Как провести армирование столбчатого фундамента: способы, схемы и технология

Преимущества возведения столбчатого фундамента

При строительстве столбчатого фундамента, когда расстояние между отдельными столбами достигает свыше 2,5 м, принято возводить усиленный ростверк в виде монолитной балки из железобетона (рандбалка). Для этих целей допускается применять стальные балки (двутавр, швеллер) с обязательной антикоррозийной защитой элементов. Посмотрите видео, как возвести столбчатый фундамент.

О некоторых преимуществах возведения столбчатых фундаментов уже упоминалось выше, кроме быстрой сборки и невысокой сложности работ, фундамент из отдельных столбов отличается от других конструкций основания следующими показателями:

• Экономичность – стоимость фундамента из столбов обычно ниже на 15-30%.
• Столбчатые фундаменты требуют незначительных затрат на приобретение основных материалов, а также требует почти в 2 раза меньше трудозатрат, чем фундаментные основания ленточного типа.
• Столбчатые основания работают как отдельные опоры, поэтому фундамент имеет меньшее давление на грунтовое основание, а в связи с этим и меньшую осадку.
• Морозное пучение, губительно действующее на фундаменты легких индивидуальных построек, можно компенсировать специальной обработкой стенок возведенных столбов.

Уменьшают трение стенок фундаментного основания на грунт такие материалы, как эпоксидные смолы; полимерные пленочные материалы; битумная мастика; пластические смазочные составы: солидол «С», ЦИАТИМ-201, БАМ-3, БАМ-4.

Для защиты фундамента от негативного воздействия влаги и низких температур необходимо устраивать отмостку, которая выполняется с уклоном от стен здания. Отмостка помогает отвести от стен постройки дождевую и талую воду.

Правила вязки

Вязать арматуру для силового каркаса можно несколькими способами:

1. Ручная вязка стальным крючком и кусачками.
2. Полуавтоматическая вязка специальным крючком, который может находится в реверсивном движении.
3. Автоматический способ с применением пистолета или шуруповерта с насадкой для вязания проволоки.

Занимаясь частным домостроением, собственник может заказать готовый армокаркас на специализированном предприятии.

Несмотря на высокое качество сборки готовой конструкции, при этом возникают дополнительные расходы, связанные с ее доставкой на стройплощадку. Поэтому строителю целесообразно разобраться с технологией и самому выполнить все работы.

Подготовка

Мероприятия, которые следует выполнить перед началом вязки:

1. Расчет суммарных нагрузок на фундамент.
2. Разработка чертежа и рабочего эскиза армокаркаса.
3. Выбор оптимальной марки арматурных стержней (от класса стали и диаметра стержней зависит допустимый угол изгиба).
4. Определение потребности в количестве арматуры (расчет проводится по схеме вязки).
5. Подготовка инструментов для вязания.

Укладка арматурной сетки

При укладке силовой конструкции для плиты соблюдают следующие требования:

1. Арматуру укладывают в двух направления, формируя квадратные ячейки с максимальным размером 300 на 300 мм. Шаг ячейки уменьшается под несущими стенами. В центральной части размер ячейки может быть максимально большим (до 0,3% армирования).
2. Фрагменты сетки размещают предельно близко к нижней и верхней граням, учитывая 30 мм защитного слоя.
3. Стержни сеток по торцам соединяют между собой П-образными хомутами.
4. В местах стен и колонн оставляют выпуск вертикально арматуры для усиления конструкции.

Технологические этапы и схема вязки армирующего каркаса

Порядок действий зависит от метода вязания элементов. Алгоритм операций при ручной вязке будет следующим:

1. Укладывают продольные и поперечные арматурные стержни на рабочей площадке.
2. Нарезают заготовки длинной от 15 до 20 см из вязальной проволоки.
3. Сгибают заготовки по центру.
4. В узле стыковки арматурных стержней диагонально размещают согнутую проволоку.
5. В сформированную петлю продевают крючок.
6. Втягивают концы проволоки в петлю.
7. Проворачивают крючок, добиваясь необходимой силы затяжки.

Особенности процесса и инструмент

Нюансы вязания армокаркаса:

1. При толщине монолитной плиты от 150 мм формируют силовую конструкцию из двух ярусов решетки, соединенных между собой вертикальными прутками.
2. При толщине плиты менее 150 мм размер ячейки может быть в пределах от 200 на 200 до 400 на 400 мм.
3. Для жесткого соединения элементов используют отожженную проволоку.

Выбор инструмента для вязания силовой конструкции подбирается индивидуально:

1. Для разового монтажа используют вязальный крючок (покупной или самодельный), кусачки, круглогубцы. Если есть возможность, применяют реверсивный инструмент.
2. Для изготовления армокаркаса в промышленных масштабах используют автоматический пистолет.

В чем заключаются особенности армирования?

Армирование столбчатых фундаментов – это залог крепкой, надежной, долговечной постройки. Небольшие изгибные усилия могут разорвать бетон, несмотря на то, что данный материал выдерживает большие нагрузки. Специалисты считают, что это основной недостаток данного материала, который необходимо учитывать при выполнении работ.

На столб фундамента воздействуют следующие нагрузки:

• на сдвиг – либо происходит сдвижение плотного слоя по водонасыщенному грунту, либо осуществляются подвижки грунта в горизонтальном направлении;
• на сжатие материалов – вес постройки;
• на разрыв – в зимний период пучения земли стенки сжимаются, в результате чего отрываются от подошвы.

Еще одна зона армирования – это ростверк. Так называют горизонтально расположенную часть фундамента, которая передает и воспринимает вес от стен здания на сваи. Помимо этого фактора также играет роль предназначение ростверка – оно состоит в равномерном распределении нагрузки за счет объединения свай в единое целое

Поэтому и важно при устройстве ростверка обеспечить качественную жесткость соединяющих узлов

Разновидности оснований на опорах.

В современном строительстве кроме столбчатых используют и другие типы облегченных фундаментов с отдельно стоящими опорами. Это могут быть:

• свайные:
• забивные;
• свайно-ростверковые;
• буронабивные;
• винтовые;
• комбинированные;
• другие типы фундаментов с аналогичными свойствами.

Ранее мы писали подробный статьи про монолитный и свайный фундамент, пожалуйста ознакомтесь! Для столбчатых фундаментов после ручного отрытия котлованов под вертикальные опоры используют:

Монолит

Обычно так называют монолитный железобетон на портландцементе. Этот материал бывает как товарного (покупного) типа, доставляемый к мечту строительства в самосвалах или в миксерах на автомобильном ходу, так и самостоятельного приготовления в электрических бетономешалках шнекового или роторного типа. Исходя из того, что столбики являются центрально нагруженными они армируются соответствующим пространственным каркасом из арматурных стержней и проволоки с выпуском наружу. При использовании для горизонтальных балок металлопроката, их концы для жесткости можно связать с арматурными выпусками каркасов столбиков при помощи дуговой или газоацетиленовой сварки. Также можно поступить и с железобетонными балками, связав рабочую арматуру со столбиками.

Устройство столбчатого железобетонного столба

Кирпич

Обыкновенный обожженный глиняный красный кирпич в период до 1917 года часто использовался для изготовления столбиков. Кирпич того времени, изготавливаемый путем выдавливания правильно перемешанной и сбалансированной глиняной массе, а также грамотно организованного обжига в кольцевых печах Гофмана, имели высокую плотность, пластичность и прочностные характеристики (после разборки старых построек встречается кирпич с прочностью, превышающей распространенные марки бетона, то есть выше 200 кг/см²), в то время как современный прессованный плохо обожженный кирпич с неоднородной внутренней структурой в своей массе едва дотягивает до прочности в 75 кг/см².

Блоки

До появления железобетона (патент Монье, 1867 год, Франция, регулярное использование в строительстве – начало XX века) столбчатые фундаменты из каменных блоков были самыми распространенными. Сейчас блоки различают на:

• искусственные, изготовленные с использованием того же портландцемента с заполнителями в виде золы, шлаков, других отходов производственных процессов;
• натуральные;
• осадочные (известняк, ракушечник, доломит, туф и другие);
• вулканические (гранит, лабрадорит, габро).

Блоковый столбчатый фундамент

Как избежать ошибок?

Есть несколько типичных ошибок, которые влияют на прочность всего будущего строения.

Например:

1. Арматура не сцепляется с бетоном, так как окрашена, загрязнилась. Необходимо обеспечить максимальную адгезию со смесью.
2. Как арматуру применяют металлолом. Подобные материалы не подходят для возведения столбчатого фундамента.
3. Соединение пересечений и узлов методом крест-накрест – неправильный подход. Пользоваться им не стоит.

Экономить при закладке фундамента также не рекомендуется – важно тщательно соблюдать диаметр прутка, выполнять двуслойное армирование, располагать каркас на необходимом расстоянии от опалубки

Технология армирования столбов

Арматурный каркас бетонного столба состоит из нескольких вертикальных прутков. Диаметр арматуры составляет 10-12 мм. Для армирования столбчатых фундаментов применяется только арматура класса А-III (ребристая).

Горизонтальная составляющая каркаса формируется из более тонкой гладкой монтажной арматуры диаметром 6 мм. Требования к горизонтальным элементам невысоки: в их задачу входит лишь соединение вертикальных стержней в единую конструкцию.

Длина вертикальных элементов рассчитывается таким образом, чтобы их верхние торцы выступали над поверхностью бетонной заливки на 10-20 см. Свободные концы используются в дальнейшем для привязки ростверка к столбам.

Схема армирования столбчатого фундамента:

• рассчитывается необходимое количество арматуры;
• отрезаются стержни необходимой длины;
• вяжется каркас;
• полученная конструкция опускается внутрь опалубки (на этом этапе надо следить, чтобы между досками опалубки и арматурой сохранялся зазор до 50 мм);
• осуществляется заливка бетона.

В процессе заполнения опалубки бетонной смесью каркас необходимо периодически встряхивать. Арматура должна быть полностью очищена от грязи, в противном случае прилипание бетона к металлу будет затруднено.

Вязка арматуры

Столбчатые фундаменты обычно имеют небольшие размеры, так что для вязки арматуры будет достаточно автоматического или обычного крюка.

Схема вязки несложна:

• отрезается кусок проволоки длиной 300 мм и складывается вдвое;
• по диагонали крестовины арматуры заносится полученная петля и выносится к ее концам;
• крюк продевается в проволочную петлю;
• затем инструмент прокручивается, цепляя при этом концы проволоки.

  Изготовление столбчатого фундамента из кирпича

Таким образом создается соединение (связывание) арматуры в местах ее пересечения.

Армирование столбчатого фундамента: полезные рекомендации

• Определение необходимого количества прутка для армирования в бетонном элементе происходит следующим  принципом – суммарное сечение арматуры в используемом  бетоне должно составлять от 02 до 0, 25 %  от имеющегося  сечения столбчатой опоры либо балки;
• Наиболее оптимальным и грамотным соотношением диаметра армирующего прутка к поперечному размеру  устанавливаемой балки считается от 1 к 20  и от 1 к 25;
• Элементы, подлежащие закладке, должны размещаться в бетон на минимальном расстоянии 2,5 (и вплоть до 3,5 см) от поверхности требуемой балки;
• Армировать столбчатые опоры фундамента можно в форме пространственного каркаса. Отдельные его пруты необходимо перевязать мягкой проволокой  с целью фиксации их местоположения в опалубке вплоть до заливки имеющейся формы бетоном.

Понятие, требования и нормы

Процедура требует соответствия определенной нормативной документации:

• СНиП 52-01-2003;
• СП 50-101-2004;
• СНиП 2.01.07-85;
• СНиП 3.02.01-87.

Процедура позволяет переместить основную нагрузку с поверхности столба в слои бетона, которые лежат более глубоко, способствует соединению бетонных опор с ростверком и положительно влияет на срок эксплуатации железобетонных конструкций. Наличие арматурного каркаса снижает риск разрушения сооружения в целом.

Как правильно армировать ленточный фундамент

Для совместной работы бетона и арматуры необходимо четко следовать правилам и схеме армирования ленточного фундамента, изображенной на рисунке ниже:

• размеры фундамента должны позволять свободно и правильно разместить арматурные каркасы;
• в арматурном каркасе должно быть не менее четырех продольных прутьев;
• рабочие стержни необходимо располагать с таким расчетом, чтобы обеспечить совместную работу арматуры и бетона, правильную стыковку арматуры и заливку фундамента;
• необходимо обеспечить требуемый защитный слой бетона, чтобы обеспечить сохранность арматуры от воздействий окружающей среды, для фундаментов он должен быть не менее 5 см;
• продольную стыковку арматуры нужно проводить внахлест, длина его должна составлять не менее 60 диаметров арматуры и не менее 25 см;
• расстояние между продольными хомутами должно быть в пределах 30-80 см;
• при плотном расположении арматуры нужно использовать бетон с мелкими заполнителями.

Основы расчета ленточного фундамента

Самый распространенный вид основания в индивидуальном строительстве – ленточный монолитный. Он несложен в возведении, достаточно прочен и обладает необходимой жесткостью. Его устраивают в виде мелкозаглубленной или заглубленной конструкции.

Важное значение для расчета арматуры для фундамента имеет глубина заложения, действующие нагрузки и ширина рабочего сечения основания. Ленточный фундаментИсточник eurohouse.ua

Ленточный фундаментИсточник eurohouse.ua

Определение глубины заложения

Отметку подошвы основания выбирают в зависимости от вида грунта:

• при глинистых, пылеватых и мелкопесчаных почвах фундамент опирают на непромерзающий слой ниже уровня грунтовых вод;
• при непучинистых и слабопучинистых грунтах отметка подошвы не должна быть ниже, чем 0,5 м от верха существующего уровня земли;
• при наличии подвала ленточное основание заглубляют на 0,5 м ниже пола, столбчатое – на 1,5 м.

Тип грунта, положение УГВ и присутствие слабых линз – плывунов – определяют бурением или выкопкой шурфов. Глубина промерзания почвы в каждом регионе указана в СНиП “Строительная климатология”.

Сбор нагрузок

На этом этапе расчета суммируют все возможные нагрузки, действующие на фундамент:

• собственный вес;
• массу стен, плит перекрытия, крыши, кровли, полов и отделки;
• воздействие от людей, сантехнического оборудования, мебели, перегородок, находящихся внутри здания;
• нормативную снеговую нагрузку.

Вся информация содержится в таблицах СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

Суммарную величину распределяют на погонные метры в ленточных фундаментах, на количество опор – в свайных или столбчатых.

Ширина подошвы

Армирование ленточного фундаментаИсточник guru-remonta.ru

Ширина подошвы – величина, которая помогает рассчитать арматуру на фундамент ленточный. При кирпичных массивных стенах применяют Т-образные ленты, свесы которых за счет большей площади опирания уменьшают давление на грунты. Более легкие каркасные и пенобетонные строения возводят на основаниях с прямоугольным сечением.

При расчете размера подошвы учитывают предельное давление на грунт и нагрузку от строения на несущие участки фундаментных балок. В малоэтажном строительстве, как правило, используют конструкции шириной 20-40 см.

Схема и подсчёт металла

Потребность в металле и предположительные затраты легко подсчитать, если нарисовать схему армирования ленточного фундамента со всеми продольными, поперечными и вертикальными прутьями. Арматура продаётся на вес, поэтому при подсчёте следует учитывать диаметр арматуры, возможно комплектование каркаса металлом разных диаметров и видов рифления.

Для армирования фундаментов применяется арматура различных марок и диаметров, в основном распространены арматурные стержни диаметром 10 -14 мм, гладкие и ребристые. Для укладки поперечных соединений допустимо использовать круглую гладкую арматуру меньшего диаметра.

Самый распространённые виды арматуры для фундаментов изготовлены из стали марок М35ГС и М25ГС, длина стержней до 12 м, диаметр от 10 до 40 мм.

Правильный подбор сечения арматуры – залог прочности фундаментаИсточник armsetka16.ru

Расчеты

В индивидуальном строительстве расчет армирования столбчатого фундамента сводится к определению количества арматуры. Для изготовления арматурного каркаса под столб диаметром 200 мм и глубиной заложения 2 метра достаточно четырех вертикальных прутков диаметром 12 мм.

Расстояние между ними составляет 200 мм. Прутки перевязываются горизонтальными элементами в четырех местах (с шагом 500 мм).

• всего ребристой арматуры на один столб понадобится (2 + 0,2) х 4 = 8,8 метра. В данном количестве учтен припуск 0,2 м на привязку ростверка;
• количество гладкой арматуры диаметром 6 мм составит 0,2 х 4 х 4 = 3,2 метра;
• для вязки каркаса необходимо заготовить проволоки 0,3 х 4 х 4 = 4,8 метра.

Полученные результаты надо умножить на количество столбиков.

Таким же способом рассчитывается количество арматуры для армирования монолитных столбчатых фундаментов любых геометрических размеров.

Хотите сделать себе теплые водяные полы под плитку своими руками?

Перед Вами вопрос, как устроен водяной тёплый пол в деревянном доме с деревянными перекрытиями?

Армирование подошвы столбчатого фундамента

Подошвы столбов усиливаются при помощи специальных сеток, которые называются арматурными.

Расчет армирования подошвы столбчатых фундаментов проектировщики выполняют по схеме консоли, которая воспринимает на себя отпор грунта. Однако в частном строительстве таких сложных математических выкладок никто не делает.

Анализ производимых расчетов показал, что при относительно небольших нагрузках для усиления подошвы достаточно арматурной сетки с диаметром элементов 5-6 мм.

Однако в строительных нормах не допускается применять армирующий каркас с диаметром элементов менее 12 мм. Поэтому специалисты рекомендуют усиливать подошву столбчатого фундамента под легкую постройку сеткой из арматуры диаметром 12 мм и ячейкой 200 х 200 мм.

Кстати, армирование столбчатого фундамента сеткой практикуется при изготовлении столбов из кирпича. В таких случаях через каждые четыре – пять рядов кирпичной кладки прокладывается арматурная сварная сетка.

Установка решеток в траншеи

Две решетки готовы, можно укладывать в траншею и опалубку. Но перед этим надо установить на дно подставки, которые обеспечивают нахождение армирующего каркаса в теле бетонной конструкции. То есть, обеспечивать расстояние от плоскостей фундамента – 5-8 см. Можно использовать готовые изделия из металла, изготавливают их своими руками из остатков арматуры, другого стального профиля, используют цельные кирпичи, камень подходящего размера.

Решетки устанавливаются строго вертикально по отвесу и крепятся между собой поперечными элементами каркаса. Начинать крепление нужно снизу, поднимаясь вверх.

Готовые подставки под фундамент

Правила и параметры расчёта

Подсчёт арматурных стержней состоит из двух частей: расчет продольной и расчет вертикальной и поперечной арматуры.

Продольные отрезки

Для формирования двухпоясного армирования устанавливают 4 продольных стержня периодического профиля по всему периметру фундамента. При длине ленты 24 м арматуры потребуется 24 х 4 = 96 м, с припусками это составит 100 м.

Вертикальные и поперечные прутки

Связанные между собой отрезки образуют раму, в углах которой проходят продольные стержни. Их подсчёт зависит от ширины и высоты ленты. При высоте 100 см и ширине 40 см ленты потребуются поперечные отрезки длиной 30 см и вертикальные связи высотой 92 см (вычитаем нижний зазор 50 мм и верхний защитный слой бетона 30 мм из 1000 мм).

Для периметра длиной 24 м и чередования рамок с промежутком 300 мм нетрудно подсчитать, что для вертикальных прутков понадобится гладких стержни ø 8 мм общей длиной (24000/300) х 2 х 0,92 м = 147,2 м. Потребность в поперечной арматуре составит(24000/300) х 2 х 0,3 = 48 м.

Итог

Исходя из предыдущего, можно суммировать потребность в арматуре для фундамента длиной 24 м:

• вертикальные прутки ø 8 мм – 150 м;
• поперечные стержни ø 6 мм – 50 м;
• продольная периодическая арматура ø 12 мм – 100 м.

Армирование углов

В конструкции ленточного фундамента самое слабое место — углы и примыкание простенков. В этих местах соединяются нагрузки от разных стен. Чтобы они успешно перераспределялись, необходимо арматуру грамотно перевязать. Просто соединить ее неправильно: такой способ не обеспечит передачу нагрузки. В результате через какое-то время в ленточном фундаменте появятся трещины.

Правильная схема армирования углов: используются или сгоны — Г-образные хомуты, или продольные нитки делают длиннее на 60-70 см и загибают за угол

Чтобы избежать такой ситуации, при армировании углов используют специальные схемы: пруток с одной стороны загибают на другую. Этот «захлест» должен быть не менее 60-70 см. Если длины продольного прутка на загиб не хватает, используют Г-образные хомуты со сторонами тоже не менее 60-70 см. Схемы их расположения и крепления арматуры приведены на фото ниже.

По такому же принципу армируются примыкания простенков. Также желательно арматуру брать с запасом и загибать. Также возможно использование Г-образных хомутов.

Схема армирования примыкания стен в ленточном фундаменте (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Обратите внимание: в обоих случаях, в углах шаг установки поперечных перемычек уменьшен в два раза. В этих местах они уже становятся рабочими — участвуют в перераспределении нагрузки