Вязка арматуры столбчатого фундамента

Столбчатая фундаментная основа – неоднократно проверенный и достаточно выгодный вариант под строительство малоэтажных сооружений из древесного материала или объектов каркасного типа. Основным препятствием при устройстве фундамента из столбов считается высокий уровень грунтовых вод или потребность в обустройстве подвального помещения. Несущая конструкция представлена системой бетонных столбов, расположенных под точками пересечений и примыканий стен и под угловыми участками. Несущие способности оставляют желать лучшего, и для увеличения этого показателя в обязательном порядке выполняется армирование столбчатого фундамента.

Необходимость армирования

Внешне твердый и прочный бетонный столб, оказавшись в фундаментной конструкции и подвергнутый нагрузочным воздействиям, превращается в колкую субстанцию.

Имея огромный запас прочности, бетонный столб разрушается за долго до набора предельной прочности, и причиной этого является неравномерное распределение нагрузки от сооружения.

Чтобы избежать этого, рекомендуется выполнять армирование столбов фундамента. Данная мера позволит:

• максимальную часть особо важных напряжений переносить в глубокие бетонные слои и распределять их главным образом не на камень, а на арматурный каркас;
• металлические арматурные прутья отлично соединяют основные элементы фундаментной конструкции – опорные столбы и ростверок;
• эксплуатационный период армированных столбов увеличивается в разы по сравнению с простыми бетонными опорами.

Применение армирования в некоторых ситуациях помогает избегать негативных последствий, связанных с разрушением столбов. Обрушение происходит не скачкообразно – конструкция расползается медленно и пластично.

Расчет

Индивидуальные застройщики процесс армирования опорных элементов сводят к четко продуманному определению потребности в металлических прутьях.

Разберем пример расчета армирования столбчатого фундамента. Предположим, необходимо изготовить арматурный каркас для столба с сечением двадцать сантиметров и глубиной установки в два метра. Для усиления такой опоры потребуются четыре прута, установленных вертикально, диаметр которых равен 1.2 см. Прутья перевязываются горизонтально в четырех местах, через каждые полметра.

Для армирования столбчатого фундамента под стальную колонну для каждой из них делаются следующие расчеты:

• к длине опорного элемента прибавляют двадцатисантиметровый припуск, с помощью которого выполняется связка с ростверком;
• полученное значение умножается на количество прутьев (четыре штуки в каждом столбе);
• вязальную проволоку определяют следующим образом: сечение умножают на количество прутьев в каркасе и на число перевязок.

Остается полученные данные перемножить на потребность столбов, чтобы узнать, сколько потребуется арматуры и проволоки для каркасных оснований.

Способы армирования

Армирование столбчатых фундаментов под металлические колонны выполняется одним из двух известных способов. Дело в том, что при строительстве малоэтажных сооружений заливают железобетонные монолитные основания – наиболее популярный вариант столбчатого фундамента.

Первый способ

Для каждой запланированной опоры готовится котлован, глубина которого соответствует проектному решению, а ширина немного превышает аналогичный параметр столба. Это необходимо для установки опалубочной конструкции. Щиты монтируются из досок с таким расчетом, чтобы верхняя часть столба возвышалась над поверхностью почвы на пятьдесят сантиметров. Установив и расклинив опалубку, в нее монтируют арматурный каркас и выполняют заливку бетонного раствора.

Бетонирование необходимо выполнять по одному уровню. Неровности исправляются ростверком. Как только бетон набирает прочность, опалубку демонтируют и выполняют обратную засыпку котлована.

Второй способ

Он является более трудоемким в связи с большими объемами земляных работ. На установленную глубину забуриваются скважины, для чего придется арендовать специальную строительную технику. В скважинах устанавливаются каркасы из арматуры, заливается бетон. Опалубка в этом случае выставляется только для формирования надземной части столба. Этот вариант установки опор считается более современным, выполняется легче и быстрее. Но есть одна особенность – к грунту предъявляются повышенные требования по плотности.

Материалы для армирования

Для армирования колонн под фундамент пользуются металлическими арматурными прутьями класса А III и выше. Рекомендуемое сечение холоднотянутого прута не менее трех миллиметров, горячекатанного – от шести. Для изготовления арматуры применяется сталь класса 15 и более, обработанная антикоррозийными составами.

Разрешается применять композитную арматуру – как более легкую и удобную в монтаже. Модуль ее упругости больше, чем у металла, материал более жесткий и менее пластичный.

Теоретически армирование стеклопластиковой арматурой обходится не дороже монтажа металлических каркасов.

Композит не подвержен воздействию коррозии, не образует мостиков холода, отлично воспринимает нагрузки вертикального типа.

Есть только одна особенность – во время сращивания композитной арматуры опорных столбов и ростверка следует использовать фирменный способ под прямым углом с применением специального приспособления.

Схема закладки

Попробуем разобраться, как выполнить армирование столбчатого фундамента своими руками. Предположим, что размеры и количество материала мы определили, подготовили все необходимое для работы.

В каждый котлован под опорный столб устанавливаем четыре рифленых прута диаметром в 1 см. Если предстоит заливать опоры с круглым сечением, рекомендуется использовать шесть восьмимиллиметровых прутков.

Опорную подошву для каждого столба усиливают сварной сеточкой, изготовленной из арматуры сечением 6 – 8 мм, уложенной в два ряда, при этом толщина закраин подошвы должна составлять не менее пятнадцати сантиметров.

В отдельных случаях, если заливаются опорные элементы с переменным сечением в виде ступеней, армирование выполняется двумя и более каркасами, соединенными в единую конструкцию вязальной проволокой.

Грибовидные столбы подвергаются двойному армированию. Первый слой металлических прутьев выгибается в виде отдельных элементов в форме «L», при этом вертикальная часть равняется показателю высоту опоры, а выгнутая сторона подрезается под размер диаметра.

Заложенные в подготовленную скважину элементы корректируются таким образом, чтобы их горизонтальные части радиально расходились от центральной точки к периферии подошвы столба.

После этого в скважину монтируется обычная каркасная заготовка, выполняется бетонирование. В результате получается достаточно прочный и устойчивый к выдавливанию столб.

По аналогичной схеме монтируется каркас из арматуры при устройстве ростверка. В будущую железобетонную балку закладываются арматурные прутья сечением 1 см по два – три штуки. На угловых участках фундамента прутья загибаются минимум на двадцать сантиметров, выполняются соединения сваркой или вязальной проволокой. Таким же образом ростверковая каркасная основа связывается с прутьями опорных столбов, и после этого можно приступать к подаче бетонной смеси.

Вязка

Подробней рассмотрим, как связывать арматурные прутья вязальной проволокой. Как правило, сечение ее небольшое, и для работы можно воспользоваться специальным крюком. Алгоритм действий выглядит следующим образом:

• отрезается кусок вязальной проволоки длиной в тридцать сантиметров, складывается вдвое;
• подготовленная петля заносится по диагонали арматурной крестовины, выносится к собственным концам;
• в петлю размещается вязальный крюк и прокручивается таким образом, чтобы во время движения цеплять проволочные концы.

Полезные рекомендации

Необходимое количество арматурных прутьев определяется по следующему принципу – общее значение диаметра арматуры в бетоне не должно превышать 0.2 – 0.25 % от аналогичного значения прямоугольного столба или колонны.

Оптимальный и правильный вариант соотношения диаметра металла к сечению опорного элемента 0 1 на 20 или 1 на 25.

Элементы арматурного каркаса должны размещаться таким образом, чтобы слой обтекаемого их бетона составлял минимум 2.5 – 3.5 см.

Столбы разрешается армировать пространственным арматурным каркасом. Прутья соединяются мягкой вязальной проволокой, чтобы фиксировалось их расположение в котловане до момента начала бетонирования.

Особенности армирования

Это рабочий этап считается залогом надежности и прочности всего объекта. Малейшие усилия на изгиб способны разрушать бетон, и это является его основным и едва ли не единственным недостатком.

На опорный столб оказывают воздействие несколько видов нагрузочных явлений:

• на сдвиг – смещается грунтовый слой нормальной консистенции по водонасыщенному, или почва двигается горизонтально;
• на сжатие – сооружение давит всем своим весом на фундаментное основание;
• на разрыв – в зимний сезон во время пучения почвы стенки сжимаются, и столбы начинают отслаиваться от опорных подошв.

Если принимать во внимание только процесс сжатия, то армирование столбов можно не выполнять – достаточно вокруг столбов устроить трехслойный рубероидный ряд.

Заключение

Строительство фундамента – задача серьезная, и относиться к ее выполнению следует с полной ответственностью. Если все с делать в соответствии с технологиями, то вы получите прочную и долговечную опорную конструкцию.

Прочность, а также надежность фундамента напрямую зависит от его корректного армирования. В этой публикации освящены вопросы относительно последовательности выполнения работ при армировании, основных требований, предъявляемых к арматуре, распространенных ошибок, которые можно сделать при выполнении работ.

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.

Если брать в расчет нагрузки на сжатие – в таких случаях армирование столбчатого фундамента специалисты не выполняют, для того, чтобы устранить неблагоприятное воздействие, вызванное пучением грунта, будет достаточно просто обернуть столб тремя слоями рубероида. Некоторые специалисты в данном случае также рекомендуют использовать полиэтилен. Сдвиговая нагрузка – явление редко, но именно для того, чтобы избежать данного явления, осуществляют армирование.

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.

Зачем нужно делать армирование?

Заниматься армированием столбчатого фундамента необходимо для того, чтоб укрепить материал. Несмотря на что, что бетон является довольно прочным и надежным, под нагрузкой он ведет себя как твердая, но при этом колкая субстанция (к примеру – стекло). Даже притом, что материал обладает хорошим запасом прочности, если нагрузки распределены некорректно – опора из бетона может разрушиться.

Благодаря арматуре можно сразу решить несколько вопросов относительно обеспечения оптимальной прочности:

1. Практически все значимые напряжения переносятся в более глубокие слои бетона, за счет чего они, в основном, воспринимаются стальной арматурой, а не камнем.
2. Благодаря каркасу можно соединить два главных элемента фундамента – опоры и ростверк.
3. Ресурсы фундамента благодаря арматуре в несколько раз возрастают, обеспечивая ей надежность и прочность.

Важно: часто благодаря использованию арматуры можно избежать последствий разрушения бетона. Конструкция не разрушится скачкообразно.

Какие требования предъявляются к арматуре?

Для выполнения работ прутки, как правило, используются марок А I и А III (А 400 С). При желании можно использовать композитную арматуру, она появилась на рынке относительно недавно, но уже хорошо себя зарекомендовала и имеет отличные характеристики.

Вообще, в данном случае лучше воспользоваться помощью опытного специалиста, он подскажет, какую именно арматуру стоит подобрать исходя из веса планируемой постройки. Стоит сразу отметить: экономить в данном случае нельзя, поскольку именно от фундамента зависит, насколько долго простоит здание.

Как осуществляется армирование ростверка и столбов?

1. Столбчатого фундамента армирование выполняется при помощи прутьев. Их связывают, либо сваривают с использованием проволоки в каркасы.
2. На дно необходимо насыпать слой песка. Сверху кладется щебень вперемешку с песком в таком же количестве. Далее, для того, чтобы металл был надежно защищен от влаги, укладывается приблизительно 100 мм бетона.
3. Заранее подготовленные каркасы опускаются в скважины под столбы.
4. В сечении размеры каркасы должны быть не менее диаметра самой скважины. Такой слой бетона специалисты именуют защитный, поскольку благодаря щелочной реакции он оберегает металл от коррозионных повреждений.
5. Во время изготовления каркаса выпуски арматуры нужно загнуть горизонтально, на длину порядка 30-40 см. Если же работу выполняет опытный и компетентный специалист, который знает, как правильно осуществлять сварку (не перекаливая арматуру), в таком случае загибы не потребуются.

Середину армировать нет необходимости, поскольку на нее нагрузки практически не приходятся. Данная схема для армирования столбчатого фундамента применяется уже в течение долгих лет опытными специалистами, поэтому и считается корректной и надежной.

Что касается схемы расположения прутьев арматуры, в таких случаях необходимо обращать внимание непосредственно на части фундамента:

1. Если используется свайный столб из железобетона, либо буронабивной свай – в таком случае учитывается нагрузка, исходящая от смещения массивов грунта в горизонтальном положении.
2. Если ростверк является монолитным и горизонтальным – нагрузка изгибающая, поскольку балка располагается на опорах с концов, в то время, как под средней частью опора практически отсутствует.

Как должна быть расположена арматура в углах ростверка?

Арматура столбчатых фундаментов должна выполняться по четко указанной схеме. Что касается углов – загибание прутов должно быть не менее 0,4 мм.

Далеко не всегда можно осуществлять сварку – существуют такие марки стали, которые обычными электродами не варятся, поскольку существует риск перегрева прутьев, ослабление швов и т.д.

Как армируется подошва столбчатого фундамента?

При выборе армирующего материала в любом случае необходимо учитывать, с какой целью будет использоваться бетон. Например, для того, чтобы усилить подошву столба используют особые сетки.

Для того, чтобы выполнить расчет армирования, важно учесть схему консоли, на которую будет приходиться отпор грунта. Но, если строительство осуществляется не специалистом, а в частном порядке, в таком случае подобных сложных расчетов не делают.

Были произведены расчеты, благодаря которым удалось установить, что, если нагрузка планируется небольшая – в таком случае будет достаточно арматурной сетки, которая имеет диаметр порядка 5-6 мм. Тем не менее, в строительных нормативах недопустимо использовать каркас, который будет иметь диаметр менее 12 мм. Поэтому, если нужно выполнить все работы согласно нормам, в таком случае специалисты рекомендуют под постройку с небольшим весом арматурную сетку с диаметром 12 мм, а также ячейкой 200 х 200 мм.

Как выполняется армирование ростверка?

Перед выполнением работ фундамента чертежи должны быть внимательно изучены – вне зависимости от того, кто будет заниматься строительством: специалист или новичок.

Что касается усиления плитной части фундамента – в нее необходимо укладывать арматурную сетку в два слоя. При этом стоит учитывать тот факт, что они обязательно должны быть друг от друга изолированы слоем бетона, который в данном случае будет выполнять защитную функцию. Между прутками должно быть расстояние примерно 200 мм.

Чтобы каркас был пространственным, горизонтальные сетки нужно соединить между собой – используя вертикальные отрезки. Длину подбирать самую маленькую – иначе существует вероятность, что каркас утратит устойчивость, при этом его прочность может значительно снизиться.

Ленточный ростверк армируется так же, как и плитный. Но здесь нужно учитывать, что условия установки будут отличаться – если нужно монтировать ленту, то движения специалиста будут ограничены размерами опалубки. Но в любом случае – оба раза связывание каркаса нужно осуществлять в опалубке.

Самые распространенные ошибки, которые допускать при выполнении работ нельзя:

• установка каркаса на грунт;
• отсутствие центрирования каркаса при монтаже в скважину;
• создание соединений на углах стен при сварке стержней;
• нагревание мест сгиба прутьев во время сварки.

Если вы не уверены в том, что все работы сможете корректно выполнить самостоятельно – лучше воспользоваться помощью специалистов, поскольку армирование столбчатого фундамента является важной задачей, которую нужно выполнить идеально.

Для того чтобы изготовить надежные и долговечные столбы для фундамента под постройки небольшой массы в настоящее время все чаще стали использовать бетон, который отличается высокой степенью прочности и сжатия. Тем не менее, как и любой другой материал, бетон характеризуется не только с положительной стороны. К отрицательным качествам можно отнести плохую переносимость давления на изгиб и растяжение. Однако изменить положение дел удалось благодаря армированию столбчатого фундамента, которое при большом желании можно осуществить своими руками.

Методика армирования столбов

Каркас из арматуры для бетонного столба имеет вид вертикальных прутков, которые соединены между собой более тонкими горизонтальными прутьями. Диаметр составных прутьев, которые устанавливаются вертикально, лежит в диапазоне от 10 до 12 мм. Чтобы армирование столбчатых фундаментов имело успех, следует применять ребристую арматуру класса А3.

Для горизонтальных элементов каркаса понадобится арматура тоньше, как мы уже говорили раннее. Для этого приобретается гладкая монтажная арматура диаметром до 6 мм. Горизонтальные прутья служат исключительно для скрепления вертикальных прутков. В итоге все стержни сплетаются в единую и целостную конструкцию.

Выбрать длину для вертикальных прутов не сложно, достаточно отступить от верхней плоскости будущего монолитного столбчатого фундамента сантиметров 10-20, после чего в процессе возведения основания здания эти концы будут привязаны с ростверком посредством сварки.

Устройство армирования

Давайте теперь рассмотрим схему армирования столбчатого фундамента. Выглядеть она будет следующим образом:

• Проводим расчеты необходимого нам материала, в данном случае количество арматуры;
• Прутья разрезаются по размеру;
• Изготавливаем каркас;
• Полученную конструкцию из арматуры аккуратно опускаем в опалубку, соблюдая дистанцию между каркасом и стенками опалубки не меньше, чем 5 см;
• В опалубку заливается бетон.

Во время заливания бетонной смеси в опалубку, следует периодически трясти каркас, чтобы избежать образования полостей. Всю конструкцию из арматуры необходимо хорошо очистить от грязи и коррозии, если такая имеется. Делается это для того, чтобы бетонная смесь как можно лучше прилипла к металлу.

Вязка стальных прутьев

Благодаря своим компактным размерам, каркас из арматуры для столбчатого фундамента можно связать с помощью механического, ну или автоматического крюка.

Представим нашу схему в виде пошаговой инструкции:

1. Отмериваем кусочек проволоки длиной 30 см, отрезаем ее и складываем;
2. На пересечении двух прутьев арматуры на месте их пересечения заносится образованная петля и выносится наверх;
3. Продеваем крюк на петлю и прокручиваем проволоку, заплетая при этом часть с концами проволоки вокруг петли.

Вот таким нехитрым способом производится связывание арматурного каркаса для столбчатого фундамента.

Вспоминаем алгебру. Расчеты

Ни одна стройка не обходится без предварительных расчетов. Определить количество необходимого материала для возведения фундамента – одна из самых главных задач. Сюда входит определение количества арматуры для изготовления металлического каркаса. Допустим, чтобы изготовить каркас из арматуры для заливки столба диаметром 20 см и глубиной заложения 200 см нам понадобиться всего 4 прута диаметром в среднем 12 мм.

Между прутками соблюдаем дистанцию в 20 см. Вертикальные прутья связываются горизонтальными кусками арматуры, между которыми расстояние будет составлять приблизительно 50 см. Всего получится 4 места связки.

Далее считаем так:

• Всего арматуры на один столб нам понадобится 8.8 метра. Как мы это нашли? Просто длину столба (2 м) сложили с размером будущего ростверка (припуск 0.2 м) и умножили на количество вертикальных прутьев, необходимых для изготовления арматурной конструкции одного столба;
• Гладкой арматуры для вязки по горизонтали нам понадобится 3 метра 20 см;
• Проволоки же для вязки нам понадобится приблизительно 5 метров (30см*4*4=4.8 метра).

Подобная схема подойдет для расчета количества металлической арматуры для армирования столбчатого фундамента здания любых размеров и пропорций.

Армирования подошвы

Чтобы укрепить нижнюю часть столба нашего фундамента, на дно укладывают специальную металлическую сетку, которую называют арматурной. Армирования подошвы для фундамента из столбов рассчитывается с применением специальных формул, в которых также учитываются свойства грунта. Однако подобные вычисления производят при строительстве масштабных проектов. Для простого строительства нужды в таких сложных вычислениях нет.

Анализируя доступные расчеты, удалось выяснить, что для хорошего армирования столбчатого фундамента под колонну, вполне хватит арматурной сетки из металлического прута с диаметром 0.6 см.

Если придерживаться строительных стандартов, то для укрепления подошвы столба следует взять арматуру с диаметром не менее 12 мм, а вязать сетку необходимо так, чтобы образовались ячейки размером 20х20 мм.

И еще: такая сетка хорошо укрепит всю конструкцию, если столбы фундамента выкладываются из кирпича. В этом случае арматурная сетка сваривается при помощи сварочного аппарата и кладется через каждые 4-5 рядов кирпича.

Укрепление ростверка

Чтобы плитный ростверк укрепить до необходимых показателей, нужно уложить в него при изготовлении два слоя арматуры. Разделяются они друг от друга дополнительным слоем бетонной смеси. Дистанция между металлическими прутьями равняется 20 см.

Все части арматурного каркаса сцепляются между собой небольшими отрезками, длина которых должна быть небольшой, чтобы конструкция не потеряла своей устойчивости и прочности. Сами отрезки при этом располагаются вертикально. При армировании ленточного ростверка, его каркас, как и плитного, скрепляется исключительно в опалубке.

Для укрепления ростверка советуют применять прутья следующих диметров:

• Горизонтальные прутья- 1-1.2 см;
• Вертикальные – 0.6 — 0.8 мм.

Каркас из арматуры заливается в опалубке раствором на столько, чтобы от его верхней линии до поверхности ростверка было как минимум 300 мм.

Тонкости и нюансы на видео ниже: