Армирование фундаментной плиты:Чертёж,расчёт,шаг арматуры

«Ооо! Ты и армирование фундамента изучил?» – такие вопросы украшенные удивлёнными глазами мы слышали от своих соседей на данном этапе. Но мы-то точно знаем, что если что-то не умеешь делать – это не значит, что ты не сможешь этому научиться. Даже если речь идёт об армировании плиты фундамента.

Мы строим дом своими руками, поэтому на нас лежит функция не только строительства, но и проектирования, изучения нормативов и опыта самостройщиков, подсчет необходимых материалов, закупки и многое другое. В этой статье делимся тем, что узнали про правила армирования фундаментной плиты, а так же рассказываем о приключениях, связанных с этим этапом.

Для чего вообще нужно армирование плитного фундамента?

Фундамент дома должен выдерживать разные типы нагрузок: на сжатие и на растяжение. О первом типе нагрузки мы поговорим в статье о заливке фундамента бетоном. А вот выдержит плита нагрузку на изгибы и растяжения или нет, зависит от того, насколько грамотно произведён этап армирования.

Фундаментная плита без арматуры возможна, но всё-таки такой вариант конструкции не для тяжелого капитального жилого здания. Если строить какую-то хозяйственную постройку, на непучинистых грунтах можно подумать о том, чтобы сэкономить на арматуре. Но для строительства жилого дома – это, конечно, несерьезно. Как уже писалось выше, фундамент может не выдержать нагрузку на растяжение и изгибы.

Для наглядности, приведу пример, у вас залита монолитная плита фундамента под дом. Когда вы поставите стены и крышу, то давление на плиту будет оказано в большей степени на контур фундамента именно под стенами, а не по всей площади. Таким образом, стены будут стремиться как бы отломить бетон, особенно если будет некачественно выполнена подготовка основания, подушка под фундамент. А если еще взять во внимание силу воздействия морозного пучения, тогда давление на плиту усилится. Стены будут продавливать фундамент вниз, а пучинистый грунт будет давить в слабые ненагруженные места. Что в следствии может привести к надлому фундамента. Вот, чтобы исключить такие моменты и нужно грамотно подходить к вопросу армирования.

Технология формирование монолита

Комплекс мероприятий по устройству монолитной основы включает следующие этапы:

разметку и очистку площадки;
извлечение земли под котлован требуемого размера;
формирование дренажной системы;
засыпку и уплотнение песчано-гравийной основы;
выполнение гидроизоляции;
сборку и фиксацию опалубки;
установку арматурного каркаса и армирование фундамента;
бетонирование.

Надежность монолитной основы определяет не только качество бетонного раствора, но и правильно выполненное усиление. Остановимся на этой операции более детально.

Какая бывает арматура

Для разного типа оснований с различной степенью нагрузки используется необходимый тип арматуры. Давайте разбираться, из каких материалов может быть арматура. Дальше будет много СНиПов, цифр и технических обозначений, но вы не пугайтесь. Просто примите, что все эти данные необходимы, если хотите, чтобы ваше здание имело долгую жизнь.

Стальная арматура

Изготавливается из углеродистой (состоит из железа и углерода, легирующие элементы присутствуют в очень малых количествах) и низколегированной стали (сплав железа и легирующих элементов, таких как никель, медь, титан, ванадий и т.д. Содержат до 0,25% легирующих элементов). Низколегированная сталь обладает лучшими механическими характеристиками и более устойчива к коррозии.

По типу производства арматура бывает:

Холодного проката. Производится холодным методом, для этого нужна более пластичная сталь. В классовом делении имеет маркировку В.
Сталь горячего проката. Проходит обработку на высоких температурах, отлично сваривается. Маркируется буквой А. Чаще всего используется в частном домостроении.
Канатная сталь. Маркируется буквой К. Это свитый арматурный канат, состоит из группы проволок. Чаще всего используется семипроволочный канат. Отличная сцепка с бетоном.

По типу поверхности арматура делится:

Гладкая. Не подходит для возведения фундамента, так как из-за гладкой поверхности хуже сцепляется с бетоном. Можно использовать для стяжки пола или для возведения стен.
Ребристая арматура с кольцевым профилем. Отлично сцепляется с бетоном, но постепенно теряет прочность сцепления при многократном нагружении.
Ребристая арматура с серповидным профилем. Хуже сцепляется с бетоном, нежели чем с кольцевым профилем. Но из-за особенности профиля выносливость конструкции выше, так как лучше восприимчивость к периодически повторяющимся нагрузкам.
Ребристая арматура с комбинированным профилем. Профиль разработан для арматуры А500СП.

Виды арматуры
Классы прочности арматуры:

Устаревшие маркировки класса арматуры по ГОСТ 5781-82: А-I, А-II, А-III, А-IV, А-V, А-VI.

Современные обозначения класса арматуры: А240, А300, А400, А500, А600, А800, А1000.

Буква А в начале маркировки указывает на стержневую арматуру
Маркировка буквой В в начале означает, что это проволока
Буква К в начале означает, что это канатная арматура
Маркировка буквами Ат в начале – это термически упрочненная арматура. У такой арматуры повышена прочность и стойкость к коррозии.
Буква К после цифр означает, что арматура устойчива к коррозии
Буква С в конце после цифр говорит о том, что эту арматуру можно сваривать

Классы прочности арматуры
Более подробные маркировки можно посмотреть в ГОСТ 34028-2016 Прокат арматурный для железобетонных конструкций.

Композитная полимерная арматура (АКП)

Виды АКП:

стеклокомпозитная (АСК);
базальтокомпозитная (АБК);
углекомпозитная (АУК);
арамидокомпозитная (ААК);
комбинированная (АКК)

Вид АКП следует выбирать с учетом условий эксплуатации конструкции, характера их нагружения и экономических показателей. Более подробно можно изучить Изменение №1 к СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции.

АКП изготавливается на основе пластиков. Стоит дороже стальной арматуры. Из плюсов композита можно выделить то, что она не проводит ток, значительно меньше весит, абсолютно не боится коррозии. В частном домостроении пока используется редко. Но так ли важны эти плюсы в частном домостроительстве?

В видео сравнение композитной арматуры со стальной

Материалы

Армирование – это усиление бетонного блока изнутри при помощи различных материалов. Могут использоваться прутки или волокна, которые при растяжении блока не позволяют ему растрескиваться.

На практике материалы армирования можно разделить на 3 группы:

металлические прутья,
композитная арматура,
фибра.

Стальные прутки

Норма длины стального прутка для усиления бетонных конструкций — 11,75 м. Арматура может иметь различный диаметр и марку. В зависимости от маркировки прутки в усиливающий каркас соединяются свариванием или вяжутся проволокой.

В массе бетона соединение стальных стержней с раствором достаточно прочное благодаря рифлению на прутке. Стальной остов внутри монолита перераспределяет нагрузки и сдерживает бетон от растрескивания, поскольку металл имеет большее сопротивление на разрыв. При этом бетон в свою очередь защищает металл от коррозии.

Стальной усиливающий каркас

Композитный материал

Такая арматура имеет довольно широкий спектр исходных материалов, увеличивающийся почти ежегодно. К настоящему моменту более или менее используются стеклопластиковые и базальтопластиковые прутки со спиральной накруткой, имитирующей периодичность профиля стальной армации.

Кроме того, на строительном рынке представлена полиэтиленрефталатовая и углеводородная арматура, не получившая пока широкой популярности. Неоспоримым достоинством композита является низкий вес. Но при устройстве фундаментов или подпорных стен данное преимущество имеет мало значения, а вот прочностные характеристики выступают очень важны.

Композитная арматура, как правило, используется в горизонтальных элементах строения, имеющих опору на грунт

Фиброволокно

Мелкодисперсный материал (фибра) добавляется в раствор на этапе замешивания. При этом само волокно может иметь различный диаметр и длину.

Изготавливают фибру из волокна на основе:

стали,
стекла,
полипропиленовых соединений,
базальта.

Фиброволокно для усиления прочности бетона на разрыв

Какую арматуру использовать для плиты фундамента?

Самые частоиспользуемые в частной застройке диаметры продольной рабочей арматуры – 10, 12, 14 и 16 мм. В качестве поперечной арматуры используют 6 и 8мм. Для армирования фундаментов в основном используют арматуру класса А400 – А500С. У арматуры класса А400 предел текучести составляет 390 Н/мм2, а у класса А500С свыше 500 Н/мм2. Еще немаловажным отличием является то, что А400 не допускается соединять методом сварки, в таком случае ослабляется структура стали. По этим причинам чаще всего используют арматуру класса А500С. Для фундаментов лучше всего подходит арматура с серповидным профилем, потому что у нее выше выносливость к периодическим нагрузкам, несмотря на худшую сцепляемость с бетоном в сравнении с кольцевым профилем.

Характеристики арматурного ряда

Для того чтобы понять какая арматура лучше всего подходит, необходимо определиться с типом фундамента, рассчитать нагрузки на него.

Толщина плитного фундамента: Пример как рассчитать толщину плиты

Изготавливаем подставки

Нижний слой армирующего каркаса укладывается на готовые пластиковые подставки, после этого на него устанавливаются специальные «столики», которые поддерживают следующий слой конструкции. Они изготавливаются из куска арматуры, размер которого рассчитывается исходя из толщины монолитной плиты. Допустим, мы имеем дело с основанием толщиной 40 см. В этом случае расчеты будут следующими:

40 см (высота плиты) – 8 (два защитных слоя по 4 см) – (4 х 1 см) (толщина прутков умноженная на их количество) = 28 см.

Изготавливается поддерживающий «столик» путем изгиба в П-образную форму. Радиус изгиба подбирается в индивидуальном порядке. «Хвостики» подставки отгибаются в противоположные стороны, образуя тем самым надежные упоры, которые позволят уложить и зафиксировать оба слоя конструкции.

Схема армирования фундаментной плиты

Схема армирования плитного фундамента выбирается исходя из таких характеристик:

Толщина фундамента. Для фундаментной плиты толщиной 15 сантиметров и менее армирование выполняется одной сеткой, состоящей из продольной и поперечной арматуры. Для большей толщины армирование плиты фундамента выполняется в два слоя. При армировании нужно помнить о защитном слое бетона для арматуры, он защищает арматуру от коррозии. Согласно п. 10.3.2 и таблице 10.1 СП 63.13330.2018 толщина защитного слоя бетона должна составлять:

– На открытом воздухе без дополнительных защитных мероприятий не менее 3 см

– В грунте без дополнительных защитных мероприятий, в монолитных фундаментах при наличии бетонной подготовки не менее 4 см

– В монолитных фундаментах без бетонной подготовки (только для нижней рабочей арматуры) не менее 7 см. Бетонной подготовкой так же может являться щебеночная подушка, так как она не является капиллярным проводником влаги, при условии, что выполнен дренаж и подушка не стоит в воде.

Подушка под фундаментную плиту: Геотекстиль, подбетонка, щебень

Нагрузка на фундамент. Необходимо посчитать общую массу дома, снеговые и ветровые нагрузки в вашем регионе. А также определить, в каких местах будет оказано большее давление на фундамент (несущие стены, колонны).

Несущая способность грунта. Необходимо произвести геологию, определить тип грунта и, используя таблицу из СНиП, выяснить несущую способность грунта.

Диаметр арматуры. Если сторона фундаментной плиты составляет 3 метра и меньше, тогда используют арматуру от 10мм. Если же длина превышает 3 метра, тогда применяют арматуру диаметром от 12мм и выше.

Шаг прутьев. В соответствии с п.10.3.8 — 10.3.10 СП 63.13330.2018 шаг арматуры в монолитной плите фундамента составляет 20-40 сантиметров. Не более 20 см при высоте поперечного сечения до 150 мм. Не более 40 см при высоте поперечного сечения более 150 мм. Максимальное расстояние между прутками арматуры не должно превышать толщину фундамента более чем в полтора раза. В местах, где на фундамент оказываются большие нагрузки (несущие стены и колонны), размер ячейки арматуры для плитного фундамента сокращается в 2 раза.

Способы изготовления сеток и каркасов

Сетки изготавливаются по ГОСТ 23279-2012. Вариантов соединения стержней между собой существует всего два: вязание и сварка.

При первом используется тонкая проволока диаметром 2-3 мм, которая вручную или с помощью специальных приспособлений обматывается вокруг прутов. Вариант достаточно трудоемкий, но обеспечивает большую надежность соединений, поскольку позволяет стержням приспосабливаться к небольшим подвижкам конструкции.

Вертикальные хомуты можно изготовить как на фото ниже:

Паук из арматуры диаметром 8-10 мм.

Готовые сварные сетки обеспечат высокую скорость работ. Но количество их типоразмеров ограничено, и не всегда можно подобрать необходимую. Если же принято решение применять сварку прямо на стройплощадке, в особо ответственных местах (углы здания, участки опирания массивных стен) арматуру соединяют проволокой.

Шаблон поможет при вязке арматуры.

Процент армирования фундаментной плиты

Чтобы бетон стал железобетоном, недостаточно просто положить арматуру. Существует такое понятие – минимальная площадь сечения продольной арматуры в железобетонных элементах. Если процент арматуры окажется ниже минимального, то состояние перехода бетона в железобетон не случится, бетон по-прежнему останется бетоном. Магия? Нет. Просто для того чтобы арматура сыграла свою роль ее должно быть достаточное количество. СНиП 2.03.01-84 пункт 5.16 гласит, что минимальный процент армирования фундаментной плиты составляет:

0,05% от площади сечения бетона. Арматура S в изгибаемых, а также во внецентренно растянутых элементах при расположении продольной силы за пределами рабочей высоты сечения
0,05% от площади сечения бетона. Арматура S, S” во внецентренно растянутых элементах при расположении продольной силы между арматурой S и S”
От 0,1 до 0,25 %. Арматура S, S” во внецентренно сжатых элементах
В элементах с продольной арматурой, расположенной равномерно по контуру сечения, а также в центрально-растянутых элементах, минимальная площадь сечения всей продольной арматуры должна приниматься вдвое больше величин указанных выше.

Кашу маслом не испортишь, а вот фундамент арматурой испортить можно. Поэтому есть и максимальный процент армирования. Превышение нормативов ухудшит технические характеристики железобетона. Максимальный процент армирования для колонн составляет 5%, а во всех остальных случаях 4%. Нужно учесть, что бетонная смесь должна свободно проникать между арматурой.

Ошибки при монтаже армирующей конструкции

Даже мелкие недочеты могут повлечь разрушение фундамента или привести к усложнению процесса бетонирования. Распространенные ошибки при создании каркаса и как их избежать:

стержни соединенные встык, приведут потере прочности каркасной конструкции;
при монтаже армирующего каркаса прутья расположены в непосредственной близости к грунту либо воткнуты в него. Когда произойдет подвижка почвы, арматура врежется в грунт и при таком взаимодействии образуется коррозия металла, а это в свою очередь снизит прочность всего основания;

Фиксатор арматуры, который устанавливается между сеткамиИсточник buildpj.ru

несоблюдение рекомендаций по расположению арматуры влечет за собой разрушение плиты;

если у торцов стержней нет защитного покрытия, под влиянием влаги из бетонной смеси образуется коррозия изделий;

особое внимание следует уделять правильному армированию в углах постройки и в зонах под несущей стеной;

установка каркаса была произведена на деревянные бруски или прочие неподходящие элементы – это грубая ошибка. Использовать нужно только специальные фиксаторы

В противоположном случае влага проникнет к металлическим частям, что в свою очередь приведет к нарушению целостности бетонной основы.

Расчет армирования фундаментной плиты

Стандарт арматурного реза идет 6 и 11,7 метров. К примеру, можем произвести расчет арматуры для плиты фундамента размером 6*6 метров. Возьмем плиту толщиной 15 сантиметров для легкого дачного одноэтажного дома из пустотелого шлакоблока. Так как плита составляет 15 сантиметров, соответственно арматурная сетка будет в один ряд, состоящей из продольной и поперечной арматуры. Ни одна из сторон плиты не меньше 3 метров, соответственно толщина арматуры для плитного фундамента в данном случае будет диаметром 12 мм. Шаг арматуры будет составлять 20 см, потому что плита 15 сантиметров, возьмем с запасом, хотя можно было бы и увеличить шаг. Дом небольшой, поэтому несущих стен в доме будет всего 4, внутренние перегородки будут легкие и не требуют дополнительного усиления фундамента под ними.

Итак, считаем. Длина и ширина плиты равна 600 сантиметров. Чтобы рассчитать, сколько нужно прутов арматуры для продольного армирования, необходимо длину плиты 600 сантиметров разделить на шаг арматуры 20 сантиметров.

Получается, 30 прутов + 1 последний прут + 2 прутка для усиления под несущими стенами, там шаг будет 10 сантиметров, итого получается 33 прута.

Поперечное армирование фундаментной плиты рассчитывается аналогично продольному армированию, так как величины совпадают. Получается, для армирования данной плиты нам понадобится 66 прутов арматуры.

Фундаментная монолитная плита схема армирования

Сколько нужно прутка

Разработав схему армирования ленточного фундамента, вы знаете, сколько продольных элементов вам необходимо. Они укладываются по всему периметру и под стенами. Длинна ленты будет длиной одного прутка для армирования. Умножив ее на количество ниток, получите необходимую длину рабочей арматуры. Затем к полученной цифре добавляете 20% — запас на стыки и «перехлесты». Вот столько в метрах вам и нужно будет рабочей арматуры.

Считаете по схеме сколько продольных ниток, потом высчитываете сколько необходимо конструктивного прутка

Теперь нужно посчитать количество конструктивной арматуры. Считаете, сколько поперечных перемычек должно быть: длину ленты делите на шаг установки (300 мм или 0,3 м, если следовать рекомендациям СНиПа). Затем подсчитываете, сколько уходит на изготовление одной перемычки (ширину арматурного каркаса складываете с высотой и удваиваете). Полученную цифру умножаете на количество перемычек. К результату добавляете тоже 20% (на соединения). Это будет количество конструктивной арматуры для армирования ленточного фундамента.

По похожему принципу считаете количество, которое необходимо для армирования подошвы. Сложив все вместе, вы узнаете, сколько арматуры нужно на фундамент.

Армирование монолитной плиты фундамента своими руками

Изначально мы делали проект дома размерами 6 на 6 метров с мансардным этажом. В таком случае, с армированием всё было бы проще: сетка из шестиметровых прутов, с усилением по периметру, под стенами. Второй этаж хотели сделать двускатку, а фронтоны зашить деревом. Но, прикинув, сколько пиломатериала уйдет на всё это (в Грузии лес стоит в два раза дороже, чем в России), представив, как мы будем крыть такую крышу вдвоём, сколько леса надо будет затащить наверх, посчитав, сколько места займёт лестница на второй этаж, мы приняли решение переиграть пока не поздно. Хорошо, хоть эта мысль пришла в голову еще на стадии копки котлована.

Фундамент плита плюсы и минусы: разметка, земляные работы

Обновленный проект сделали за один день, сделали дозаказ блоков, пока на заводе не успели испечь первую партию и отправить нам. Решили строить дом 6 на 8 метров, тоже с двускатной крышей, только с маленьким уклоном, всего полметра. Маленький скат обусловлен нашим южным климатом и редким снегом с небольшим покровом. В проекте появилась пятая несущая стена, на которую будет опираться коньковый прогон.

Расчет арматуры для фундаментной плиты личный опыт

Так как наш дом относительно не тяжелый, не больших размеров, несущая способность грунта хорошая, мы выполнили хорошую щебеночную подготовку под дом, сделали дренаж фундамента, по середине спроектировали дополнительную несущую стену (что делает нагрузку более равномерной) и посчитав все нагрузки, было решено не лить лишний бетон и соответственно не прятать туда дорогущий металлопрокат.

В нашем случае плиты в 15 сантиметров было более чем достаточно, а значит и одного ряда арматурной сетки (вспоминаем теорию выше).

Далее, определяемся с диаметром арматуры. Учитывая габариты плиты и нагрузки на фундамент от стен и грунта, опираясь на положительный опыт самостройщиков и нормативы, делаем вывод, что арматуры диаметром 12 мм будет достаточно, как в продольном, так и в поперечном расположении. Шаг арматуры взяли 20 сантиметров. Хоть вполне можно было бы и увеличить его, решили на этом не экономить. Под несущими стенами шаг арматуры сократили вдвое. Арматуру использовали длиной 6 метров (на поперечную хватало длины прутка 6 метров, а продольную наращивали). Итак, начнем расчет с поперечной арматуры. Длина здания – 800 сантиметров. Делим 800 см на 20 см (шаг арматуры), получаем 40 прутков + 1 последний + 2 для усиления под несущими стенами, итого 43 прута.

Теперь считаем продольную арматуру. Ширина здания 600 сантиметров, делим 600 см на 20 см, получаем 30 прутков + 1 последний + 3 для усиления под несущими стенами (три, потому что посередине дома идет несущая стена), итого – 34 прута. Но так как длина продольной арматуры должна быть 800 см, необходимо добавить еще половину от 34 прутов (1 прута хватит на 2 продольных отрезка). Значит, к 34 добавляем еще 17 прутков.

Итого: 43 + 34 + 17 = 94 арматуры длиной 6 метров, мы накинули ещё 16 штук на армопояс, который будем заливать после возведения стен.

Под несущими стенами шаг арматуры 10 сантиметров (по всей остальной площади – 20 сантиметров)

Заказ арматуры для фундаментной плиты

Заказ арматуры вылился для нас в целую историю. Искали ребристую арматуру с серповидным профилем классов А400-А500. Узнали в районном центре цену за метр погонный – 2,15 лари (1 лари ~ 25 рублей), класс А500. Решили узнать в городах покрупнее, нашли за 1,7 лари, неплохая выгода получается – 297 лари (7.425 рублей), минус доставка 100 лари (2.500 рублей), всё равно пятёра прилипает. Решено, заказываем. Но не всё так быстро, в Грузии никто не торопится. Оказывается, надо ждать, когда появится машина с длинным кузовом, чтобы доставить наш груз. Мурыжим продавца неделю по телефону, а воз и ныне там. На тот момент с щебеночной подсыпкой мы уже заканчиваем, следующий этап опалубка 1-2 дня и всё, нас ждёт простой в работе, а мы этого не любим!

Спустя неделю, после долгих многочисленных звонков, продавец всё же отреагировал и сказал: «Хорошо, я передам ваш номер человеку, он позвонит». Не прошло и пяти минут звонит человек и на чистом русском (выдаёт его только слово «брат»), спрашивает, что и сколько нужно. Выносит вердикт, 660 погонных метров арматуры класса А500 по 1,5 лари за погонный метр будет стоить: 990 + 150 лари за доставку. Я возмущённо спрашиваю, почему 150, ведь неделю назад было 100 озвучено, а сам мысленно ликую, что арматура подешевела за метр на 20 тетри, что обогащает меня с заказа на 132 лари (= 3.300 рублей). Человек свидетельствует о том, что, мол, у нас перевал через гору и тяжело машине ехать, бензина больше уйдет. Я мысленно махаю рукой и говорю, чтоб он запрягал коней и вёз уже её поскорее родимую галопом. На том конце трубки раздалось: «Сейчас я вам реквизиты продиктую, куда деньги перевести». На что я ответил: «Так не пойдет, я не перевожу деньги незнакомому человеку за товар, который не вижу. Брат, сначала стулья, потом деньги. Мне нужна эта арматура, я жду её уже неделю, я вас не кину». Человек на том конце трубки: «…Ауффф…диктуй адрес».

Спустя два часа раздался звонок: «Я приехал». Я уточнил, точно ли к нам он приехал, больно уж быстрым это показалось. Но рванул в центр деревни навстречу, как оказалось, действительно, ему оставалось пять километров из районного центра. Добежав до центра, я увидел, как въезжает 24-ая Волга, а на крыше моя арматура, оказалось не так уж и нужна машина с длинным кузовом! Мы за 10 минут разгрузили эти 600 килограмм, мне стулья – ему деньги, все остались довольны!

Арматура для фундаментной плиты