Арматура для фундамента

Виды арматуры

Фундамент может быть свайным, ленточным, монолитный ростверк, стилобат. В любой такой конструкции обязательно будет использована арматура. Она обеспечивает монолитному железобетону заданную прочность и надежность.

Понятие железобетонная конструкция даже не нуждается в пояснении, все ясно, монолит состоит из бетона и железа. В данном случае – это стальная арматура, которая может быть гладкой, рифленой, в виде сетки или каркаса. Раньше надо было только определиться с диаметром и можно приступать к фундаменту. Ничего не стоит на месте, приходят технологии, основанные на новейших материалах. Индустрию строительства такие изменения тоже затрагивают, например арматура для фундамента теперь применяется не только из стали. Новые виды арматуры:

• из композитных материалов;
• стеклобазальт;
• стеклопластик.

Для новых видов материалов формируются и издаются технические нормы, которые описывают процесс работы с ними – от проектирования до правил эксплуатации. Конкретно для композитных видов арматуры в 2018 году был разработан и выпущен технический норматив: СП295.1325 800. 2017. Правила проектирования для бетонных конструкций, армированных полимерной арматурой.

Каждый тип арматуры имеет отличительные черты и показатели, которые определяют их использование для каркасов фундаментов.

Для чего служит арматура

Бетон – самый используемый строительный материал, который отличается универсальностью, устойчивостью к экстремальным температурам и химически активным средам, не подвержен гниению, не интересен для насекомых и грызунов, что делает его долговечным и практичным.

Для улучшения физических характеристик бетонной конструкции применяют армирование, в результате чего получают железобетонную конструкцию. Смысл армирования состоит в том, что нагрузка, которая приходится на бетон, равномерно передается стальному каркасу. Железобетон, по сравнению с бетонной конструкцией, имеет высокие прочностные показатели. Арматура обязательно применяется в деталях, где присутствуют значительные нагрузки – фундамент, перекрытие (фермы, арки, плиты), лестницы, стойки и опоры, пролетные сооружения. Каркас из стальных стержней предохраняет железобетонное изделие от разрушения при сжатии (растяжении). Показатели прочности металлических прутков на растяжение, сильно превышают такие же показатели у бетона. Он плохо работает под действием сил, растягивающих его, поэтому бетонную конструкцию усиливают металлическими каркасами или сетками. Вся конструкция начинает действовать, как единая с улучшенными качествами.

По цели, используемая арматура делится на:

• рабочая – на нее приходится основное растягивающее напряжение;
• распределительная арматура – равномерно передает нагрузку по каркасу (пространственному);
• монтажная (закладные детали) – служит для соединения деталей в единую конструкцию.

Разновидности стержней для армирования

Для армирования (усиления) бетонной конструкции раньше применялась исключительно проволока из стали или металлические стержни разного диаметра и профиля (насечки на стержне). Для ЖБИ, которые не несут основную нагрузку в каркасе строения, даже допускалось армирование из металлических отходов и обрезков. На современном этапе, для усиления фундамента и прочих конструктивов, применяют два типа арматурных стержней.

Стальная

Металлический прокат повышенной прочности, это могут быть стержни разной длины диаметром от 6 мм. Поверхность прутка может быть ровной или рифленой (с насечками). Периодический профиль или насечки, разной конфигурации, применяют для улучшения сцепления арматуры с бетонной массой.

Для стальных каркасов фундаментов (ленточных, монолитных плит) в индивидуальном жилищном строительстве традиционно применяют стержни арматуры класса А 300, А 400. Для изделий, которые не являются несущими (конструкционные перемычки), допускается использовать гладкую арматуру класса А 240, она дешевле, ее применение позволяет несколько сократить расходы на стоимость фундамента. Непосредственно на строительном объекте пространственный каркас из стержней или сетка арматурная скрепляется (вяжется) мягкой проволокой или хомутами.

Для особо ответственных сооружений применяют арматуру класса «С». Она предназначена для сварных каркасов. Такой тип арматуры крайне редко используется для фундаментов частных жилых строений, для них рекомендованы вязаные каркасы. Арматура класса «С» чаще всего используется в промышленном строительстве и для уникальных административных объектов.

Композитная

Это общее название, вся эта арматура содержит в своем составе полимерные волокна. Такая арматура подходит для ленточных фундаментов и производится из:

• стеклопластика (АСП), получают путем расплава стекловолокон и термореактивных смол, которые выполняют здесь роль связующего элемента, характеризуется высокой прочностью и относительно небольшим весом;
• базальтопластика (АБП), который состоит из волокон горных базальтовых пород и органических смол, характеризуется устойчивостью к воздействию агрессивных щелочных и кислотных сред, солей и газов.

Они легко различаются по внешним признакам:

• прутки из стеклопластика светлых тонов с желтым оттенком;
• углепластиковая и базальтовая – темного цвета (может быть почти черной).

Профиль стержней АСП и АБП имеет навивку или насечку, диаметр может быть в пределах 4 мм –20 мм. Композитный каркас крепится (вяжется) проволокой или хомутами с применением крюков или пистолетов. Поставляется на объект в бухтах до 100 метров.

Класс стержней стальной арматуры

Арматура из стали, как и все строительные материалы, имеет свою классификацию. По своим механическим свойствам она делится на классы. Это регламентируется ГОСТ34028 - 2016 «Прокат арматурный для железобетонных конструкций».

Арматура классифицируется по:

• назначению;
• конфигурации и геометрическим параметрам профиля;
• поставке (прутки или мотки);
• пластичности;
• способу сварки;
• коррозионной устойчивости;
• сейсмоустойчивости;
• выносливости к циклическим силовым нагрузкам.

Класс стальной арматуры – это разделение металлических прутков по прочность и марке стали. Сейчас применяется новая классификация, но полностью отказаться от старой пока не получается.

А240 (АI) – горячекатаный прокат из стали гладкого профиля, где 240 – предел текучести (Н / мм2). Вид поставки – мотки или прутки. Диаметр прутков такого класса от 6 мм –40 мм. Может применяться для вспомогательных стержней, не используется для рабочих стержней, несущих на себе основную нагрузку.

от А 300 (АII) до А 800 (АV) – стержни периодического профиля, диаметр может быть 6 мм – 40 мм. Используются в арматурных каркасах в качестве основной арматуры.

Для фундаментов частных домовладений (этажность не более трех), оптимальная марка рабочей арматуры А 300, А 400 периодического профиля.

Техническое описание

Изделия из композитов стали внедряться в промышленность в начале восьмидесятых годов прошлого столетия. Из них производят бытовые предметы, спортивный инвентарь и оборудование. Самолетостроение и космическая отрасль удачно пользуются композитами и стеклопластиками. Но вот опыта использования такого материала в строительстве (конкретно для ответственных конструктивов и фундаментов), не так много. По сути, пока нет масштабных проектов, где была бы применена композитная арматура в качестве основной для устройства арматурных каркасов. Стальной каркас пока еще – это непревзойденная надежность, особенно для уникальных сооружений. Но для индивидуального строительства жилых домов, арматуру из новых материалов успешно используют потому, что у нее есть много достоинств:

• повышенная стойкость к коррозии;
• прочность больше, чему стальных стержней;
• не проводят электричество;
• легкость монтажа;

транспортировать такую арматуру проще, чем тяжелую стальную.

Но у этого материала есть существенный недостаток – низкий модуль упругости.

Разница существенная, композитные материалы уступают в упругости стальной арматуре любого класса. Другими словами, там, где стальная арматура при максимальных нагрузках растянется, композитная должна порваться. При пиковом воздействии силы, может произойти обрушение железобетонной плиты перекрытия. Это может произойти очень быстро, надежды на эвакуацию, при данной ситуации просто нет. Вывод такой –композитная арматура не ржавеет и не портится с годами, она прочнее стальной, ее можно использовать для ленточных и плитных фундаментов небольших строений, где не могут возникнуть пиковые нагрузки. Но остается вопрос, нужно ли.

Поясним свои сомнения. Композитная арматура по цене за метр обходится дешевле стальной, но для сохранения тех же показателей по упругости, надо использовать рабочее сечение по диаметру прутка в два раза больше, чем стального. Равнозначной замены при использовании композитных материалов вместо стальных, пока нет. Армировать стеклопластиком фундаменты возможно, но в индивидуальном строительстве пока не рационально, нет финансовой выгоды.

Рекомендации по устройству арматурного каркаса фундамента

Сделать расчет конструктива фундамента, выполнить рабочую документацию с чертежами «в производство работ» и спецификацией материалов могут специализированные строительные бюро и проектные организации.

Вы можете самостоятельно, если у вас уже есть опыт, или опираясь на другие источники, сделать расчет диаметров каркаса. Потребуется собрать все нагрузки на основу вашего строения, не забыв учесть свойства и тип почвы, уровень подземных (грунтовых) вод и глубину промерзания. Это важно для расчета глубины заложения фундамента. Для облегчения этой задачи, вы можете зайти на профильные форумы в интернете, там помогут дельными советами. Кроме того, можно найти онлайн калькуляторы, которые помогут рассчитать количество арматуры для фундамента (ленточного, свайного, плитного).

В любом деле всегда есть выбор, рассмотрев все варианты вы примете для себя правильное решение – обратиться к профессионалам или сделать все собственными силами.

Дадим вам несколько важных рекомендаций, они помогут избежать ошибок при устройстве фундамента:

После устройства опалубки, вы устанавливаете каркас из стержней– не забудьте про защитный слой. Его толщина –не менее 40 мм для фундаментных плит с бетонной подготовкой и не более 70 мм, укладываемых прямо на песчаное основание без бетонной подготовки.

Уделите особое внимание качеству арматурных стержней. Каркас фундамента жилого дома – на нем нельзя серьезно экономить, он обеспечивает прочность всего строения на многие годы. Не используйте стержни с явными признаками коррозии (пруток отслаивается), такой материал уже частично утратил свои прочностные качества.

Стержни в «рабочем» поясе, располагающиеся в горизонтальном направлении, должны иметь одинаковый диаметр (до 40 мм для индивидуальных жилых домов высотой до трех этажей), если это соблюсти нет возможности, то стержни с большим диаметром укладываются в нижнем ряду.

Шаг для продольных стержней не более 400 мм.

При длине фундаментной ленты более 3 м, диаметр стержней арматурного каркаса – от 12 мм, если длина до 3 м, разрешается применение арматуры сечением не более 10 мм.

Сумма диаметров арматурных стержней поперечника, должна составлять не менее 0,1% от площади его сечения.

При расчете веса арматуры надо увеличить расход до 15% на нахлест стержней при стыках. В узле соединения концов арматуры, длина запуска (нахлеста) должна быть от 30 диаметров на обычных участках и от 50 в угловых зонах.

Важность предварительных расчетов

Диаметр стержней арматурной основы фундамента, должен быть определен по допустимыми нагрузками от действующих сил. Возможные последствия просчетов – при использовании прутков меньшего сечения, понижается прочность всего фундамента. На бетон будут направлены повышенные нагрузки, которые арматурная основа не сможет воспринять и сдержать. Как результат такого длительного усиленного воздействия – по бетону пойдут трещины, которые будут провоцировать дальнейшее разрушение массы бетона. Внести изменения в процессе эксплуатации крайне сложно, порой это просто технически невозможно выполнить. Все процессы по усилению фундаментов очень дорогостоящие и технически сложные.

Если использовать арматуру с сечением, превышающим расчетные показатели, то такой вариант не повредит, скорее усилит конструкцию. Большой запас по прочности влечет за собой затраты, которые «раздуют» бюджет застройки.

При строительстве жилого дома, использование материалов всегда должно быть оптимальным и рачительным, опирающимся на правильные вычисления.

Подбор материала

При фундаментных работах можно применять два типа арматурных стержней – традиционные металлические и композитные.

Они производятся в прутках или мотках сечением 5 – 40 мм (может быть больше для уникальных объектов).

Композитная (пластиковая) арматура, как строительный материал для работ фундаментного цикла стала использоваться относительно недавно, но уже уверенно соперничает с традиционным материалом. У пластиковой арматуры есть неоспоримые преимущества по сравнению со стальной – высокая прочность, не проводит электрический ток, не подвергается коррозии, легкость монтажа и транспортировки.

Для того чтобы сделать выбор материала каркаса, надо учесть все технические показатели проектируемого объекта – поэтажная площадь, количество этажей, материал стен, покрытие кровли. Особое внимание уделяется изучению грунта и его пучинистости.

Арматурный каркас это:

• продольные прутки – воспринимают нагрузку от всех действующих сил, это стержни рифленого (периодического) профиля сечением от 12 мм, количество такой арматуры должно быть от 4, для придания каркасу устойчивости;
• вертикальные – придают жесткость конструкции каркаса;
• поперечные – для них используются гладкие стержни от 4 мм до 10 мм.

Минимально допустимый диаметр арматурных стержней

Нагрузку от всего строения воспринимают только продольные стержни, поэтому СНИП регламентирует именно эти элементы:

• при длине ленты фундамента до 3 м, сечение продольных стержней – 10 мм;
• при длине, превышающей 3 м — 12 мм.

Продольные элементы должны быть сечением не меньше 10 мм.

Расчет сечения прутков

Для элементов, придающим жесткость конструкции каркаса, сечение подбирается через технические параметры объекта. Традиционно применяют гладкую арматуру – от 6 до 8 мм. Диаметры для поперечных и вертикальных стержней каркаса, подбирают опираясь на следующие требования:

• стержень 6 мм – при высоте (h) поперечного сечения фундамента менее 800 мм;
• арматура диаметром 8 мм – при высоте (h) ленты более 800 мм.

Пример

Сначала нужно вычислить площадь сечения ленты или плиты фундамента.

S = h * b, где h и b – высота и ширина конструкции.

По требованиям ГОСТ, суммарная площадь сечения арматурных стержней определена на уровне 0,1% от площади сечения основания фундамента.

Заранее надо определиться с конфигурацией каркаса, он может состоять из 4 или 6 ниток.

Конкретный пример расчета

Задача: Рассчитать стержни для фундамента (ленточного), где высота (h) 800 мм и шириной (b) 300 мм.

Решение:

Площадь сечения S = h * b = 800 * 300 = 240 000 мм2.

Суммарная площадь сечения стержней арматуры 240 000 * 0,1% = 240 мм2.

У нас арматура должна быть диаметром 12 мм, теперь определяемся с ее количеством. Это не сложно. Находим площадь сечения стержня диаметром 12 мм.

S =  D2 / 4, где:

D – диаметр стержня;

– математическая константа 3,14.

S = 3,14 * 12*12/4 = 113,04 мм2.

Теперь можем вычислить сколько прутков должно быть минимально для обеспечения достаточной прочности:

240 / 113,04 = 2,12.

Это значит, нам необходимо 3 стержня, но 3 нитки нельзя равномерно поделить на 2 пояса, нужны 4 стержня. При использовании 4 стержней 12 мм, получим избыточный запас прочности, который будет дорого стоить для такого фундамента.

Делаем вывод и применяем стержни меньшего диаметра – 10 мм в количестве 4. Сделаем перерасчет на D= 10 мм, и убедимся, что это сечение можно применить для каркаса. Да, перерасчет подтверждает, что решение верное, надо использовать арматуру 10 мм, а не 12 мм.

Стоимость

Меняется обстановка в мире, в стране, на фоне этого всегда происходят скачки цен или просто незначительное удорожание, но цены «прирастают» всегда. Цена строительных материалов, а конкретно стальной арматуры, за последние месяцы резко возросла. Нам приходится жить в новых реалиях. Как быть и что делать.

Повышение стоимости строительных материалов – серьезный удар по стройиндустрии. В первую очередь это сказалось на строительных компаниях, которые ведут строительство по каркасно-монолитной технологии, для них это очень ощутимо. Для сектора ИЖС, это незапланированные траты, но никто же не отказывается от фундаментов из стальной арматуры и бетона. Не стоит надеяться, что индивидуальные застройщики станут массово приобретать композитную арматуру, отказываясь от стальной. Каркасы из металла при любых обстоятельствах остаются лучшим вариантом для устройства фундаментов. Увеличение стоимости материалов, никогда не было поводом для отказа от строительства, это всегда толкало на поиски путей для рационализации и оптимизации процесса монтажа. Возникают вопросы – где и на чем можно сэкономить, без ущерба для качества. Когда есть вопросы, то находятся и ответы.

Посмотрите наш видеоматериал, где строитель-профессионал подробно рассказывает, как правильно армировать ленточный фундамент. Это поможет вам сделать все технологично, без затрат на дополнительные строительные материалы.

• Арматура А500C
• Арматура А400
• Арматура 25г2с
• Арматура 35ГС
• Арматура А240
• Арматура А1
• Арматура А3
• АТ 800