Армирование фундаментной плиты: технология работ, инструкции, схемы

Фундамент является основой любого здания, от его прочности зависит эксплуатационный срок сооружения. Армирование фундаментной плиты посредством металлических прутьев арматуры – наиболее простой и эффективный способ повышения долговечности фундамента. Особенно популярна данная технология при обустройстве монолитных фундаментных конструкций, подвергающимся высоким изгибающим нагрузкам, сила которых легко разрушит обычную бетонную плиту, не защищенную металлическим каркасом. В данной статье будут рассмотрены основные этапы сооружения металлического каркаса и принципы расчета его ключевых параметров.

Как правильно рассчитать количество арматуры

Количество используемых прутков напрямую зависит от размеров плиты, прежде всего от ее толщины (если она больше 25 см, потребуется двухслойное армирование). Используем для примера дом, основание которого имеет размеры 8×4 метра. Минимальный шаг сетки, согласно СНиП, должен составлять 20 сантиметров. Соответственно количество прутьев в длину будет равно:

Умножим полученное количество на 5%, чтобы обеспечить запас. Погонный метраж арматуры составит:

Как уже упоминалось нами ранее, диаметр прутка должен подбираться в соответствии с нагрузками на плиту. Минимальная степень армирования для бетонов М-200 и М-300 соответственно составляет 0,1 и 0,15%, что также следует внести в расчет по расходу материала. Зная эти параметры можно произвести точный расчет расхода материала для фундаментной плиты с армированием.

К примеру, возьмем плиту размером 6×6 м и толщиной 20 см и рассчитаем параметры арматурного пояса, находящегося непосредственно в зоне сопряжения площадью 1,2 м2. Оптимальная величина площади арматуры составляет 0,3% от площади плиты, соответственно:

Для одного слоя армирующего пояса, в котором элементы расположены с шагом 10 см, площадь примененной арматуры должна быть не ниже:

Под армирование фундаментной плиты подходит несколько видов арматурных прутьев. Все доступные варианты с указанием длины и площади сечения доступны для ознакомления в ГОСТ5781-82. Из результатов нашего примера следует, что наиболее подходящим является стержень диаметром 14 мм (в общей сложности будет использовано 12 стержней на каждую зону сопряжения). При стороне плиты 600 см оптимальный шаг сетки каркаса составит 30 см (для горизонтального направления), такой же шаг будет использован для вертикального направления, но будут применены 8-миллиметровые прутки.

Чтобы представить расчеты в более наглядном виде необходимо создать чертеж металлического каркаса. Он поможет при подсчете общего количества прутков, которые будут задействованы в процессе монтажа. Для нашего примера совокупный расход арматуры составит 515,2 погонных метра 12-миллиметровых арматурных прутков и 56 метров 8-миллиметровых прутков.

Сборка нагрузочных конструкций, их расчет

№п.п.	Тип конструкций	Формулы для точного расчета	Данные нагрузок кг/м²
2-й этаж. Отсутствуют данные		–	–	–
1.	Плита (160)	g = 0.16m * 2.7 m/м ‘2 = 0.432 m/м ‘2	432	1.1	475
2.	Ц.-п. стяжки равны (30)	g = 0.03*1.8 m/м ‘2 = 0.054 m/м ‘2	54	1.1	60
3.	Керамические плитки	Отсутствуют данные	27	1.1	30
4.	Показатели веса	Снип = 2,01 0,7 – 85*	50	1,3	65
5.	Нагрузки, полезный тип	Снип = 2,01 0,7 – 85*	150	1,3	200
6.	Вывод данных Отсутствуют данные		–	–	830

Связывание арматурного каркаса

Если до проведения строительных работ были произведены расчеты максимальной нагрузки, создаваемой конструкцией здания на фундамент, способ соединения выносится непосредственно в рабочий чертеж. Но на практике для объединения элементов металлического каркаса применяется метод связывания или сварка. При этом от сварки строители постепенно отказываются, поскольку нагрев металла становится причиной его деформации и изменения структуры. Метод связывания лишен подобных недостатков, обеспечивая решетку дополнительной гибкостью.

Лучше всего для связки прутков подходит стальная проволока диаметром 4 мм. Обладая необходимой прочностью, она остается гибкой, с ней достаточно просто работать, применяя обычные плоскогубцы.

Несколько советов по правильной вязке арматуры:

При соединении прутков по длине оставляется нахлест порядка 250 мм или больше;
Используя стержни различного диаметра, более тонкие следует расположить сверху;
Вязка предпочтительнее сварки, только в исключительных ситуациях следует переходить на сварочный метод;
В зонах повышенного прогиба конструкция усиливается дополнительными прутками.

Пример схемы (чертежа) армирования плитного фундамента.

Порядок возведения каркаса для армирования фундаментных плит:

Создание опалубки по внешнему периметру, установка рулонного гидроизолирующего материала;
Монтаж горизонтального пояса арматуры на высоте 50 мм от нижерасположенной песчано-гравийной подушки. Необходимо следить, чтобы прутки не касались стенок опалубки и подушки;
Установка вертикальных прутьев с шагом 20-40 см. Они связываются с элементами горизонтального пояса в нижнем основании. По углам вертикальные прутки можно устанавливать с меньшим шагом, укрепляя их продольными прутками, чтобы увеличить прочность конструкции;
Для элементов горизонтального пояса лучше выбрать интервал в 15 см или меньше (в зависимости от толщины плиты);
Верхняя кромка вертикального пояса должна находиться выше плиты, чтобы объединить армирующий слой плиты фундамента с конструкцией стен.

Далее вся конструкция будет залита бетоном.

Описание схем армирования

Армирование по ширине плиты

Чаще всего армирование плитного фундамента осуществляется по основной ширине плиты с помощью сетки с одинаковым размером ячейки. При расчете шага сетки учитывается размер фундамента и величина нагрузки, которую он на себя примет после возведения здания. Допускается использование прутков различного диаметра, при этом более толстые стержни укладываются под низ конструкции. Армирование по основной ширине рекомендуется задействовать для нижней части плиты, чтобы распределить нагрузку по всей площади.

В торцевых частях укладываются стержни П-образной формы, связывающие нижний и верхний армирующий шар в единое целое. Данные элементы дополнительно укрепляют конструкцию, компенсируя разрушительное воздействие крутящих моментов.

Создание перекрытия по профнастилу

Интересная технология, позволяющая создавать перекрытия с высокой несущей способностью. Для работы подходят профилированные листы Н-60/Н-75. Листы монтируются таким образом, чтобы после заливки внизу получились ребра. Армирующая сетка устанавливается поверх листа на расстоянии 150 мм. В ребрах устанавливается пруток диаметром 12-14 мм, для монтажа стержней следует использовать фиксаторы из пластика.

Сплошная плита

Данная технология используется, если необходимо создать плитный фундамент или пролет толщиной не более 200 мм. Каркас состоит из двух сеток, расположенных в параллельных плоскостях. Для монтажа сеток подойдут прутки диаметром 10 мм. В середине конструкции в нижней сетке устанавливаются дополнительные усиливающие элементы длиной от 40 см. Периодичность установки усиливающих элементов должен быть равен шагу основной сетки.

Точки опоры плиты необходимо оснастить дополнительным армированием, установив его в верхней части конструкции. Торцы сетки также скрепляются П-образными элементами объединения сегментов.

Расчет данных АКП-СП

c. При арматуре АКП-СП Ø 14, с шагом равным 200

A2 = 7.69 cm2.

Данные коэффициентов для точного определения данных k1pr * k2pr * k3pr.

M = Fa/b*h0 = Ea/Eb = 7.69cm2/100 cm * 14 cm * 550000 kg/cm2 / 3.1 * 10’2 kg/cm = 0.0098.

K 1rp = 0.664, k1 = 0.043, k2 = 0.10.

Кривые данные оси при одновременных действиях, постоянных, длительных, коротких нагрузок.

1/p = 1/Ea*Fa*h2 = Mkp/k1kp + M – k2 *b*n2*Rbin / k1 = 1/2*10’2 kg/cm * 2.51 cm2 *13’2 cm2 * 22 000 ru * cm/ 064 + 71000 kg*cm – 0.1*100cm * 16 cm2 * 14.3 kg/cm2 = 1/848380000 * 34 375 + 71000 – 36 608/ 0.43 = 0.000135 1/cm = 13.5*10′-5 1/cm.

Максимальные данные прогиба в середине пролетов составляют: f = 1/p *S*l2 = 13.5 * 10′-5 1/cm * 5/48 * 300’2 cm2 = 1.29 cm. f = 1/200 = 300 cm/200 = 1.5 cm. Fm = 1.27 cm = f = 1.5 cm.

Условия выполнены, принятые армирования вычислены верно (Ø14 АКП-СП с учетом шага равным 200

d. Для арматур класса АКП-СП Ø 10, шагом равным 100

Продольный разрез плиты.
A2 = 7.86 cm2.

Данные коэффициентов равны – Kpr * k1 * k2.

M = Fa/b*h0 = Ea/Eb = 7.69cm2/100 cm * 14 cm * 550000 kg/cm2 / 3.1 * 10’2 kg/cm = 0.0098.

K 1rp = 0.664, k1 = 0.043, k2 = 0.10.

Данные кривизны оси пир постоянных, длительных, коротких нагрузок.

Максимальные данные прогиба в середине пролетов составляют:

f = 1/p *S*l2 = 13.5 * 10′-5 1/cm * 5/48 * 300’2 cm2 = 1.29 cm. f = 1/200 = 300 cm/200 = 1.5 cm. Fm = 1.27 cm = f = 1.5 cm.

fm = 1.27 cm = f = 1.5 cm – условия выполнены, принятые армирования вычислены верно (Ø14 АКП-СП с учетом шага равным 100).

e. Для арматуры класса АКП-СПØ 8, с учетом шага равным 100, расчет

Данные вычисляются по формуле:

A2 = 5.05 cm2.

Коэффициенты для точных определений – k1*k2*k3.

M = Fa/b*h0 = Ea/Eb = 7.69cm2/100 cm * 14 cm * 550000 kg/cm2 / 3.1 * 10’2 kg/cm = 0.0098.

K 1rp = 0.664, k1 = 0.043, k2 = 0.10.

Кривизны оси пир одновременных действиях постоянных и длительных (и не длительных) нагрузок разного характера. Вычисляют по формуле:

Максимальные данные прогиба в середине пролетов составляют:

f = 1/p *S*l2 = 13.5 * 10′-5 1/cm * 5/48 * 300’2 cm2 = 2 cm. f = 1/200 = 300 cm/200 = 1.5 cm. Fm = 2 cm = f = 1.5 cm.

Все условия выполнены с использованием армирования, где (Ø8 АКП-СП с учетом шага равным 200).

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:

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

Заливка и заземление плиты своими руками

После завершения монтажа армированного каркаса монолитной плиты необходимо провести заземление. Данная процедура предполагает установку наружного кольца из оцинкованной ленты. Данное кольцо будет выступать внешней стороной плиты, являясь ее составной частью. Заземление оснащается присоединительными шинами, к которым будут крепиться элементы дождевого слива и громоотвод. Также шины можно вывести в месте подключения электрической сети к дому, чтобы обеспечить заземлением внутреннюю электрическую проводку.

Заливка фундамента проводится после завершения всех работ, связанных с монтажом армирующего каркаса. В процессе замешивания раствора в бетон можно добавить фиброволокно, если требования СНиП предполагают дополнительное усиление бетонного основания. Процесс заливки осуществляется в непрерывном режиме до заполнения всего объема. По его окончанию смесь необходимо освободить от пузырьков воздуха посредством вибропрессования. Плита обретет необходимую прочность по истечении 4 недель.

Виды перекрытий

Перекрытия могут быть сделаны из дерева или железобетона, что зависит от условий эксплуатации конструкции и расчетов. Наиболее популярным является железобетон, обладающий хорошими характеристиками прочности, стойкостью к различным нагрузкам, доступной стоимостью и простотой в создании и монтаже.

По типу конструкции бывают:

Стандартные – представлены готовыми железобетонными плитами разных конфигураций (величина, форма, толщина)

Монолитное перекрытие, армирование которого осуществляется непосредственно на месте

По назначению плиты бывают:

1. Цокольные – отделяют стены подвала от нижних этажей

2. Межэтажные – разграничивают этажи

3. Чердачные – размежёвывают жилые помещения и подкровельное пространство

Правильно изготовленная в соответствии со всеми нормами и параметрами монолитная плита перекрытия, армирование которой производится по установленным требованиям СНиП, обладает основным преимуществом – уменьшение веса благодаря наличию образованных во время заливки полостей.

По форме и количеству пустот плита может быть:

Многопустотной – с продольными круглыми полостями Пустотной – фигурные узкие панели, которые чаще всего используются в качестве вставок Ребристой – сложный профиль с особыми характеристиками

Готовые конструкции актуальны при крупном строительстве – обычно из них возводят многоэтажные высотки, большие сооружения. Из недостатков выделяют: наличие стыков, необходимость привлекать специальную грузоподъемную технику, возможность создавать лишь помещения стандартных размеров, невозможность проектировать отверстия для вытяжек, фигурные перекрытия и другие формы.

Немаловажно и то, что монтаж монолитных плит перекрытия значительно повышает общую стоимость работ в смете. Поэтому в индивидуальном строительстве обычно выполняют изготовление перекрытий уже на месте, заливая армированную сетку бетоном прямо на площадке.

Частые ошибки, допускаемые в процессе армирования

Чтобы обеспечить плиту необходимыми свойствами, защитить ее от преждевременного разрушения следует четко соблюдать технологический процесс армирования монолитной фундаментной плиты. Ниже приведен небольшой перечень ошибок, допускаемых неопытными строителями:

На залитую бетонную смесь не устанавливают полиэтиленовую пленку. Ее отсутствие провоцирует вытекание цементного молочка сквозь щели в опалубке. В результате застывший раствор покроется поверхностными трещинами.
После засыпания песочно-щебеночной подушки ее не утрамбовывают и не накрывают пленкой. В процессе эксплуатации фундамент начнет деформироваться, возникнут глубокие трещины.
При монтаже опалубки не заделываются щели, сквозь которые свежий раствор начнет вытекать. Данная ошибка приведет к образованию неровностей в плите.
Отсутствие слоя гидроизоляции между плитой и поверхностью грунта приводит к быстрому разрушению фундамента, которое можно остановить лишь посредством дорогостоящих работ.
Использование камней в качестве фундаментных спейсеров.
Прутья арматуры в процессе монтажа армирующей сетки фиксируются в грунте, в результате чего металл начнет достаточно быстро разрушаться под воздействием коррозии.
При обустройстве фундамента не насыпается песчано-щебенчатая подушка, что снижает прочностные характеристики плиты. Также частая ошибка – использование для подушки только щебня, тогда как минимальное содержание песка в смеси должно составлять 40%.
Шаг сетки при армировании плитного фундамента превышает максимальный предел в 40 см, либо он не соответствует расчетам по нагрузке на фундамент.
Отсутствует защитный бетонный слой со стороны торцов арматуры, из-за чего она покрывается коррозией.
Под несущими стенами и колоннами отсутствуют вертикальные стержни, в результате нагрузка от веса здания распределяется неправильно.

Мы перечислили лишь самые грубые ошибки, которые обязательно скажутся на эксплуатационных характеристиках фундамента. Существуют и более неочевидные нюансы, о которых знают лишь опытные строители. Именно поэтому рекомендуем доверять столь важную работу как армирование плитного фундамента только мастерам с хорошей репутацией.