Армирование фундамента своими руками: пошаговая инструкция, пример расчета

Хотя бетон является прочным материалом, он выдерживает лишь некоторые типы нагрузок. Он успешно вынуждает фундамент поддерживать вес дома и не дает сжаться в мерзлом грунте. Но при наложении разных направлений усилий или неравномерных нагрузок, в монолите могут появляться трещины и он рушится.

Оглавление:

1. Усиление ленточной, свайной и монолитной основы
2. Расчет армирования
3. Инструкция по укладке прутов

Бетон хрупок и самостоятельно не может переносить ни изгибов, ни растяжения. Чтобы увеличить сопротивляемость бетонных конструкций именно таким нагрузкам, выполняется армирование фундамента металлическими стержнями. Стальная решетка, собранная из прутьев и повторяющая форму основания принимает на себя изгибающее давление, препятствуя деформации бетона.

По направлению усиливающих стержней выделяют два вида армирования:

• Горизонтальное – компенсирует нагрузки, которые оказывают на основание вес постройки и встречное давление грунта. Поскольку максимальное давление принимает на себя поверхность фундамента, именно здесь нужны самые толстые стержни (10-16 мм).
• Вертикальное – усиливает армировку углов и тех частей конструкции, где преобладает боковое давление. Применяется и при монтаже буронабивных свай.

Естественно, что максимальный эффект достигается только при одновременном использовании этих двух методов. От армирования можно отказаться, если строительство ведется на очень прочных крупнообломочных и скалистых грунтах, не склонных к пучению. Но для принятия такого решения должно быть правильно рассчитано техническое обоснование. Если это не сделано, армировку исключать из технологии нельзя.

Усиление разных оснований

1. Ленточный фундамент при относительно небольшой ширине почти не испытывает поперечных нагрузок, а вот продольные изгибающие усилия на длинных участках ленты возникнут непременно. Поэтому для него вертикальное и поперечное армирование можно выполнять из стержней меньшего диаметра (6-8 мм), но для продольных прутьев необходимо правильно сделать расчет. Их диаметр будет находиться в пределах 10-14 мм.

2. Свайный или столбчатый фундамент и вовсе нетребователен к арматуре – для него достаточно использовать 1-4 рифленых прутка сечением 8-10 мм. Фундамент, связанный с железобетонной подушкой большой ширины, испытывает изгибающие нагрузки по своей оси. Для их компенсации в нижней части пяты по инструкции следует укладывать дополнительную поперечную арматуру.

3. Монолитные плиты, всей плоскостью опирающиеся на грунт, неравномерно нагружаются сверху. В результате давление на поверхность бетона во всех точках фундамента будет разным, а в некоторых случаях сумма нагрузок и вовсе будет работать на скручивание плиты. Здесь должна использоваться одинаково толстая арматура и для продольной, и для поперечной укладки.

Особого внимания требует армирование углов ленточного фундамента и примыканий. В этих точках не должно быть обычных перекрестных соединений продольных стержней. В углах укладываются согнутые прутья, которые перевязываются внахлест с теми, что расположены на прямых участках бетонной коробки.

Строго запрещено гнуть арматуру своими руками, делая в ней надрезы или самостоятельно разогревая прутки. Для стальных изделий применяется только технология холодной гибки.

Особенности расчета

Расчет армирования для каждого фундамента выполняется отдельно, на основании схем и геодезических данных конкретного участка. Монтаж сетки «на глаз» могут позволить себе только многоопытные профессионалы, все остальные рискуют допустить в технологии ошибки. Тогда при недостатке армирования фундамент окажется недолговечным, а при его избытке – слишком дорогим.

Основные требования к конструкции стального каркаса:

• Размер ячеек от 20 до 30 см (в 2-3 раза больше класса крупности щебня в бетоне).
• Если длина участка превышает 3 м, диаметр изделий для продольного армирования подбирается не меньше 12 мм.
• Поперечные стержни должны быть на 100 мм короче ширины опалубки, чтобы по бокам оставалось по 50 мм для заливки бетона. Диаметр поперечин не меньше 6 мм или 8 – если высота каркаса превышает 80 см.
• Вертикальные прутки делаются короче высоты опалубки на те же 100 мм.
• Все перехлесты арматуры выполняются вразбежку, то есть в верхнем поясе армирования они не должны находиться над соединениями нижней сетки.

Плотность и схема армирования рассчитывается на основании выбранного типа фундамента и тех условий, в которых он будет работать. Чтобы самому сделать такой расчет, нужно следовать инструкции:

1. Выбрать класс и подходящий размер стальной арматуры.

• Для легких деревянных построек на непучинистых грунтах подбирают стержни диаметром 10 мм.
• Тяжелые дома на слабых и подвижных грунтах строятся на фундаменте, армированном прутьями 14-16 мм.

2. Определить шаг сетки (20 см).

3. По размерам фундамента сделать расчет количества стержней для верхнего и нижнего пояса армирования.

4. Стандартная длина прутьев составляет 6 м, поэтому, умножив их количество на 6, получаем расход арматуры в погонных метрах. Здесь следует учесть и потерю длины на перехлестах.

5. По чертежу фундамента высчитать расстояние от верхнего до нижнего пояса армирования (высота монолита минус 10 см для защитного бетонирования). В результате получаем длину вертикальных соединительных стержней.

Определение количества арматуры удобно выполнять с одновременным составлением схемы ее расположения. Уже на этой стадии через плотность стали можно рассчитать вес и определиться с ценой.

Можно проверить, насколько правильно был выполнен расчет. Согласно требованиям СНиП 52-01-2003, общее сечение арматуры в разрезе должно быть больше или равно 0,1% от площади всей ж/б конструкции в этой плоскости. Основываясь на этом принципе, легко подобрать подходящий диаметр арматуры для фундамента.

Пример:

• Ленточный фундамент имеет сечение: 0,4 х 1 м или 4000 см².
• Площадь армирования должна быть не меньше: 4000 × 0,001 = 4 см².

Находим в таблице соответствующее значение (их может быть несколько) и определяем количество и диаметр стержней:

В нашем примере это 8 прутков d=8 мм, однако для укладки удобнее взять стержни с небольшим запасом – 4 штуки по 12 мм, чтобы разделить их на 2 пояса обвязки.

Технология укладки прутьев

Армирование ленточного фундамента своими руками выполняется непосредственно в подготовленной к заливке опалубке или рядом на свободной площадке. Первый способ является самым надежным, так как позволяет контролировать правильность армирования. Зато второй сделать своими силами будет проще.

Пошаговая инструкция сборки стального каркаса:

1. Уложить на дне траншеи плоские камни или кирпичи для укладки продольных стержней, чтобы приподнять их над поверхностью на 5 см.

2. Из гладкого прута меньшего диаметра своими руками сделать поперечные перемычки и уложить их с шагом не более 60 см.

3. Вертикальные стойки по той же схеме закрепить на продольной арматуре.

4. Привязать стержни верхнего пояса и закрепить на них поперечные прутки.

5. Уложить готовые модули на дно траншеи и связать продольные элементы внахлест.

Пункты 2 и 3 в инструкции можно заменить, используя единый хомут. Он выполняет функции и вертикальной связки, и поперечной арматуры. Хомуты должны находиться друг к другу не ближе 25 см. Более точный шаг определяется как 3/8 высоты фундамента.

Как правильно армировать углы, мы уже рассказали в теоретической части. Инструкция по укладке своими руками такова:

• Изогнутую под прямым углом арматуру привязать в точке сгиба к вертикальной стойке.
• Концы стержня, расходящиеся на смежные стены, связать с прямолинейными отрезками внахлест. Размер нахлеста определяется как 40 диаметров выбранного прута, то есть для 12-мм изделия она составит не меньше 48-50 см.
• Установить хомуты с шагом вдвое меньшим, чем при увязке двух поясов на прямолинейных участках фундамента.

Рекомендации

Для сваривания в единую конструкцию годятся только стержни, маркированные литерой «С». Все прочие лучше соединять методом вязки, чтобы не нарушить структуру металла в точках скрепления.

У металлического армирования фундамента есть один существенный недостаток – подверженность коррозии. Чтобы исключить риск разрушения армирующей сетки и ослабление конструкции, нужно обеспечить изделиям надежную изоляцию от факторов внешней среды.

Для этого еще на стадии укладки прутьев нужно проследить, чтобы края арматуры не выходили за пределы будущего бетонного монолита и даже не приближались к земле и стенкам опалубки ближе, чем на 50 мм. Тогда при заливке все металлические стержни будут надежно скрыты под слоем бетона.