Каркас ростверка из арматуры. Армирование ростверка свайного фундамента. Что такое ростверк
Чтобы постройка служила долго, нужно выполнить армирование ростверка свайного фундамента согласно нормативным требованиям. Домостроение передает силу тяжести на бетонную ленту, служащую для равномерного распределения нагрузки на сваи, а через них на устойчивые пласты грунта. Необходимость усиления бетонного монолитного ростверка арматурой возникает из-за того, что бетон хорошо реагирует на силу сжатия, но слабо сопротивляется нагрузкам на растяжение и изгиб. При отсутствии армировочного каркаса конструкция может деформироваться.
Для чего нужен ростверк
Дом дает неравномерную нагрузку, одни его части весят намного больше, чем другие. Это зависит от расположения мебели и других предметов.
Ростверк представляет собой конструкцию, соединяющую опоры в единую систему. Служит для равномерного распределения нагрузки здания и передачи ее через сваи (столбы) на грунт. Предохраняет постройку от неравномерной усадки.
Изготавливается он в виде монолитной бетонной ленты, которую необходимо усиливать арматурный каркасом, и может быть выполнен из деревянных, железобетонных, стальных изделий, которые укладываются на столбы и соединяются между собой в единое целое.
Ростверк может располагаться на расстоянии над уровнем земли, лежать по верхнему краю грунта или быть заглубленным в почву. Для основы висячей конструкции могут применять горизонтальные балки или бетонную ленту. Для заглубленного варианта чаще всего используют монтаж монолитной бетонной конструкции.
Технология армирования
Армирование ленточной бетонной ленты выполняют двумя рядами металлических прутьев, уложенных вдоль конструкции. Для получения достаточной прочности верхний и нижний ряды арматуры скрепляют между собой вертикальными и горизонтальными перемычками.
Прутья, укладываемые вдоль ростверка, должны иметь повышенную прочность. Они изготавливаются из горячекатанного рифленого профиля класса А3, диаметром 13-16 мм. Иногда применяют арматуру из стеклопластика, она хороша тем, что не подвержена коррозии.
В качестве перемычек между продольными рядами используется:
- Арматура прямоугольной формы, выгнутая в виде хомутов, изготовленная из гладких прутов класса А, сечением 8-10 мм. Такие перемычки являются более надежными и имеют длительный срок эксплуатации за счет меньшего количества сварных соединений. По трудоемкости такой вид армирования более сложный и длительный.
- Отдельные стальные пруты приваривают к верхнему и нижнему рядам. Стержни должны быть изготовлены из того же материала, что и продольная обвязка. Сварные швы не обладают достаточной прочностью, подвержены коррозии. Выполнять такую работу легче и быстрее, чем в первом случае.
В продольных рядах прутья укладывают на расстоянии 100 мм друг от друга, должно быть минимум 3-4 ряда стержней в каждом поясе. Поперечные перемычки продольного армирования, устанавливают с шагом 200-300 мм. Вертикальные прутья закрепляют на расстоянии, не менее 400 мм друг от друга.
Внизу ростверка оставляют место для того, чтобы залить бетонный раствор. Для этого приподнимают стальные пруты арматуры над опалубкой, подставляя под них пластиковые подставки в форме гриба.
Обязательно между крайними контурами металлического каркаса должен располагаться слой бетона, толщиной не менее 50 мм. Если его толщина будет меньше, прутья будут подвергаться коррозии, а сама конструкция будет неспособна равномерно перераспределять несущую нагрузку.
Расчет основания с ростверком
Чтобы правильно выполнить все расчеты нужно учитывать особенности грунта, близость нахождения подземных вод и нагрузку от меблированного домостроения с учетом максимальной силы тяжести. Все расчеты, схемы лучше показать специалистам, чтобы они проверили их правильность.
На основе полученных данных рассчитывают необходимое количество свай и глубину их заглубления. Опора должна заглубляться ниже точки промерзания грунта на 20 см. Располагают сваи или столбы на каждом углу, в местах пересечения несущих стен с перемычками, под наиболее тяжелыми конструкциями дома (под колоннами, камином). Остальные опоры устанавливают на определенном расстоянии друг от друга.
После монтажа свай монтируют ростверк, если он устраивается в виде монолитной бетонной ленты, обязательно нужно усиливать его арматурой.
Расчет количества арматуры
В качестве примера представлен монолитный бетонный ростверк длиной 8 м, шириной 6 м, толщиной 400 х 400 мм. Для армирования понадобится два продольных пояса по 3 стержня в каждом. Понадобятся металлические пруты сечением 14 мм класса А3. Расстояние между ними должно быть 100 мм, с учетом того, что по 50 мм с каждой стороны занимает слой бетона.
Для монтажа перемычек понадобятся пруты сечением 11 мм, класса А1. Устанавливают их на расстоянии 200 мм друг от друга.
Формула расчета:
- Вычисляют длину стержней в верхнем продольном ряду. Определяют длину всего ростверка. Для этого складывают длину всех четырех его сторон: (8*2) + (6*2)= 16 +12 = 28 м. Так как используют по три стержня в ряду, полученное число умножают на три: 28 м * на 3 шт. = 84 м. Так как нужно заложить два ряда, полученное значение умножают на два: 84 * 2 = 168 м арматуры понадобится для монтажа двух продольных рядов.
- Выполняют расчет перемычек на оба контура ростверка. Их располагают на расстоянии 200 мм друг от друга. Длина перемычек будет составлять 300 мм. Рассчитывают количество по формуле: (30/0.2) *2 = 300 шт. Вычисляют длину металлических прутьев: 300 *0,3 = 90 м.
В ростверке, в котором толщина со всех сторон одинаковая, вертикальных перемычек понадобится столько же, как и поперечных.
Понадобится 168 м металлических стержней класса А3 и 180 м прутьев класса А2.
Более прочные соединения получаться, если скреплять арматуру между собой проволокой, а не сваркой. На каждое соединение расходуется около 40 см проволоки. Определяют ее количество по формуле: (30/0,2) * 4 = 600 шт. по 0,4 м = 240 м.
Монтаж монолитного ростверка
После установки свай приступают к монтажу ростверка. Его устройство включает в себя:
- монтаж опалубки;
- укладку арматуры согласно расчетным показателям;
- заполнение формы бетонным раствором;
- демонтаж опалубки;
- работы по гидроизоляции.
Конструкция опалубки зависит от того, как располагается ростверк над уровнем земли.
Монтаж опалубки
От правильного монтажа опалубки будет зависеть прочность и внешний вид ростверка. Съемную форму чаще всего собирают из досок, иногда используют фанеру.
Обязательно нужно контролировать вертикальный уровень установки боковых стенок. Углы должны быть выставлены под 90 градусов, если в проекте не установлены другие параметры. Стенки укрепляют подпорками, чтобы бетонный раствор не разрушил опалубку.
Если ростверк располагается над уровнем земли, нужно рассчитать нагрузку от арматуры и бетонного раствора на нижнюю стенку формы. Если дно вывалится, работу нужно будет начинать сначала.
После монтажа опалубки, насыпают в нее слой песка, толщиной 150 мм. Смачивают его, хорошо утрамбовывают. Укладывают гидроизоляционный материал.
Армирование
Армирование висячих ростверков выполняют металлическими прутьями. Стеклопластиковая арматура, как показывает опыт, хороша в тех случаях, когда она опирается на почву. Тип армирования и вид балок для устройства ростверка определяют на этапе проектирования дома.
После обрезки опор до нужного размера, из них будет выступать арматура. Она будет использоваться как соединительный элемент между ростверком и опорой.
Перед выполнением армирования рисуют чертеж расположения металлических стержней. Все работы выполняют, ориентируясь на эту схему. Если неправильно заложить арматуру, конструкция может не выдержать нагрузки и деформироваться.
Металлические прутья, связанные между собой по 3-4 штуки проволокой, опускают в опалубку. Арматура не должна касаться краев деревянной формы под бетон, чтобы впоследствии не оказалось, что ее края выступают из бетонного основания.
Чтобы была вентиляция пространства под полом дома, оставляют в конструкции продухи, вставляя в опалубку трубы диаметром 100 мм.
После установки металлического каркаса, убирают из опалубки весь строительный мусор при помощи промышленного пылесоса с большой мощностью.
Перед тем как залить фундамент, нужно очистить будущий ростверк от воды и грязи. Когда погодные условия не позволяют откачать воду возле фундамента, ниже его уровня роют небольшую яму со скосом от основания дома, в которую будет стекать вода.
Заливка бетоном
Проверяют геометрию и надежность крепления опалубки и армированного каркаса, чтобы во время наполнением бетоном конструкция не развалилась.
Подготавливают цементный раствор. Он должен быть однородным, без комков. Перемешивают раствор на строительной площадке при помощи миксера или заказывают с завода в бетономешалке.
После застывания бетона демонтируют опалубку, убирают из-под ростверка песок. Разбирать форму можно не ранее, чем бетонное основание полностью высохнет.
Гидроизоляция
Висячий ростверк можно изолировать от воздействия влаги, обмазывая конструкцию битумными мастиками.
При монтаже заглубленной бетонной ленты и перед заливкой бетона укладывают на дно опалубки рубероид, а после демонтажа опалубки накрывают рулонной изоляцией весь ростверк.
Правила армирования ростверка
Придерживаясь перечисленных правил, можно избежать многих ошибок при строительстве ростверка:
- арматурный каркас и опалубку устанавливают строго по уровню;
- у свай срезают верхнюю часть, чтобы все оголовки находились в горизонтальной плоскости;
- при монтаже металлического каркаса перемычки устанавливают на расстоянии друг от друга 200-400 мм;
- угловые элементы соединяют гнутыми Г- и П-образными элементами;
- сечение опоры должно быть не менее 300 мм, количество прутов в продольном поясе 3 и более, припуск арматуры под ростверк должен быть 50 см и более;
- сварные соединения менее прочные, чем проволочные.
Нельзя экономить на качестве и количестве металлических прутов.
Более подробно узнать, как армировать свайно-ростверковый фундамент можно из профильных книг или видео:
Армирование монолитно-бетонного ростверка является обязательным технологическим процессом. При соблюдении всех норм и технологии армирования постройка прослужит более половины века.
В качестве надежного основания для возведения зданий используется фундамент свайного типа. Основание на опорных элементах необходимо при осуществлении строительства объектов на проблемных почвах. Свайная основа - оптимальное решение во многих ситуациях, в том числе, если строение возводится на вечной мерзлоте или слабой почве с близко находящимися водоносными слоями, а также при наличии значительных перепадов высот на строительной площадке. Армирование ростверка свайного фундамента позволяет обеспечить прочность основания, сформировать надежную базу для возводимого здания.
Ростверк - ответственная, горизонтально расположенная часть силового каркаса, соединяющая в единый контур опорные колонны. Он обеспечивает вертикальность столбов, предотвращает их перемещение. Обеспечение прочностных характеристик опорной конструкции достигается путем укрепления стальной арматурой. Для усиления опорного контура необходим чертеж, требуется выполнение расчётов предполагаемых усилий, воздействующих на основание при эксплуатации строения.
Свайный фундамент - универсальное основание для строительства кирпичных, деревянных, газобетонных и пенобетонных малоэтажных домов
Рассмотрим, как производится укрепление ростверкового фундамента. Остановимся на особенностях главных этапов работ, профессиональное выполнение которых обеспечит надежность возводимой основы.
Что такое ростверк?
Для тех, кто не владеет строительной терминологией, сообщаем, что ростверк - это ответственная часть свайного фундамента, соединяющая оголовки свай в единый силовой контур.
Существуют различные виды ростверков, применяемых в свайных основаниях:
- ленточного типа, представляющего монолитную бетонную ленту. Она располагается по периметру опор, последовательно расположенных под несущими нагрузку капитальными стенами;
- плитной конструкции, в виде монолитной плиты, размеры которой соответствуют контуру основания строения и охватывают все опоры.
Ростверк представляет собой ленточную конструкцию, соединяющую отдельно стоящие сваи между собой
В зависимости от особенностей ростверкового фундамента, он может изготавливаться в следующих исполнениях:
- Цельном варианте. Изготовление осуществляется путем заливки в предварительно подготовленную опалубку бетонного раствора. Формирование монолитной базы происходит после твердения бетонной смеси.
- Составном виде. Основа представляет сборную поверхность из произведенных промышленным путём железобетонных изделий, соединённых при установке с опорными колоннами, а также между собой.
Независимо от особенностей конструкции, ростверк формирует опорную поверхность, предназначенную для возведения стен постройки. Обвязка находящихся в земле колон обеспечивает высокую жесткость пространственной системы и стойкость к воздействию действующих усилий.
Армирование свайно ростверкового основания, позволяет укрепить монолитную основу стальными прутками, способствующими целостности конструкции и повышающими долговечность.
Конструктивные особенности
Для формирования расположенного на сваях ленточного фундамента изготавливают ростверки на различной высоте по отношению к нулевой отметке. В зависимости от расположения контура относительно уровня грунта различают следующие виды:
- высокий, нижняя отметка которого превышает уровень грунта на 10 см и более. Сооружается для легких построек, расположенных на любых видах почвы. На проблемных почвах его устройство особенно актуально. Конструкция нуждается в серьезном укреплении арматурой, что связано с наличием полостей, имеющихся под бетонным монолитом, находящимся над поверхностью грунта;
Именно в случае монтажа монолитного свайного ростверка, который используется при обустройстве домов из тяжелых материалов, необходимо выполнить армирование обвязки
- наземный вариант, выполненный на гравийно-песчаной подсыпке без заглубления в почву. Его особенность - отсутствие свободного пространства между бетонным монолитом и грунтом. Установка осуществляется на не проблемных грунтах. При подверженности почвы морозному пучению возможно образование трещин и отрыв затвердевшего бетонного массива от опорных колонн;
- мелкозаглубленный тип, сформированный путем заглубления нижней части в почву на предварительно подготовленную песчано-гравийную подсыпку. Конструкция такой основы напоминает устройство ленточного фундамента, основание которого опирается на сваи. Формирование заглубленной основы связано со значительными затратами и применяется для возведения массивных построек, расположенных на почвах, характеризующихся низкой несущей способностью.
Основания свайного типа формируют, главным образом, для легких строений. Именно поэтому достаточно распространено устройство ростверкового фундамента, основа которого представляют висячую ленту из бетона, усиленного стальной арматурой. При высоте основы до 40 см, ее ширина зависит от вида, размеров материала, применяемого для возведения стен, и составляет 30-40 см.
О целесообразности армирования
Потребность усилить основание здания стальной арматурой связана с особенностями бетона. Материал обладает повышенной стойкостью к воздействию сжимающих усилий, однако восприимчив к воздействию изгибающих моментов и растяжения, вызывающих нарушение целостности и деформацию основания.
Отметим, что армированию подлежат фундаменты, в которых используются сваи двух видов - забивные и буронабивные
Армирование свайно ростверковой конструкции позволяет предотвратить вероятность разрушения, повысить устойчивость, ресурс эксплуатации возводимого здания. Расположенный внутри бетонного массива арматурный каркас воспринимает растягивающие нагрузки и изгибающие усилия, обеспечивая устойчивость возводимой основы.
Независимо от конструкции применяемых свай, расположенных внутри грунта, опорные колонны, также, усиливают арматурой. Расположенные в сваях стальные стержни связываются в общую конструкцию с арматурным каркасом опорной поверхности.
Армирование ростверка свайного фундамента позволяет:
- Предотвратить разрушение монолитного массива в результате реакции почвы.
- Значительно увеличить прочность базы, воспринимающей нагрузку от массы строения.
- Не допустить усадку строения, вызванную низкими прочностными характеристиками основы.
Усиление ростверкового фундамента позволяет избежать негативных явлений.
Специфика армирования
Армирование ростверка свайного фундамента осуществляется предварительно изготовленным объемным каркасом, состоящим из двух ярусов стержней, объединенных в единую конструкцию с помощью стальных перемычек.
Армирование ленточного ростверка выполняется посредством пространственного армокаркаса, состоящего из двух продольных поясов арматуры
Для продольных поясов каркаса используются рифленые прутки, произведенные горячекатаным методом, что соответствует классу арматуры А3. В зависимости от воспринимаемой основанием нагрузки, диаметр стержней составляет 12-16 мм.
Объединение в общий силовой контур соединительных элементов, расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскости, может осуществляться:
- отдельными стальными рифлеными стержнями прямолинейной формы, диаметр которых соответствует сортаменту продольной арматуры;
- стальными хомутами прямоугольной конфигурации, изготовленными из гладких прутков класса А2 сечением до 10 мм. Несмотря на повышенную трудоемкость изготовления и установки, прямоугольные перемычки обеспечивают надежность и долговечность конструкции усиления.
Производя усиление размещенного на сваях ленточного фундамента, придерживайтесь следующих рекомендаций:
- Применяйте не менее 4 прутков, расположенных в верхнем и нижнем ярусе каркаса ленточного контура, обеспечив интервал между элементами 10-15 см.
- Соблюдайте расстояние, устанавливая перемычки в продольном поясе, равное 15-25 см.
- Обеспечьте шаг вертикально расположенных перемычек каркаса - 30-40 см.
Амирование ростверка начинается после выполнения всех предыдущих этапов обустройства свайного фундамента - монтажа свай, их обрезки и обустройства опалубки
Потребность в защитном слое между металлической конструкцией каркаса и бетонной поверхностью ростверка обусловлена следующими факторами:
- необходимостью правильного распределения металлоконструкцией каркаса действующих усилий;
- подверженностью арматурных прутков коррозионным процессам, возникающим от проникающей в бетон влаги.
Соблюдение фиксированного расстояния от арматуры до опалубки при обеспечении защитного слоя достигается путем использования изготовленных из пластика подставок.
Методика расчета
Для определения потребности в арматуре, позволяющей выполнить армирование ростверка свайного фундамента, необходимо предварительно разработать чертеж. Документация содержит следующую информацию:
- Размеры конструкции.
- Количество поясов усиления.
- Профиль арматуры.
- Диаметр применяемых стержней.
- Расстояние между перемычками.
Схема правильного армирования углов и примыканий ростверка
Зная габаритные размеры ростверкового фундамента, несложно рассчитать длину стальных прутков арматуры в верхнем и нижнем поясе, а также размеры перемычек.
Просуммировав полученные значения, получаем суммарную длину каждого типоразмера применяемой арматуры. Зная метраж и массу одного погонного метра определённого стержня, не сложно определить потребность в арматурных стержнях, выраженную в килограммах.
Если соединение элементов не планируется осуществлять с использованием электрической сварки, потребуется проволока для вязания. Имея чертеж, на котором представлена информация о количестве точек соединения, можно посчитать необходимое количество вязальной проволоки. Учитывая, что для надежной фиксации двух перпендикулярно расположенных стержней необходимо порядка 30 сантиметров, общая потребность в проволоке определяется путем умножения количества соединений на длину материала.
Выполнение расчётов не представляет сложности. Главное - предварительно разработать чертеж армирования.
Технология усиления ростверка
Если выполнена установка армированных свай и смонтирована опалубка, то можно приступать к формированию арматурного каркаса. Обратите внимание, что фиксация каркаса производится к арматуре, выступающей из бетонных свай на высоту опалубки. Крепление стальных стержней можно производить с помощью сварки, а также, используя вязальную проволоку.
Алгоритм выполнения работ следующий:
- зафиксируйте на расстоянии 5 см от дна опалубки горизонтально расположенные продольные прутья;
- разместите и закрепите перпендикулярно расположенные прутки нижнего пояса;
- установите хомуты прямоугольного сечения или вертикально расположенные стержни крепления прутков верхнего яруса;
- закрепите продольные стержни верхнего пояса;
- выполните угловое усиление ростверка, установив в углах конструкции изогнутые стержни.
Надёжно укрепите углы арматурой, так как в этих местах каркас воспринимает значительные усилия.
Заключение
Усиление стальной арматурой ростверка свайного основания позволяет сформировать надежную базу, обеспечивающую устойчивость возводимого строения. Работы не сложно выполнить самостоятельно, предварительно разработав чертеж, согласно которому осуществляется армирование ростверка свайного фундамента.
Армирование ростверка свайного фундамента: чертеж, технология, расчет
Как армировать свайно-ростверковый фундамент? Методика правильного расчета. Особенности технологии усиления ростверка. Чертежи и схемы армирования ростверка.
На эту статью меня вдохновил вопрос Владимира Б., присланный на почту. В исходных данных был вот такой фундамент, требовалось правильно заармировать ростверк.
Скажу сразу, что при наличии изгибающего момента, ростверк нужно проектировать на двух сваях – тогда момент раскладывается на пару сил, и сваи испытывают только сжимающую и выдергивающую нагрузку, их просто посчитать и законструировать. Работа же сваи под действием момента вызывает сомнения, лучше такого варианта избегать. Но вопрос меня все равно заинтересовал, и я решила написать статью для развития конструкторского мышления (с допущением, что наша свая уже рассчитана, законструирована, и выдерживает все нагрузки с запасом). Буду рада обсуждению в комментариях.
Итак, в исходных данных у нас монолитный ростверк 800х600 мм, высотой 500 мм, опирающийся на одиночную железобетонную сваю сечением 300х300 мм. Сверху на ростверк опирается металлическая колонна. Вертикальная нагрузка от колонны N = 18 т, момент вдоль оси 2 Mx = 4.5 тм, поперечная сила вдоль оси 2 Qy = 1 т. База колонны и расстояние между болтами показаны на рисунке ниже.
Давайте рассмотрим, какую расчетную схему следует принять для ростверка. У нас имеется жесткое опирание на сваю. Нагрузка от колонны передается точно по оси сваи, без сбивок. Но у нас имеется изгибающий момент, который передается через фундаментные болты, положение которых выходит за пределы сваи. По сути, если изобразить расчетную схему для ростверка, мы увидим следующее.
Вертикальная сила N = 18 т распределяется по длине пластины базы колонны 0,62 м и превращается в равномерно распределенную нагрузку q = 18/0,62 = 29 т/м.
Изгибающий момент Мх = 4,5 т∙м раскладывается на пару сил Р, находящихся на расстоянии 0,5 м, и действующих одна – вверх, другая – вниз. Каждая сила Р = 4,5/0,5 = 9 т.
Учитывая то, что расчетная длина консоли равна свесу консоли, мы получим для каждой консоли следующую расчетную схему с защемлением посередине:
У нас будет три нагрузки:
1) равномерно-распределенная q с.в. = 0,5∙0,6∙2,5 = 0,75 т/м – нагрузка от собственного веса ростверка сечением 0,5х0,6 м (2,5 т/м 3 – собственный вес бетона);
2) равномерно распределенная q – нагрузка от колонны (от вертикальной силы N);
3) вертикальная сила Р (вниз и вверх) – нагрузка от колонны (от изгибающего момента Мх).
Длина каждой консоли равна длине свеса ростверка. Привязка вертикальной силы Р и распределенной нагрузки q – согласно реальным привязкам пластины и болтов.
Теперь нам нужно найти максимальный изгибающий момент М и максимальную поперечную силу Q в консоли.
Для расчета армирования нам понадобятся нормативное и расчетное значение М и Q, причем с выделением постоянных и временных нагрузок. Нагрузка от собственного веса – постоянная. Нагрузки N и Мх включают в себя постоянную и временную части, для уточнения задания следует обратиться к расчетчику металлоконструкций, но мы для примера просто придумаем, что кратковременная часть нагрузки составляет 30%.
Для удобства расчета консоли нагрузки на нее сведем в таблицу:
|
Нормативное значение |
Коэффициент надежности по нагрузке |
Расчетное значение |
|
|
Исходные данные |
|||
|
0,75∙1,1 = 0,83 т/м |
29∙0,7 = 20,3 т/м |
20,3∙1,1 = 22,3 т/м |
|
|
Нагрузка q (кратковременная часть, 30%) |
29∙0,3 = 8,7 т/м |
±0,7∙9 = ±6,3 т |
±6,3∙1,1 = ±6,9 т |
|
Нагрузка ±Р (кратковременная часть, 30%) |
±0,3∙9 = ±2,7 т |
±2,7∙1,2 = ±3,2 т |
|
В результате расчета мы получим следующие эпюры М и Q:
По эпюре моментов мы видим, что при такой нагрузке, как у нас в примере (когда момент пытается повернуть колонну против часовой стрелки, и она давит через болты на левую часть ростверка, а правую при этом пытается поднять вверх), максимальный момент в левой части ростверка, причем он на эпюре поднимается вверх над нулевой линией – а значит требует установить верхнюю рабочую арматуру вдоль ростверка, чтобы она восприняла растяжение от изгиба. Момент на эпюре сверху – значит, растянута верхняя часть сечения. Точно так же в правой части ростверка мы видим, что эпюра момента сначала уходит вниз (требуется нижняя рабочая арматура), а потом в месте установки болта выныривает вверх – там появляется растяжение, требующее уже верхнюю арматуру. Таким образом, нам нужно установить в ростверке и верхнюю, и нижнюю рабочую арматуру. Верхнюю мы рассчитаем, исходя из величины М1 (он больше, чем М3), а нижнюю – исходя из величины М2.
Из эпюры поперечной силы мы можем увидеть потребность в поперечной арматуре. Очень напряженные участки у нас Q1-Q3 и Q2-Q5, на них будет максимальная поперечная арматура. Это и логично, т.к. в точках Q3 и Q5 у нас расположены сосредоточенные силы от болтов, и по правилам конструирования мы должны поставить надежную поперечную арматуру от опоры до места приложения сосредоточенной нагрузки – это и подтвердилось расчетом.
Рассмотрим же, какие усилия получились в нашем ростверке.
Значения эпюр сведены в таблицу:
Как мы видим, максимальный момент М1, максимальная поперечная сила Q1.
Имея на руках результаты расчета, мы можем посчитать арматуру и заняться конструированием ростверка. Процент армирования по результатам расчета получился маленьким – всего лишь 0,05%, но минимальный процент армирования ростверков не нормируется.
У нас получилась по расчету верхняя рабочая арматура площадью 1,5 см², нижняя рабочая арматура площадью 0,6 см² (и это логично, момент М1 больше момента М2), поперечная арматура площадью 0,28 см² при шаге 200 мм. Теперь нам нужно законструировать ростверк.
Рекомендуемый шаг арматуры в ростверке – 200 мм. Еще ростверк рекомендуется армировать сварными сетками (сварка обязательно должна быть контактной, и ни в коем случае – ручной дуговой!), если же сетки вязанные, то по периметру ростверка два ряда пересечений стержней должны быть соединены сваркой. Помимо этого для анкеровки рабочих стержней на расстоянии 25 мм от их края должен быть приварен перпендикулярный стержень половинного (по сравнению с рабочими стержнями) диаметра. Все эти требования взяты из пособия «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», Тихонов И.Н.
Обратите внимание, т.к. ростверк – не плитный, а балочный, мы не должны пренебрегать конструктивными требованиями к армированию балок (их можно изучить в том же пособии).
Итак, верхнюю и нижнюю сетки ростверка мы принимаем сварными, рабочая арматура – продольная (вдоль ростверка), диаметром 12 мм с шагом 200 мм, класс арматуры А400С – всего получится 4 стержня арматуры, площадь армирования 4,52 см² (это значительно больше, чем 1,5 см² и 0,6 см², но арматуру меньших диаметров в балочном ростверке лучше все-таки не устанавливать). Перпендикулярно этой арматуре установим стержни диаметром 6 мм (как раз выдерживается требование по половинному диаметру – 12/2 = 6 мм) с шагом 200 мм, класс арматуры А400С или А240С.
Теперь разберемся с поперечной арматурой, ростверк мы будем армировать сварными каркасами, в которых установим поперечную арматуру с нужным нам шагом. При шаге 200 мм площадь сечения всех стержней должна быть не менее 0,28 см² - выходит, нам достаточно одного стержня диаметром 6 мм в сечении. Но теперь заглянем в рисунок 3.1 пособия. При ширине балки более 350 мм мы должны установить даже не два, а три каркаса с поперечной арматурой. Далее, уточним шаг арматуры. Согласно рисунку 3.10 пособия и пояснениям под ним, на длине Lsup мы должны установить поперечную арматуру с шагом Sw1, который не должен превышать 500 мм или треть высоты сечения балки (500/3 = 160 мм). В нашем случае Lsup равна расстоянию от опоры до места приложения сосредоточенной нагрузки (т.е. до фундаментного болта). На остатке консоли мы можем установить арматуру с шагом 3h/4 = 3∙500/4 = 375 мм, но при нашей длине консоли такой шаг будет слишком велик, от фундаментного болта до края ростверка у нас остается всего 150 мм, поэтому мы принимаем для всей балки шаг поперечных стержней 150 мм (что меньше 160 мм, т.е. допустимо). Такие величины, как 160 мм лучше не применять, а придерживаться размеров, кратных 50 мм.
Продольную арматуру каркасов примем такую же, как и поперечная – диаметром 6 мм, это будет два стержня – вверху и внизу каркаса.
Итак, мы определились с армированием ростверка. У нас есть две сетки с рабочей арматурой и три каркаса – с поперечной. Между собой в объемный каркас строители соединят их вязальной арматурой.
Свайный фундамент состоит из вертикальных стержней (свай), заглубленных в грунте и служащих опорой для остальных элементов строения. По типу конструкции сваи бывают:
- заливные сваи, когда в подготовленные в грунте скважины заливается бетон;
- забивные сваи — готовые столбы из железобетона забиваются в землю специальной машиной;
- винтовые сваи из металла, имеющие форму винта или самореза, просто вворачиваются в грунт.
Из всех перечисленных нас интересуют сваи первого типа — заливные. Устраивают в такой последовательности:
- при помощи ручного или механизированного бура в грунте сверлят отверстие, глубина равняется длине будущей сваи плюс 15 — 20 см. на гравийную подушку;
- на дно скважины засыпают крупный песок или мелкий щебень (амортизирующая подушка) и трамбуют;
- готовят конструкцию из трёх или четырёх прутьев арматуры, которые соединяют между собой сваркой при помощи коротких отрезков и вязальной проволоки;
- над скважиной устраивают опалубку круглого или другого сечения до расчётной высоты сваи над грунтом;
- арматурную конструкцию погружают в скважину, а саму скважину вместе с возвышающейся опалубкой заливают бетоном;
- после отверждения бетона остатки арматуры обрезают, иногда оставляя отрезки небольшой длины, к которым при помощи сварки крепят опорные элементы.
Ленточный фундамент
Ленточный распространён благодаря его прочности, способности выдерживать здания любой массы и противостоять любым процессам, протекающим в почве. Представляет собой ленту, как бы продолжение наружных стен дома, направленное вниз. Толщина ленточного фундамента в частном строительстве принимается равной 40 — 50 см., в землю фундамент рекомендуется опускать ниже максимальной глубины промерзания грунта. Это делается для того, чтобы под основанием не происходили процессы пучения.
Армирование фундамента ленточного производится после устройства траншеи и опалубки.
Конструкция скелета состоит из двух ярусов, состоящих минимум из двух прожилин каждый.
Требования к расположению арматуры в бетонном массиве:
- расстояние от наружной боковой стенки до арматуры не должно быть менее 50 — 55 мм.;
- расстояние от нижней и верхней плоскостей массива до горизонтальной арматуры не должно быть менее 70 — 75 мм.;
- расстояние между верхним и нижним арматурными слоями не делают менее 300 — 350 мм., но лучше сделать это расстояние максимальным;
- расстояние между перемычками: вертикальными 400 — 700 мм, горизонтальными 800 — 1400, расстояние выбирают таким, чтобы обеспечить неподвижность арматуры во время заливки бетона и уплотнения его при помощи вибромашин и других приспособлений.
Несколько советов, облегчающих сборку арматурного каркаса для ленточного фундамента:
- некоторая часть вертикальной арматуры изготавливается увеличенной длины, так, чтобы на них, вбитых в дно траншеи, удобно было монтировать весь скелет;
- верхнюю горизонтальную арматуру делают длиной равной ширине фундамента, благодаря этому они, упираясь в стенки опалубки, фиксируют положение всей арматурной конструкции в пространстве.
Свайный с ростверком
Свайный фундамент с ростверком представляет собой симбиоз ленточного и свайного. Опорой выступают сваи, заглубленные ниже точки промерзания. Количество свай определяется их диаметром и несущей способностью грунта. В верхней части находится ростверк — лента толщиной, равной или немного большей диаметра свай. Арматура в сваях монтируется точно так же, как в свайных фундаментах, армирование ростверка ничем не отличается от армирования ленточного основания. Единственный нюанс свайного фундамента с ростверком связка арматурного каркаса свай с каркасом ростверка. Осуществляется это следующим образом:
- бетон первоначально заливается в армированные скважины до уровня нижней плоскости ленты ростверка;
- после устраивается траншея под ростверк (если всё сделано правильно, то плоскость дна траншеи будет совпадать с верхом залитого в скважины бетона);
- результат работы выглядит следующим образом: имеется траншея, со дна которой с определённым интервалом возвышаются концы арматурных стержней (продолжение арматуры свай);
- дальнейшие действия полностью повторяют алгоритм вязки арматуры ленточного фундамента, только основой служат не специально вбитые в дно траншеи прутья, а концы арматуры свай.
Плиточный
Из всех рассматриваемых типов оснований зданий именно плиточный (плавающий) фундамент наиболее нуждается в качественном арматурном каркасе. Фундамент представляет собой плоское изделие из железобетона, полностью повторяющее контуры строения, толщиной всего лишь порядка 30 см. Нужно ли говорить, что только надлежащее армирование фундамента из плит может гарантировать прочность конструкции, её способность выдерживать вес здания иногда в несколько этажей.
Плитный фундамент настоящая находка при возведении зданий и сооружений на сложных почвах. Какие бы процессы не происходили, какие бы локальные зоны пучения или просадок грунта не образовывались, если армирование плиты проведено качественно, верно определён состав бетонной смеси и технология заливки не нарушена, геометрические параметры нашего параллелепипеда (даже несмотря на возможный небольшой наклон) всё равно останутся неизменными. А это гарантирует целостность строения, так как исключает образование зон напряжения в несущих строительных конструкциях. Все напряжения принимает на себя и гасит монолитная плита.
Процесс армирования фундамента: монтируется арматура после того, как вырыт котлован, на его дно уложены песчаная и дренажная (щебневая) подушки, а по периметру установлены щиты опалубки. В дно котлована вбиваются удлинённые вертикальные стержни арматуры, на которых и монтируются вначале нижний, а затем верхний арматурные ярусы. Кстати, снабжать вертикальными отрезками абсолютно все узлы не нужно. Их количество должно лишь обеспечить неподвижность ярусов в пространстве в процессе заливки и уплотнения.
После того как армирование фундамента закончено, конструкция заполняется бетоном по верхний край опалубки.
В сфере индивидуального строительства при использовании свайного основания монолитный железобетонный ростверк является наиболее популярным вариантом, поскольку даже при значительных размерах его всегда можно изготовить своими силами.
Используемые для этого материалы могут быть доставлены на стройплощадку обычным грузовым или даже легковым транспортом без применения специальных платформ или подъемных кранов.
Однако, работы по монтажу монолитного ростверка являются более сложными, чем сборного, и главная трудность заключается в правильном армировании свайного ростверка.
Часто можно слышать о схожести устройства ростверка и обычного ленточного фундамента, но такое утверждение верно лишь отчасти. Действительно, своим видом и функцией ростверк весьма похож на ленточное основание, однако условия работы этих конструкций значительно отличаются:
- если для ленточного фундамента возникновение изгибающего момента в вертикальной плоскости — скорее, явление из ряда вон выходящее, то для ростверков, представляющих собой уложенные на сваи балки, это – норма. Находящийся между опорами пролет воспринимает вес частей здания и другие нагрузки, будучи при этом как бы подвешенным в воздухе, что и обуславливает прогиб;
- еще одно отличие состоит в том, что приходящаяся на ленточный фундамент нагрузка является менее предсказуемой. Подстилающий грунт под различными участками основания может «поплыть» либо вспучиться. Это вызывает разнонаправленные прогибы, при которых растянутой может быть как верхняя, так и нижняя часть поперечного сечения. А растянутая зона, имеющая место при прогибе железобетонного элемента, — это, как известно, именно та зона, в которой должна располагаться арматура. Таким образом, обычный ленточный фундамент приходится армировать одинаково как в верхней части, так и в нижней.
В случае с ростверком воздействие со стороны грунта полностью исключается, поэтому возникающие в нем напряжения вполне прогнозируемы: в пролетах между сваями растянутой всегда оказывается нижняя часть поперечного сечения, в зонах опирания на сваи – верхняя.
Этим определяется и схема армирования ростверка свайного фундамента. Нижний пояс арматурного каркаса на участках между сваями делается более мощным, а в точках опирания на сваи усиливают верхний пояс.
Выбор материалов арматурного каркаса и определение его параметров
Диаметр используемой арматуры и параметры каркаса подбираются на основании расчета, учитывающего постоянные и временные нагрузки.
Расчет армирования ростверка свайного фундамента должен выполняться опытным строительным инженером, хорошо владеющим темой железобетонных конструкций.
Типовые решения
На практике в индивидуальном строительстве придерживаются следующих правил:
- в растянутых зонах ростверка укладывают несколько продольных стержней арматуры класса AIII диаметром 20 мм и более;
- в сжатом поясе размещают арматуру диаметром 8 – 15 мм. Шаг между стержнями продольной арматуры, также именуемой рабочей, составляет 80 – 100 мм.
- Для восприятия поперечных растягивающих усилий, а также для объединения продольной арматуры в единый каркас, к ней крепятся поперечные стержни – гладкая арматура класса AI диаметром от 6 до 8 мм. Расстояние между ними не должно быть менее 250 мм, но обычно оно принимается равным 3/8 высоты сечения ростверка.
Если высота ростверка превышает 150 мм, в арматурном каркасе устанавливают вертикальные стержни, шаг которых соответствует шагу поперечной арматуры.
Чаще всего вместо отдельных продольных и поперечных стержней используют хомуты – детали из арматуры в виде замкнутого прямоугольника или перевернутой литеры «П».
Армирование зон примыкания лент ростверка
Там, где ленты ростверка образуют Г-образное или Т-образное пересечение, просто скрепить пересекающиеся стержни рабочей арматуры недостаточно.
Здесь располагают согнутые под прямым углом стержни, каждая часть которого укладывается в одну из примыкающих лент и заходит в нее не менее, чем на 40 диаметров.
Хомуты в этих зонах устанавливают в два раза чаще.
Производство работ
Армирование ростверка свайного фундамента выполняют сразу после сооружения опалубки. Обязательным элементом последней должны быть поперечные перемычки в верхней части, к которым, в конечном итоге, будет подвешиваться арматурный каркас.
Работы по монтажу армирования в будущем ростверке можно разбить на несколько операций.
Устройство нижнего пояса арматурного каркаса
На дне опалубки поверх гидроизоляции укладывают специальные пластиковые бобышки, на которых затем будет располагаться нижний пояс арматурного каркаса.
Если бобышек в наличии нет, их можно заменить фрагментами кирпича или деревянными брусками высотой 40 – 50 мм:
- высота всех подкладок должна быть одинаковой, чтобы стержни арматуры заняли строго горизонтальное положение;
- шаг между бобышками или элементами, используемыми в качестве альтернативы, зависит от диаметра рабочей арматуры: он должен быть таким, чтобы стержни не прогибались;
- на бобышки с равным шагом необходимо уложить рабочую арматуру нижнего пояса. Расстояние от крайних стержней до боковых поверхностей опалубки должно составлять 30 – 40 мм.
При сооружении каркаса исполнитель должен руководствоваться требованиями документов, описывающих армирование ростверка свайного фундамента: чертеж конструкции со всеми необходимыми указаниями приводится в проекте постройки.
Если лента ростверка имеет значительную длину, каждую нитку рабочего пояса набирают из нескольких арматурных стержней, соединяемых с нахлестом в 1 м.
К нижнему поясу крепят стержни поперечной арматуры или хомуты, совмещающие в себе поперечную и вертикальную арматуру.
Устройство верхнего пояса
Рабочая арматура верхнего пояса подвешивается на перемычках опалубки, о которых было упомянуто в начале раздела. Длина подвесов должна быть такой, чтобы после заливки ростверка над арматурой образовался защитный слой бетона толщиной от 30 до 40 мм.
Стержни верхнего пояса связываются с поперечной и вертикальной арматурой либо с хомутами, если таковые используются.
Затем оба рабочих пояса следует привязать к арматуре, выступающей из свай. Арматурный каркас можно считать готовым.
Способы вязки арматуры
Наиболее распространенный метод крепления – связывание арматуры с помощью специальной проволоки. Электросварка используется очень редко и только для арматуры, имеющей в маркировке литеру «С».
Соединять сваркой обычную арматуру не допускается, поскольку вследствие воздействия высоких температур она становится менее прочной.
Для вязания арматуры применяют только отожженную круглую проволоку диаметром 1 мм. Необожженная проволока является менее пластичной, поэтому плохо гнется и легко обрывается.
Быстрее всего вязка арматуры осуществляется с помощью специального пистолета, снабженного аккумулятором. Но его приобретение целесообразно только при больших объемах работ, к тому же он не очень удобен при вязке арматуры в труднодоступных местах.
Армирование свайно – ростверкового фундамента для частного дома в основном осуществляют посредством другого инструмента – специального крючка. Профессионалы предпочитают самодельные крючки, но для разовых работ сгодится и покупной.
В продаже можно найти как обычные, так и винтовые крючки, называемые, также, полуавтоматическими.
Последние позволяют выполнять вязку арматуры несколько быстрее, но в силу своей конструкции после затягивания узла они оставляют слишком длинные свободные концы проволоки, которые часто выступают из бетона и начинают ржаветь.
Наиболее простыми и распространенными видами узлов являются так называемые «петля» и «две петли». Первый используется при соединении арматуры внахлест, второй – для стыковых соединений. На практике же петлю часто применяют не только для нахлесточных соединений, но и для угловых.
На завершающем этапе монтажа арматурного каркаса следует извлечь бобышки, на которых устанавливалась рабочая арматура нижнего пояса. После этого весь каркас окажется подвешенным на проволоке, обвитой вокруг верхних перемычек опалубки. Теперь можно приступать к заливке бетона.
Видео об армировании ростверка свайного фундамента
