Изготовление армирования для столбчатого фундамента

Зачем армировать фундамент

Состояние грунта нестабильно, его несущая способность часто меняется при смене сезонов, что не может не сказываться на состоянии фундамента. Отдельные его части начинают провисать, причем характер деформации полностью зависит от того, в каком месте участка происходит проседание грунта. Для того чтобы нагрузка на столбы основания распределялась равномерно, их верхушки укрепляется специальной конструкцией – ростверком. Данное приспособление не даст столбам перемещаться и деформироваться и послужит прочной опорой для постройки дома, в том числе и здания с цокольным этажом.

Таким образом, армирование столбчатого фундамента необходимо для увеличения его прочности и правильного распределения нагрузки. Верная закладка стержней арматуры – залог долговечности всего сооружения.

Что дает армирование в случае столбчатого фундамента.

• С его помощью можно грамотно перенести большинство критически важных напряжений, возможных на поверхности столбчатой опоры, во внутренние, более глубокие  слои бетона;
• Профессионально выполненное армирование помогает с высокой эффективностью соединить два основополагающих элемента столбчатого фундамента – бетонные столбчатые опоры и ростверк из железобетона;
• С помощью арматуры в существенной степени увеличивается ресурс элементов из железобетона.

В некоторых случаях применение арматуры  помогает избежать  самых плачевных и катастрофических итогов, касающихся процесса разрушения бетона.   В результате вместо скачкообразного разрушения  происходит  пластичное и медленное расползание  имеющейся конструкции. 

Технология армирования

Весь процесс армирования основания под забор можно произвести своими руками. Причем следует соблюдать основные этапы работ и придерживаться определенных правил:

1. Для сооружения изгороди необходимо произвести разметку территории, вставить колья.
2. Между кольями натягивается шнур. Траншея должна выкапываться четко по натяжке веревки.
3. Засыпается песчаная подушка. Земля насыпается послойно, трамбуется и поливается водой.
4. Производится процесс армирования. Для чего необходимо использовать прутки продольного направления, которые связываются в сетку с помощью крюка и проволоки. Для армирующей сетки высота делается в два раза больше ширины траншеи. Арматуру укладывают на твердую поверхность: бетонную плиту либо кирпич. Основание под арматурную сетку должно быть по высоте не менее 8–12 см.

Принципиальная схема армирования

Армирование под легкий забор

Легкое ограждение – это забор, где пролеты обшиты материалом с малым весом. Но и для этих изгородей требуется использование надежного фундамента. Во время порывов ветра опорные столбики, которые находятся в фундаменте, подвержены повышенным нагрузкам.

Не допустить разрушения основания поможет арматура для фундамента для забора. Выполнение армирования производится так, чтобы цементный слой раствора был выше арматуры на 4 см. Сетка должна полностью покрывать пространство около столба не менее чем на 45 см.

Чертеж для армирования ленты

Армирование под кирпичные опоры

Армирование фундамента забора под кирпичные столбы должно создавать надежное основание непосредственно под опорами, которые дают значительную нагрузку.

Наилучшим решением является заливка бетона в опалубку, которая делается из пенополистирола либо рубероида. Под кирпичный столб лучше всего применять асбоцементную или металлопластиковую трубу. Непосредственно в опалубке производится армирование. Для чего 4 прутка арматуры соединяются поперечными прутьями. Сетка ставится на всю глубину траншеи с выпуском на столб. Вся конструкция бетонируется.

Схема забора с кирпичными столбами

Составляющие армирующего каркаса

Продольная арматура располагается в нижней и верхней части бетонного основания вдоль всего периметра наружных стен и несущих простенков дома

Как укрепить фундамент стальными прутьями, чтобы учесть все действующие на конструкцию усилия? Это уже просчитано специалистами и подробно изложено в СНиП 52-01-2003, документе, регламентирующем строительные нормы при устройстве армирующих каркасов для бетонных конструкций. Согласно СНиП, армирующий каркас ленточного основания дома состоит из таких элементов:

• продольно расположенная арматура;
• поперечные (горизонтальные) прутки;
• вертикальная арматура.

Продольная арматура располагается в нижней и верхней части бетонного основания вдоль всего периметра наружных стен и несущих простенков дома. Роль продольных стержней, — компенсация разрушающих усилий, действующих на растяжение фундаментной ленты. Для этой части армирующего каркаса применяются горячекатаные ребристые стержни класса А-3.

Вертикальные стержни призваны значительно усилить прочность фундаментной ленты на изгиб. Выполняются из стального прута класса А-1, имеющего гладкую поверхностную структуру.

Так же можно рассчитать армирование ленточного фундамента, воспользовавшись нашим калькулятором.

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.

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

Техника сборки укрепляющей арматуры

Какую арматуру используют для армирование ленточного фундамента — сам диаметр выбирают с учетом веса самого возводимого строения. В этом могут подсказать инженеры, после проведения всех расчетов и составлении схемы ленточного фундамента. Сами работы начинаются с установки непосредственно опалубки. Существует два варианта ее установки:

• сам каркас можно монтировать непосредственно в самом котловане/траншее выделенном под фундамент.
• непосредственно рядом с котлованом готовят отрез самого каркаса и их уже по частям переносят в траншею под фундамент.

Первый вариант прост. Во втором случае работать проще, но таскать частями будущий каркас фундамента. При работе в самой траншее стоит учитывать последовательность следующих рабочих действий:

• Первыми в структуре будущего фундамента проводят укладку продольных прутов самого нижнего пояса в армированной сетке. Их обязательно приподнимают на 5 см. от самого края – оптимально применять в работе специальные ножницы. Также от самой опалубки также надо отступить 5 см.
• Применяя поперечного типа конструкцию или же армированный корпус, и фиксируют на соответствующем расстоянии посредством вязальной проволоки или же крюка.

Варианты укладки

Далее применяют один из двух вариантов укладки

• При применении уже сформированных корпусов – вверху к ним привязывают и самый верхний армирующий пояс.
• Если применяют уже нарезанные куски для поперечного типа перемычек, возведения вертикального типа стоек – последние стоит подвязать. После возводят второй слой с самого верха.

Можно применять еще одну технику укладки армирующего ленточного типа фундамента. Сам каркас выходит более прочным, но расход объемов строительного материала – выходит выше. Тут вертикальные стоки просто вбивают в грунт.

• В грунт вбивают вертикального типа стойки в самих углах ленты и местах, где будут соединены горизонтального размещения прутья. Стойки выбирают с большим диаметром, как минимум 16-20 мм, расставляя их на расстоянии 5 см. от края. Выверив горизонталь/вертикаль – вбивают в грунт на 2 м.
• Вбивают вертикальные прутья, соблюдая между ними шаг в 300 мм., на углах и месту примыкании просвета – 150 мм.
• Крепят продольного типа нити самого нижнего пояса армирования. Вместе пересечения стойки и арматуры – крепить перемычки.
• Крепят верхний пояс в армирующем каркасе – располагают его на 5-6 см. ниже уровня поверхности самого бетона.
• Завершают работу привязыванием горизонтального типа перемычек.

Оптимально по времени и затрате сил формировать армирующий пояс из ранее заготовленного контура. Его сгибают, формируют так прямоугольник по заданным параметрам. Таких деталей потребуется немало. Все они должны быть равными по размерам, но сама работа по укладке и возведению основы дома пойдет быстро.

Рисунок 4. Укладка арматуры

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.

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

Последовательность установки монолитной плиты

Для обеспечения сохранности железобетонной плиты в течение длительного срока, она должна располагаться на подушке из песчано-щебенчатой смеси, и защищена утеплителем и гидроизолирующим слоем. Общий ход работ можно разделить на следующие этапы:

1. предварительная очистка строительного участка от растительности и посторонних предметов;
2. выкапывание котлована, параметры которого рассчитываются согласно СНиП, с учетом массы здания и особенностей грунта;
3. дно котлована оснащается канавами для дренажа, поверхность канав покрывается геотекстильным материалом;
4. по всей площади котлована засыпается песчаный слой толщиной 30 см, поверх него размещается 20-сантиментровый слой щебня;
5. поверх образовавшейся подушки укладывается дополнительная прокладка из рубероида;
6. монтаж опалубки, состоящей из досок толщиной 2 см, скрепленных вместе гвоздями за зафиксированными наружными подпорками;
7. возведение армирующего каркаса, расстояние между металлическими прутками и деревянной опалубкой не должно быть меньше 5 см;
8. после заливания бетона, его обработки и застывания проводится демонтаж опалубки и начинаются основные строительные работы.

Устройство ростверка

Ростверк представляет собой систему балок или цельную плиту, которая проходит через оголовки всех столбов и связывает их в единое целое. Ростверковая конструкция позволяет равномерно распределить вес здания на все опоры (каждая ось дома может быть нагружена по-разному). Заметим, что для деревянных домов ростверка в привычном понимании может и не быть, но тогда его роль выполняет брус или бревно нижней обвязки.

В некоторых случаях ростверк сваркой или на болтах собирают из стальных балок. Такая конструкция очень надёжна относительно сил сжатия и растяжения, но при огрехах в обработке сильно подвержена коррозии.

Чаще всего ростверк изготавливают из железобетона — сборным или монолитным. Сборный ростверк получают укладкой поверх столбов готовых ЖБ-перемычек, типа 5ПБ-25–37 П, которые стыкуют по центрам столбов и соединяют сваркой освобождённых армирующих элементов.

Для устройства монолитного ростверка следует изготовить П-образные короба на весь периметр здания, они устанавливаются поверх оголовков и подкосами надёжно раскрепляются от кольев, забитых в грунт. Чтобы конструкция не прогнулась под весом бетона, в пролётах между столбами под коробом делают подпорки. Некоторые мастера предпочитают по периметру создать гребень из песка, на который опалубка будет опираться.

В зависимости от того, будет ли зазор между землёй и ростверком, или он будет опираться на грунт своей нижней гранью, выделяют высокий и низкий ростверк. В первом случае свободное пространство (минимум 100 мм) обеспечивает ход пучинистому грунту, и он не будет действовать «на отрыв», поднимая ростверк. Второй вариант подходит для стабильных песчаных грунтов, тогда ростверк передаёт нагрузку на естественное основание, не только через столбы, но и в пролётах. Низкий ростверк даже немного заглубляют и делают под него выравнивающую подушку из песка.

Очевидно, что монолитный ростверк должен быть армирован, как правило, для него хватает 4 арматурных ниток диаметром 10–14 мм. Технология изготовления арматурного каркаса, как, впрочем, и бетонирования, ничем не отличается от работ по монтажу ленточного фундамента или монолитного пояса, поэтому мы снова рекомендуем обратиться к статье «Ленточный фундамент. Часть 3: бетонирование, заключительные операции».

Что касается сечения монолитного ростверка, то обычно оно имеет форму квадрата, со стороной, равной ширине стен, но не менее ширины столбов в зоне оголовка.

Что такое усиление фундамента, и способы проведения этого процесса

Усилением строительных конструкций называют мероприятия и действия, которые изменяют механические качества укрепляемого элемента здания. Или же изменяют конструктивное строение узла, находящегося в ослабленном состоянии, снимая с него часть нагрузки.

Существует немало методов привести восстановить или даже повысить несущие способности фундамента. Часто используемые технологии схематично показаны в следующей таблице (иллюстрации можно увеличить, кликнув по ним мышкой):

Иллюстрация	Способы усиления фундамента дома
	Усиление монолитных ленточных фундаментов при помощи установки на подошве продольных железобетонных балок со стойками, стальных продольных и поперечных балок и поперечных затяжек – в области перехода от цоколя к стене.
	Увеличение опорной площадки с установкой продольных балок на уровне подошвы фундамента и с наращиванием толщины железобетонной ленты с обеих сторон, как правило – по технологии торкретирования.
	Увеличение опорной площадки фундамента с помощью сборных элементов, монтируемых с использованием стальных затяжек, и с установкой поперечных стальных балок усиления на переходе от цоколя к стене.
	Обустройство продольных балок на подошве фундамента, стянутых поперечной анкеровкой, в комплексе с дополнительным армированием и железобетонной «рубашкой», наносимой по технологии торкретирования на стены ленты с обеих сторон.
	Способ, во многом схожий с предыдущим, с обустройством железобетонной «обоймы» на стенках ленты, но без усиления плитной части. Этот вариант также может быть произведен методом торкретирования, с предварительным дополнительным армированием стен бетонной ленты.
	Увеличение опорной части фундамента опорными железобетонными элементами с обжатием грунта у основания. Железобетонные блоки связываются между собой поперечными анкерами. Уплотнение грунта достигается расклиниванием блоков с бетонированием получившихся промежутков.
	Увеличение ширины подошвы ленточного фундамента с обустройством приливов из бетона. Приливы связываются между собой стальными поперечными балками.
	Увеличение площади отдельно стоящего опоры фундамента за счет приливов со связанными арматурными каркасами.
	Инъекционная цементация бутового фундамента и области контакта фундамента с грунтом
	Усиление фундаментов буро-инъекционными сваями, которое может производиться разными способами, в зависимости от того, какую область основы необходимо укрепить.
	Усиление несущей способности фундамента устройством «косых» буронабивных свай со стороны улицы и со стороны подвального помещения дома.

Виды металлического каркаса

Армирование может быть нескольких видов:

• Плоским, сделанным из нескольких слоев металлических прутьев, соединенных между собой поперечными перемычками с помощью проволоки или сварки. Используются в качестве основы для закладки буронабивных опор и повышения прочности железобетонных опор небольшого диаметра.
• Объемным в виде круга или квадрата, изготавливаются с помощью автоматизированных сварочных линий. Требуют выполнения точных расчетов перед монтажом. Применяются для конструкций, несущих на себе значительную нагрузку от домостроения.

Согласно ГОСТа 10992, армирование свай может быть продольным и поперечно-продольным.

Продольным способом армируют конструкции, устанавливаемые в устойчивом грунте средней плотности: супеси, глина, суглинки. В сейсмически активных районах такое армирование не применяют из-за плохого сопротивления на изгиб и растяжение.

Армированный продольный каркас состоит из рифленых металлических стержней, соединенных между собой с помощью перемычек. В продольном ряду должно быть от 4 до 8 рядов прутьев, сечением от 12 до 15 мм.

В процессе погружения верхняя и нижняя части сваи испытывают максимальную нагрузку. Чтобы конструкция не деформировалась, ее усиливают сверху стальными сетками, установленными на расстоянии 50 мм друг от друга. Таких сеток монтируют 4-5 штук. Нижнюю часть укрепляют стальной обоймой, изготовленной в форме конуса. Ее приваривают к выступающим прутьям арматуры, подогнутым вовнутрь.

Каркас округлой формы.

Продольно-поперечный способ более надежный. Из-за большого расхода металла, стоят такие опоры значительно дороже. Но они способны выдерживать повышенные нагрузки. Изготавливают каркас из металлических прутьев диаметром от 11 до 15 мм, класса А1 или А2. Поперечные перемычки, соединяющие продольные ряды, изготавливают из металла, сечением от 8 до 12 мм.

При армировании круглых опор иногда применяют стальную сетку, собранную в цилиндр.

Расстояние между поперечными перемычками выбирают в зависимости от плотности грунта. В центральной части шаг составляет 200-300 мм. Если опора более 12 м расстояние между перемычками должно быть не более 200 мм.