Железобетон является прочнейшим искусственно созданным материалом, из которого возводятся объекты, требующие высокого уровня надежности. К таким сооружениям относятся дамбы гидроэлектростанций, корпуса атомных реакторов, мосты, причалы и взлетно-посадочные полосы. ЖБИ представляют собой конструкцию, внутри которой стальной каркас принимает на себя деформирующие линейные напряжения, а бетон защищает его от коррозии и сжатия. Армирование ленточного фундамента является наиболее ответственным этапом обустройства основания дома, от которого зависит устойчивость и длительность эксплуатации всего сооружения. Существует ряд правил армирования основания, соблюдение которых позволит создать надежную и долговечную конструкцию.
Особенности и ограничения ленточного фундамента
Ленточные фундаменты относятся к категории универсальных опорных сооружений, позволяющих вести строительство почти на всех типах грунта. Основание представляет собой непрерывную вертикальную плиту, на которой покоятся стены здания. Лента может быть только опорой или выполнять функции подземного сооружения, когда изнутри вынимается грунт и заливается пол.
Особенности конструкции этого типа:
- Использование для возведения отдельных блоков или монолитное строительство.
- Возможность комбинирования с дополнительными вертикальными опорами (винтовые, железобетонные, буронабивные сваи) для оптимизации распределения вертикального давления.
- Экономное расходование материалов при минимальном участии специального оборудования. Возможность изготовления своими руками.
- Применимость для частного и масштабного промышленного строительства.
- Наличие технологий для использования на различной местности и практически любых грунтах.
- Высокие несущие свойства, обусловленные грамотным сочетанием материалов, форм и размеров.
У ленточных конструкций есть ограничения:
- Обязательно замкнутый контур, без чего невозможно добиться необходимой прочности.
- Армировка по всей протяженности и высоте. Без каркаса сооружение не способно выдержать вертикальные и горизонтальные нагрузки.
- Глубина заложения. На плотных почвах она берется в пределах 10-70% от уровня промерзания. На неустойчивых грунтах фундамент необходимо закладывать ниже этой отметки.
- Плывуны. На таких участках оборудовать подвал невозможно, целесообразность ленты отпадает. Взамен применяется плитная или свайная технология.
- Площадь опорного основания. Она должна соответствовать весу здания и несущим способностям грунта, чтобы избежать перекосов и просадки. Для расчетов используются таблицы и формулы.
Преимущества конструкции проявляются только в том случае, если в ней установлен арматурный остов, соблюдены правила приготовления, заливки и выдержки бетона.
Необходимость армирования и требования
Армирование фундамента является монтажным процессом, позволяющим равномерно распределить вертикальное давление со стороны здания на заглубленный контур, а дальше — на грунт. Как правило, оказываемая на основание нагрузка различается по месту. Причины этого кроются в конструкции помещений, пристройках, мебели, цементных стяжках, установке тяжелой бытовой техники.
Бетон имеет высокие показатели сопротивления на осевое сжатие и слабые — на растяжение. Металлические пруты отличаются эластичностью и передают это свойство фундаменту. В свою очередь, застывшая смесь защищает железо от коррозии и удерживает его в статическом положении.
В процессе эксплуатации составные части фундамента выполняют разные по физическим свойствам задачи, направленные на достижение необходимых свойств опорной системы. Бетон противостоит сжатию, а сталь обеспечивает его деформацию в допустимых расчетами пределах. Правильное проектирование позволяет уменьшить объем земляных работ и расход раствора. Это уменьшает расходы и снижает вес основания.
К армированию предъявляются следующие требования:
- достаточный запас прочности, чтобы противостоять дополнительным нагрузкам, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации строения;
- расположение остова так, чтобы он не препятствовал правильной подаче бетонного раствора в опалубку;
- вязка с шагом, соответствующим толщине контура;
- укладывать секции нужно так, чтобы по окончании заливки железо не выступало из фундамента;
- обязательная обработка железа против коррозии, так как ржавчина способна разорвать бетон;
- жесткое соединение всех фрагментов, независимо от места их расположения.
Технология армирования проверена столетиями. Благодаря ее внедрению срок службы зданий и сооружений удалось увеличить в 3-4 раза.
Материалы и инструменты для армирования
Чтобы правильно армировать фундамент, необходимо выбрать подходящие для этого инструменты и приспособления. Если на данном этапе строительства будет допущена ошибка, она рано или поздно проявится. Это приведет к дорогостоящему ремонту или признанию здания аварийным. В продаже представлена арматура на фундамент, различающаяся по особенностям, категориям и технологии сборки.
Арматура
Классикой считаются пруты, изготовленные из черного железа, выпущенные в соответствии с ГОСТ-5781-82. Производство осуществляется с помощью метода горячего катания. Изделия применяются без ограничений по типу строительства.
Пруты имеют такие технические характеристики:
- Класс. Варьируется по составу и количеству добавляемых в железо присадок. Всего классов 6, качество металла увеличивается по возрастанию показателя. Если армирование ленточного фундамента шириной 40 см может быть проведено прутами класса А-I- А-II, то для основания многоэтажного дома шириной 60-80 см используются изделия класса А-III и выше.
- Материал. В строительстве используется пластиковые и стальные пруты. Первые дешевле, легче, устойчивы к коррозии, но недостаточно прочные. Изделия из металла намного надежнее, но дороже, тяжелее и подвержены ржавчине.
- Поверхность. Выпускается арматура с гладкой и рифленой поверхностью. Гладкая проволока используется для вязки каркаса и обустройства легких фундаментов. Рифленые конструкции обеспечивают лучшее сцепление с бетоном и применяются при строительстве тяжелых объектов.
Стальная арматура делится на категории в плане возможности сварки и подверженности коррозии.
Соединяемые материалы
Наиболее простым и быстрым способом связать каркас является сварка его элементов. Однако для этого подходит только сталь марки «С». Остальные материалы от нагревания теряют прочность.
Чтобы быстро и качественно вязать пруты, можно использовать такие средства:
- Отожженная стальная проволока марки ВР. По характеристикам она может быть обычной или повышенной прочности. Выпускается в бухтах или в виде уже готовых петель.
- Пластиковые хомуты-стяжки. Сборка остова проводится быстро и просто. Минусы в том, что изделия дорогие, не дают жесткое сцепление и ломаются на морозе.
- Пластиковые стяжки со стальным сердечником. Обеспечивают простоту монтажа и прочностью соединения, но имеют высокую стоимость.
Для сборки каркаса используются и другие приспособления: боковые и нижние фиксаторы, вставки для правильного формирования объемного каркаса и выдержки расстояния между его фрагментами.
Инструменты для вязки
Работать с арматурой вручную просто невозможно, так как одной мышечной силы для такого процесса недостаточно. Для этого были разработаны специальные инструменты, благодаря которым ускоряется монтаж и повышается его качество. Если следовать инструкции по пользованию приборами, прочность соединений не уступит сварным швам.
Вязка арматуры для ленточного фундамента может быть проведена следующими приспособлениями:
- Вязальный пистолет. Прибор комплектуется катушками с проволокой и запасным аккумулятором. Инструмент захватывает узел остова, оборачивает вокруг него проволоку, закручивает ее и отрезает излишки. Приспособление эффективное, но довольно дорогое.
- Полуавтоматический захват, действующий по инерционному принципу. Действует аналогично пистолету, только часть действий по оборачиванию узла выполняется мастером вручную. Обвязка получается ровная и прочная.
- Вязальные крючки. Являются универсальным инструментом, позволяющим выполнять все действия, в том числе в труднодоступных местах. Существует множество моделей крючков, выбор делается после оценки их эргономики по индивидуальному принципу. При желании сделать крючок можно самостоятельно, взяв за шаблон заводскую продукцию.
Приспособление для вязки выбирается исходя из объема работ, их сложности, собственных физических и финансовых возможностей. Целесообразно иметь под руками полуавтоматический захват и пару вязальных крючков, чтобы иметь возможность непрерывно работать в любых условиях, комбинируя способы вязки.
Схема вязки арматуры и расчет материалов
Армирование фундамента, расчет арматуры, укладка и вязка — это комплекс мероприятий, от качества выполнения которых зависит прочность основания и срок службы всего здания в целом. Чтобы избежать ошибок, должна быть составлена подробная схема раскладки с пояснительной запиской относительно последовательности проведения монтажа.
При составлении чертежа каркаса для фундамента следует учитывать такие правила:
- Для нижнего ряда фундаментного каркаса берутся самые толстые пруты с минимальным шагом вставок, так как на эти уровни приходится наибольшее давление. Даже для строительства одноэтажного дома нужно брать изделия диаметром 10-12 мм.
- Угол не может быть соединением продольных элементов. В таких местах необходимо класть согнутые фрагменты, а уже к ним присоединять ровные пруты.
- Каркас должен находиться от внешних сторон ленты на расстоянии не менее 30. При возведении основания шириной 50 см, удаление горизонтально расположенной арматуры составляет 40-44 см.
- Максимальный интервал между гранями каркаса допускается 40 см. Если основание широкое, делается пространственная конструкция с несколькими ребрами.
- В качестве распорок между вертикальными и горизонтальными элементами используется стальная проволока сечением 8 мм или пластиковая вставка 10-12 мм.
- В зависимости от габаритов фундамента расстояние между поперечными креплениями берется 10-50 см. Превышение максимального значения не допускается.
- При высоте основания более 100 см делается несколько ярусов каркаса с размером по вертикали 40-80 см. Увеличивать высоту не рекомендуется, так как это создаст осложнения при вязке секций.
Если вязка проведена правильно, в процессе заливки и твердения бетона, конструкция примет оптимальное положение, сохраняя при этом заданные линейные и пространственные формы. Благодаря этому в ленте не возникнет внутреннее напряжение материала.
Технология армирования
Каркас для ленточного фундамента делается по размеру траншеи или уложенной в нее опалубки, в соответствии с заранее составленным проектом. Сборка начинается после обустройства отсыпки.
Проводится этот процесс в такой последовательности:
- Элементы конструкции раскладываются на ровной поверхности в соответствии со схемой.
- Монтаж нижнего горизонтального пояса. Сначала продольные элементы стыкуются поперек, затем к ним присоединяются вертикальные хомуты.
- Сборка верхнего уровня секции. Применяются стяжки или проволока. Проверяется прочность соединения.
- Изготовление угловых участков. На них устанавливаются дополнительные стойки, так как эти места принимают максимальную нагрузку.
- Закрепление на прутах распорок, которые обеспечат правильное и устойчивое положение каркаса в пространстве.
- Сборка, укладка и фиксация последующих ярусов, если проводится строительство заглубленной ленты.
- Установка и крепление в опалубке отрезков труб, которые будут использоваться для прокладки коммуникаций или в качестве продух.
В заключение выполняется замешивание и заливка бетона.