – обязательное условие, прописанное в СНиП 52-01-2003.

В документе прописаны все важные моменты:

• марка цемента
• состав цементно-песчаного раствора
• размеры вспомогательной и рабочей арматуры
• способ сборки каркаса, его схема и прочие моменты

Арматурные стержни способны выдерживать нагрузки на растяжение в 200 раз больше, по сравнению с монолитным бетонным камнем. Получается, что бетон приобретает свойства стали и работает с ней, как одно целое. Арматурный каркас представляет собой вспомогательные и несущие прутья, которые соединены друг с другом. Располагаются они в несколько рядов, друг над другом. В сечении они повторяют форму залитого фундамента.

Основные элементы в конструкции – продольные прутья. По-другому, они называются рабочими или несущими. Вспомогательные (поперечные или вертикальные) используются для поддержания каркаса в собранном виде до того момента, как будет залит раствор. После того, как цементный камень схватится, такие стержни будут лишь помогать несущим выдерживать нагрузки во время эксплуатации.

Продольные стержни металлического каркаса перевязываются с вертикальными и горизонтальными подпорками. Конструкция представляет  собой замкнутый контур или хомут. Его использование придает всей конструкции надежность. Между хомутами должно быть расстояние не больше 30 см. Вертикальные и поперечные стрежни нужны для закрепления и фиксации всех стержней в единую конструкцию.

По факту, арматурный каркас включает два вида прутков:

1. продольные – используются в качестве основания для каркаса и отвечают за основную нагрузку, при этом рекомендуется использовать рифленые стержни, которые относятся к классу А3, со свойственной толщиной 1,0-2,2 см
2. горизонтальные перемычки и вертикальные опоры – актуальны для укрепления каркаса из продольных перемычек, которые позволяют создать более надежное и прочное формирование смеси бетона.

В последнем случае можно работать с гладкими стержнями, относящимися к классу А1 с диаметром 6-8 мм.

Когда речь идет о фундаменте до 100 см требуется каркас, включающий два продольных ряда арматуры, т.е. нижнего и верхнего ряда, соединяемых горизонтальными и вертикальными перемычками. Такой тип конструкции одновременно компенсирует давление дома сверху и пучение грунта снизу. На практике заметно реже возводятся ленты наибольшей высоты, так как требует  более трех поясов.

При подготовке каркаса армирование делается единым каркасом на всю высоту. Расстояние между прутьями должно обеспечивать свободное прохождение смеси. При работе с бетоном используется щебень фракцией 20-40 мм, при этом промежуток между прутьями должно быть не меньше 4 см.

Стоит понимать, что на ленточный фундамент действуют две основные силы : сверху давит дом, а снизу во время мороза давит пучение. При этом середина ленты почти не испытывает нагрузку. Поэтому для компенсации этих сил создают два пояса рабочей арматуры, т.е. снизу и сверху. Но если глубина фундамента больше 1 метра, требуется три пояса, так как большая высота требует усиление.

Какую арматуру использовать?

Для ленточного фундамента предусмотрено два типа арматуры. Продольные прутья принимают основную нагрузку, поэтому для них нужен второй и третий класс арматуры, при этом профиль должен быть ребристый, чтобы обеспечить наибольшую прочность. Для перемычек подойдет гладкий профиль первого класса, толщина которого 6-8 мм.

На рынке совсем недавно появилась стеклопластиковая арматура, которая по заявлению производителя имеет более качественные характеристики. Однако использование ее в многоэтажном строительстве небезопасно, так как непонятно, насколько прочную конструкцию получится создать.

Армирование ленточного фундамента регламентируется СНиП 52-01-2003, которые называются «Бетонные и железобетонные конструкции». Документ отражает обязательное минимальное количество прутьев: показатель должен быть не меньше 0,1% от площади поперечного сечения конструкции.

Для определения толщины арматуры нужно выполнить ряд действий:

1. Нужно найти площадь сечения. Для этого следует умножить длину на ширину, так как ленточный фундамент имеет форму прямоугольника. Например, длина 80 см, а ширина 30 см, тогда площадь составит 2400 квадратных см (80х30=2400).
2. Далее следует рассчитать общую площадь арматуры, основываясь на вышеуказанных СНиП. Площадь должна быть не меньше 0,1%, а в конкретном примере – 2,8 квадратных сантиметров.

При выборе материала важно принимать во внимание несколько факторов:

• Способ изготовления – холоднокатаная, горячекатаная или канатная
• Вид профиля – рифленый или гладкий круглый
• Способ изготовления – холоднокатаная, горячекатаная или канатная
• Назначение – рабочая, распределительная, монтажная
• Способ установки – сварная конструкция или вязаная (в виде каркаса, сетки или отдельных стержней)

Выбирая арматуру для ленточного фундамента, лучше отдавать предпочтение рифленым поверхностям, которые отлично цепляются  с зернами бетона, что позволяет обеспечить надежное и прочное соединение.

Такая арматура имеет три вида:

1. кольцевое – обеспечивает хорошее сцепление с бетоном, но при сильной нагрузке в области пересечения ребер прочность снижается
2. серповидное – прочнее кольцевидного и отсутствуют зоны накапливающие напряжение, при этом не могут гарантировать качественное сцепление с бетоном
3. смешанное – улучшает сцепление с бетоном на 20%, а жесткость на 30%, но при этом дороже в производстве, так как совмещает в себе кольцевые и серповидные виды прутьев

Последний тип профиля используется только в арматуре класса не ниже А500 и рекомендуется для заливки ленточного фундамента, так как обеспечивает наивысшую прочность.

По химическому составу есть два типа профилей по материалу изготовления:

• углеродистая сталь – содержит углерод и железо, при этом чем больше первого компонента, тем прочнее получается материал
• нелегированная сталь – включает разные металлы, которые оказывают положительное влияние на устойчивость к коррозии, пластичность, сопротивляемость износу и прочие характеристики

Есть еще одна классификация стержней – по способу изготовления.

Среди них:

• Горячекатанные – создаются из стали с прямоугольным сечением, которую прогоняют через прокат при высоких температурах, а затем остужают, чтобы получить более высокие прочностные характеристики
• Холоднодеформированная – необходимая форма и сечение получаются без нагрева, а посредством механической обработки. Она устойчива к коррозии и поддается сварочным работам

Этапы работ по обустройству каркаса

При подготовке основания под фундамент используется песок и щебень. Сначала подготавливается слой песка не менее 10 см, а затем слой щебня фракции от 2 до 5. После этого полученное основание следует утрамбовать, а уже потом можно будет приступать к укладке и обвязке арматурного каркаса.

Далее нужно следовать алгоритму:

1. Пруты обрезают по длине фундамента с одной стороны. Их нужно разложить на расстоянии 20-30 см друг от друга по дну будущего фундамента. По углам их нужно прикрутить мягкой вязальной проволокой к вертикальным прутьям, а также между собой так, чтобы они были внахлест.
2. Чтобы создать вертикальные угловые опоры каркаса горизонтальные пруты изгибают под углом 90 градусов. Их удлиняют путем соединения внахлест с использованием проволоки.
3. Чтобы облегчить армирование углов будущего фундамента, можно использовать анкеры. Мероприятия с их применением подразумевают аналогичный алгоритм работ, как при устройстве армопояса или ростверков. При этом по углам фундамента в грунт вбивают 4 металлических прутка, которые для гидроизоляции покрывают битумной смолой. Их используют в качестве анкеров при креплении каркаса. Вбитые прутья образуют квадрат, а их стороны должны быть друг другу параллельны.
4. К анкерам нужно прикрутить вертикальные прутья из арматуры, которые должны быть равны высоте фундамента. Все вертикальные проволоки нужно приварить или связать между собой по периметру так, что получились столбы.
5. Металл и песчано-щебеночное основание не должно соприкасаться друг с другом. Для этого по всей длине прута под него с интервалом в 1 метр укладывают половинки кирпича.
6. Далее нужно нарезать пруты для поперечной арматуры. Их длина делается меньше ширины фундамента на 10 см, при этом поперечные прутья должны полностью укрываться бетоном, а от наружной стенки фундамента расстояние должно быть 5 см.
7. Между поперечным стержнями шаг арматуры должен быть 50 см по всей длине продольных прутьев.
8. В обязательном порядке необходимо скрутить все соединения при помощи вязальной проволоки.
9. С учетом длины стороны фундамента между вертикальными прутками расстояние может колебаться от 30 до 80 см.
10. Продольных прутьев обычно достаточно двух – нижний и верхний.
11. Каждый горизонтальный ряд должен быть такой же как нижний, при этом он должен параллелен ему.

Некоторые строители собирают каркас рядом с фундаментом, а потом просто опускают его в опалубку или траншею. Но такой способ допустим только когда в распоряжении строителей есть ровный участок. Когда лента имеет внушительные размеры, ее можно собрать сразу в траншее.

Если это невозможно, то можно сделать отрезки каркаса вблизи будущего фундамента, а потом перенести из по частям и установить на предназначенное место, чтобы связать его в единое целое. Однако связанные конструкции могут весить достаточно много, поэтому перенести их непросто.

В зависимости от высоты фундамента могут использоваться дополнительные продольные ярусы. Применение поперечной арматуры позволяет придавать форму каркасу, чтобы исключить образование трещин в фундаменте. Используемые в ней стержни рекомендуется согнуть в форме рамок, где будут размещены продольные прутья. 

Особенности крепления вязальной проволокой

Разработано два способа фиксации арматуры – вязание или сварка, при этом первый вариант более надежный, потому что в момент заполнения фундамента бетонной смесью сварные соединения часто ломаются.

Вязальную проволоку нарезают по 40-50 см, затем складываю вдвое, а потом заводят снизу в области пересечения стержней, после чего скручивают при помощи плоскогубцев. Этот способ быстрее и проще, потому что проволоку свободно с небольшим зазором наматывают на 1-2 оборота в области соединения арматуры. Все соединения проводятся вручную, а в зазор между проволокой и арматурой вставляют крючок и поворачивают его, чтобы сделать более прочное соединение.  Купить крючок можно в строительном магазине или же воспользоваться обычным сварочным очищенным электродом. Если речь идет о больших объемах работы можно приобрести специальный вязальный пистолет. Он актуален в легкодоступных местах, но на углах могут возникнуть проблемы, поэтому тут можно воспользоваться простым крючком.

Нередко вместо проволоки используются пластиковые хомуты, которые ускоряют и упрощают процесс работ, но при отрицательной температуре такие крепления теряют прочность и при нагрузках быстро портятся.

Армирование подошвы ленточного фундамента

Если строительство планируется на грунте с не очень высокой несущей способностью или на пучинистых почвах, в особенности, когда речь идет о тяжелых зданиях, ленточные фундаменты делают с подошвой. Она необходима для передачи нагрузки на большую площадь, что помогает обеспечить более высокую стабильность для фундамента и снизить риск просадки.

Чтобы подошва из-за давления не развалилась, также требуется ее армирование.

При этом нужно соблюдать ряд аспектов:

• Когда речь о сложном грунте и высокая склонность к пучению почвы зимой, то рекомендуется укладывать арматуру в два пояса. Если строительство планируется на среднепучинистых или нормальных участках, будет достаточно одного пояса.
• Прутья, которые укладываются в длину, считаются рабочими. Также как для формирования ленты, берется арматура второго или третьего класса. Их располагают друг от друга 20-30 см. для соединения используются короткие отрезки прутка.
• Когда подошва неширокая, то поперечная арматура не принимает участия в распределении нагрузки. В таком случае прутья должны иметь диаметр 6-8 мм, их загибают на концах так, чтобы они охватывали крайние прутья. Привязывают их к остальным при помощи вязальной проволоки.

Когда подошва будет широкой, поперечные прутья являются рабочими. Ее используют для защиты от попыток грунта согнуть прутья. Поэтому для таких случаев используется ребристая арматура того же класса и диаметра, что для продольной.

Армирование углов фундамента

Места примыканий и углы – в ленте считаются самыми нагруженными участками. Чтобы разные виды воздействий не разрушали конструкцию, требуется правильно установить арматуру, так как простой арматуры будет недостаточно. Важно, чтобы каркас правильно передавал нагрузку, чтобы предотвратить появление трещин.

В углах и примыканиях фундамента, есть некоторые особенности монтажа:

• прутки следует загнуть в замкнутый контур так, чтобы захлестнуть концы на расстоянии не меньше 60 см, при этом если стержни короткие, то потребуются хомуты в форме буквы «Г» необходимого размера;
• шаг установки перемычек следует уменьшить в два раза, что позволит повысить несущую способность всей конструкции посредством распределения нагрузки на обвязку поперечной арматуры.

Если в местах и углах пересечения наружных и внутренних стен стержни будут размещены неправильно, то с течением времени это может привести к потере прочности конструкции и ее разрушению.

Прутья, которые находятся внутри углов, должны обязательно доходить до наружной части каркаса с определенным запасом, чтобы исключить недостаточную прочность сооружения.

Возврат к списку