Прочность сооружения напрямую зависит от основы. Основание требует усиления, и именно арматурные каркасы для фундамента принимают на себя растягивающие и скалывающие нагрузки. Важно понимать, не любой стальной пруток подойдет для этой задачи. Существует несколько видов армирующих материалов, и правильный выбор зависит от конкретных условий проекта. Так, как выбрать арматуру для фундамента?
Виды
По типу материала:
- металлическая. Производится из стальных сплавов. Углеродистая - хорошая прочность, но проявляет хрупкость при изгибе, проблематична для сварки. Легированная – повышенная упругость. Для сварных каркасов необходимо использовать свариваемую арматуру класс С. Для строительства в агрессивных средах - коррозионностойкую арматуру класс К;
- композитная (ГОСТ Р 52544). Состоит из неметаллических волокон, связанных полимерной смолой. Значительно легче (низкая стоимость доставки на объект), не требуется антикоррозийная защита, низкий модуль упругости. В зависимости от типа волокон выделяют: стеклопластиковую ((АСК) стеклопластик можно для фундамента малоэтажных строений), базальтокомпозитную (АБК), углекомпозитную (АУК), арамидокомпозитную (ААК), комбинированную (АКК). Для улучшения адгезии композитные прутки покрывают кварцевым песком или формируют на поверхности спиралевидное ребро из того же материала.
Примечание: стеклопластик vs сталь- выбор зависит от проекта: сталь прочнее на изгиб, композит легче, некорродирует (подойдет для крыльца, террасы, малоэтажных сооружений).
По типу профиля:
- гладкая (А240);
- рифленая (А500С);
Чем рифленая лучше гладкой?
Первая отличается отличным сцепление, отсутствием проскальзываний. Вторая - очень плохая адгезия с бетоном из-за отсутствия зацепов. Не используется в качестве рабочей арматуры по причине возможных проскальзываний, способности переносить нагрузки. Применяется только для вспомогательных элементов (поперечная арматура, хомуты, монтажные петли).
Также существует смешанная (серповидная)— лучший вариант. Обеспечивает максимальное сцепление, высокую прочность. Оптимальный выбор, но производство, гибка на заказ сложнее и цена за метр выше.
Особенности
Сталь поставляется в виде жестких прутков мерной/немерной длины до 12 метров. Гибкий композит - в бухтах, что позволяет резать хлысты любой длины, минимизируя отходы. Диаметр стальной арматуры - 4-80 мм, композитной - от 6 до 24 мм. Для стали требуется абразивный инструмент, композит легко режется механическим способом (кусачки). Для составления сметы, заказа материалов необходимо перевести метраж в килограммы, используя таблицу веса арматуры по диаметру.
Рекомендация: для возведения фундамента частного дома высотой до двух этажей (для дома из газобетона, кирпича) минимальный диаметр стального прутка должен быть 12 мм, а композитного – 8 мм. Для максимальной надежности следует подготовить проект армирования фундамента с инженерными расчетами, которые определят процент армирования, длину анкеровки, схему армирования ленты, плиты, свайного основания.
Как рассчитать количество арматуры на фундамент
Правильный расчет влияет на трещино-, морозостойкость, коррозию, прочность, а также долговечность всей конструкции. Количество, тип необходимой арматуры определяются выбранным видом основания и расчетными нагрузками. Проектирование должно соответствовать действующим СП по укреплению фундамента.
Плитный
применяется на пучинистых грунтах (заболоченных, торфяных, с повышенным уровнем грунтовых вод), обеспечивает максимальную несущую способность, жесткость основания. Представлен в виде сплошной железобетонной плиты под всем зданием. Недостаток — высокая стоимость материалов. Используются стержни для плитного основания. Рекомендуется бетон В25 В30, класс арматуры –А400, А500С, шаг – 20х20 см или 30х30 см.
Ленточный
непрерывная железобетонная "лента", повторяющая контуры несущих стен дома. Бывает мелкозаглубленным и заглубленным. Может быть монолитным или сборным из готовых блоков. Для усиления устанавливается каркас для ленточного основания.
Столбчатый
система отдельно стоящих опор (столбов), расположенных в углах здания, местах пересечения стен, под тяжелыми элементами. Хорошее решение для легких построек на устойчивых грунтах. Для создания единой конструкции сверху укладывается конструкция для ростверка.
Методика расчета
Для плитного
Создаются две сетки (верхняя и нижняя) из ребристых прутков класса А3 (А400) или А500С, соединенных в ячейки размером 200x200 мм или 300x300 мм. Диаметр стержней составляет 10-14 мм и зависит от массы здания. Каркас, укладываемый перпендикулярно основным рабочим стержням, выполняет распределительную функцию.
Пример:
Плита размером 10х15 м, шаг сетки 300x300 мм, диаметр стержней 12 мм. Толщина плиты 30 см, защитный слой бетона 3-5 см.
Количество стержней в одной сетке:
- по длине (15 м): (15 м / 0,3 м) + 1 = 50 + 1 = 51 шт;
- по ширине (10 м): (10 м / 0,3 м) + 1 ≈ 33.3 + 1 = 34 шт. (округляем в большую сторону)
Общий метраж стержней для одной сетки:
- длиной 15 м: 34 шт. * 15 м = 510 м;
- длиной 10 м: 51 шт. * 10 м = 510 м.
Итого на одну сетку: 510 м + 510 м = 1020 м.
Рассчитаем вертикальные хлысты, соединяющие сетки:
- длина одного хлыста: 30 см - 5 см - 5 см = 20 см (0,2 м);
- количество соединений равно количеству ячеек: 34 * 51 = 1734 шт.;
- общий метраж на связи: 1734 шт. * 0,2 м = 346,8 м.
Итого: 2040 м (сетки) + 346,8 м (связи) ≈ 2386,8 м
Расход вязальной проволоки (из расчета ~0,3 м на одно соединение):
- каждый хлыст требует одного соединения сверху и одного снизу: 1734 шт. * 2 = 3468 соединений;
- общий метраж проволоки: 3468 соединений * 0,3 м = 1040,4 м.
Для ленточного
Пример:
Лента - 60 м, сечение - 0,6 м (ширина) х 1,5 м (высота).
Армирование: 8 продольных (4 сверху, 4 снизу), шаг хомутов (поперечных) 400 мм.
Метраж рабочей (ребристой) арматуры: 60 м * 8 шт. = 480 м
Расчет хомутов (прямоугольников):
- длина одного хомута: (0,6 м - 0,05 м * 2) * 2 + (1,5 м - 0,05 м * 2) * 2 = (0,5 * 2) + (1,4 * 2) = 1,0 м + 2,8 м = 3,8 м;
- количество хомутов: (60 м / 0,4 м) + 1 = 150 + 1 = 151 шт.
Метраж арматуры на хомуты (гладкая): 151 шт. * 3,8 м = 573,8 м.
Итого: 480 м (ребристая) + 573,8 м (гладкая) = 1053,8 м.
Расход вязальной проволоки (для одного хомута ~4 соединения по 0,3 м): 151 хомут * 4 соединения * 0,3 м = 181,2 м.
Для столбчатого
Пример: 30 столбов. Размер столба: 0,4 м х 0,4 м (сечение), высота 1,8 м. В каждом столбе по 6 вертикальных стержней. Шаг хомутов 300 мм.
Метраж рабочей арматуры:
- на один столб: 1,8 м * 6 шт. = 10,8 м;
- на все столбы: 10,8 м * 30 = 324 м.
Расчет хомутов (прямоугольных, как в ленте):
- Длина одного хомута (с учетом защитного слоя): (0,4 м - 0,05 м * 2) * 4 = 0,3 м * 4 = 1,2 м ( У прямоугольного хомута 4 стороны.);
- Количество хомутов на один столб: (1,8 м / 0,3 м) + 1 = 6 + 1 = 7 шт.;
- Общее количество хомутов: 30 столбов * 7 шт. = 210 шт.;
- Метраж гладкой арматуры на хомуты: 210 шт. * 1,2 м = 252 м.
Итого: 324 м (ребристая) + 252 м (гладкая) = 576 м.
Расход вязальной проволоки (на один хомут ~4 соединения по 0,3 м): 210 хомутов * 4 соединения * 0,3 м = 252 м.
Примечание: расчеты для армирования основания приблизительные. Для составления точной спецификации материалов, определения диаметра необходим профессиональный подход. При покупке арматуры для фундамента к расчетному количеству следует добавить запас в 5-10% на нахлест и погрешности монтажа. Также для удобства можно воспользоваться онлайн-калькулятором расчета фундамента.
Технология армирования основания: правила
Фундаментные работы должны соответствовать требованиям СНиП, ГОСТ 5781-82:
- продольное армирование выполняется стержнями периодического профиля класса арматуры не ниже А-III (А400);
- поперечные, вертикальные элементы допускается изготавливать из более дешевого гладкого аналога класса А-I (А240);
- общая площадь поперечного сечения всех рабочих стержней продольной арматуры - минимум 0,1% от площади поперечного сечения фундаментной ленты;
- шаг установки продольных стержней – не более 40 см;
- шаг между поперечными хомутами – от 30–80 см;
- минимальный диаметр продольной арматуры: 12 мм — для оснований длиной более 3 метров; 10 мм — для более коротких конструкций;
- нахлест стержней при соединении по длине должен составлять не менее 30 диаметров арматуры на прямых участках и 50 диаметров — в угловых примыканиях;
- необходимо создать слой защиты бетона толщиной от 50 мм со всех сторон каркаса для предотвращения коррозии металла. Для этого используются пластиковые фиксаторы защитного слоя («стульчики»);
- для продольного укрепления рекомендуется использовать стержни одного диаметра. В случае применения разных диаметров, более мощные стержни размещаются в нижнем поясе ленты.
Как вязать арматуру для фундамента?
Соединение арматуры осуществляется методом вязки отожженной вязальной проволокой 1.2 мм. Электродуговая сварка не рекомендуется (исключение – стержни с маркировкой «С»). Процесс вязки следующий: арматуру нарезают по нужным размерам и очищают. Далее приступают к сборке объемного каркаса. Сначала на земле вяжут нижнюю горизонтальную сетку из продольных и поперечных прутьев, затем точно так же собирают верхнюю. После этого две сетки соединяют между собой вертикальными стойками, формируя готовый каркас.
Для вязки арматуры проволока должна быть диаметром 1.2-1.6 мм. Кусок длиной около 20-30 см складывают пополам. Полученную петлю продевают под место пересечения двух прутьев, затем захватывают крючком свободные концы и продевают их в петлю. После этого проворачивают крючок на 3-5 оборотов, надежно скручивая концы.
Примечание: важно не перетянуть, чтобы проволока не порвалась. Для защиты бетона под каркас подкладывают пластиковые фиксаторы. Армирование углов и Т-образных примыканий ленточного фундамента выполняется не простым перехлестом, а гнутыми прутьями. Ошибки усиления основания на этом этапе приводят к снижению прочности.