Стрічковий фундамент є одним із найпоширеніших видів основи для будинку. У його зведення велике значення приділяють армуванню опалубки. Арматура дозволяє збільшити міцність основи та її стійкість до розтягування. Ця стаття допоможе розібратися та зрозуміти, яка потрібна арматура для стрічкового фундаменту та на які деталі звертають увагу, щоб він прослужив довгі роки.
Після вибору типу фундаменту багатьох хвилює питання, яким має бути бетон, його склад та оптимальні пропорції, щоб зробити якісну заливку основи. Будівельник також повинен звернути увагу на:
- кількість поверхів майбутнього будинку;
- вага будівлі;
- тип ґрунту;
- рівень підземних вод та промерзання ґрунту.
Велике значення надають якості бетонного розчину. Будь-яка марка бетону складається з чотирьох компонентів:
- Цемент. Основна складова бетону, яку краще купувати у перевірених будівельних магазинах. Цемент має термін зберігання, тому купувати його про запас не рекомендується. Для заливання стрічкового фундаменту часто вибирають цемент чи портланцемент марки М400.
- Пісок. Фахівці рекомендують використовувати пісок, у складі якого є як великі, і дрібні частинки. Найкраще вибирати річковий пісок із невеликою домішкою кар'єрного. Фракція піску під фундамент складає 2 – 2,5 мм.
- Щебінь. Під час будівництва невеликих будівель використовують гранітний щебінь середньої фракції від 20 до 40 мм.
- Вода. Потрібно використати чисту питну воду. Вода з високим вмістом солей та сульфатів знизить якість бетонного розчину.
Якщо необхідно збільшити властивості бетону, часто додають пластифікатори. Такі хімічні добавки здатні вплинути на затвердіння, міцність та плинність маси. Співвідношення пластифікаторів у бетонному розчині становить 0,2-0,3%.
Вимоги до арматури
Щоб зрозуміти важливість установки арматури, необхідно розібратися, що таке армування.
Воно призначене для збільшення міцності та надійності фундаменту. У процесі експлуатації основа піддається навантаженням:
- від самої будівлі;
- при русі ґрунтів;
- від морозного пучення.
Арматура для фундаменту Від цих навантажень верхня частина основи зазнає навантаження на стиск, а нижня на розтяг. Саме в ці частини будівельники завжди залагоджують арматуру, яка бере на себе частину цих навантажень. При виборі арматури для фундаменту звертають увагу на:
- діаметр прутів;
- стійкість до корозії;
- необхідність зварювання;
- стійкість до негативних температур.
Спеціалізовані магазини пропонують арматурні прути діаметром від 5 до 32 мм з ребристою та звичайною гладкою поверхнею.
Ребристі створюють найкраще зчеплення з бетоном, тому їх використовують як головні елементи. Гладка арматура виконує функції додаткового елемента і встановлюється на зони, що не схильні до розтягування.
Для армування фундаменту потрібна ребриста арматура діаметром 8-16 мм і гладка 6 мм.
У будівництві фундаменту найчастіше використовують ребристу арматуру класу А3 (А400). При покупці можна побачити різне маркування елементів. Літера «К» у маркуванні означає, що прути покриті спеціальним антикорозійним складом, а літера «С», що стрижні можна зварювати.
Для армування фундаменту потрібна ребриста арматура діаметром 8-16 мм. Вимоги до армування
Щоб провести якісне та надійне армування фундаменту необхідно дотримуватись деяких правил:
- Купуйте прути в спеціалізованих магазинах, які можуть надати сертифікати якості на продукцію.
- Зчеплені між собою прути не повинні деформуватися під час заливання бетонною сумішшю.
- Для з'єднання арматурних елементів краще використовувати ручний спосіб в'язки замість зварювання стрижнів.
- Крім того, у будівельних документах та нормах для залізобетонних конструкцій описані допустимі відстані між арматурними стрижнями:
- не більше 40 см для поздовжніх лозин;
- не більше 30 см для поперечних стрижнів;
- не менше 25 см для елементів, розташованих вертикально.
На думку фахівців, діаметр арматури для стрічкового фундаменту має становити:
- для легких будинків на стійкому ґрунті підходить діаметр від 8 мм;
- для сипких і пучинистих ґрунтів та важких будівель від 12 мм.
Вимоги до армування фундаменту Розрахунок кількості та діаметра арматури
Під час розрахунку необхідного діаметра арматури використовують показник ширини та глибини стрічкового фундаменту. Якщо ширина фундаменту досягає 50 см, а його глибина – 100 см, тоді площа перерізу стрічки фундаменту становитиме:
- 50 см Х 100 см = 5000 см2.
Згідно з нормативними документами, площа перерізу арматури має бути не менше ніж 0,01% основи, а отже:
- 5000 см2 Х 0,01% = 5 см2.
Отриманий результат знаходимо у спеціальній таблиці для розрахунку діаметра арматурних стрижнів. Виходить, що для основи будинку з такою шириною та глибиною можна використовувати:
- 6 стрижнів діаметром 10 мм;
- 8 стрижнів діаметром 9 мм;
- 3 стрижні діаметром 14 мм.
- Варто враховувати, що якщо довжина фундаменту більша за 3 метри, тоді 12 мм – це мінімальний допустимий діаметр для використання.
Підрахунок кількості арматури проводять самостійно залежно від схеми армування.
Розрахунок кількості та діаметра арматури Деякі підсилюють основу чотирма прутами, інші використовують шість. Відрізняється також армування кутів. Хтось робить їх Г-подібними хомутами, можливо також П-подібні схеми та різні варіації.
Щоб дізнатися про кількість поздовжніх елементів, при підрахунку вираховують периметр будинку, до нього додають показники стін, які розміщені над стрічками фундаменту. Отримане число множать на заплановану кількість поздовжніх стрижнів, що знаходяться на одній ширині стрічки.
Арматурні прути розрізняються не тільки за класом та зовнішнім виглядом, вони також розрізняються за своїм призначенням:
Робоча поздовжня (горизонтальна)
Стрижні, які розташовані вздовж основи та сприймають на себе основне навантаження від факторів стиснення та розтягування. Щоб збільшити міцність фундаменту, їх встановлюють у нижню і верхню частину стрічки. Діаметр елементів нижнього армування повинен бути більшим за діаметр верхніх прутів.
Поперечна монтажна
Вона встановлюється для зв'язування між собою окремих верхніх чи нижніх робочих стрижнів. Забезпечує цілісність робочих елементів та розподіляє між ними навантаження.
Схема типового армування стрічкового фундаменту Вертикальна
Встановлюється вертикально та з'єднує між собою верхню та нижню поздовжню арматуру. Правильне армування стрічкового фундаменту використовує всі ці види лозин. Тільки разом вони забезпечать цілісність арматурної конструкції та рівномірно розподіляють навантаження.
Як правильно армувати фундамент?
Відстань між прутами та поверхнею фундаменту повинна становити 5 см. Основне навантаження на себе беруть горизонтальні прути, поперечні лише з'єднують каркас у єдине ціле. Нижній шар прутів влаштовується на спеціальні підставки.
Велике значення надають армуванню кутів. У цих місцях стрижні не просто з'єднують, а використовують для цього окремі вигнуті Г- або П-подібні хомути. На кутах прути встановлюють частіше і щільніше, ніж у самій підставі.
Армування пальово-стрічкового фундаменту нічим не відрізняється від армування звичайної стрічкової основи.
Головні помилки армування фундаменту:
- армування кутів не хомутами, а звичайним перехрещенням лозин;
- розташування стрижнів у середині фундаменту;
Вертикальне армування фундаменту - коли в кутах фундаменту знаходиться лише два зігнуті стрижні;
- нерівномірне розташування арматури на всій основі.
Як в'язати арматурну сітку самостійно
Перед початком робіт краще ознайомитись з . Для цього процесу набувають в'язальний дріт та гачок. Такий дріт добре гнеться, а середній діаметр досягає 1,2-1,3 мм. Гачок можна придбати у будівельному магазині або зробити самостійно. Для в'язки використовуються прути завдовжки 5-6 метрів. Технологія в'язання для всіх фундаментів однакова, а якщо діаметр лозин більше 25 мм, тоді стрижні з'єднують за допомогою зварювання.
В'язання арматури можна здійснювати у зручному для роботи місці, потім помістити її в опалубку, а потім встановлювати хомути по кутах основи. Щоб в'язання відбувалося зручніше, не використовуйте довгі відрізки дроту. Відкусіть 20 см металевої нитки та складіть її вдвічі. Нахльостування арматурних прутів при зв'язуванні досягає 2 см.
В'язання арматури за допомогою спеціального пристрою
Крім звичайних гаків будівельний ринок пропонує безліч додаткових пристроїв та інструментів, щоб не тільки прискорити процес в'язання арматури, але зробити це надійно та міцно:
Значно скорочує витрати часу на зв'язування лозин. Потрібні додаткові витрати на інструмент, зате він забезпечить надійнішу затягування дроту. У пістолеті дріт знаходиться у спеціальному барабані, який легко замінити. Однак він має вагу 2-3 кг і не всім будівельникам зручно з ним працювати.
Пістолет для в'язання арматури KW-0041 Напівавтоматичний та автоматичний гак для в'язання арматури
Спеціалізовані інструменти, які значно скорочують час збирання. В'язку стрижнів можна робити за допомогою звичайних пасатижів. Деякі будівельники в домашніх умовах використовують шуруповерт, який вставляють зігнутий цвях.
В'язка арматури – важливий етап при заливанні стрічкового фундаменту та на якісних інструментах краще не економити.
Як в'язати армовану сітку в траншеї
В'язати арматурний каркас у траншеї складніше, ніж на вільній території. Краще заздалегідь продумати схему з'єднання елементів, щоб не витрачати час на переробку роботи. Придбайте у спеціалізованому магазині фіксатори для арматури. Вони розташують сітку вище за опалубку і забезпечать рівномірне нанесення бетонного розчину на всю арматуру.
Працювати в траншеї одній людині не вдасться, за такої роботи потрібен помічник. На початку в траншею вбиваються вертикальні прути, до них кріпиться горизонтальна робоча арматура. Наприкінці приступають до зміцнення кутів основи.
Зварювання арматури для армування Зварювання арматури для армування
Зварювання арматурних елементів швидше у порівнянні з в'язанням прутів, проте, воно значно знижує міцність металевого каркасу. Після зварювання прути стають більш крихкими, що впливає на якість стрічкової основи. Якщо зводиться важка будівля на кілька поверхів, а місцевість має проблемний ґрунт, краще відмовитися від такого способу з'єднання арматурних стрижнів.
Для зварювання арматури необхідно придбати спеціальні стрижні класу А500 та додаткове маркування «С». Зварювання арматури може відбуватися різними способами:
- контактним;
- ванною;
- стиковим;
- контактно-крапковий.
- Якщо арматура зварюється контактним шляхом, дуже важливо контролювати силу струму, від якої залежить якість шва.
Укладається на розчин між кладками цегли. Процес робіт починають із самого низу. Особливу увагу приділяють дверним та віконним отворам, тому що в них часто виникають тріщини. Окремі елементи арматури можна з'єднувати в'язальним дротом.
Як армувати газобетонні блоки?
Виробляють арматурною сіткою. Для розташування арматури виконайте в блоках пази штраборезом. Канави очищають від сміття і укладають арматуру, пов'язану спеціальним гачком. Після укладання арматури пази заливають цементним розчином.
Правильне кутове армування повинне захистити фундамент від тріщин та забезпечити опір основи силам розтягування та стиснення. Жорсткість з'єднання забезпечується як способом в'язування, так і зварюванням. Якісну міцність кутовому підставі створюють П-і Г-подібні хомути.
При будівництві будинку на фундаменті стрічки виникає питання про армування. Арматура закладається в бетонну конструкцію для збільшення її міцності на вигин, оскільки бетон має дуже низьку здатність сприймати момент. Щоб запобігти проблемам зі стрічкою в майбутньому необхідно досконально вивчити таке питання про армування стрічкового фундаменту.
Стрижні, закладені в бетон, відрізняються за призначенням:
- Поздовжні горизонтальні(Робоча арматура). Розташовуються вздовж стрічки, сприймають згинальне навантаження. Діаметр підбирається розрахунком. Для будь-якої конструкції, товщина якої становить 15 см і менше, армування закладається в один шар. Для елементів з товщиною понад 15 см (стрічкові фундаменти) використовується арматурний каркас, який складається найчастіше з нижнього та верхнього армування. У стрічковому фундаменті діаметри поздовжніх стрижнів виготовлення каркасів можуть відрізнятися, але нижні завжди приймаються більшого чи рівного (для невеликих навантажень) діаметра.
- Поперечні горизонтальні(Хомути). Забезпечують спільну роботу поздовжнього армування, зв'язують арматурний каркас у єдине ціле. Призначаються із конструктивних міркувань (без розрахунку).
- Вертикальні(Хомути). При товщині конструкції понад 15 см потрібно зв'язати не тільки поздовжні прути, розташовані в одному горизонтальному рівні, а й верхню та нижню частину арматурного каркасу. Функцію беруть він вертикальні хомути. Діаметр та крок призначається з конструктивних міркувань.
Для кожного типу армування окремо розглядається:
- діаметр;
- кількість стрижнів.
- Марка сталі;
- клас арматури;
- захисний шар.
Вибір матеріалу для армування
Основні документи, якими потрібно керуватися:
- (пункти 6.2 та 11.2);
- ГОСТ 5781-82 * на сталь.
Види маркування арматурних виробів:
- А - стрижнева (гарячокатана);
- Вр - дротяна (холоднодеформована);
- К - канатна (висока міцність).
Для арматурних каркасів стрічкових фундаментів застосовують стрижні класу межі плинності А400. Існує застаріле маркування, яке досі використовується будівельниками Alll. При покупці важливо вміти «на око» розрізняти стрижні, що належать до різних класів. Варто зазначити, що арматурні каркаси можна в'язати з прутів, що належать до вищих класів, але це недоцільно і дорого. Щоб унеможливити випадкову купівлю матеріалу з меншою межею плинності потрібно пам'ятати:
- клас А240 (Al) має гладку поверхню;
- клас А300 (All) - профіль періодичний, малюнок кільцевий;
- необхідний посилення стрічки А400 (Alll) має періодичним профілем з серповидним малюнком (зовні нагадує візерунок «ялинка»).
Варто звернути увагу на марку сталі. За ГОСТом арматурні стрижні, що належать до класу А400, слід виготовляти зі сталі 5ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс. Якщо сталь закуповується великому обсязі безпосередньо на заводі, то заявці вказують потрібну марку. За її відсутності у відповідність до ГОСТ вибір здійснює виробник.
Захисний шар бетону
Під цією фразою криється відстань, на яку не повинні доходити лозини до зовнішньої поверхні виробу, тобто бетон вкриває стрижні від зовнішніх несприятливих впливів. Згідно з документом «Допомога з проектування бетонних та залізничних конструкцій з важкого бетону без попередньої напруги» захисний шар забезпечує:
- умови для спільної роботи бетону та арматурного каркасу;
- анкерування та можливість виконання стиків елементів каркасу;
- захист сталі від корозії та інших негативних зовнішніх впливів;
- захист від високих температур та прямої дії вогню.
Пластиковий хомут для створення захисного шару бетону із боків фундаменту.
Згідно з вищевказаним посібником і мінімальні значення товщини захисного шару можна звести в таблицю.
При цьому товщина захисного шару приймається не менше діаметра прутів.
Пластиковий кубик для створення захисного шару бетону знизу фундаменту.
Робоче армування
При будівництві будинку своїми руками не обов'язково виконувати складні розрахунки за граничними станами, щоб визначити переріз та кількість стрижнів арматурного каркасу. Як посібник з розрахунків використовують «Посібник з проектування бетонних і з/б конструкцій з важкого бетону без попередньої напруги» і .
Згідно з цими документами за таблицею 5.2 посібники та пунктом 10.3.6 СП розраховують сумарний переріз усіх поздовжніх прутів арматурного каркасу:
- при стороні стрічки менше 3 метрів - 0,1% від площі поперечного перерізу фундаменту діаметр стрижнів не менше 10 мм;
- при стороні стрічки понад 3 метри - 0,1%, діаметр стрижнів не менше 12 мм.
Вимоги щодо мінімального діаметра стрижнів, залежно від довжини, представлені у посібнику «Армування елементів монолітних з/б будівель».
Не допускається застосування прутів діаметром понад 40 мм. Стрижні розподіляють рівномірно у верхньому та нижньому шарі, керуючись сортаментом арматури. Якщо для робіт застосовуються прути різного діаметра (при використанні залишків), ті, які мають більший діаметр, мають знизу. При цьому враховують вимоги до кроку, подані у пунктах 10.3.5 та пунктах 5.9-5.10 посібника з проектування.
Поздовжні прути арматурного каркаса розташовують згідно з таблицею.
Важливо! Якщо потрібна закладка великої кількості стрижнів, допускається розташовувати їх пучками, відстань між ними визначають із загального перерізу.
Забезпечення захисного шару та відстані між верхнім та нижнім армуванням досягається за рахунок використання фіксаторів. Для закріплення окремих стрижнів нижнього шару найчастіше застосовують пластикові фіксатори круглої форми. Верхній шар тримають вертикальні хомути. Іноді вдаються до використання стільчиків або жаб для арматури.
Стрижні випускаються стандартної довжини - 6 і 12 метрів. При необхідності армування довших конструкцій виконують нарощування за довжиною. У цьому величина нахлеста приймається щонайменше 20 діаметрів прута, але з менш 250 мм.
Горизонтальні поперечні хомути
Ці прути призначаються конструктивно і залежить від перерізу. Потрібно при цьому враховувати навантаження від елементів будівлі (для потужних краще передбачити запас). За тими ж документами, що і для поздовжнього посилення, мінімальний діаметр поперечних прутів призначається 6 мм, але не менше 0,25 діаметра робочої арматури.
Крок стрижнів призначається щонайменше 20 діаметрів робочих прутів. Наприклад, при перерізі поздовжніх елементів 14 мм крок горизонтальних хомутів повинен бути не менше 280 мм. Для простоти монтажу приймають заокруглене значення - 300 мм.
Довжина стрижнів залежить від ширини стрічки та необхідного захисного шару. Закріплення виконують поверх робочої арматури. Стикування по довжині зазвичай не потрібне.
Вертикальні хомути
Діаметр призначають залежно від висоти стрічки:
- менше 800 мм - від 6 мм;
- більше 800 мм - від 8 мм, але не менше 0,25 діаметра робочих прутів.
Армування кутів та примикань
Відповідно до пункту 8.9 монолітні фундаменти під усі стіни жорстко зв'язуються між собою та об'єднуються у систему перехресних стрічок. У зоні стику зазвичай змінюється крок поперечного армування і забезпечується надійне скріплення робочих стрижнів, які у різних напрямах. Існує кілька способів армування.
Кутові з'єднання
Жорстке внахлест і «лапкою»
Вільні кінці арматури в одному напрямку згинаються під прямим кутом і в'яжуться до перпендикулярних стрижнів. У цьому зовнішні з'єднуються друг з одним, а внутрішні прив'язуються до зовнішньої.
Довжина загнутої ділянки «лапки», за допомогою якої забезпечується нахльостування, приймається 35-50 діаметрів робочого армування. Крок хомутів призначається 3/8 від висоти фундаментної стрічки.
Схема армування кута "лапки".
Хомути Г-подібної форми
Щоб забезпечити надійне з'єднання робочих прутів, зовнішні стрижні працюють спільно за рахунок Г-подібного хомута, накладеного на них з нахлестом не менше 50 діаметрів поздовжніх прутів. Внутрішні стрижні прив'язують до зовнішніх, як у попередньому випадку:
a. загинають робочі прути під кутом 90 градусів, довжина згину («лапки») 50 діаметрів;
b. приєднують лапки до зовнішніх стрижнів.
Крок хомутів (горизонтальних та вертикальних) приймають 0,75 від висоти фундаментної стрічки.
Армування кута Г-хомутом та лапками.
Хомути П-подібної форми
В цьому випадку застосовуються додаткові арматурні вироби, зігнуті у формі літери П. На один кут потрібно два такі хомути довжиною 50 діаметрів поздовжніх прутів. Внутрішні робочі стрижні при такому з'єднанні мають таку довжину, як і зовнішні. У місці нахлеста П-подібних хомутів встановлюють додатковий каркас із вертикальної та поперечної арматури.
Армування кута П-хомутами.
Армування тупих кутів
Виконують внахлест. Зовнішній стрижень згинають під необхідним кутом, а внутрішні приєднують до зовнішніх з нахлестом щонайменше 50 діаметрів. У точці згину зовнішнього прута передбачають додатковий вертикальний хомут.
Схема армування тупого кута.
Примикання стін
З'єднання внахлест
Арматура стіни, що примикає, загинається, довжина згину 50 діаметрів. Обидва стрижні з примикаючої стрічки приєднуються до зовнішнього дроту перпендикулярної стіни. У зоні з'єднання крок вертикальних та поперечних хомутів призначають 0,375 висоти монолітної стрічки.
Армування примикання - "лапки".
Г-подібний хомут
До стрижнів стіни, що примикає, приєднуються хомути зігнуті під прямим кутом. Стрижень згинають так, щоб кожна сторона дорівнювала 50 діаметрів робочого армування. Перша сторона з'єднується зі стрижнями стіни, що примикає, а друга з зовнішнім робочим прутом перпендикулярної стрічки. Крок хомутів (вертикальних, поперечних) у місці примикання зменшується вдвічі порівняно з усією довгою стрічкою.
Армування примикання Г-хомут.
П-подібний хомут
Примикання здійснюється до зовнішнього стрижня робочого армування «лапкою». Додаткову надійність забезпечує стрижень, вигнутий у формі літери П довжиною 2 ширини стрічки фундаменту.
Армування примикання П-хомутами.
Поширені помилки
1) в'язка стрижнів під прямими кутами;
2) використання поздовжньої гнутої арматури без анкерування;
Приклад неправильного армування кута.
3) з'єднання поздовжніх стрижнів в'язким перехрестям;
4) відсутність зв'язки між зовнішніми та внутрішніми прутами.
Ще один приклад неправильного армування кута.
В'язка каркасів
При зведенні фундаменту необхідно забезпечити надійне закріплення всіх елементів каркаса між собою. Для зручності можливі питання зведено до таблиці.
| Чим і як? | Для зв'язування застосовують відпалений в'язальний дріт діаметром 0,8-1,0 мм. Для роботи також знадобиться гачок для в'язання. Для великих обсягів робіт застосовують спеціальні машини для в'язання арматури (в'язальний пістолет). |
| Чому краще в'язати? | При зведенні фундаментів рекомендується використовувати в'язку. Зварювання переважно застосовують для великих каркасів заводського виготовлення. Це викликано тим, що в умовах будівельного майданчика виникає ймовірність пропалювання робочої арматури. Крім цього, при використанні зварювання буде потрібна допомога кваліфікованого працівника, що збільшить вартість будівництва. До того ж місце зварювання це потенційна точка прискореної корозії. |
| Коли можна замінити в'язку зварюванням? | В'язка забезпечує більшу надійність в умовах будмайданчика (до зварених каркасів заводського виготовлення це не відноситься), тому є сенс замінювати її тільки за наявності зварювального апарату та досвіду. Заміну в'язки на зварювання (виконане прямо на будівельному майданчику) рекомендується проводити тільки на прямолінійних ділянках. Більш детально з цим питанням можна ознайомитись у ГОСТ 14098-91, додаток 2 «Оцінка експлуатаційних якостей зварних з'єднань при статичному навантаженні». У цій таблиці відразу «впадає у вічі» велика кількість сполук з маркуваннями НД (неприпустимо) чи НЦ (недоцільно). |
При проектуванні та будівництві фундаментів виникає безліч питань. До кожного з них слід поставитися уважно, щоб уникнути ускладнень під час експлуатації.
Причини, з яких потрібно армувати залізобетонний фундамент
У залізобетонній конструкції кожен компонент – бетон чи арматура – виконує різні функції. Бетон при розтягуванні здатний подовжуватися лише на частки міліметра. При великих навантаженнях, що розтягують, і поперечних зрізних силах у неармованій бетонній конструкції можуть виникати деформації, що призводять до розтріскування і появи інших дефектів, аж до руйнування.
Сталеві елементи каркаса залізобетону можуть приймати навантаження, що розтягують, десятикратно перевищують ті, що може сприймати бетон. Пластичний сталевий прокат, маючи властивість подовжуватися без розриву на 5-25 мм, працює на розтягування, запобігаючи розвитку деформацій у конструкції за допустимі межі.
Монолітна фундаментна стрічка є системою балок, пов'язаних між собою на кутах і перетинах, що лежить на суцільній пружній грунтовій основі. Грунти постійно зазнають впливу кліматичних факторів - промерзають взимку і відтають навесні, зволожуються поверхневими або підземними водами, при цьому збільшуючись або зменшуючись в обсязі.
Сила, що виникає при цьому, знизу передаються на фундамент, а при постійному навантаженні від будівлі зверху в конструкції виникають зусилля стиснення і розтягування. При цьому стиск і розтяг можуть відчувати різні зони перерізу монолітних балок, що складають стрічковий фундамент.
Тому основна схема армування стрічкового фундаменту – це об'ємний каркас із розташуванням сталевих прокатних виробів угорі та внизу поперечного перерізу. Якщо ширина підошви стрічки перевищує ширину стіни понад 600 мм, то додатково армується і підошва за допомогою плоских сіток.
Під час проектування визначається, яка арматура потрібна для стрічкового фундаменту.
Яка арматура використовується для армування стрічкових фундаментів
Армування стрічкового фундаменту виконується за допомогою просторових каркасів і плоских сіток, в яких сталеві прокатні вироби діляться на робітники, що сприймають основні зусилля, що розтягують, і конструктивні, службовці для закріплення робочих стрижнів.
Розглянемо які сталеві стрижні можна використовувати для стрічкового фундаменту. Як робоча використовується рифлений сталевий прокат класу А3, за іншою класифікацією А400, що випускається по ГОСТ 5781-82* або А500С згідно з ГОСТ Р 52544-2006. Рифлений прокат сприяє кращому зчепленню робочих стрижнів з бетоном. Армування стрічкового фундаменту за допомогою прокату А500С дозволяє зварювати каркаси та сітки. Як конструктивну застосовуються стрижні з гладкою поверхнею класу А1 або, за іншим позначенням, А240.
Про використання робочої арматури класів А3 і А500С, відмінності між ними, вигоду застосування А500С, особливості встановлення каркасів і сіток ми писали в статті «».
Усі роботи з армування потрібно проводити, дотримуючись вказівок технічних документів СП 52-101-2003 «Бетонні та залізобетонні конструкції без попередньої напруги арматури», СНиП 52-01-2003 «Бетонні та залізобетонні конструкції», користуючись якими, можна армувати стрічковий фундамент своїми руками.
Розрахунок діаметра арматури та кількості робочих стрижнів для стрічки
Діаметр круглого прокату для стрічкового фундаменту визначається на підставі розрахунку, в якому враховуються навантаження, які несе фундамент. Навантаження збирається з усіх несучих стін у додатку на 1 погонний метр по довжині фундаменту. У сумарному навантаженні враховуються:
- власна вага конструкцій стін з різних матеріалів кам'яної кладки, легкобетонних блоків, дерев'яних, монолітного залізобетону тощо;
- власна вага перекриттів - залізобетонних або дерев'яних, що збирається з 1 м 2 і половини прольоту між несучими стінами;
- ваги людей, меблів, перегородок, обладнання та ін., що діє на перекриття, що збирається з 1 м 2 та половини прольоту перекриття. Приймається за СНиП 2.01.07-85* «Навантаження та дії»;
- вага покриття та конструкцій покрівлі, що збирається з 1 м 2 та половини прольоту;
- вага снігового покриву взимку, що приймається по СНіП 2.01.07-85 *.
Після збору навантажень розраховується ширина конструкції стрічки з урахуванням несучої здатності основи. Ми навели приклади, як правильно зробити збір навантажень, розрахунок ширини стрічки та товщини протипучинної подушки у статті «».
Там є таблиці для збору навантажень для різних видів стін і перекриттів, величини значень розрахункових опорів різних типів грунтів, якими можна скористатися при розрахунку будь-яких стрічкових фундаментів, призначених для малоповерхових будівель. Для швидкого розрахунку на сторінці статті передбачено калькулятор.
Розрахунок армування виконується з урахуванням прийнятих габаритів конструкції фундаменту – ширини підошви та висоти перерізу за методикою СНиП 2.03.01-84* «Бетонні та залізобетонні конструкції». Щоб правильно розрахувати армування стрічкового фундаменту згідно зі СНиП, слід звернутися до професійних проектувальників.
А ми наведемо спрощений метод розрахунку.
Спрощений розрахунок армування стрічкового фундаменту
Спрощений розрахунок сталевого прокату для стрічкового фундаменту полягає у підборі кількості робочих стрижнів, а також їх діаметра за основним показником – мінімальним відсотком армування.
Згідно вимог п.5.11 Таблиця 5.2 Допомога до СП 52-101-2003сумарна площа робочих стрижнів, які можуть сприймати зусилля, що розтягують, не повинна становити менше 0,1 % площі перерізу залізобетонної конструкції, що розраховується.
Так як монолітна стрічка має вигляд балки, на яку впливають різноспрямовані сили, то розтягнуті зони можуть бути і вгорі, і внизу поперечного її перерізу.
Таким чином, головна умова розрахунку – наявність в обох зонах перерізу конструкції поздовжніх робочих стрижнів із сумарною площею не менше ніж 0,1 % загальної площі перерізу.
Формула для розрахунку відсотка армування за п.5.11 Допомога до СП 52-101-2003:
$$\quicklatex(size=25)\boxed(\mu_s = \frac(A_s)(b \times h_0) \times Pr )$$
де:
Pr - одиниця дорівнює 100%;
A s; - Сумарна площа робочих стрижнів, мм 2;
b – ширина стрічки, мм;
h 0; - Робоча висота поперечного перерізу, мм.
З цієї формули можна знайти необхідну мінімальну площу стрижнів:
$$\quicklatex(size=25)\boxed(As = b \times h_0 \times 0,001)$$
При розрахунку потрібно враховувати правила армування стрічкового фундаменту, викладені в Посібники до СП 52-101-2003 у «Посібнику з конструювання бетонних та залізобетонних конструкцій з важкого бетону (без попередньої напруги)».
Згідно п. 5.17 Допомога до СП 52-101-2003мінімальний діаметр кожного із робочих стрижнів обмежується 12 мм.
Вихідні дані: стрічковий фундамент монолітний під зовнішні стіни перетином 600 мм (b – ширина) на 500 мм (H – повна висота);
Спочатку визначаємо h0, яка дорівнюватиме висоті перерізу без захисного бетонного шару.
Захисний шар, який необхідно витримувати для нижніх стрижнів на підошві стрічки, що укладаються на піщану або щебеневу підготовку – 70 мм. Але для верхньої арматури захисний шар – 30 мм, тому набуваємо середнього значення – 50 мм:
h0 = H - 50 = 500 - 50 = 450 мм
Визначаємо площу перерізу стрічки, яка використовуватиметься в розрахунках:
b x h0 = 600 x 450 = 270 000 мм 2
Необхідна мінімальна площа робочих стрижнів As у кожній зоні перерізу дорівнюватиме:
As = b x h0 x 0,001 = 270 000 x 0,001 = 270 мм 2
Для добірки діаметрів робочих стрижнів та їх кількості за мінімально необхідною площею наводимо Таблицю 1.
За таблицею знаходимо найближчі значення мінімального діаметра 12 мм за умови установки 3-х стрижнів. Значення буде між колонками з 2-ма (226 мм 2) і 3-ма стрижнями (339 мм 2), приймаємо більше – 339 мм 2 для 3-х стрижнів.
В результаті остаточно приймаємо по 3 робочі стрижні, що мають діаметр по 12 мм в обох зонах поперечного перерізу.
Схеми армування стрічкового фундаменту
Наводимо дві основні схеми армування монолітного залізобетонного фундаменту, які можуть використовуватись у малоповерховому будівництві.
Схема 1 – якщо ширина стрічки дорівнює ширині стіни
Схема 2 – якщо ширина стрічки перевищує ширину стіни
В обох випадках стрічка армується по довжині просторовим каркасом, робочі стрижні якого, розташовані в обох зонах поперечного перерізу конструкції, сприймають і компенсують зусилля, що розтягують.
Якщо стрічка виступає за межі цоколя більш ніж на 0,5 м, зусилля, що розтягують, будуть виникати в зоні підошви перпендикулярно до її осі. Для того, щоб компенсувати ці зусилля додатково використовується армування підошви стрічки в поперечному напрямку до осі стіни.
Оптимальне рішення при цьому – в'язка сітки, що складається з робочих та конструктивних стрижнів та укладання її перед встановленням просторового каркасу.
При влаштуванні просторових каркасів крім поздовжніх робочих стрижнів використовується поперечна арматура, яка служить не тільки для з'єднання в одну конструкцію поздовжніх прокатних виробів, але і для сприйняття поперечних навантажень, що перерізують на стрічку. Поперечна арматура протидіє також утворенню тріщин у конструкції та перешкоджає бічному витріщуванню робочих стрижнів.
У складі просторових каркасів поперечні прокатні вироби використовують у вигляді хомутів, які охоплюють поздовжні робочі стрижні по периметру каркаса. Для хомутів застосовується арматура з гладкою поверхнею класу А1, що має діаметр у межах 6-8 мм.
У технічному документі СП 52-101-2003 «Бетонні та залізобетонні конструкції без попередньої напруги арматури»визначено діаметри арматури за різних умов армування, які наводимо в Таблиці 2.
Крім вимог щодо використання для різних елементів просторових каркасів та плоских сіток арматурних стрижнів певного діаметра та класу нормами передбачається низка правил з армування монолітних конструкцій.
Правила армування монолітного стрічкового фундаменту
При виробництві армування стрічки необхідно дотримуватися таких нормативних правил:
- робочі стрижні, встановлені в поздовжньому напрямку каркасів та сітках, повинні мати один діаметр. У разі використання арматури з різним діаметром стрижні з б обільшим діаметром необхідно розташовувати в нижній зоні стрічки;
- при ширині стрічки, що перевищує 150 мм, кількість поздовжніх робочих елементів, розміщених в одному рівні, не повинна бути меншою за 2;
- відстань у каркасі між поздовжніми елементами, встановленими в одному рівні, не допускається менше 25 мм у нижньому ряду каркасу і менше 30 мм у верхньому ряду. При влаштуванні просторових каркасів також необхідно передбачити місця пропуску глибинних вібраторів. У цих місцях просвіт не повинен бути меншим за 60 мм;
- крок прокатних виробів у стрічковому фундаменті, передбачений для монтажу хомутів або поперечних елементів, повинен бути в межах висоти конструкції і не більше 500 мм;
- захисний шар бетону, передбачений для робочої арматури каркасів або сіток, що розташована біля підошви стрічки, повинен становити 35 мм при бетонній підготовці, 65 мм – при підготовці з піску або щебеню;
- захисний бетонний шар з бокових та верхніх сторін конструкції – 40 мм, для хомутів або поперечних стрижнів – 10 мм.
Виготовлення каркасів та сіток
У разі використання звичайного прокату класів А1, за іншою класифікацією А240 і А3(А400), проводиться в'язка арматури під стрічковий фундамент, для чого застосовується спеціальний в'язальний дріт. Зварювання арматурних елементів можливе лише за умови використання прокату класу А400С або А500С.
В'язальний дріт виготовляється з низьковуглецевої сталі, має діаметр у межах 0,8-1,4 мм і призначений спеціально для виготовлення елементів несучого каркасу залізобетонних конструкцій. При в'язці каркасів і сіток використовуються відрізки завдовжки 30 см, які попередньо нарізаються.
Розглянемо як в'язати арматуру для стрічкового фундаменту. Для виконання цього виду робіт використовується спеціальний інструмент: ручні гачки або насадки на шуруповерт, в'язальні пістолети, пасатижі, щипці та кусачки.
З відрізків в'язального дроту роблять петлю, яку пропускають навколо місця з'єднання арматурних стрижнів, потім кінці закручують вручну за допомогою гачка вязального або механічним способом за допомогою насадки на шуруповерт або пістолета.
Так як каркаси та сітки з арматури мають обмежену довжину, може виникнути питання: як зв'язати арматуру для стрічкового фундаменту. По довжині каркаси та сітки стикують за допомогою: нахлеста без зварювання або зварюванням у разі використання прокату класу А400С або А500С.
При зварюванні внахлест довжина стрижнів арматури не повинна становити менше 10 діаметрів.
У разі з'єднання нахлестом довжина перепуску арматурних стрижнів повинна становити не менше 20 діаметрів елементів, що з'єднуються, і не менше 250 мм.
Для розрахунку загального обсягу матеріалу можна використовувати калькулятор арматури для стрічкового фундаменту на цій сторінці.
Армування кутів та стиків
У місцях примикань та кутових з'єднань стрічки відбувається найбільша концентрація напруги, тому ці вузли необхідно додатково зміцнювати.
Для посилення використовується встановлення додаткових стрижнів за такими схемами:
При посиленні кута стрічки встановлюються додаткові Г-подібні та трапецієподібні стрижні, які кріпляться до робочих стрижнів у верхньому та нижньому рівнях каркасів, що з'єднуються.
При посиленні Т-подібного перетину встановлюються додаткові трапецієподібні стрижні у верхньому і нижньому рівнях каркасів, що з'єднуються.
При посиленні взаємного перетину встановлюються трапецієподібні стрижні.
Армування кутів стрічкового фундаменту може здійснюватися також за такими схемами:
Розрахунок кількості арматури
Вихідні дані: малоповерховий будинок розмірами 10 х 12 м із середньою стіною, що несе, розташованою по довгій стороні. Перетин стрічки 400 х 400 мм. Армування – просторовий каркас із 6 стрижнів робочої арматури діаметром 12А3. Хомути із гладкого прокату діаметром 6А1 розташовані з кроком 400 мм.
Визначаємо загальну довжину стрічки:
10 х 2 + 12 х 3 = 56 м.п.
Довжина робочих стрижнів дорівнюватиме:
56 х 6 = 336 м.п.
Довжина одного хомута:
0,4 х 4 /1,15 = 1,39 м (1,15 - коефіцієнт переведення периметра перерізу стрічки в довжину хомута)
Кількість хомутів:
56/0,4 = 140 шт.
Довжина стрижнів для хомутів:
140 х 1,39 = 194,6 м.п.
Результати розрахунку збільшуємо на 5% - це запас, що враховує різання арматури та відходи.
Робоча арматура: 336 х 1,05 = 353 м.п. або 352 х 0,888 = 313 кг
Хомути: 194,6 х 1,05 = 204 м.п. або 204 х 0,222 = 46 кг
Для швидкого підрахунку кількості матеріалів можна використовувати розташований тут калькулятор стрічкового фундаменту арматури та опалубки.
Способи та прийоми армування стрічкового фундаменту від експерта порталу сайт
Наведені вище дві основні схеми, за якими можна армувати стрічковий фундамент, а також схеми пристрою посилення кутів та перетинів для малоповерхових будинків були багаторазово використані та випробувані при реальному будівництві у важких ґрунтових умовах – при основах, складених із просадних та пучинистих ґрунтів. Тому рекомендую використовувати ці схеми та наведену інформацію щодо підбору сталевих стрижнів та конструювання каркасів для будинків висотою в 1-2 поверхи за будь-яких ґрунтових умов.
При будівництві складніших і відповідальних споруд для проектування фундаменту слід звернутися до професійних проектувальників.
Армування фундаменту є непростою процедурою, і правильно врахувати всі нюанси важко. Але якщо дотримуватися всіх інструкцій армування стрічкового фундаменту, переглянути відео на тему, впоратися з цим своїми руками, все-таки, можливо. Один із важливих етапів будівництва – розрахунок основи.
Стрічкова основа є бетонною стрічкою, яка проходить по всьому периметру майбутньої споруди. Воно найчастіше використовується в дачному будівництві, тому що дозволяє в короткий термін звести фундамент на будь-якому типі ґрунту. Такий тип фундаменту універсальний.
Стрічкова основа може використовуватися:
- для будівель з бетону цегли та каменю;
- для будівель з важким перекриттям (збірних залізобетонних чи монолітних, металевих);
- якщо ділянка складається з різного типу ґрунту (наприклад, одна частина - пісок, а інша - пучинисті суглинки);
- якщо заплановано у будівлі цокольний поверх або підвальне приміщення.
Стрічкові фундаменти популярні серед приватних домобудівників через свою технологічну простоту виконання.
Стрічкові фундаменти поділяються на: збірні, монолітні, бутові.
На етапі планування необхідно правильно вибрати необхідні елементи для армування та їх кількість. Тому рекомендується скласти докладне креслення майбутнього фундаменту з обраною схемою. Якщо припуститися помилки на етапі проектування (зекономивши будівельний матеріал, неправильно спроектувавши конструкцію, виконавши неточно креслення), це може призвести згодом до негативних наслідків.
Найчастіше стикаються з такими проблемами, що виникають через неправильно виконане креслення:
- перекіс;
- недостатня кількість матеріалу;
- деформації різного роду;
- нерівномірні опади;
- поява тріщин і т.д.
Розрахунок кількості елементів, правильно виконане креслення та слідування йому на всіх етапах дозволить звести міцну та довговічну конструкцію. Для того, щоб виконати розрахунок кількості арматури стрічкового фундаменту найпростіше скористатися онлайн-калькулятором або спеціальною програмою.
Глибина закладення
Для того, щоб така основа довго функціонувала, необхідно закласти його на правильну глибину. Для цього необхідно вивчити тип ґрунту та відстань, на яку він замерзає.
Розрізняють дрібнозаглиблений та заглиблений тип основи. Перший тип використовується для будівництва на пучинистих і слабопучинистих ґрунтах. Це найпоширеніший варіант, який застосовується в дачному будівництві. Витрати зведення становлять лише 15-18% від вартості будівництва.
У свою чергу заглиблений фундамент відрізняється стійкістю та міцністю. Він підходить і для двоповерхових будівель. Відповідно, це більш витратний варіант. Глибина закладення заглибленої основи розраховується за формулою глибина замерзання плюс 10-20 см. Звичайно, що більше поверхів, то глибше потрібно робити фундамент. Це і від типу грунту. Якщо ґрунт хороший, глибину можна скоротити. Для легкого одноповерхового будинку частіше використовують дрібнозаглиблену основу. Глибина закладання фундаменту для дворівневого будинку з піноблоків сягає 50 см.
Фундамент, закладений вище глибини промерзання ґрунту, взимку виштовхуватиметься з ґрунту, що може призвести до його руйнування.
Схема армування стрічкового фундаменту
Армування стрічкового фундаменту це відповідальний етап, від якого залежить термін експлуатації споруди. Армування дрібнозаглибленого та заглибленого фундаментів незначно відрізняються. У першому випадку, зміцнювати основу значно простіше. До того ж можна запланувати невеликий підвал. Він підходить для будівництва основи для більшості дерев'яних будівель: дачі, лазні, сільськогосподарських будівель.
Заглиблений тип фундаменту закладають під будинки з каменю з єдиними бетонними перекриттями.або в будинки, в яких планується кілька поверхів та підвали. Звичайно, в цьому випадку знадобляться великі фінансові вкладення.
Тому що фундамент зазнає значних навантажень у процесі експлуатації, необхідно армувати і верхні і нижні частини. А якщо його висота перевищує 150 мм, треба встановити ще сталеві стрижні у поперечному та вертикальному напрямках. Підсилити фундамент необхідно гарячекатаною арматурою, діаметр якої становить від 6 до 8 мм.
Робоча арматура має бути діаметром від 10 до 20 мм, а допоміжна - від 6 до 10 мм.. Прути арматури накладають внахлест, щоб запобігти нашарування. З'єднують поперечні стрижні з спеціальними поздовжніми хомутами. Поздовжню арматуру слід розташувати усередині збірного каркасу. Після встановлення стрижнів їх необхідно зв'язати. Це робиться для того, щоб у майбутньому на фундаменті не утворювалися тріщини та сколи.
Розподіл арматури виконується відповідно до будівельних норм СНіП 52-01-2003. У цьому положенні вказується, що дистанція між вертикально розташованими прутами розраховується, виходячи з наповнювача бетону та способу його укладання. Правило, регульоване в СНиП 52-01-2003, вказує норми укладання поздовжніх лозин: відстань між ними не повинна бути більше 40 см.
Способи кріплення частин арматури
Існують два способи з'єднання прутів: зварювання та в'язка. В індивідуальному будівництві найчастіше застосовується в'язання дротом, у масовому виробництві - зварювання. В'язку краще використовувати і ще тому, що місця кріплення арматури піддаються зварюванням корозії, втрачаючи міцність і надійність зчеплення. Зварювання арматури допустиме, якщо на прутку стоїть маркування літерою «С».
Основні принципи армування фундаменту
Спочатку вбивають невеликі по діаметру стрижні з кроком 50-80 см. Висота їх має бути не більшою за висоту опалубки. На дно траншеї укладають цеглу, яка буде опорою для нижнього ярусу арматури.Потім закріплюють металевий стрижень на певній висоті від ґрунту.
Необхідно, щоб каркас знаходився на відстані 5 см від кожної сторони траншеї. Саме в цьому випадку арматура повністю занурюватиметься в бетон. Для того, щоб опори були ще міцнішими, виконують встановлення піщаної подушки.
Захисний шар бетону для арматури передбачає запобігання її від корозії.
Технологічна послідовність наступна:
- на дно ями насипають пісок заввишки щонайменше 10- 20 див;
- ретельно утрамбовують;
- поливають водою.
Коли пісок висохне, зазвичай на це йде 2-3 дні, на подушку укладають геотекстиль.
Залежно від типу ґрунту та висоти майбутньої споруди, величина піщаної подушки може збільшуватися. У деяких випадках розмір піщаної подушки досягає і до 80 см..
Основні правила армування монолітного фундаменту
Для армування монолітного фундаменту потрібно від 2 до 4 прутів у нижньому поясі і верхньому поясах.Вони складаються в конструкцію, що нагадує сходи, і армують спеціальною сіткою.
Арматурні прути мають бути діаметром 10-12 мм. Від цього залежить згодом, яким способом вони скріплятимуться – зварюванням чи в'язкою. Щоб надати конструкції монолітність, стрижні укладають у двох напрямках і мають нижче несучих перекриттів або колон.
Армують елементи встановлюють після виконання опалубка і з'єднують меду собою дротом. Потім на них зверху укладають сітку. Необхідно врахувати, що конструкція разом із сіткою повинна бути від ґрунту на відстані не менше 7 см.
Армування підошви стрічкового фундаменту проводять за допомогою сітки, що укладається нижче подушки. Розміри осередків каркасу мають бути 20...30 см. Причому краще використовувати цілі прути, які не мають жодних сполук.
Особливості армування склопластиком
Армування стрічкового фундаменту склопластиковою арматурою мало чим відрізняється від металевої. Основна різниця полягає в тому, що в цьому випадку простіше армувати кути. Термін експлуатації цієї арматури набагато довше, ніж сталевий. До того ж, не виникає жодних проблем із появою корозії. Вага прутів також набагато менша, тому всі роботи можна виконати швидше.
Особливості влаштування опалубки
У процесі збирання опалубки необхідно стежити за тим, щоб арматурні стрижні не торкалися землі, т.к. це прискорить появу корозії. Шар бетонного розчину, який захищає армування, повинен становити не менше ніж 5-8 см..
Одне з найважливіших етапів — це армування кутів фундаменту, т.к. на неї буде чинитися найбільше тиск. Якщо армуючі роботи будуть неправильно виконані, то вся споруда втратить стійкість, а прути арматури не впораються з тиском.
Варіантів пристрою опалубки чимало, але для приватників найпростіший спосіб-короба з дерев'яних щитів
Кути виконуються із прутів класу A3. Одна сторона повинна заходити на іншу приблизно на 50-70 см. Арматурні стрижні, що знаходяться усередині кутів, повинні стикатися із зовнішніми частинами арматури.
Так само виконують і армування декоративних частин основи (еркер) і Т-подібних елементів примикання елементів. Ці вразливі місця укріплюють додатковими кріпленнями П-подібної або Г-подібної форми.
Докладніше про те, як армувати стрічковий фундамент своїми руками можна переглянути у відео:
Людство за весь час свого існування нагромадило величезний досвід будівництва. Основою, базою будь-якої споруди є міцний та надійний фундамент. На сьогодні найпоширеніший вид фундаменту – стрічковий, адже саме ця конструкція дозволяє рівномірно розподілити вагу будівель на ґрунт, що, у свою чергу, впливає на процес усадки будинку. А армування стрічкового фундаменту – спосіб зробити основу будови міцнішою та надійнішою.
Сталь та бетон – основні несучі будівельні матеріали. Властивості матеріалів різняться між собою. Порівняльна таблиця властивостей деяких матеріалів:
Як бачимо, сталь набагато міцніша і надійніша за бетон, але в той же час бетон у 80 разів дешевше сталі. Тому виник композитний матеріал залізобетон. Так як бетон непогано працює на стиск, то розташування сталі в залізобетонних конструкціях - в місцях, схильних до розтягування і вигину.
Багато хто вважає, що основа працює тільки на стиснення та армування стрічкового фундаменту – викинуті на вітер гроші. Це правильно, якщо фундамент розташувати на скельних ґрунтах. Але в більшості випадків грунт не є міцним монолітом. Існує безліч факторів, що змушують працювати основу на вигин:
- Неоднорідність ґрунту. Різна щільність шарів призводить до нерівномірної усадки.
- Розмив ґрунти атмосферними опадами чи підземними водами.
- Рухливість поверхневих шарів ґрунту.
- Морозне пучення. Близьке розташування ґрунтових вод і негативна температура змушує глинисті ґрунти збільшуватись у розмірах на 10-15 % (спучуватися). В цьому випадку основа починає видавлювати фундамент нагору.
У результаті в бетонних конструкціях з'являється напруга, що руйнує матеріал. Тріщини та усадка фундаменту призводять до утворення тріщин у стінах будинку, що псує зовнішній вигляд будови або її обвалення. Інакше кажучи, економити на армуванні фундаменту собі дорожче, адже ремонт та відновлення будинку потребують відчутних грошових витрат.
Технологія армування є процес створення просторового арматурного каркаса. Він складається з наступних елементів:
- поздовжня арматура;
- поперечна;
- вертикальна;
- підсилювальні хомути;
- в'язальний дріт.
Поздовжня арматура укладається вздовж довгої сторони фундаменту, і довжина лозини зазвичай досягає 6 або 12 м. Саме вона пручається розтягуванню. Поздовжнє армування виконується по верхньому та нижньому краю залізобетонної конструкції.
Схема укладання залежить від розрахунку необхідної площі поперечного перерізу арматури. Такий розрахунок вимагає уважного обліку всіх навантажень на фундамент, включаючи кліматичні від снігу та вітру, а також власну вагу фундаменту. Враховується несуча здатність ґрунту з геологічними дослідженнями (геологічним розрізом). У ГОСТ 5781-82 таблиця 1 містить площу поперечного перерізу для кожного діаметра стрижня, залишається вирішити, скільки стрижнів розташувати по верхній і нижній стороні фундаменту.
Однак, для тих, хто вирішив будувати будинок своїми руками, можна обійтися без розрахунків, скориставшись рекомендаціями п.10 та розділу 5 Посібника «З проектування бетонних та з/б конструкцій з важкого бетону без попередньої напруги арматури». Вони зазначено, що мінімальна площа поперечного перерізу арматури дорівнює Аs=µ*b*ho, де:
Аs - площа поперечного перерізу арматури;
µ= 0,1 % — відсоткове співвідношення для конструкцій, що згинаються;
b-ширина перерізу стрічкового фундаменту;
ho – висота робочої зони перерізу (дорівнює половині величини висоти перерізу фундаменту).
Діаметр верхніх стрижнів може дорівнювати діаметру нижніх або прийнятий меншого розміру. Максимальну відстань між осями поздовжніх стрижнів (крок) рекомендується приймати не більше 1,5h або не більше 400 мм у балках та плитах, де h > 150 мм – висота поперечного перерізу фундаменту (п. 10.3.8 СП та п. 5.13 Посібники). Тільки в цьому випадку забезпечується ефективна робота бетону та арматури, обмеження ширини розкриття тріщин між поздовжніми стрижнями.
Мінімальний крок стрижнів (відстань між осями) обмежено з міркувань зручності укладання та ущільнення бетонної суміші та дорівнює:
- d + 25 мм – для нижньої арматури;
- d + 30 мм – для верхнього.
Розглянемо приклад:
Необхідно виконати армування стрічкового фундаменту завширшки 400 мм, висотою 600 мм. Потрібно розрахувати, скільки потрібно стрижнів і підібрати діаметр. Мінімальна площа перерізу арматури дорівнює: Аs = 40х30х0, 1% = 1,2 см ². Відстань між прутами 1,5х600=900 мм, отже, приймемо трохи більше 400 мм. Тобто по ширині перерізу встановлюються 2 прути. Підбираємо діаметр арматури за ГОСТ 5781-82 таблиця 1: два стрижні Ø 8 мм мають площу Аs=2х0,503= 1,006 см², що менше необхідної 1,2 см². Розглянемо наступний діаметр Ø 10 мм. Аs = 2х0,785 = 1,57 см ². У результаті схема укладання стрижнів виглядає так: верхню і нижню арматуру прийняти рівну Ø 10 мм і укласти в два ряди.
Багато будівельників сьогодні для підбору діаметра стрижнів використовують такі правила: діаметр повинен бути не менше 10 мм, якщо сторона фундаменту менша або дорівнює 3 м, і 12 мм – для сторони більше 3м (див. Посібник «Армування елементів монолітних залізничних будівель» Додаток 1). Проте, правила посібника розроблені для проектування монолітних залізничних конструкцій багатоповерхових будинків з урахуванням аварійних навантажень та прогресуючого обвалення. Зрозуміло, запас міцності не зашкодить, але про розумну витрату арматури вже не йдеться.
При влаштуванні армування не слід забувати про захисний бетонний шар – відстань між бічною поверхнею стрічкового фундаменту та стрижнем арматури. Захисний шар необхідний з кількох причин: він захищає сталь від агресивного впливу повітря та ґрунтових вод. Крім того, для нормальної роботи залізобетону арматура має бути всередині бетону. Мінімальна величина шару залежить від умов експлуатації конструкції та для конструкцій, розташованих у ґрунтах, фундаментів з улаштуванням бетонної підготовки дорівнює 40 мм і не менше діаметра робочої арматури (Таблиця 10.1 СП та таблиця 5.1 Посібники).
Докладніше про розрахунок арматури.
Поперечне конструктивне армування
Під конструктивною поперечною арматурою мають на увазі горизонтальні та вертикальні стрижні, які:
- Підтримують подовжню арматуру у проектному робочому положенні.
- Перешкоджають розвитку тріщин.
- Сприймають невраховане навантаження, наприклад, бічне витріщення фундаменту.
Діаметр поперечної арматури у в'язаних згинальних каркасах приймається не менше 6 мм. У Додатку 1 Посібники «Армування елементів монолітних залізничних будівель» поперечну арматуру рекомендують виконувати у вигляді замкнутого хомута з діаметром стрижнів не менше 8 мм.
Пристрій для згинання хомутів арматури.
Відстань між стрижнями (крок) приймається трохи більше величини подвоєної ширини поперечного перерізу і щонайменше 600 мм. Що стосується захисного шару, то мінімальна відстань між стрижнем і бетонним краєм на 5 мм менша, ніж мінімальний розмір шару для поздовжньої робочої арматури, тобто дорівнює 35 мм.
Використовувані матеріали
Матеріали для армування приймаються відповідно до ГОСТ 5781-82. Арматура виготовляється з низьколегованої та вуглецевої сталі відповідно до ГОСТ 380-2015. Поверхня стрижнів може бути гладкою чи періодичного профілю. Залежно від властивостей матеріал поділяється на такі класи:
- А 240 (А-І);
- А 300 (А-ІІ);
- A 400 (A-III);
- A 600 (A-IV);
- A 800 (A-V);
- A 1000 (A-VI).
Для фундаменту потрібна арматура із серповидним профілем.
Числовий код відображає межу плинності, наприклад, 240 відповідає 235 Н/мм². У тому числі лише А 240 (А-I) виготовляється гладкого профілю. У сортаменті вироби обмежені діаметром від 6 до 40 мм.
Каркаси можуть бути звареними чи пов'язаними. Для зв'язування та армування застосовується дріт із низьковуглецевої сталі ГОСТ 6727-80 кругла (марка В-I) або ребриста (марка Вр-I), діаметром 3,0; 4.0.
Порада: Оптимальним рішенням для фундаменту буде арматура марки A400 (AIII), використання більш високих марок не є виправданим, т.к. без попередньої напруги її потенціал міцності не буде використовуватися на 100%.
В останні роки в будівельній галузі з'явилася композитна арматура зі склопластику. Матеріал міцний та легкий. У матеріалу безліч переваг: легка технологія монтажу, має високі антикорозійні властивості.
Фото композитної арматури.
Однак, і недоліки матеріалу також є. Він має самозагасні характеристики при горінні, але при температурі 200 ° С втрачає свої властивості. До того ж погано гнеться, що ускладнює використання гнутих елементів. Багато професійних будівельників відмовлялися працювати з цим матеріалом через відсутність практичного досвіду (закордонний досвід не враховувався) та рекомендацій щодо розрахунку.
Але з липня 2015 року в СП 63.13330.2012 з'явився Додаток Л із правилами щодо конструювання та розрахунку конструкцій.
Правила армування кутів та примикань
Часто на будівельному майданчику армування доводиться виконувати із залишків, тому стрижні стикуються внахлест, зварюються або використовуються спеціальні стикові з'єднання. При стику внахлест кінці з арматури гладкого профілю загинають у вигляді лапок, гаків і петель, а кінці з періодичним профілем можна не загинати. Відстань між стрижнями, що стикуються, може бути від нуля до 4 діаметрів арматури. Довжина стику розраховується згідно з посібником із проектування, але не може бути менше 15 діаметрів стрижнів або 200 мм.
Стикові зварні з'єднання виконують за допомогою скоб-накладок, а в механічних стиках використовуються різьбові та обтискні муфти.
Важливо! Правила забороняють виконувати армування кутів простим нахлестом, тому що в цьому випадку кут не буде цілісним та нерухомим.
Кутові та Т-подібні примикання каркасів виробляються трьома способами: лапками, додатковими вигнутими хомутами Г та П форми.
Фото як правильно армувати кут.
Докладніше про армування кутів.
В'язання арматури
Здавалося б, зварні каркаси використовувати швидше та зручніше. Тим не менш, будівельники вважають за краще в'язати просторові каркаси. І тому є свої причини:
- Зварювання знижує якість металу.
- Осада ґрунту при виробництві фундаментів провокує додаткову напругу на стиках. Зварювальні з'єднання не завжди справляються з навантаженнями та руйнуються. Пов'язані деталі не змінюють положення в просторі, але мають певну рухливість.