Какую арматуру закладывают в монолитную плиту фундамента

Достоинства и недостатки монолитного перекрытия

Преимущества, благодаря которым монолитное перекрытие пользуется большой популярностью в строительстве.

1. Надёжность. Обладает прочностью и несущей способностью, способной выдерживать механические нагрузки, воздействие температур, влаги, с которыми не могут справиться другие виды перекрытий.
2. Форма плиты может быть любой!
3. Целостность конструкции.
4. Распределение нагрузки.
5. Пожаробезопасность. Обладает высокой огнестойкостью.
6. Срок службы.
7. Самостоятельное строительство.

К недостаткам строительства монолитного перекрытия можно отнести.

1. Стоимость.
2. Трудоёмкость строительных работ.
3. Время строительства.

Книги по теме:

Арматурщик — Галина Куприянова — 621 руб.- ссылка на обзор книги

Справочник современного проектировщика — Дмитрий Маилян — 194 руб.- ссылка на обзор книги

Инструкция по проектированию железобетонных конструкций — Б. Васильев — 830 руб.- ссылка на обзор книги

Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции — Феликс Рабинович — 1 988 руб.- ссылка на обзор книги

Технология монолитного бетона и железобетона — Николай Евдокимов — 1 246 руб.- ссылка на обзор книги

Проектирование железобетонных конструкций по ЕВРОНОРМАМ — Владлен Алмазов — 750 руб.- ссылка на обзор книги

Армирование плитного фундамента

Армирование плиты

Армировать монолитную железобетонную плиту рекомендуется в зависимости от предполагаемой нагрузки, так как в некоторых местах она может быть значительной, например, под несущими стенами, колоннами или в углах.

Схема армирования

Укладка арматуры выполняется в зависимости от толщины плиты. Если этот параметр не превышает 15 см, то армирование проводится в один слой. В противном случае усиливать монолитную плиту нужно посредством каркаса.

Каркас представляет собой сетку с ячейками, одинаковыми во всех направлениях. Причем для легких построек расстояние между прутками может составлять до 40 см, при возведении стен из кирпича или бетона расстояние уменьшается до 20 см.

В целом регламентируемый размер ячеек не должен превышать толщину плиты больше, чем в 1,5 раза.

В зонах продавливания, то есть под несущими стенами, размер ячейки уменьшается в 2 раза. Это делает каркас и основание более прочным и надежным.

Расчет диаметра арматуры

Диаметр арматурных прутьев, которые используются для усиления фундаментной плиты, является очень важным параметром. Поэтому необходимо предварительно определить сечение прутьев арматуры.

Чтобы определить минимальный диаметр арматурных прутьев, следует воспользоваться определенной методикой:

• Рассчитывают сечение плиты, для этого длину умножают на высоту. Для примера можно взять 6 и 0,3 метра: 6*0,3=1,8.
• Вычисляют допустимую площадь сечения прута, для этого сечение плиты делят на минимальный процент армирования (согласно регламентируемым документам этот параметр равен 0,15%): 1,8:0,15=27.
• Определяют площадь арматуры в одном ряду:27:2=13,5.
• Вычисляют минимальное сечение, зная длину плиты и шаг между прутьями: 13,5:31=0,43.

Расчет диаметра прутьев

Узнать диаметр прутка по соответствующему сечению можно в ГОСТ 5781.

В целом опытные строители рекомендуют использовать следующие показатели: при длине основания менее 3 метров, можно использовать прутья диаметром 10 мм. В противном случае следует брать более толстые элементы, до 12 мм. Чаще всего строители используют арматурные прутья сечением 12-16 мм. Кроме того существует ограничение диаметра арматуры: он не может быть более 4 см.

Расчет количества арматуры

Количество требуемой арматуры рассчитывается по достаточно простой схеме. К примеру, армирование будет выполняться для плиты размером 8*8 м.

Количество арматуры

Принимая во внимание стандартный размер ячеек 0,2 м, определяют количество прутьев: 8:0,2=40.
К этой цифре необходимо добавить еще один прут, в результате получается 41 пруток.
Для получения сетки необходимы и перпендикулярные штыри, следовательно, полученный результат увеличивают вдвое: 41*2=82.
Учитывая, что каркас состоит, как минимум, из двух слоев, удваиваем и это значение: 82*2=164.
Таким образом, для армирования плиты 8*8 метров понадобится 164 прута.
Однако в большинстве случаев арматурные прутья имеют стандартную длину, которая равна 6 метрам. Значит, необходимо вычислить общий метраж арматуры: 164*6=984 м.
Количество вертикальных соединительных прутьев вычисляется аналогичным способом

Если учесть, что соединение выполняется в местах пересечения горизонтальных элементов, то можно получить следующее: 41*41=1681.
Теперь следует определить длину соединительных стержней. Зная, что высота монолитной плиты составляет 20 см, а расстояние от каркаса до верхней и нижней части основания должно быть не меньше 5 см, определяют длину стержня: 20-5-5=10 см.
Теперь можно определить общий метраж соединительных стержней: 1681*0,1=168,1 м.
Суммируем все данные и получаем результат: 984+168,1=1152,1 м.

Если в магазине материал продают по весу, то можно определить и этот параметр. Средняя масса одного погонного метра прута составляет 0,66 кг. Следовательно, общий вес арматуры будет таким: 1152,1*0,66=760 кг.

Дополнительно о правилах выбора и расчета арматуры.

Схема армирования

Когда выполняется армирование плитного фундамента, схема расположения арматуры должна составляться строго по технологии. Кроме того, схемы армирования монолитной плиты перекрытия фундамента, при необходимости, предполагают неравномерный порядок размещения прутков. Участки, где планируется возведение несущих перегородок и колонн дополнительно усиливаются. Такие места называют зонами продавливания. Арматуру укладывают в один слой при толщине железобетонной плиты 15 см и меньше. Если план монолитного фундамента предполагает величину слоя больше 15 см, рекомендуется производить армирование каркасами. Для плитно-свайного фундамента расчеты нужно производить отдельно — в зависимости от расположения и материала свай. В любом случае, чтобы правильно выполнить армирование фундаментной плиты, чертеж надо составлять на основании тщательных предварительных расчетов.

Схема расположения усилений фундамента Источник pingru.ru

Основные параметры плиты

Рассмотрим на примере основные узлы конструкции. На схеме изображена сетка с постоянными размерами ячеек. Расстояние между прутками должно быть одинаковым. С расчетом нагрузок, шаги прутьев делают через каждые 20-40 см. Для построек из кирпича подходит 20 см, а для легких каркасных домов допускается делать укладку арматуры реже. В любом случае, по строительным правилам из пункта про «бетонные и железобетонные конструкции» указано, что расстояние между прутьями не должно превышать толщину основания в 1,5 раза.

Распространенный метод укладки – в два ряда. Их совместное действие будет обеспечено монтажом вертикальных стержней. Отступы между такими прутами должны равняться шагам основной стальной конструкции также допускается в два раза большее расстояние. По правилам плиту перекрытия на торцах следует армировать П-образными хомутами, длина которых должна равняться двум толщинам основания и более. Обвязка стержней должна охватить верхние и нижние ряды. Такая методика обеспечивает надежное восприятие крутящих моментов у края фундаментной основы и позволит произвести анкеровку концов продольных прутков.

Армирование плиты фундамента по краям и укладка в два ряда Источник ufa.masterdel.ru

Зоны продавливания

В местах, где об фундамент будут опираться несущие вертикальные конструкции, раскладку следует производить, уменьшив шаги армирования. В случае, когда по основной ширине плиты арматура укладывается через 20 см, значит, под перегородками следует перейти на расстояние в 10 см. Такой метод позволяет предупредить возникновение продавливания и образования трещин.

Если зона сопряжения совпадает с монолитной стеной подвала, глубина закладки будет производиться в соответствии с высотой планируемого помещения. В таком варианте работы ведутся с привязкой основания к стенам.

При армировании фундаментов, рекомендуется производить совместную обвязку каркасов монолитных стен и плиты. Во время заливки фундаментного основания нужно оставить части вертикальных стержней, которые послужат связующими звеньями. Эти концы запускают в основу, производят загиб края, примерно на две части высоты плиты, после осуществляют привязку к основной части каркаса.

После заливки и застывания бетона, вертикальные стержни используют для «привязки» стен к основанию Источник dvamolotka.ru

Чтобы произвести грамотный расчет стройматериалов и армирование плитного фундамента понадобится схема и чертеж. Должны быть внесены данные о шагах между рядами арматуры и ее диаметр.

Расчет армирования для основания здания: методы

Вычисление численности элементов арматуры на фундамент требует использования норм смет государственного назначения (СН 81—02—06—81) или ФЕР и ГОСТ-5781. В сметных нормах указано, что армирование монолитного основания здания объемом до 5 куб. метров используют 1 т стали. В сборнике единичных ремонтно-строительных работ расчет на действие эксплуатационной нагрузки проводится в зависимости от типа выполняемого фундамента здания (объемный или плоский). Норма в проектировании между ними может быть с разницей более в 100 килограмм сплавов на 1 м куб.

Существуют нормы, которые указывают сколько рекомендовано исользовать материала, в зависимости от типа фундамента.

Ориентировочно вывели показатели нормы объемов используемой арматуры для возведения фундаментов в зависимости от типа в кг/м3:

• ленточной закладки — 20;
• плитный монолитный — 50;
• столбчатый — 10.

В Строительных нормах и правилах (СНиП 52—01—2003 и ВСН 416—81 дополнение 452—84) представлены данные для подсчета материала стандартной постройки. Для этого необходимо знать высоту, глубину закладки и опорную площадь, а по таблицам определить вес, длину и класс проволоки, число прутьев на единицу площади. Поскольку их укладывают в бетонный слой внизу и сверху бетона, в ходе определения величин опираются на тип стройматериала и вид перекрытия. Чем массивнее здание и тяжелее, тем Ø стержней берут больше. Легкие сооружения закладывают прутьями 10—12 мм, тяжелые — до 18 мм. Для железобетона одним из важных показателей является плотность бетонной смеси. Стальных элементов используют в большем количестве при меньшей плотности.

Строительство плитного фундамента

Толщина плиты влияет на укладку арматуры. Если она менее 15 см, то укладка прутьев выполняется в 1 слой. Если показатель превышает эти значения, следует выполнять каркас из сетки. От используемого материала зависит длина ячеек, железобетонные стены выполняют квадратами по 20 см, а для легких построек с использованием газобетона или пустотелого кирпича до 40 см. Например, длина 4 м, высота 0,4 м, а ширина 6 м, прутья 12 мм, в таблицах нормы соотношения определяем, что понадобится 500 м арматуры — 21 ряд горизонтально и 31 вертикально.

Обустройство ленточного фундамента

Для этого типа фундамента применяется армирование продольно. В основном по ширине основания выкладывают арматуру через каждые 20 см. Поэтому провести подсчет количества, зная исходные данные не составляет труда. Все внутренние и примыкающие стены делают с меньшей частотой закладки и диаметра.

Пример: если выложено 6 стальных элемента по ширине конструктивного элемента, то для получения точного количества всей арматуры периметр ленты умножают на 6. Вертикальные элементы закладывают через 1 м в зависимости от глубины закладки и высоты стен. Расстояние закладки стержней до краев бетонной конструкции, менее 5 см, чтобы избежать коррозии. На ленточный фундамент зачастую делают стыковку железных прутков, в которой наложение в месте стыка должно быть 30 диаметров. Если же диаметр ячеек 15 на 15 см, то следует их класть в 2 слоя.

Основные ошибки монтажа

При выполнении усиления плитной фундаментной основы схема армирования составляется в строгом соответствии с технологиями.

Предлагаем ознакомиться Как сделать фундамент из покрышек для бани своими руками: схема, видеоинструкция

Если возникает необходимость, данная схема может предполагать неравномерное распределение стержней. Места, в которых намечается установка несущих межкомнатных перегородок и колонн (зоны продавливаний), подлежат дополнительному усилению.

Арматура закладывается одним слоем, если толщина плиты не превышает пятнадцати сантиметров. В остальных случаях рекомендуется устраивать арматурный каркас.

Расчеты под плитно-свайный фундамент выполняются отдельно, при этом учитывается расположение свайных опор и материал, из которого они изготавливаются. В каждом из случаев армирования плит чертеж составляется по предварительным расчетным данным.

Параметры плит

Чаще всего арматура укладывается двумя рядами, совместные действия которых обеспечиваются вертикальными стержнями. Отступ между стержнями должен быть равен шагу основной металлической конструкции. Армирование на торцах плиты выполняется хомутами П-образной формы, минимальная длина их равняется двум параметрам толщины основы.

Стержневой обвязкой должны быть охвачены все ряды, чтобы обеспечивалась надежность восприятия крутящего момента на краях фундамента, и была возможность анкеровать концы продольных стержней.

Зоны продавливаний

В опорных точках вертикальных конструкций выполняется раскладка прутков с уменьшенным шагом армирования. Если по всей ширине фундаментной плиты стержни выкладываются с шагом в двадцать сантиметров, то в местах размещения перегородок рекомендуется это расстояние сократить до десяти. Это позволит предупредить появление трещин и продавливаний.

При армировании монолитного фундамента следует выполнять совместную обвязку каркасных элементов плит и стен. При бетонировании основания необходимо оставлять части вертикально размещенных стержней, в дальнейшем выполняющих роль связующих звеньев. Такие концы запускаются в основу, края загибаются на уровне двух размеров высоты плиты, затем выполняется привязка к главному каркасу.

Для обеспечения фундамента нужными свойствами, защиты его от разрушений необходимо строго выдерживать технологию армирования. Как правило, малоопытные строители допускают типовые ошибки:

на залитый бетонный раствор не натягивают полиэтиленовый материал. Цементное молочко вытекает, на поверхности появляются трещины;

• засыпав подушку из песка и щебня, многие пренебрегают ее утрамбовкой. Фундаментная основа дает усадку, образуются трещины;
• на установленной опалубке не проводится заделка щелей, через которые протекает растворная смесь, что влечет за собой появление неровностей;
• плохая изоляция плиты от поверхности почвы приведет к преждевременному разрушению фундаментной основы, а восстановительные работы обойдутся достаточно дорого;
• ошибкой является применение в качестве спейсеров камней;
• арматурные прутья во время монтажных работ фиксируются в почвенном слое, металл подвергается коррозии и быстро разрушается;
• перед устройством фундамента не насыпается подушка из песчано-щебневой смеси, от чего показатель прочности плиты снижается. Еще одна характерная ошибка – для устройства подушки используют только щебенку, а ведь минимальный процент содержания песка в подушке под фундаментную плиту перед ее армированием должен быть в пределах сорока;
• шаг размещения стержней сетки превышает допустимый максимальный предел в сорок сантиметров, или вовсе не соответствует расчетным данным по нагрузочным воздействиям;
• со стороны арматурных торцов нет защитного слоя из бетонного раствора, и металл раньше времени подвергается коррозии;
• под установкой стен и колонн нет вертикальных арматурных стержней, и нагрузочные усилия распределяются неравномерно.

Предлагаем ознакомиться Фундамента для каркасной бани своими руками

Это наиболее грубые ошибки, способные однозначно оказать негативное воздействие на эксплуатационные показатели фундаментной основы. Есть и более неочевидные особенности, про которые могут рассказать только опытные специалисты.

Армирование фундаментной плиты

Арматура в фундамент в этом случае укладывается неравномерно. Необходимо усилить конструкцию в местах наибольшего продавливания. Если толщина элемента не превышает 150 мм, то армирование для монолитной плиты фундамента выполняется одной сеткой. Такое бывает при строительстве небольших сооружений. Также тонкие плиты используются под крыльца.

Для жилого дома толщина фундамента обычно составляет 200—300 мм. Точное значение зависит от характеристик грунта и массы здания. В этом случае арматурные сетки укладываются в два слоя друг над другом. При монтаже каркасов необходимо соблюдать защитный слой бетона. Он позволяет предотвратить коррозию металла. При возведении фундаментов величина защитного слоя принимается равной 40 мм.

Диаметр армирования

Перед тем как вязать арматуру для фундамента, потребуется подобрать ее сечение. Рабочий стержни в плите располагаются перпендикулярно в обоих направлениях. Для соединения верхнего и нижнего ряда используют вертикальные хомуты. Общее сечение всех прутов в одном направлении должно составлять не менее 0,3% от площади сечения плиты в этом же направлении.

Пример армирования

Если сторона фундамента не превышает 3 м, то минимально допустимый диаметр рабочих прутов назначается равным 10 мм. Во всех остальных случаях он составляет 12 мм. Максимально допустимое сечение — 40 мм. На практике чаще всего используют стержни от 12 до 16 мм.

Перед закупкой материалов рекомендуется посчитать массу необходимой арматуры для каждого диаметра. К полученному значению прибавляют примерно 5 % на неучтенные расходы.

Укладка металла по основной ширине

Схемы армирования монолитной плиты фундамента по основной ширине предполагают постоянные размеры ячейки. Шаг прутьев принимается одинаковым независимо от расположения в плите и направления. Обычно он находится в пределах 200—400 мм. Чем тяжелее здание, тем чаще армируют монолитную плиту. Для кирпичного дома рекомендуется назначать расстояние 200 мм, для деревянного или каркасного можно взять большее значение шага

При этом важно помнить, что расстояние между параллельными прутами не может превышать толщину фундамента более чем в полтора раза

Обычно и для верхнего, и для нижнего армирования используют одинаковые элементы. Но если есть необходимость уложить пруты разного диаметра, то те, которые имеют большее сечение укладывают снизу. Такое армирование плиты фундамента позволяет усилить конструкцию в нижней части. Именно там возникают наибольшие изгибающие силы.

Основные армирующие элементы

С торцов вязка арматуры для фундамента предполагает укладку П-образных стержней. Они необходимы для того, чтобы связать в одну систему верхнюю и нижнюю часть армирования. Также они предотвращают разрушение конструкции из-за крутящих моментов.

Зоны продавливания

Связанный каркас должен учитывать места, в которых изгиб ощущается больше всего. В жилом доме зонами продавливания будут участки, в которых опираются стены. Укладка металла в этой области осуществляется с меньшим шагом. Это значит, что потребуется больше прутов.

Например, если для основной ширины фундамента использован шаг 200 мм, то для зон продавливания рекомендуется уменьшить это значение до 100 мм. При необходимости каркас плиты можно связать с каркасом монолитной стены подвала. Для этого на этапе возведения фундамента предусматривают выпуски металлических стержней.

Плюсы железобетонного монолитного фундамента

Подходит для нестабильных грунтов

 Монолитная плита  во время сезонных изменений пучинистых грунтов, сохраняет равномерное распределение стеновой нагрузки. Такие изменения могут возникать при сильных морозах и оттаивании, длительной влажности, при всех природных явлениях которые воздействуют на плотность и объемность почвы.  Все здание, как единый конструктив, равномерно поднимается или оседает в зависимости от движении грунта,  при этом сохраняется целостность несущих стен и самого фундамента. В отличие от ленточных фундаментов , которые неравномерно проседают при таких явлениях и дают трещины.  Такое свойство плиты позволяет возводить дома на глинистых почвах и суглинках, торфянистых и склонных к заболачиванию, и даже на песчаных грунтах.

 Характеризуется минимальным процентом усадки, которая происходит равномерно и безболезненно как для самого фундамента так и для всего здания.

плитный монолитный фундамент

Высокая несущая способность

  В данном случае срабатывает обычные законы физики. Чем больше площадь распределения нагрузки, тем меньшее давление оказывается на основание и грунт.  Все многоэтажные дома возводятся и прочно стоят на монолитном плитном или комбинированных со столбчато-свайными фундаментами.

плитный монолит хорошо подходит для тяжелых каменных домов

Долговечность

  Грамотное устройство, с учетом особенностей грунта и поведения самой плиты во время эксплуатации, соблюдение требований технологии по утеплению, гидроизоляции, однородности бетонной смеси, достаточного объема гравийно-песчаной подушки и других базовых требований обеспечат прочность и целостность фундамента на многие десятилетия. В среднем, срок жизни качественного плитного фундамент считается вековым, то есть, на нем может прожить не одно поколение. В каждом населенном пункте достаточно много подобных памятников архитектуры, когда многоэтажное здание более 100 лет и даже до 300 лет стоит на бетонной плите. Но следует заметить, что любое долголетие еще зависит и от надлежащего ухода за строением.

многие памятники архитектуры более века стоят на монолитной плите

Высокая прочность

 Это самый прочный фундамент из всех существующих разновидностей. Достигается за счет однородности и отсутствия слоистости тела плиты. В основании отсутствуют стыки и швы, то есть, нет слабых мест для проникновения разрушающей влажности в тело фундамента и появления трещин. Кроме того, равномерное распределение нагрузки по всей поверхности, снимает значительную часть давления на железобетон, что является плюсом к уровню прочности.

прочность достигается за счет монолитной целостности

Позволяет возвести цокольный этаж

  Единственный фундамент,  на котором рекомендуется возводить дом с цокольным этажом. Устраивается как основание для  цоколя и служит фундаментом для всего дома.

Минимальные земляные работы

 Свойственно для мелкозаглубленных фундаментов, без наличия цоколя. Устойчивость к изменениям свойств грунта позволяет выполнять монтаж прямо на поверхности почвы без заглубления, предварительно очистив участок и выровняв его.  Такие работы можно выполнять самостоятельно без строительной техники.

для мелкозаглубленной плиты не проводятся объемные земляные работы

Простая технология возведения

  В условиях дефицита средств  для возведения фундамента и наличия свободного времени, часть работ можно выполнить своим силами, без привлечения техники и специалистов. В простой технологии устройства плитного фундамента можно легко разобраться. Такие работы как засыпка гравийно-песчаной подушки, подготовка котлована для заглубленных фундаментов, армирование, устройство опалубки, может выполнить любой новичок. Используя специальные формулы или онлайн калькулятор, при  наличии весовых расчетов будущего  дома, можно самостоятельно рассчитать размеры и объемы фундамента, примерное количество материала и его стоимость. Конечно, такие работы как подготовка бетона и его заливку лучше выполнять за один раз с привлечением специальной техник, с целью достижения однородности плиты.

заливка монолитного фундамента бетононасосом

Сокращает внутренние половые работы  

  Плита фундамента уже служит как черновое основание пола в доме. На него можно укладывать финишное половое покрытие: линолеум, ламинат, паркетную доску и если потребуется, защитные материалы, такие как гидроизоляция и утеплитель.   Подробнее про свойства ламината в статье: «Что такое ламинат. Структура и свойства»

плитный фундамент  уже является черновой стяжкой для полов в доме

Способы создания арматурного каркаса

Чтобы собрать армирующий каркас для фундаментной плиты, необходимо соединить между собой прутья арматуры. Для этой цели используют два варианта: соединение сваркой и вязкой.

Сварочный метод используется очень редко, хотя в этом случае на изготовление каркаса требуется меньшее количество времени и сил. Основным недостатком такого способа является жесткое и неподвижное соединение, что не очень хорошо сказывается на качественных характеристиках монолитной плиты. Кроме того в процессе сваривания происходит расплавление металла, следовательно снижаются прочностные свойства арматуры.

Соединение прутьев с помощью вязальной проволоки не имеет особой жесткости. Под действием бетонной массы может наблюдаться растяжение проволоки, но разрыва в месте соединения не произойдет. Еще одним преимуществом соединения с помощью проволоки можно назвать экономию электроэнергии, так как работы проводятся вручную без использования сварочного или другого электрооборудования.

Ранее у нас уже была статья, в которой подробно рассказывается о том, как вязать арматуру.

Классификация арматуры

Чтобы понять, какое количество арматуры следует использовать, стоит знать и какие виды этого строительного расходного материала вообще существуют.

Для изготовления железобетонных изделий различного назначения используются разные виды арматуры. Как правило, ее классификация делится на несколько групп, в зависимости от ряда факторов:

• По исходному материалу – стальная, неметаллическая.
• Исходя из принципа действия (в готовой конструкции) – напрягаемая, ненапрягаемая.
• По технологии производства – стержневая, проволочная, канатная.
• Исходя из вида профиля – гладкая, стрежни с фигурной поверхностью (лучшее сцепление с бетоном).
• По типу монтажа – сетка, каркас, штучная арматура.
• Исходя из способа соединения – сварочная, вязаная.

Не зная классификации, невозможно определить, сколько кг арматуры в 1 м3 бетона уйдет на создание фундамента или производство масштабных конструкций. Иногда предпочтение отдается сетке либо каркасу, которые соединены вязаным способом в силу их гибкости. Данное качество такой арматуры является очень важным, поскольку позволяет предотвратить разрушение железобетонных конструкций вследствие подвижек земной коры.