Армирование фундамента: расчет арматуры, укладка и вязка своими руками

Правила надежного армирования ленточного фундамента

Бетон хорошо выдерживает изгибающие воздействия, но не может самостоятельно справится и изгибом. Для обеспечения несущей способности выполняют армирование фундамента своими руками. В большей степени это касается ленточных и плитных конструкций. В сваях и столбах металл укладывается больше из конструктивных соображений, чем реальной необходимости.

Правила армирования

Армирование ленточного фундамента и любого другого выполняется с учетом следующих правил:

• для рабочей арматуры используют стержни класса не ниже А400;
• не рекомендуется использовать для соединения стержней сварку, поскольку она ослабляет сечение;
• в обязательном порядке связать металлический каркас из арматуры нужно на углах, сваривание здесь не допускается;
• даже для хомутов не рекомендуется гладкая арматура;
• необходимо строго соблюдать защитный слой бетона, равный 4 см, это защитит металл от коррозии (ржавчины);
• при изготовлении каркасов стержни в продольном направлении соединяют с нахлестом, который принимается равным не менее 20 диаметров прутов и не менее 25 см;
• при частом расположении металла, стоит контролировать крупность заполнителя в бетоне: он не должен застревать между стержнями.

Пример размещения армирующего каркаса
в ленточном фундаменте

Грамотно подготовленный арматурный каркас — это половина успеха. Именно он спасет фундамент в случае неравномерных деформаций, которые создают изгибающие нагрузки. Стоит более подробно рассмотреть вопрос на примере ленточного фундамента своими руками.

Какая арматура нужна для конструкции

Армирование ленточного фундамента предполагает наличие трех трупп стержней:

• рабочие, которые укладываются вдоль ленты;
• поперечные горизонтальные;
• поперечные вертикальные.

Поперечная арматура под ленточный фундамент также называется хомутами. Ее основное предназначение — соединение рабочих прутов в единое целое. Армирование ленточного фундамента выполняется в строгом соответствии с нормативными документами. Какая арматура нужна для фундамента? Чтобы дать точный ответ выполняют сложные расчеты.

Чтобы не нанимать профессионалов, можно обойтись упрощенным вариантом. Технология армирования ленточного фундамента под небольшой дом позволяет назначать сечения конструктивно. Это вызвано тем, что лента воспринимает сравнительно небольшие нагрузки и работает преимущественно на сжатие.

Чтобы сделать армирующий каркас, используют конструктивные, то есть минимально допустимые, размеры сечений:

• Для рабочего армирования — 0,1 % от площади сечения фундамента под дом. При этом если сторона ленты составляет 3 метра или менее, минимально допустимое значение принимается равным 10 мм. Если сторона здания имеет длину более 3 м, то диаметр рабочего армирования не может быть меньше 12 мм. использовать пруты сечением больше 40 мм не разрешается.
• Горизонтальные хомуты не могут быть по диаметру меньше одной четверти рабочих. Из конструктивных соображений назначают размер 6 мм.
• Диаметр вертикальной арматуры зависит от высоты ленты для фундамента дома. Для малозаглубленных, размеры которых составляют 80 см и менее подойдут пруты от 6 мм.

Правила армирования ленточного фундамента заглубленного типа предусматривают использование стержней от 8 мм и более.

Схема типовых сечений стержней арматуры

Если строится здание из кирпича, стоит укладывать арматуру с небольшим запасом. Такой вариант даст уверенность в надежности конструкции.

Вязка арматуры

Схема армирования ленточного фундамента предполагает соединения стержней методом связывания. Связанный каркас обладает большей прочностью по сравнению со сварным. Это вызвано тем, что повышается вероятность прожига металла. Но такое правило не касается элементов заводского изготовления. Вне строительной площадки есть возможность соединить детали без существенной потери прочности.

Места вязки арматуры

Разрешается для увеличения скорости работ армировать фундамент на прямолинейных участках способом сваривания. Но армировать углы можно только с использованием вязальной проволоки. Эти участки конструкции являются наиболее ответственными, поэтому торопиться не стоит.

Перед тем как вязать арматуру для ленточного фундамента нужно подготовить материалы и инструменты. Существует два способа, которыми выполняют связывание металла:

• специальный крючок;
• вязальная машина (пистолет).

Первый вариант доступен, но подойдет только для небольших объемов. Укладка арматуры в ленточный фундамент в этом случае займет много времени. Для соединения применяют отожженную проволоку, диаметр которой составляет 0,8—1,4 мм. Использование других материалов не допускается.

Схема вязки арматуры для ленточного фундамента

Чтобы построить свой дом, нужно проявить терпение и внимательность. Не стоит экономить время и деньги, поскольку это может вызвать неприятности при эксплуатации. С соединением прутов по длине проблем не должно возникнуть. В этом случае процесс достаточно прост, важно лишь соблюдать минимальную величину нахлеста.

Но как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента по углам? Существует два типа угловых соединений: между двумя перпендикулярными конструкциями и в месте примыкания одной стены к другой.

Оба варианта имеют несколько технологий выполнения работ. Для угловых стен используют следующие:

1. Жесткое лапкой. Для выполнения работ на конце каждого стержня делают «лапку» под прямым углом. В этом случае прут напоминает собой кочергу. Длина лапки должна составлять не менее 35 диаметров, лучше назначать больше. Загнутую часть стержня присоединяют к соответствующему перпендикулярному участку. Таким образом получается, что внешние пруты каркаса одной стены соединены с внешними другой стены, а внутренние приваривают к внешним.
2. С применением хомутов Г-образной формы. Принцип действий схож с предыдущим вариантом. Но в этом случае не изготавливают лапку, а берут г-образный элемент, сторона которого имеет длину не менее 50 диаметров рабочей арматуры. Одну сторону привязывают к каркасу одной стены, а вторую — к каркасу перпендикулярной. При этом внутренние стержни нужно соединить с внешними. Шаг хомутов должен составлять три четверти от высоты стены подвала.
3. С применением хомутов П-образной формы. На угол нужно два элемента, длина сторон которых будет составлять 50 диаметров арматуры. Каждый их хомутов приваривается к двум параллельным прутам и к одному перпендикулярному пруту.

Армирование примыкания стен фундамента

Как правильно армировать ленточный фундамент на тупых углах. Для этого внешний стержень изгибают до нужной градусной величины и прикрепляют к нему дополнительный в качестве усиления. Внутренние элементы привязываются к внешнему.

Схема правильного и неправильного армирования тупых углов

Чтобы уложить арматуру в местах примыкания одной стены к другой, пользуются примерно теми же методами, что и в предыдущем случае:

• нахлест;
• Г-образные хомуты;
• П-образные хомуты.

Величина нахлестов и соединений принимается равной 50 диаметрам. При выполнении работ стоит помнить наиболее распространенные ошибки:

• связывание под прямым углом;
• отсутствие связи между внешними и внутренними элементами;
• продольные пруты соединяют вязкой перекрестий.

Распространенные ошибки вязки

Не стоит повторять эти ошибки при строительстве собственного дома.

Использование вязального крючка

Перед тем как армировать ленточный фундамент, стоит узнать, как пользоваться рабочим инструментом. Специальный пистолет редко используют для частного домостроения, польку такое оборудование требует дополнительных затрат. Вкладываться в инструмент выгодно только для выполнения заказов, а не при возведении одного дома.

По этой причине наиболее распространенным инструментом для вязки в частном домостроении стал крючок. Пользоваться им будет проще, если заранее подготовить специальные шаблоны. Такая деталь работает как верстак и существенно облегчает работу. Дело пойдет быстрее. Чтобы изготовить шаблон требуются деревянные бруски, ширина который составляет около 30—50 см, а длина не может быть больше 3 м, поскольку такой верстак неудобно использовать.

Самый распространенный способ вязки – крючком

В деревянном приспособлении нужно просверлить пазы и отверстия, которые повторят очертания стержней в каркасе. В такие отверстия заранее раскладывают куски вязальной проволоки длиной по 20 см, а после этого фиксируют пруты армирования.

Для того чтобы понять технологию вязки, можно рассмотреть примеры. При строительстве потребуется два варианта: для перекрестий (когда элементы расположены перпендикулярно друг другу) и для соединений внахлест. В ленточном фундаменте чаще нужна вторая технология, при возведении плитной конструкции наиболее актуальной будет первая.

Чтобы соединить уложенный каркас в единое целое при соединении внахлест, крючком следует пользоваться в таком порядке:

1. соединения выполняют в нескольких местах по длине стыка, месторасположение проволоки назначают так, чтобы она находилась в углубленной части профиля арматуры;
2. проволоку складывают пополам и укладывают под местом соединения;
3. с помощью крючка поддевают петлю;
4. свободный конец подводят к инструменту и накладывают на него с небольшим перегибом;
5. начинают вращать крючок, закручивая проволоку;
6. осторожно вынимают инструмент.

На одно соединение внахлест процедуру повторяют 3—5 раз. Соединить элементы за один раз, как это делается при перекрестном примыкании, недостаточно. Вязка арматуры под ленточный фундамент в этом случае будет ненадежной, поскольку фиксация в одной точке не предотвращает сдвиг элементов.

Грамотное соединение каркаса позволит гарантировать надежность, прочность и долговечность опорной части здания.

Коровин Сергей Дмитриевич

Магистр архитектуры, закончил Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет. 11 лет опыта в сфере проектирования и строительства.

Армирование фундамента: расчет арматуры, укладка и вязка

Армирование фундамента требует проработки структуры каркаса из арматуры, выбора и расчета сечения, длины и массы профильного проката. Недостаточность арматуры ведет к снижению прочности и вероятному нарушению целостности здания, а её переизбыток — к неоправданно завышенным расходам на этот этап.

Что нужно знать об арматуре

При усилении бетонного основания используется два вида строительной арматуры:

• класса A-I — гладкая;
• класса A-III — ребристая.

Гладкая арматура используется в ненагруженных зонах. Она только формирует каркас. Ребристая арматура, благодаря развитой поверхности, обеспечивает лучшую адгезию с бетоном. Такие прутки применяются для компенсации нагрузки. Поэтому диаметр такой арматуры, как правило, больше, чем у гладкой, в пределах того же фундамента.

Диаметр прутка зависит от типа почвы и массы сооружения.

Таблица № 1. Минимальные нормативные диаметры арматуры

Расположение и условия эксплуатации	Минимальный размер	Нормативный документ
Продольная арматура, длиной не более 3 м	Ø 10 мм	Приложение № 1 к пособию по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», М. 2007
Продольная арматура, длиной более 3 м	Ø 12 мм	Приложение № 1 к пособию по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», М. 2007
Конструктивная арматура в балках и плитах высотой более 700 мм	Площадь сечения не менее 0,1% площади сечения бетона	«Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)», М., Стройиздат, 1978
Поперечная арматура (хомуты) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов	Не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм	«Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» СП 52-101-2003
Поперечная арматура (хомуты) в вязаных каркасах изгибаемых элементов	Ø 6 мм	«Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» СП 52-101-2003
Поперечная арматура (хомуты) в вязаных каркасах изгибаемых элементов при высоте	менее 0,8 м	Ø 6 мм	«Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)», М., Стройиздат, 1978
более 0,8 м	Ø 8 мм

Если предполагается строительство деревянной одноэтажной постройки на плотном грунте, можно принимать табличные значения диаметров арматуры. Если же дом массивный, а почвы пучинистые, диаметры продольной арматуры берутся в пределах 12–16 мм, в исключительных случаях — до 20 мм.

В расчетах вам пригодятся сведения об арматуре из ГОСТ-2590–2006.

Диаметр проката, мм	Площадь поперечного сечения, см2	Удельная теоретическая масса, кг/м	Удельная длина, м/т
6	0,283	0,222	4504,50
8	0,503	0,395	2531,65
10	0,785	0,617	1620,75
12	1,131	0,888	1126,13
14	1,540	1,210	826,45
16	2,010	1,580	632,91
18	2,540	2,000	500,00
20	3,140	2,470	404,86
22	3,800	2,980	335,57

Расход арматуры при различных типах фундамента

Различные по конструкции фундаменты отличаются площадью, по которой распределяется нагрузка от строения. Для каждого вида расчет количества арматуры выполняется по своим требованиям. Для корректного сравнения расчет всех фундаментов проведём для следующих размеров дома:

• ширина — 6 м;
• длина — 8 м;
• длина несущих стен — 14 м.

Расчет арматуры для плитного фундамента

Это самый материалоёмкий тип фундаментов. В бетоне располагают два уровня арматурных решеток, расположенных ниже верхней и выше нижней границы плиты на 50 мм. Шаг укладки зависит от воспринимаемых нагрузок. Для домов из камня/кирпича ячейка каркаса обычно составляет 200х200 мм. В точках пересечения арматуры верхний и нижний уровни каркаса связываются вертикально расположенными прутками.

Арматурный каркас плитного фундамента

Произведем расчет арматуры для нашего эталонного дома (см. выше).

1. Горизонтальная арматура, Ø 14 мм, рифлёная.

• 8000 мм / 200 мм + 1 = 41 шт. длиной 6 м.
• 6000 мм / 200 мм + 1 = 31 шт. длиной 8 м.
• Всего: (41 шт. х 6 м + 31 шт. х 8 м) х 2 = 988 м — на оба уровня.
• Масса 1 пог. м прута Ø 14 мм — 1,21 кг.
• Суммарная масса — 1195,5 кг.

2. Вертикальная арматура, Ø 8 мм, гладкая. Для толщины плиты 200 мм длина прутка составит 100 мм.

• Количество пересечений горизонтальной арматуры: 31 х 41 = 1271 шт.
• Общая длина: 0,1 м х 1271 шт. = 127,1 м.
• Масса: 127,1 м х 0,395 кг/м = 50,2 кг.

3. В качестве вязальной обычно используют термообработанную проволоку Ø 1,2–1,4 мм. Так как место одного соединения, как правило, перевязывается два раза — сначала при укладке горизонтальных прутков, затем — вертикальных, общее количество проволоки удваивается. На одно соединение нужно ориентировочно 0,3 м тонкой проволоки.

• 1271 шт. х 2 х 0,3 м = 762,6 м.
• Удельная масса проволоки Ø 1,4 мм — 12,078 г/м.
• Масса проволоки: (762,6 м х 12,078 г/м) / 1000 = 9,21 кг.

Так как тонкая проволока может порваться/затеряться, приобретать её нужно с запасом.

Общее количество материалов для армирования плитного каркаса приведено в таблице № 3.

Диаметр, мм	Расчетная длина, м (без запаса)	Расчетная масса, кг (без запаса)
14	988	1 195,5
8	127,1	50,2
1,4	381,3	9,2
ИТОГО:	1 254,9

Расчет арматуры ленточного фундамента

Ленточный фундамент — это железобетонные балки, расположенные под всеми несущими стенами. В нем присутствуют прямые участки, углы и «тройники». Расчет выполняется для прямых участков с небольшим запасом на усиление углов. Принимаем ширину ленты — 400 мм, глубину — 700 мм.

Схематическое изображение прямого участка ленточного фундамента

Место стыка несущих внутренней и наружной стен

Наружный или внутренний угол наружных стен

Армирование ленточных фундаментов также двухуровневое. Для продольных участков используется пруток класса A-III, а для вертикальных и поперечных (хомутов) — пруток класса A-I. Сечение арматуры принимается для ленточных фундаментов несколько ниже, чем для плитных, при тех же условиях строительства.

Произведем расчет арматуры для выбранного в качестве примера эталонного здания (см. выше).

1. Горизонтальная продольная арматура, Ø 12 мм, рифленная. Для ширины ленты 400 мм достаточно уложить по два прута в каждом из двух уровней. Для более широкой ленты следует укладывать по 3 прута.

• Протяженность всех лент: (8 м + 6 м) х 2 + 14 м = 42 м.
• Общая длина арматуры: 42 м х 4 = 168 м.
• Масса арматуры: 168 м х 0,888 кг = 149,2 кг.
• С учетом усиления углов масса прутков составит 160 кг.

2. Вертикальная арматура Ø 8 мм, гладкая. Для глубины ленты 700 мм длина прутка составит 600 мм. Расстояние между вертикальными прутками по длине ленты принимаем 500 мм.

• Количество прутков: 42 м / 0,5 + 1 = 85 шт.
• Общая длина прутков: 85 шт. х 0,6 м = 51 м.
• Масса прутков: 51 м х 0,395 кг/м = 20,1 кг.

3. Горизонтальная поперечная (хомут) арматура Ø 6 мм, гладкая. Для ширины ленты 400 мм длина прутка составит 300 мм. Расстояние между поперечными прутками по длине ленты принимаем 500 мм.

• Количество прутков: 42 м / 0,5 + 1 = 85 шт.
• Общая длина прутков: 85 шт. х 0,3 м = 25,5 м.
• Масса прутков: 25,5 м х 0,222 кг/м = 5,7 кг.

4. Вязальная проволока. Расчет при увязке каждого соединения одной проволокой Ø 1,4 мм:

• Количество узлов: 85 х 4 = 340 шт.
• Общая длина: 340 шт. х 0,3 м = 102 м.
• Общая масса: (102 м х 12,078 г/м) / 1000 = 1,23 кг.
• При вязке узлов за два раза масса проволоки составит 2,5 кг.

Общее количество материалов для армирования ленточного каркаса приведено в таблице № 4.

Диаметр, мм	Расчетная длина, м (без запаса)	Расчетная масса, кг (без запаса)
12	180,2	160
8	51	20,1
6	25,5	5,7
1,4	104	2,5
ИТОГО:	188,3

Расход металлических элементов для столбчатого фундамента

Такой фундамент представляет собой опоры, нижняя часть которых находится ниже зоны промерзания, и опирающийся на них ленточный фундамент. Для глубины промерзания — 1,5 м, высота столбов составляет 1300 мм (см. рис.), т. е. их основание находится ниже уровня почвы на 1700 мм.

Расположение арматуры в столбчатом фундаменте, вид сбоку: 1 — песчаная подушка; 2 — арматура Ø 12 мм; 3 — армирование сваи

Столбы устанавливаются в углах здания и вдоль ленты через каждые 2–2,5 м.

Выполним расчет количества прутьев для конфигурации дома, взятого в качестве примера (см. выше). Для этого нужно рассчитать количество арматуры для столбов и просуммировать с результатом расчета для ленточного фундамента.

В столбах нагружены только вертикальные прутки, горизонтальные служат для формирования каркаса. Столб диаметром 200 мм укрепляют четырьмя вертикальными арматурами. Количество столбов: 42 м / 2 м = 21 шт.

1. Вертикальная арматура Ø 12 мм, рифленная.

• Общая длина арматуры: 21 шт. х 4 шт. х 1,3 м = 109,28 м.
• Масса арматуры: 109,29 м х 0,888 кг = 97,0 кг.

2. Горизонтальная арматура Ø 6 мм, гладкая. Для перевязки нужно расположить горизонтальные хомуты на расстоянии не более 0,5 м. Для глубины 1,3 м достаточно трёх уровней перевязки. Вертикальные участки расположены друг от друга на расстоянии 100 мм. Длина каждого горизонтального отрезка — 130 мм.

• Общая длина горизонтальных прутков: 21 шт. х 3 шт. х 4 шт. х 0,13 м = 32,76 м.
• Масса прутков: 32,76 м х 0,222 кг/м = 7,3 кг.

3. Вязальная проволока. В каждом столбе три уровня горизонтальных прутков, которые обвязывают четыре вертикальных.

• Длина вязальной проволоки в расчете на один столб: 3 шт. х 4 шт. х 0,3 м = 3,6 м.
• Длина проволоки на все столбы: 3,6 м х 21 шт. = 75,6 м.
• Общая масса: (75,6 м х 12,078 г/м) / 1000 = 0,9 кг.

Общее количество материалов для армирования столбчатого фундамента с учетом ленточного каркаса приведено в таблице № 5.

Диаметр, мм	Расчетная длина, м (без запаса)	Расчетная масса, кг (без запаса)
12	289,49	257
8	51	20,1
6	58,3	12,9
1,4	179,6	3,4
ИТОГО:	293,4

Способы и приёмы соединения арматуры

Для соединения перекрещивающихся прутов применяют сварку и вязание проволокой. Для фундаментов сварка не лучший способ монтажа, так как ослабляет конструкцию из-за нарушения структурной целостности и риска коррозии. Поэтому, как правило, армированный каркас «вяжут».

Это можно сделать вручную с помощью клещей или крючков, а также специальным пистолетом. С помощью клещей вяжут неотожженную проволоку большого диаметра.

Приёмы ручной вязки арматуры с помощью клещей: 1 — вязка проволокой в пучках без подтягивания; 2 — вязка угловых узлов; 3 — двухрядный узел; 4 — крестовый узел; 5 — мертвый узел; 6 — скрепление стержней соединительным элементом; 7 — стержни; 8 — соединительный элемент; 9 — вид спереди; 10 — вид сзади

Для тонкой отожженной проволоки удобнее использовать крючки: простой или винтовой.

Видео: Наглядный урок вязки арматуры самодельным крючком

Вязальный пистолет

Для больших объемов работ используют вязальный пистолет. Скорость вязки при этом гораздо выше традиционных способов, но появляется зависимость от источника питания. Кроме этого, именно для фундаментов пистолет может быть применен не везде — некоторые участки для него труднодоступны.