Для начала очищаем пространство, на котором будет размещаться качественная опалубка. Для нее лучше всего будет использовать деревянные элементы каркаса, поскольку несколько поперечных прутиков будут вбиваться именно в стенки. Используем доски толщиной до 2 сантиметров или ОСБ листы толщиной от 10 мм и более. Оптимальная толщина - 15 миллиметров, чтобы делать меньше опор. Рассмотрим подробную инструкцию как ее собрать.
Шаг 1 выставить деревянные щиты.
Выставить деревянные щиты или ОСБ листы напротив друг друга и скрепить сверху несколькими поперечными планками, внутри между листами вставить несколько деревянных брусков по 30 сантиметров длинной и привинтить их шурупами к каждой стороне снаружи.
Шаг 2 установить косые подпорки через каждые 50 сантиметров в шахматном порядке.
Сделать их можно из деревянных брусков 50х50 миллиметров, где низ оставить с ровным спилом, а верх срезать под углом 45 градусов и привинтить шурупом к стенке.
Шаг 3 проделать электрической дрелью отверстия на 12 миллиметров на уровне 30, 70 и 120 сантиметров от пола.
Сделать через каждые 2 метра по всему периметру обрешетки, чтобы можно было свободно забить туда арматуру поперечного сечения.
Теперь работы по созданию обрешетки можно считать завершенными. В ходе работы пользуйтесь уровнем.
Углы опалубки должны быть максимально ровными, поскольку их будем армировать больше всего - нельзя допускать перекосов.
Нарезаем арматуру и выбираем схему каркаса
Для начала определимся, какая схема подойдет именно для дома. Существует несколько вариантов. Наиболее распространенные виды: сеточка (равносторонние ячейки по всему периметру), параллельное формирование, параллельная укладка с угловыми усилениями и хаотическое набрасывание металла (характерный вид для новичков). Выберем самый простой и действенный метод – усиление углов при параллельном укладывании продольной арматуры, поскольку при просадке опасны именно давления на излом, а поперечины играют роль защиты от давления почвы с боков. Рассмотрим, как сделать.
Шаг 1 забиваем вертикали по углам.
Забиваем вертикали по углам и через каждые 120 сантиметров по всему периметру. Берем арматуру толщиной 8-10 мм (слишком прочную не надо, она только для связки) и забиваем по 2 штуки в каждый угол. Расстояние между ними 20 сантиметром и по 5 сантиметров от каждой стенки обрешетки. То есть, максимально по центру.
Шаг 2 всовываем в предварительно сделанные отверстия прутики длинной 30 сантиметров.
Толщина арматуры тоже ориентировочно 10 миллиметров – она здесь не будет иметь никакого усилия на разрыв. Сразу заполняем 3 ряда, которые мы насверливали при помощи электрической дрели. Лучше использовать прочную хромированную сталь, которая не подвергается коррозии, но стоимость продукта будет выше в 2-3 раза.
Шаг 3 укладываем параллельные пруты.
Вот здесь необходимо уже подумать о прочности, потому как продольная параллельная арматура примет на себя весь «удар» конструкции в результате проседания. Диаметр прута должен быть 14-16 миллиметров. Слишком большой диаметр тоже не нужен, поскольку нам необходимо создать именно гибкую основу, а не прочную и массивную – это уже роль бетона.
Шаг 4 арматурный каркас для фундамента скрепляется в одну систему.
Необходимо взять хорошо вяжущуюся проволоку, желательно медную, которой можно будет обмотать все соединения без особого усилия. Важно понимать, что не обязательно затягивать, сваривать ее между собой и проделывать другие операции по упрочнению соединений. Никакой роли они не играют, просто связывают арматуру, чтобы лежала на своем месте и не сдвигалась при заливке бетона. Вязка арматуры для фундамента может вообще не выполняться, если заливать все аккуратно и не смещать элементы с их места. Но, для уверенности, лучше будет скрепить все вместе.
Теперь мы полностью рассмотрели, как вязать арматуру для фундамента, но есть еще один важный момент: усиление углов. Если помещение имеет большую массу (двухэтажный дом и более), то самая большая нагрузка попадает именно на углы. Необходимо увеличить количество параллельных арматур именно на углах (на расстоянии 2 метров) в 2 раза. И сделать косые соединения под углом 45 градусов между тремя ярусами арматуры (30, 70 и 120 сантиметров от пола).
При изготовлении такой конструкции начинающий мастер может сделать много ошибок, которые приведут к серьезным проблемам с будущей конструкцией или дорогостоящему ремонту фундамента. Сейчас мы рассмотрим, как избежать наиболее «популярных» ошибок и изготовить качественный фундамент.
- Нельзя размещать арматуру слишком близко к стенкам опалубки
. Согласно СНИП, армирование фундаментов осуществляется таким образом, чтобы металл был углублен минимум на 5 сантиметров в бетон со всех сторон данной конструкции.
- Используйте цемент марки М 400 и выше, пропорция 3:1 с песком , не слабее. Слишком рыхлый бетон будет подвергаться воздействию влаги и давлению здания. Может крошиться по краям или трескаться, несмотря на качественное армирование.
Арматурой
Это традиционный материал для создания каркаса конструкций фундамента. Применяется в ленточных фундаментах, свайных, столбчатых и сборных железобетонных. Арматуру класса АI используют для создания арматурного каркаса в фундаментах под «легкие» дома: каркасные, деревянные, реже для домов из пенобетона и газобетона, других легких конструкций. Это связано с тем, что АI имеет круглое сечение в поперечнике и гладкую поверхность. Из-за этого уменьшается ее сцепление с бетоном. Диаметр используемой арматуры от 6 мм и выше. Рассчитывается на стадии проектирования дома.
Арматура класса AIII изготавливается из легированной и высококачественной стали с повышенными характеристиками по прочности. В сечении она ребристая. Рисунок поверхности может быть нескольких видов: кольцевая, серповидная или смешанная. Арматура с кольцевым профилем разработана для массивных конструкций по причине большого сцепления с бетоном. Арматура с серповидным рисунком может применяться в конструкциях, испытывающих нагрузки разрыва. При растягивающих нагрузках применяют арматуру большего диаметра.
Диаметр арматуры считается на стадии проекта. Для домов «легких» с относительно небольшим весом допускается арматура диаметром 8-10 мм, или монтажная 6 мм. В домах со стенами большого веса для армирования фундаментов применяется арматура диаметром 12-14 мм.
Арматуру из неуглеродистых сталей можно сваривать при подготовке каркаса фундамента. Сварка арматуры из углеродистых сталей не рекомендуется. Место сварки будет хрупким. Лучше выполнить вязку арматуры вязальной проволокой.
Арматура выпускается в бухтах и в виде прутков. Бухтами поставляется арматура диаметром 6-10 мм. Арматура с большим диаметром поставляется в прутках. Стандартная длина прутков: 6 м, 9 м, 11,7 м. максимальный диаметр выпускаемой арматуры 32 мм.
Композитная арматура
Главное достоинство ее состоит в значительной коррозионной стойкости и инертности к любым агрессивным средам. Такие характеристики позволяют уменьшить диаметр арматуры при армировании фундаментов без снижения прочности конструкции в целом. Использование арматуры даст возможность уменьшить защитные слои бетона. Расчетная и ожидаемая долговечность предполагается порядка 75 лет. По материалам композитная арматура делится на: стекло, базальт, кевлар.
Плюсы композитной арматуры: прочность выше в 1,5 раза в сравнении со стальной, не подвержена коррозии и легче стальной в 3,0-3,5 раз. Обладает диэлектрическими свойствами и радиопрозрачна. Морозостойка. Коэффициент теплового расширения (КТР) композитной арматуры равен КТР бетона. При массе достоинств один технический недостаток – низкая теплостойкость.
Композитная арматура дороже обычной. Но появится статья экономии на диаметре используемой арматуры. Для уменьшения затрат можно использовать бутобетонный фундамент, когда при заливке бетона добавляют крупный заполнитель: бой кирпича и бутового камня (дикаря), щебня и гравия.
Фибробетоны
Материал, набирающий популярность при заливке фундаментов – это бетон, армированный . От типа волокон зависят свойства бетона. Применяются фибробетоны для заливки ленточных фундаментов и при комплексном армировании для повышения качеств фундамента.
Для армирования бетонов добавляют фибру разных видов. Фибра – это отходы производства гвоздей и обрезки стальной проволоки для стальной фибры. Фибра базальтовая изготавливается из базальтовых волокон. Аналогично в бетоны могут добавляться стекловолокно и волокна полимеров, в частности полипропилена. Добавляют текстиль.
Добавление фибры повышает ударопрочность на фантастические 500%, а истираемость на 50%. При этом пропиленового волокна будет достаточно 900 грамм на 1 куб. м бетона, или 20-50 кг стальной фибры на 1 куб. м.
Эти добавки призваны выполнять функцию арматуры в бетонах, повышают трещиноустойчивость, устойчивость к деформациям. Улучшаются такие качества, как морозоустойчивость и водонепроницаемость. Добавление фибры в бетоны облегчает вес конструкций из него. В фибробетоны добавляют вместе с фиброй различной природы вяжущие и модифицирующие добавки. Все вместе придает бетону совершенно новые свойства, что позволяет значительно сократить сроки строительства и сэкономить расход материалов.
Собственноручное производство железобетонного фундамента — наиболее ответственный из всех этапов строительства. Требуемая жёсткость и прочность обеспечивается закладной арматурой, поэтому сегодня мы устраним пробелы в понимании функций армирования и поясним методологию расчёта арматуры для фундамента.
Как работает фундаментное армирование
Бетон обладает превосходной прочностью на сжатие. Это означает, что если бетонный брусок поместить под пресс, он начнёт разрушаться только под очень высоким давлением.
Реалии эксплуатации ЖБИ таковы, что нельзя точно предусмотреть, какие силы будут действовать в отдельно взятой точке массива. Всё потому, что конфигурация бетонного изделия значит не так много, как физико-механические характеристики основы, на которой это изделие установлено. А они почти всегда непредсказуемы.
Нагрузка в бетоне распределяется неравномерно. Максимальное напряжение приходится на точку опоры, при этом всегда действует правило рычага — сила возрастает пропорционально плечу воздействия. Если подвесить бетонную балку за оба края, воздействие на центр будет напрямую зависеть от длины балки.
Схема работы балки на изгиб: a — бетонная балка; б — железобетонная балка; 1 — арматура
Также интересен характер и направление деформаций в разных точках. При изгибе одна сторона будет сжиматься, но это, как мы выяснили, не сулит больших неприятностей. Гораздо хуже, что с обратной стороны изделия бетон будет растягиваться, что при невысоких показателях упругости выльется в трещину и слом.
Главная задача арматуры — не позволить бетону растягиваться. Это достигается за счёт сил трения, которые передают нагрузку от бетонного слоя закладным элементам, имеющим модуль упругости гораздо выше, чем у бетона. И, конечно, арматура должна быть распределена максимально равномерно, чтобы каждый отдельный участок конструкции не имел слабых мест с плохой перевязкой. Иначе армирование теряет всякий смысл.
Чем укрепляют фундамент
Существует два типа арматуры. Рабочая арматура выполняет непосредственную функцию армирования — принимает на себя нагрузку в приложенной плоскости. Конструктивная арматура служит для упорядочивания линий рабочего армирования в слое бетона и получения дополнительных связей, если это необходимо.
В качестве рабочей арматуры традиционно используется горячекатаные стержни периодического или гладкого профиля по ГОСТ 5781-82. Стальная арматура может быть свариваемой и несвариваемой, в зависимости от термомеханического укрепления и области использования.
Для фундамента в качестве рабочего армирования целесообразно применять именно периодический профиль, который обладает наивысшим показателем сцепления с окружающей массой. Вспомогательное армирование, напротив, выполняется гладкими стержнями, хотя это не категоричное правило.
Важен и материал, марка стали определяет класс арматуры. Наиболее востребованы для частного застройщика классы А400-А600: они наиболее широко распространены на строительных базах и не требуют специальных средств стыковки: весь каркас собирается вязкой. Всё чаще применяют композитную арматуру (ГОСТ 31938) из пластика, укреплённого углеродным и стекловолокном. Такая арматура значительно легче стальной и абсолютно не подвержена коррозии, а вот насколько это важно в рамках конкретного проекта — решать только вам.
Основные параметры армирования
В каждом конкретном расчёте есть ряд ключевых значений, описанных в пособии к СНиП 2.03.01:
- Плотность закладки арматуры (коэффициент армирования). Определяется по поперечному срезу изделия как отношение суммы сечений арматурных стержней к сечению бетонной массы. Установленный нормами минимум — 0,05%, хотя коэффициент может увеличиваться по мере роста отношения длины сегмента к его высоте вплоть до 0,25%.
- Толщина стержней. При длине сегмента свыше 3-х метров используется арматура диаметром не менее 12 мм, более 6-ти метров — свыше 14 мм, а при протяжённости от 10-ти метров — 16 мм и более.
- Распределение армирования. Если фундамент имеет глубину около метра, то какую грань укреплять от растяжения: верхнюю или нижнюю? Что лучше — малое количество толстых стержней или много линий тонкой арматуры? На практике часто всю рабочую арматуру помещают у одной грани, разбивая на как можно большее число прутьев, не мешающих заливке бетона. Затем такой же пояс дублируется у противоположной грани.
- Коэффициент надёжности (переармирование) — прямо вытекающее из предыдущего пункта понятие. Прочность фундамента может быть намеренно завышена в 2 или 3 раза на случай непредвиденных изменений в геоморфологии региона или при отсутствии на момент строительства завершённого проекта.
Последнее должно относиться к разряду исключений, но на практике так строится чуть ли не половина объектов ИЖС. Проблема в том, что без исчерпывающих проектных данных вы не имеете возможности точно установить вес здания, определить по нему достаточную площадь и глубину залегания, соответствующие опорной способности грунта, затем по нормативным пропорциям рассчитать линейные характеристики фундамента, а из них вывести оптимальные методы укрепления его структуры, адекватные расчётной нагрузке.
Конфигурация арматуры для НЗЛФ, ленты и плиты
Ленточные фундаменты , залегающие выше глубины промерзания, армируются каркасом прямоугольной формы. Между внешними рёбрами может располагаться неограниченное количество линий армирования, между которыми обязательно соблюдается нормативный просвет. Как правило, такие каркасы состоят из отдельно связанных модулей, длина которых удобна для транспортировки и установки. Конструктивная арматура здесь представлена П-образными или замкнутыми хомутами, опоясывающими прутья рабочего армирования каждые 0,6-1,1 метра.
Армирование прямого участка ленточного фундамента: 1 — рабочая продольная арматура; 2 — конструктивная арматура (хомуты)
Заглубленные фундаменты укрепляются как и лента — каркасом. Линии армирования, как упоминалось, дублированы и сосредоточены у верхней и нижней граней. Дополнительно могут закладываться промежуточные линии, компенсирующие силы давления и пучения грунта, если того требует проект. Между собой армирование соединяется вертикальными прутьями. Это армирование выглядит как конструктивное, но оно же выполняет функцию рабочего, в значительной степени препятствуя скручивающим и боковым давящим деформациям.
Плита армируется наиболее просто: две арматурные сетки, каждая может состоять из нескольких слоёв. Разносятся сетки к верхней и нижней плоскости в соответствии с нормативным защитным слоём. Параметры арматурных сеток — табличные, прут и ячейка рассчитываются в зависимости от габаритов плиты. Что касается рёбер жёсткости под плитой, они формируются как и каркасы МЗЛФ, а затем скрепляются с сеткой плиты вертикальными прутьями конструктивной арматуры.
Вязка, установка и контроль
С линейными участками все просто, но ведь фундамент имеет повороты и пересечения. На них линии сходящихся каркасов соединяются гнутыми закладными элементами из арматуры того же сечения. Края устанавливаются с нахлёстом от 40 до почти 100 номинальных диаметров. Довольно распространена практика укрепления углов фундамента арматурными сетками 12х150х150 мм, особенно на слабых грунтах и в сейсмоопасных регионах.
Армирование примыканий и углов ленточного фундамента: 1 — рабочая продольная арматура; 2 — поперечная арматура; 3 — вертикальная арматура; 4 — Г-образные хомуты
Мы уже описывали преимущества вязки арматуры перед сваркой и настоятельно рекомендуем использовать только этот метод, если речь не идёт о фундаментах специального назначения.
Каждый последующий сегмент каркаса устанавливается на дистанционных подкладках или кольцах, которые препятствуют нарушению защитных слоёв. Прутья на торцах связываются с нормативным перехлёстом, по 2-3 проволочных хомутах на каждом стыке.
В итоге армирующий каркас должен быть сформирован таким образом, чтобы по нему спокойно могли передвигаться люди. Перед заливкой каркас тщательно проверяется на прочность скрепления. Если при заливке бетоном разойдутся перевязки линий, это чревато полной выбраковкой всей конструкции. Поэтому во время заливки и усадки нужно уделять особое внимание положению и целостности соединений арматуры.
Фундамент является основой здания, поэтому он должен быть достаточно надежным, чтобы выдержать вес строения.Он может быть разным и его выбирают исходя из особенностей грунта и других условий. Армирование фундамента делает его более надежным и увеличивает срок службы всего строения. Перед началом создания основания для своего дома необходимо правильно выполнить расчет арматуры. Для этого составляется схема армирования фундамента.
Как правильно расположить арматуру
Основную нагрузку, воздействующую на основание, выдерживает продольная арматура, располагающаяся в нижней и верхней части фундамента. Если высота основания превышает полтора метра, используются прутья гладкой арматуры, диаметр которых может составлять от 6 до 8 мм.
Продольные прутья снижают вероятность возникновения трещин в бетоне. Чтобы каркас выполнял свои функции, во время его создания необходимо учитывать строительные нормы.
Согласно СНиП расстояние между продольными прутьями должно рассчитываться исходя из типа конструкции. Стоит отметить, что это расстояние не должно быть больше 400 мм. Если этими правилами пренебречь, основание может быть недостаточно прочным для того, чтобы выдержать вес строения.
Правила армирования ленточного фундамента
Чтобы правильно произвести армирование фундамента своими руками, стоит рассмотреть основные ошибки новичков и узнать о некоторых рекомендациях, которых необходимо придерживаться во время работы. Это может повлиять на качество основания и срок его эксплуатации. Во время работы необходимо соблюдать следующие рекомендации:
- Если создается ленточный фундамент для 1-2-этажного дома, применяются прутья, диаметр которых составляет от 10 до 24 мм. Меньший диаметр недопустим, так как при установке тонких прутьев фундамент может деформироваться.
- Соединять прутья при помощи сварки запрещено, так как такое соединение перегревает металл, из-за чего тот становится менее прочным на разрыв. Соединение должно производиться при помощи проволоки. Выполнить соединение способен даже человек, который раньше не занимался подобной работой.
- Если почва имеет однородную плотность на всем участке, можно использовать арматуру диаметром 10-14 мм. Если же плотность неоднородная, применяются прутья толщиной от 16 до 24 мм.
- Для фундамента не стоит выбирать гладкую арматуру, так как сцепление прутьев с бетоном будет хуже. Гладкую арматуру можно применять только в качестве поперечных элементов, так как на них воздействует меньшая нагрузка.
- Продольная арматура должна располагаться не ближе 5 см от опалубки. Если не соблюдать это правило, бетон может начать крошиться, а прутья ржаветь.
- Расстояние между поперечными элементами арматурного каркаса должно находиться в пределах от 25 до 45 см. нарушение этого правила может привести к тому, что основание будет менее прочным.
- Армировка углов отличается от процесса укладки арматуры в траншее.
- Продольные прутья должны укладываться через каждые 40 см высоты основания.
Соблюдая технологию армирования ленточного фундамента можно выполнить все работы самостоятельно.
Установка опалубки
Правильно созданная опалубка способствует экономии бетонного раствора, а также упрощению процесса армирования. Такой каркас создается в несколько этапов:
- Выбор материала для опалубки. Если высота фундамента является небольшой, используются такие материалы, как фанера, ДВП и ОСБ-плиты. Но выбранный материал должен обладать достаточной прочностью для того,чтобы выдержать нагрузку, создаваемую бетонной смесью.
- Создание основания. После выкапывания траншеи необходимо создать песчаную подушку и основание для фундамента. После засыпки и утрамбовки 15 см песка происходит заливка 4-5 см бетона. Это необходимо, чтобы выровнять поверхность.Стоит помнить, что на этом этапе нужно подумать о том, где будут располагаться коммуникации. Если это не учесть, отверстия придется создавать в готовой конструкции, что может привести к ее деформации.
- Укрепление опалубки. На этом этапе происходит установка колышков и распорок, которые необходимы для закрепления конструкции. Если такие работы не будут произведены, во время заливки бетона опалубка может деформироваться.
Опалубка для фундамента должна быть жесткой и без зазоров, чтобы во время заливки смесь не вытекала через щели.
Важно! Многие смазывают опалубку изнутри техническим маслом или отработкой, так как это облегчает отклеивание ее от бетона после его затвердевания.
Армирование ленточного фундамента
При высоте основания более 150 мм монтируется поперечная и вертикальная арматура, диаметр которой может составлять 6-8 мм. Она может быть как металлической, так и стеклопластиковой. Расстояние между прутами продольной арматуры согласно правилам не должно составлять более 400 мм. Между поперечной арматурой должно быть расстояние не более 300 мм.
Стоит помнить, что соединять арматурные элементы сваркой не следует, так какэто приводит к снижению прочности каркаса. Именно поэтому во время создания каркаса используется вязальная проволока. Во время установки арматуры важно следить, чтобы металл не соприкасался с грунтом, так как это может привести к появлению ржавчины.
Особое внимание во время совершения подобных работ необходимо уделять армированию углов фундамента, так как на них воздействует большая нагрузка. На этих местах не должно быть простых перекрестий арматуры. Чтобы углы выдерживали нагрузку, необходимо усиливать их и закреплять дополнительными хомутами.
При этом важно соединять все элементы конструкции таким образом, чтобы она была монолитной.Стоит помнить, что экономия материала и игнорирование правил о том, что углы необходимо усиливать, может привести к появлению сколов в фундаменте или трещин. В итоге основание начнет деформироваться.
Армирование ленточного фундамента происходит следующим образом:
- Сначала устанавливается деревянная опалубка.
- После этого происходит создание песчаной подушки, высота которой должна составлять около 15 см. После засыпки важно пролить песок водой и тщательно утрамбовать при помощи виброплиты. Благодаря этому фундамент не будет оседать под строением.
- Затем происходит заливка основания в виде ленты толщиной около 10 см.
- На следующем этапе происходит создание армированного каркаса путем связывания продольных и поперечных прутьев.
Армирование столбчатого фундамента
Столбчатое основание обычно создается при строительстве деревянного дома. Также оно используется для создания заборов. Такие конструкции имеют небольшой вес и устойчивы к негативным воздействиям почвы.
После создания отверстия в почве происходит засыпка песчаной подушки и создание опалубки для будущих столбов. На следующем этапе осуществляется создание арматурного каркаса из 4 прутьев, расположенных вертикально, и нескольких горизонтальных элементов.
Расчет длины столба производится на основании данных о промерзании грунта в определенном регионе. Бетонное основание должно находиться ниже уровня, до которого промерзает почва. Чаще всего столбы создаются со сторонами 25х25 см.
Количество создаваемых опор зависит от того, какие габариты будет иметь строение. Обычно колонны размещаются на расстоянии примерно 1,5-2 метра. Армирование столбчатого фундамента производится металлическими прутьями диаметром 10-12 мм. При этом прутья нарезаются на отрезки длиной 35-45 см.
Из описываемых элементов создается решетка с ячейками 10х10 или 15х15 см. Они укладываются на подставки, установленные на песчаной подушке. Вместо подставок под колонну из арматуры можно использовать кирпичи.
Армирование свайного фундамента
Такой тип основания для дома обычно выбирается при создании строения на слабом грунте или при высоком уровне грунтовых вод. Также свайный фундамент устанавливается в случае, если на участке имеются большие перепады рельефа.Присоздании такой конструкции сваи обычно связываются ростверком, который выполняется из бетона с металлической арматурой.
Перед началом работ необходимо определить оптимальную глубину свай. Для этого нужно определить состав грунта. При этом важно учесть вес будущего строения и полезные нагрузки.
Для создания описываемого типа фундамента обычно используются буронабивные или винтовые сваи. Но независимо от выбора их необходимо армировать, чтобы сделать конструкцию более надежной. Чаще всего свайное основание укрепляется арматурой диаметром 10-12 мм. Армирование свайно-ростверкового фундамента необходимо производить только после составления схемы, на которой будут указаны размеры ячеек и другие параметры металлического каркаса.
Армирование плитного основания
Плитный фундамент представляет собой монолитное основание, которое создано на песчаной подушке. Такой тип фундамента выбирается в случае, если дом создается на почвах, склонных к пучению и подвижности.
Стоит помнить, что создание такого основания требует достаточно большого количества денег. Основное преимущество такого типа основания заключается в том, что оно способно выдерживать большие нагрузки и выдерживает сдвиги грунта. При этом такой фундамент может служить черновым полом.
Перед укладкой такого основания происходит снятие части грунта и выравнивание площадки. После этого засыпается песчано-гравиевая подушка. На следующем этапе происходит установка деревянной опалубки. Важно учесть нагрузку на конструкцию и создать распорки.
Фундамент - это элемент конструкции здания, передающий его нагрузки на грунт. Само здание, фундамент и грунт представляют собой единую систему, находящуюся под влиянием природных и антропогенных факторов внешней среды, которые создают дополнительные нагрузки на фундамент. Это нагрузки от движения грунтов, веса снега, давления ветра, а также нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации дома или при производстве строительных работ.
Распространённые типы фундаментов
В практике загородного малоэтажного строительства чаще всего используют такие типы железобетонных фундаментов, как свайный, свайно-ростверковый (в роли ростверка может выступать монолитная железобетонная рама или монолитная железобетонная плита), заглублённый или малозаглублённый ленточный фундамент, монолитная плита (плоская или ребристая).
Конструкция фундамента должна обеспечивать равномерное распределение нагрузок на нижележащие грунты и гарантировать минимальное изменение положения фундамента и всей архитектурной конструкции при изменении свойств грунта на месте застройки. Причиной таких изменений могут быть природные факторы — высыхание или обводнение, замораживание или опаивание грунта. Наиболее опасными для целостности железобетонных фундаментов являются локальные движения грунтов или изменения их свойств, вследствие чего возникают неравномерные нагрузки на конструкцию.
Сталь и бетон
Устойчивость бетона к сжатию в 50 раз выше, чем к растяжению. Для повышения устойчивости бетонных конструкций к нагрузкам на излом, срез или растяжение было придумано усиление структурной прочности с помощью применения стальной (позднее — и композитной) арматуры. Сталь способна удлиняться без разрыва при нагрузке на растяжение от 4 до 25 мм, а неармированный бетон теряет целостность при растяжении всего на 0,2-0,4 мм. Железобетон (бетон, армированный стальными стержнями) хорошо выдерживает комплекс нагрузок как на сжатие, так и на растяжение.
Проект и следование правилам
Чтобы фундамент обладал нужными характеристиками, обеспечивающими его целостность, армирование должно быть выполнено по определённым правилам. К сожалению, при самостоятельном строительстве или при возведении дома бригадой шабашников (которые строят дома без проекта и надзора архитектора) железобетонные фундаменты часто армируются недостаточно или неправильно. Не удивительно, что на строительных форумах в Интернете то и дело встречаются вопросы о треснувших железобетонных фундаментах, а некоторые домовладельцы и вообще уверены в том, что бетон фундамента рано или поздно «должен лопнуть».
В одной статье сложно рассказать обо всех нормах и правилах армирования железобетонных фундаментов. Заострим внимание на часто встречающихся ошибках армирования, которые могут привести к нежелательным и даже опасным последствиям.
Не всё то арматура, что из металла
Из книг для дачников советского периода, когда в стране были известные трудности с приобретением любых изделий, кроме печатных трудов В. И. Ленина, многие вынесли представление, что бетон можно армировать любыми железными предметами — трубами, деталями кроватей, заборными сетками. Однако не все подобные изделия обладают требуемыми характеристиками, чтобы адекватно воспринять нагрузки на растяжение, и не предохраняют бетон от деформаций и образования трещин. Так, популярное армирование бетонного фундамента железнодорожными рельсами не рекомендуется из-за плохого сцепления бетона с гладкой поверхностью металла. А включение алюминиевых изделий в состав бетона в качестве арматуры вообще приводит к химическим реакциям, разрушающим бетон.
Виды арматуры
Для рабочего армирования железобетонных фундаментов должна применяться современная арматура периодического профиля свариваемого класса А500С (литера С означает, что такую арматуру можно соединять при помощи сварки). При использовании устаревшего класса арматуры A-III (А400) затраты возрастут примерно на 10 %, так как для армирования потребуется больше арматуры из-за более низкого предела её текучести при растяжении. Такую арматуру придётся соединять по длине не сваркой, а прямой анкеровкой (закреплением арматуры в бетоне), то есть нахлёстом стержней на величину, равную минимально 50 диаметрам арматуры. Соединение же арматуры несвариваемого класса (без литеры С) сваркой приведет к локальному ослаблению структуры металла, возможному излому и разрыву бетона под нагрузкой. Арматура должна быть ребристой для лучшего сцепления с бетоном. Гладкую арматуру используют только для вспомогательного поперечного армирования.
Диаметр стержней арматуры для железобетонных фундаментов
Минимальный допустимый диаметр арматуры в бетонных элементах фундамента длиной до 3 м составляет 10 мм, а более 3 м — 12 мм. В буронабивных сваях минимальный диаметр арматуры составляет 12 мм. Продольная рабочая арматура должна быть из стержнейодинакового диаметра. Если же применяются прутья разных диаметров, то стержни большего диаметра следует размещать внизу ленты фундамента — в зоне растяжения.
Общее количество стержней продольной арматуры и их диаметр зависят от величины площади сечения ростверка или ленты фундамента. Суммарная площадь сечения стержней рабочей арматуры должна составлять не менее ОД % от площади сечения ленты фундамента или ростверка.
Для изготовления поперечно изгибаемых элементов (хомутов) в каркасах фундаментов высотой до 70 см применяется арматура диаметром не менее 6 мм, а при высоте сечения фундаментов более 80 см — не менее 8 мм. В общих случаях шаг установки поперечной арматуры (хомутов) не должен превышать 50 см. При высоте фундамента более 70 см требуются дополнительные конструктивные стержни арматуры у боковых граней, воспринимающие дополнительные нагрузки — такие, как усадка и расширение — при наборе бетоном прочности и температурных расширениях.
Расположение стержней арматуры и защитный слой бетона
Рабочие стержни арматуры должны быть расположены как можно ближе к граням конструкции, чтобы обеспечить максимальную величину армированного сечения фундамента, но при этом слой бетона, защищающий арматуру от коррозии, не должен быть меньше определённых значений.
В общих случаях продольная рабочая арматура в бетоне должна быть расположена не ближе 70 мм к граням, постоянно контактирующим с землей. Но если это подошва фундамента, имеющая бетонную подготовку, то защитный слой бетона можно сократить вдвое — до 35 мм.
Распространённой ошибкой является неравномерность расположения рабочей арматуры, которая приводит к переменному значению армированного сечения фундамента. По нормам отклонения от положения стержней арматуры не должны превышать 10 мм.
Поверхность стальной арматуры
Состояние поверхности арматуры обеспечивает качество сцепления металла с бетоном. Она должна быть свободна от любых «промежуточных» слоев — грязи, отслаивающейся ржавчины, льда и снега. Красить арматуру нельзя. Допустимо только специальное эпоксидное покрытие, которое, хотя и снижает адгезию бетона, но замедляет коррозию металла.
А вот странная, на первый взгляд, привычка некоторых строителей поливать водой стальную арматуру за несколько дней перед укладкой, чтобы она заржавела, и «к ней сильнее прилипал бетон», не является халтурой или ошибкой. Например, в официальных комментариях к американскому своду правил по строительному бетону ACI-318-08 в пункте R7.4 сказано: «Обычная поверхностная неотслаивающаяся ржавчина усиливает силу сцепления арматуры с бетоном. Ржавая поверхность лучше склеивается с цементным гелем в составе бетона. Но отслаивающуюся ржавчину требуется удалить».
Сгибание стальной арматуры
Во многих случаях стальную арматуру придётся сгибать для анкеровки стержней арматуры, для выполнения правильного армирования углов и примыканий ленточных фундаментов и рам ростверков. Арматуру класса A-III можно гнуть в холодном состоянии без потери прочности на угол до 90 градусов. Диаметр изгиба должен быть не менее 6 диаметров арматуры.
Соединение стержней арматуры
Для чего требуется правильно соединять арматуру в фундаменте? Прежде всего, соединение арматуры обеспечивает передачу расчётных усилий от одного стыкуемого стержня к другому. Современные требования к сохранению структурной целостности предполагают наличие как минимум двух безразрывных контуров армирования в тех зонах, которые подвержены нагрузкам на растяжение.
Проще всего соединять свариваемую стальную арматуру. Её сваривают с нахлёстом длиной минимум 10 диаметров стержня арматуры. А вот при соединении несвариваемой арматуры нахлёстом (прямая анкеровка) обычно делают много ошибок. Во-первых, длина нахлёста арматуры должна быть не менее 50 диаметров арматуры. Во-вторых, соединение арматуры без сварки, внахлёст вовсе не означает физического контакта стержней арматуры: стержни как раз не должны касаться друг друга, чтобы бетонная смесь при укладке смогла «охватить» соединяемые стержни арматуры со всех сторон и зафиксировать их. Расстояние между соединяемыми нахлёстом стержнями рабочей арматуры должно быть не менее 25 мм и не более 8 её диаметров.
Армирование углов и примыканий
Желание снизить трудозатраты или неправильное понимание отдельных публикаций приводит к ошибкам армирования зон фундаментов с наибольшей концентрацией напряжений — углов и примыканий. В народной строительной мифологии родилась и прочно закрепилась недопустимая форма армирования углов и примыканий с помощью простых перекрестий концов арматуры, скрученных вязальной проволокой. Такое исполнение армирования чревато отколом слоев фундамента по ширине и образованием трещин в углах, так как простое пересечение арматуры «перекрестием» не является соединением (анкеровкой), а представляет собой фактически разрыв армирования. В этом случае лента или ростверк утрачивают монолитность, превращаясь в структуру из отдельных железобетонных балок, единых внешне, но не структурно, так как передачи усилий от стержня к стержню в этом случае не происходит. Правильное армирование углов и примыканий представляет собой систему анкеровки стержней арматуры путём загибов либо использование анкеровки П-образными арматурными элементами (хомутами), длина которых должна быть не менее двойной ширины ленты или ростверка фундамента (пункт 10-4.5 СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции»).
Обращайтесь к специалистам
Невнимательное отношение к конструированию и постройке фундамента, движимое понятным внутренним мотивом застройщика или работников сделать «дешевле и быстрее», чаще всего приводит к проблемам в будущем. Как правило, они связаны с дорогим ремонтом или восстановлением фундаментов, утративших целостность, и повреждённых домов. Отсутствие компетенции, спешка и экономия при строительстве порою приводят к неустранимым повреждениям здания и как следствие — к потере всех средств и времени, вложенных в постройку дома. Надеюсь, что небольшой обзор ошибок армирования послужит поводом для обращения будущего застройщика к специалистам либо как минимум к СНиПам и сводам правил (СП), которые должны являться основой при любом строительстве, даже если вокруг все ориентируются на то, «как сделано у соседа».
