Железобетон в фундаментах, выбор материала для армирования. Бетонный фундамент без армирования

Армирование фундамента из бетона

 Основой большинства видов фундаментов является бетон. Это достаточно прочный материал, но из-за своих физических свойств, он не всегда может противостоять, в период эксплуатации, большим перепадам температур и сдвигам почвы. Поэтому для его упрочнения используется стальная арматура, закладываемая в массу бетона. Стальная арматура достаточно гибкий материал, при этом придающая бетону необходимую жесткость для противостояния неблагоприятным природным факторам. Все это мы вам рассказали к тому, что армирование фундамента, при его монтаже не то что желательно, а необходимо. Так вот, именно об армировании фундамента мы и поговорим в этой статье.

Виды арматуры для армирования фундамента

Как правило, арматуру подразделяют на четыре вида: рабочую, монтажную, распределительную, хомуты. 

Рабочая арматура фундамента воспринимает и противостоит растягивающим и сжимающим усилиям. Они возникают, как от внешних нагрузок (под действием силы тяжести), так и от внутренних (температурные расширения).

Распределительная арматура фундамента закрепляет стержни каркаса рабочей арматуры, для совместной работы и равномерного распределения возникающих нагрузок между ними.

Монтажная арматура фундамента служит для установки арматурных каркасов в запроектированное положение, для базирования в заданном положении. После бетонирования, монтажную арматуру, если есть возможность, снимают.

Хомуты фундамента служат для создания пространственных каркасов, и несут на себе часть нагрузки.  (аналогичны распределительной арматуре)

В зависимости от метода изготовления, арматура подразделяется на:- горячекатаную. В свою очередь, она делится на классы с A-I до A-V.- термически упрочненную. После проката подвергается дополнительной термической обработке. Классы:  Ат-IV, Ат-V и Ат-VI.- арматура, упрочненная вытяжкой в холодном состоянии. Классы: А-IIв и А-IIIв.

Также арматура делится на гладкую…

… и рифленую (периодического профиля).

Использование периодического профиля повышает сопряжение между бетоном и арматурой.

Что нужно знать при армировании фундамента

 Армирование сложный и важный процесс создания прочного фундамента, поэтому прежде чем, приступить к его возведению, необходимо произвести тщательный расчет нагрузок и, как следствие, выбрать правильный тип и класс арматуры, глубину залегания фундамента. Это может сделать только квалифицированный специалист. Из общих рекомендаций можно сказать следующее. Крепление арматуры. Как правило, при малоэтажном строительстве арматура скрепляется не с помощью сварки, а с использованием вязальной проволоки.

Сварка меняет свойства металла в шве, что может отрицательно сказаться на прочности арматурного каркаса.  Появляется высокая вероятность разрыва. Если же варить прутки арматуры фундамента надежно, то это слишком трудоемкий процесс. Пример монтажа армирования бетона с применением проволоки приведен в статье "Бетонная лестница в подвал" Арматурный каркас должен располагаться в бетонной конструкции фундамента на расстоянии не менее 5 см от любой наружной поверхности будущего фундамента.       Углы фундамента армируются согнутой арматурой, уходящей в обе стены.  Арматура должна быть очищена от материалов и ржавчины, снижающих контакт арматуры с бетоном.

Особенности армирования плиточных и ленточных фундаментов

 Плиточный фундамент массивное сооружение, имеющее, достаточно, большую площадь. Толщина такого фундамента не менее 10 см, с значительной площадью. Поэтому, этот тип фундаментов испытывает нагрузки, как продольные, так и поперечные. Кроме того, могут возникать нагрузки на кручение. Поэтому  при армировании плиточных фундаментов используются арматура большего диаметра, чем в ленточных фундаментах. При этом все элементы арматурного каркаса выполняются из рифленой арматуры.  У ленточных фундаментов, как правило, в основном возникает продольная нагрузка. Исходя из этого, рифленую арматуру используют при продольном армировании, а поперечные стержни могут быть и гладкими. К тому же, они могут быть меньшего диаметра.  

xn-----7kcglddctzgerobebivoffrddel5x.xn--p1ai

Как надёжно армировать фундамент?

При изготовлении монолитной подземной несущей конструкции необходимо армирование фундамента для восприятия растягивающих нагрузок. В лентах и ростверках применяются горизонтальные каркасы, в столбах и сваях – вертикальные. Плиты армируются сетками, на отдельных участках армопояса усиливаются анкерами.

Для чего армируются фундаменты?

Фундаменты испытывают нагрузки сжатия, кручения, сдвига и растяжения. Конструкционный материал бетон справляется со всеми из них, кроме последней. Для восприятия усилий растяжения без разрушения бетона применяется армирование фундамента в двух уровнях. Нижний пояс компенсирует сборные нагрузки, верхний – силы вспучивания, действующие на подошву подземной конструкции.

Внимание: В обязательном порядке производится расчет армирования для вычисления толщины прутков, их количества в каждом поясе и минимальное содержание арматуры в сечении бетонной конструкции.

Какая арматура используется?

Согласно СП 20.13330 и СП 22.13330 основные элементы каркасов и сеток (прутки продольные) изготавливаются из 10 – 16 мм «рифленки». Это арматура периодического сечения с боковой насечкой класса А400. Все остальные элементы создаются из 6 – 8 мм арматуры гладкой А240.

Внимание: В несущих конструкциях следует использовать металлическую арматуру. Композитные материалы для фундаментов не пригодны.

Проволочная скрутка деталей каркасов/сеток более надежна, чем сварочные соединения и пластиковые хомуты. Сварка ослабляет сталь в прилежащих зонах, полимерные хомуты рвутся и сдвигаются при перемещении внутри опалубки бетона.

Схемы армирования фундаментов

В идеальных условиях фундаменты можно армировать только возле подошвы, чтобы исключить разрушение от сборных нагрузок. Это возможно на непучинистых грунтах либо при компенсации сил пучения дренажом, утеплением и использованием нерудных материалов в засыпках, подстилающих слоях.

На практике проектировщики перестраховываются, закладывая два армопояса. Кроме рабочей арматуры необходима монтажная и технологическая:

• пространственная форма придается каркасам хомутами, вертикальными и горизонтальными перемычками

• сетки отделяются друг от друга специальными элементами «пауками», «лягушками», столиками

• необходимый процент армирования обеспечивают укладкой арматуры технологической
• для фиксации отдельных элементов фундамента или крепления к ним позже стен, цоколей используются закладные детали

В зависимости от конструкции фундамента технологии армирования существенно отличаются.

Плиты

Простейшую схему армирования имеет плита плавающая. Внутри нее размещены две сетки с соблюдением условий:

• ячейка 5 – 30 см, под капитальными стенами шаг снижается
• защитный слой 2,5 – 7 см
• нижняя сетка укладывается на бетонные или пластиковые подставки
• верхняя сетка опирается на столики, пауки
• концы стержней нижней и верхней сетки по периметру соединяются П-образными анкерами

Для ребристых плит схемы усложняются, внутрь каждого ребра жесткости укладывается арматурный каркас, жестко связанный с сетками.

В кессонных плитах добавляется подвал монолитной конструкции, стены которого армируются каркасами по аналогии с МЗЛФ, пол сетками, как у обычной плиты.

Внимание: В плитных фундаментах сложной конструкции арматура разных элементов должна быть перевязана между собой проволочными скрутками.

В зависимости от технологии плитного фундамента защитный слой будет разным:

• гладкие плиты отливают поверх подбетонки, поэтому достаточно 2,5 см прокладок под нижнюю сетку
• УШП и ребристее плиты чаше бетонируют поверх экструдированного пенополистирола, рекомендуется нижний слой 3 – 4 см
• отсутствие утеплителя и подбетонки толщина прокладок должна увеличиться до 5 – 7 см
• толщина бокового защитного слоя более стабильна, составляет 2,5 – 5 см в зависимости от диаметра стержней

Внимание: В незаглубленных и малозаглубленных плитах всегда присутствуют люки для разводки коммуникаций. Если диаметр меньше 15 см, усиливать конструкцию не нужно. Для больших отверстий следует укладывать прутки по периметру и над углами для их усиления.

Ленты

Ленточный фундамент полностью опирается на основание. Поэтому от веса здания и прочих эксплуатационных нагрузок его верхняя грань сжимается, нижняя растягивается. Силы пучения, наоборот сжимают подошву и растягивают верхнюю часть.

Классическая схема армирования малозаглубленной ленты выглядит следующим образом:

• каркасы укладываются под несущими стенами на прокладки
• сопряжения усиливаются П-образными или изогнутыми под прямым углом анкерами
• на прямых участках шаг вертикальных/горизонтальных перемычек 40 – 60 см, в углах снижается вдвое

При небольшой ширине ленты используется два продольных стержня в каждом поясе. С увеличением размера бетонной конструкции их количество так же повышается.

Внимание: Если каркасы вяжутся по месту, запрещено укладывать прутки на углах внахлест. Их нужно изогнуть под прямым углом (40 – 80 см от края), уложить длинными концами на соседние стороны общего угла.

Ростверки

В отличие от лент МЗЛФ ростверки контакта с землей не имеют, силы пучения на них не действуют. Зато они опираются на столбы или сваи меньшей площадью. Поэтому при внешней схожести схемы армирования лент и ростверков отличаются:

• армирование продольное – 2 или 3 стержня под несущими стенам в нижнем/верхнем поясе
• вертикальное усиление – в местах опирания ростверка на сваи/столбы необходимо избежать продавливания
• поперечное армирование – прутки с шагом 20 см обязательны в ростверках с двурядной расстановкой свай, поскольку крутящие моменты появляются именно в этой плоскости

Технологическая и монтажная арматура так же используются в поперечном армировании. Это придающие пространственную форму конструкции перемычки и хомуты из гладких стержней.

Внимание: Армопояса ростверка могут быть жестко связаны с каркасами вертикальных элементов фундамента (столб, свая) или не соприкасаться между собой при шарнирной схеме сочленений.

Столбы

Столбчатый фундамент считается наименее устойчивым, поэтому в 75% случаев оборудуется опорными плитами в подошве каждого столба. Поэтому схема армирования отличается от других конструкций фундамента:

• плиту усиливают сеткой возле подошвы для сопротивления растягивающим нагрузкам от передаваемого веса здания
• к ней привязываются изогнутые под 90 градусов стержни
• вертикальный каркас тела столба связывается с этими прутками проволочными скрутками

Арматуру выпускают из бетона, чтобы позже изогнуть половину прутков на уровне нижнего армопояса ростверка, оставшиеся – на высоте верхнего пояса и привязать к ним проволокой.

Внимание: Углы и сопряжения анкерятся аналогично ленте МЗЛФ Г-образными или П-образными элементами.

Сваи

Проще всего армируются буровые сваи. В зависимости от диаметра и минимального процента армирования используется 3 – 5 прутков, обвязанных треугольным, квадратным или пятигранным хомутом, соответственно.

Вместо хомутов индивидуальные застройщики применяют куски гладкой арматуры, однако увеличится расход вязальной проволоки. Концы прутков тоже выступают из бетона по аналогии со столбами для вмуровывания в монолитный ростверк.

Внимание: Если используются стальные, брусовые балки для легких стен надворной постройки, арматуру выпускать не нужно, верхний защитный слой составляет 5 – 7 см. на эту глубину следует утопить стальные изделия, чтобы защитить их от коррозии.

Технологии армирования

В сметах строительства указаны расчетные характеристики арматуры с привязкой к конкретным эксплуатационным условиям. Однако индивидуальному застройщику следует знать некоторые нюансы изготовления каркасов и сеток из отдельных деталей.

Изготовление сетки

Ввиду крупного габарита фундаментной плиты арматурная сетка вяжется по месту эксплуатации из перекрещивающихся прутков или собирается из готовых карт, продающихся на стройрынках. При промышленном производстве сеток применяются высокопроизводительные сварочные стыки. При самостоятельной вязке лучше использовать проволоку вязальную.

Вязка каркасов

При использовании хомутов производительность сооружения каркасов повышается минимум впятеро, расходуется меньше проволоки. При этом следует учесть:

• хомуты пригодны для размеров ростверка 40 х 40 см максимум
• число прутков продольных в ряду не должно быть больше 4-х

Поэтому ростверки с сечением балок больше указанных значений сооружают из двух решеток, установленных вертикально. Между собой их обвязывают поперечными горизонтальными перемычками с учетом защитных слоев. Конструкция укладывается на прокладки, боковые защитные слои обеспечиваются полимерными кольцами. Они надеваются на стержни, предотвращают контакт с опалубкой.

Таким образом, элементы фундаментов разных конструкций армируются не одинаково. Необходимо учесть приведенные схемы и рекомендации, чтобы добиться при минимально возможном бюджете максимального качества и ресурса подземной конструкции.

fundamentdomov.ru

Железобетон в фундаментах, выбор материала для армирования

Любая стройка начинается с возведения фундамента. Правильно возведенное основание обеспечивает долговечность всей конструкции в дальнейшем. Строительная индустрия к современному времени в большинстве случаев (кроме особенно сложных грунтов) использует почти исключительно железобетонные фундаменты, благодаря их плюсам.

Железобетонные фундаменты и их преимущества

Достоинством железобетона для обустройства фундаментов, являются его следующие особенности:

• Высокая прочность к нагрузкам на сжатие.
• Бетонный камень в отличие от прочих, строительных материалов находясь во влажной среде, не разрушается,  а наоборот набирает прочность со временем.
• При устройстве массивных оснований с большой площадью опоры на грунт, железобетон наиболее выгоден как по стоимости материала, так и по технологичности работ.
• Если грунты обладают слабой несущей способностью то свайное поле, связанное монолитным ростверком либо плитный монолитный фундамент являются единственным способом обеспечить будущее здание надежным основанием.

Но, стоит отметить, чистый бетон в большинстве случаев не используется. Применяют армированный стальным прокатом железобетон. Причина такого подхода в следующем:

• Хотя в основном материал фундамента работает на сжатие, в нижних его слоях появляются нагрузки на растяжение и кручение, которые удачно компенсирует стальная арматура.
• Армирование бетона также увеличивает устойчивость фундамента при возможных просадках грунта.
• В большинстве случаев для возведения оснований используют не монолитные конструкции, а сборные. Не армированные бетонные изделия сложно не только перевозить, но и монтировать. Железобетон заводского изготовления имеет достаточную прочность для транспортировки на любые расстояния любым транспортным средством.

Как видно из всего вышесказанного, бетонные фундаменты без использования арматуры практически неприменимы. Бетон и сталь обязательны для надежного основания любой постройки. Такое сочетание еще и оправдывается удивительной совместимостью химических и физических свойств цементного камня и железа:

• коэффициент температурного расширения этих двух материалов практически равен (при повышении или понижении температуры они изменяются в объеме одинаково), поэтому невозможно разрушение бетона из-за напряжений, возникающих от увеличивающихся или уменьшающихся размеров армирующих стальных каркасов;
• цемент защищает сталь, так как имеет водородный показатель (PH) больше десяти (то есть является щелочью). Без проникновения влаги и кислорода извне (что должен обеспечивать защитный слой не менее 3 сантиметров), железо не подвергается коррозии.

Требования к арматуре для железобетонных фундаментов

Как ни странно требования к стали для армирования фундаментных изделий или конструкций минимальны. Впрочем, как и к самой бетонной смеси. Даже для высотных зданий в фундаменте редко используется бетон класса больше чем В 10 (95 процентов образцов-кубиков выдерживают сжатие 10 МПа).

Поэтому для армирования не используют высококачественную углеродистую сталь. Исключение составляют лишь те случаи, где к фундаментам предъявляются особые требования из-за необычных условий работы (в сейсмоопасных зонах, при строительстве мостов и т. п.). Вообще выбор схемы армирования определяется согласно СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» а сечения арматуры, ее тип и класс определяется расчетом согласно изложенной в этом документе методике.

Применяемые типы арматуры

Для армирования фундаментов используется арматура класса не более А-2 (прутковая, ее легко отличить от более прочной по ребрам, расположенным не спиралью, а «елочкой») или проволочная В-1 и Вр-1 (рифленая). Канаты и прочие плетеные изделия для фундаментов обычно не используют. Но стоит отметить, в последнее время появились рекомендации применять для фундаментов более высококлассную сталь. Это классы арматуры вплоть до А - 4. Класс арматуры определяется ее устойчивостью к разрушению при растяжении, чем она выше, тем больше класс. Причем горячекатаные изделия маркируются буквой «А», холоднотянутые «В» или «Вр», если им придавалось рифление. Если при расчете не требуется использования высоких классов (по СНиП), то лучше, в плане экономии, применять более дешевые классы. В большинстве своем применение высокопрочной стали не оправдано. Можно сказать что при создании стандартных ленточных фундаментов не требуется высококлассная сталь и лишь иногда при расчете может потребоваться арматура выше А – 2. Поэтому всегда внимательно относитесь к методикам расчета, а не пользуйтесь типовыми проектами, во многих случаях есть возможность значительно сэкономить на стоимости металла для фундамента (чем выше класс, тем больше цена). Также стоит отметить, если для множества других железобетонных конструкций армирующие сетки чаще всего сваривают, то для фундаментов их чаще вяжут на месте бетонных работ. Это связано с тем, что сварной каркас по своим свойствам не отличается от вязаного, сварочные стыки только ослабляют сталь. При больших объемах конструкций вязка каркасов выгоднее, чем сварка (как по затратам труда, так и материалов).

Обычно для наиболее распространенного ленточного фундамента армирование заключается только в уложенной в один или два ряда сетке из арматуры в его нижней части (с учетом защитного слоя бетона в 5-7 см от подошвы фундамента до арматуры). Если же планируется каркасное здание, то количество и сечение арматуры, следует увеличить. В этом случае фундамент должен выдерживать и горизонтальные смещения колонн, поэтому его расчет и конструкция усложняются. В фундаменте большой толщины необходимо уже устройство каркаса по всему объему и использование прутьев большого диаметра.

Нетрадиционная и неметаллическая арматура для фундаментов

Существуют также альтернативы обычному каркасному армированию из стали в фундаментах. Перечислим наиболее распространенные технологии:

• Фибробетон, в этом случае не вяжется сетка, а небольшие волокна (стекло, полимеры) или отрезки стальной проволоки вводятся в состав смеси на этапе ее приготовления. Использование этого метода позволяет значительно сократить трудоемкость обустройства фундамента, так как исключается стадия армирования. Также уменьшается стоимость основания (в качестве фибры можно использовать отходы, которые дешевле сортового проката). Еще одно преимущество этой технологии в том, что можно применять смесь более низкого класса.

  

• Применение арматуры из стекловолокна или полимеров. На современном этапе развития промышленности также удалось избавиться от основных недостатков полимерной или стекловолоконной арматуры. При помощи модифицирования исходных материалов технологи добились того, что неметаллическая арматура имеет такой же коэффициент температурного расширения, как и бетон. Также с помощью специальных добавок достигли практически такой же адгезии цемента к полимеру, как и к стали. Поэтому на сегодня это одна из самых главных альтернатив стали. Кроме того, использование такой арматуры позволяет значительно снизить стоимость армирования (стекловолокно несколько дешевле, чем железо, а также выдерживает большие нагрузки при меньшем сечении). Также преимуществом полимера или стекла перед сталью является то, что они устойчивы к воздействию агрессивных веществ и влаги даже без защитного слоя бетона. Например, для сельскохозяйственных помещений или химических производств нестальное армирование фундаментов оптимальное решение позволяющее увеличить прочность и долговечность зданий.

Конечно, конкретный вариант обустройства фундамента решается путем расчета на основании натурной и геологической съемки строительной площадки. Но выбор материала для армирования конструкции может быть заложен уже в техническом задании. Поэтому, всегда нужно просчитывать наиболее выгодные в экономическом плане варианты и по возможности отказываться от использования дорогой арматуры в пользу стали более низких классов или альтернативных вариантов обеспечения прочности бетона.

stroynedvizhka.ru

Армирование мелкозаглубленного ленточного фундамента дома

Многие самостройщики устраивают при армировании мелкозаглубленного ленточного фундамента небольшой высоты третий средний  слой арматуры «для прочности».  С точки зрения восприятия нагрузок на сжатие или растяжение этот средний слой армирования бесполезен – в серединной части ленты таких нагрузок не возникает, и  арматура в нем «не работает».  Дополнительное  продольное армирование может понадобиться, если высота фундаментной ленты превышает 70 см. В этом случае лента фундамента рассматривается как балка, которой требуется конструктивное армирование. Стержни арматуры при конструктивном армировании не у граней балки (в середине ширины балки) не требуются.

В пункте 3.104. руководства по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения (Москва, 1978) и в разделе 3 пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва, 2007)  указывается, что у боковых поверхностей балок высотой поперечного сечения высотой более 70 см должны ставиться конструктивные продольные стержни. Расстояние между конструктивными стрежнями арматуры по высоте должно быть не более 40 см.

Площадь сечения таких арматурных стрежней определяется не менее 0,1 % площади сечения бетона, но не от всей площади сечения балки, а от площади, образуемой расстоянием между этими стержнями и половиной ширины балки, но не менее чем 20 см.

 Например, при расстоянии между рядами арматуры по вертикали в 40 см и ширине ленты 40 см, определяемая минимальная площадь сечения арматуры будет отсчитываться от площади в 400 мм x 400 мм /2  = 80 000 мм2 х 0,001 = 80 мм2 . Эти арматурные стержни должны соединяться хомутами или шпильками диаметром 6 - 8 мм из арматуры класса A-I с шагом 50 см по длине ленты фундамента.

В каких случаях может потребоваться дополнительное армирование бетонной подушки  и устройство ее арматурной связи с монолитной лентой фундамента? Ведь, по сути, при таком армировании и использовании марки бетона М150 - М300 вместо М50 бетонная подушка превращается в подошву T-образного ленточного фундамента с ребром.

Конструктивное армирование ленты мелкозаглубленного ленточного фундамента высотой более 70 см и дополнительная связь с бетонной подушкой при возможных некомпенсированных боковых нагрузках.

dom.dacha-dom.ru

---

• 
  Лопнул фундамент
• 
  Снип бетонирование фундаментов
• 
  Ленточный фундамент бетонный
• 
  Какой должен быть ширины фундамент
• 
  Битум для гидроизоляции фундамента
• 
  Гравийная подушка под фундамент
• 
  Как выбрать винтовые сваи для фундамента
• 
  Бурозаливной фундамент плюсы и минусы
• 
  Расчет продухов в фундаменте
• 
  Фундамент для двухэтажного дома из пеноблоков
• 
  Покрытие битумной мастикой фундамента