Как правильно армировать железобетонный ростверк

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.

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.

Устройство монолитного ростверка

Чтобы изготовить монолитный ростверковый фундамент, потребуется выполнить несколько этапов работ.

1. Установка опалубки.
2. Армирование ростверка.
3. Бетонирование.
4. Распалубка.
5. Гидроизоляция ленты.

Установка опалубки

Опалубку необходимо установить строго под углом 90 градусов
Ростверковый фундамент изготавливается висячим или заглубленным в грунте. От его формы напрямую зависит и конструкция опалубки.

Вне зависимости от конструкции боковые стены опалубки должны быть собраны в строго вертикальном уровне, а углы соответствовать 90°, если проектом не предусмотрено другое исполнение.

При изготовлении ленты в земле можно использовать грунт вместо опалубки, как опору для будущего фундамента. Выше уровня земли собирается опалубка чаще всего из досок или фанеры. Она сколачивается или стягивается таким образом, чтобы бетон не выдавил доски и не растёкся в процессе его укладки. Та часть фундамента, которая выступает над землёй, будет ограждена такой конструкцией.

Если выбран висячий вариант устройства ростверка, тогда необходимо предусмотреть в опалубке качественное основание. Его требуется рассчитать, исходя из нагрузки, которую оно должно выдержать. Нагрузка определяется массой бетона и арматуры. Также необходимо учесть механические воздействия на конструкцию от вибрирования бетона в процессе его заливки.

Боковые стены опалубки должны быть крепко собраны. Для этого могут быть использованы поперечные стяжки, распорки, трубки со шпильками и другие материалы, которые обеспечат надёжность конструкции.

Некачественная опалубка может привести к срыву процесса укладки бетона. Это недопустимо в строительстве, но часто происходит из-за халатного отношения к этой части работ.

Армирование ростверка

Армирование конструкции
Армирование ростверка свайного или столбчатого фундамента является одним из самых ответственных этапов устройства основания под здание.

В качестве основного материала для армирования фундаментов используется периодическая металлическая арматура. В последнее время её начали заменять композитной стеклопластиковой. Стоит отметить, что стеклопластиковая арматура не подходит для висячих конструкций. Она хороша там, где имеется опирание на грунт.

Арматуру сваривают в балки

Арматура связывается или сваривается в отдельных случаях в каркасы, так называемые балки. Существует несколько видов балок. Тип армирования, а значит и вид балок, определяется на стадии проектирования.

При самостоятельном строительстве, когда отсутствует проект, и нет возможности обратиться к специалистам, есть вариант воспользоваться онлайн калькулятором армирования. Желательно найти в интернете несколько таких онлайн программ и произвести расчёты в каждой, чтобы, сравнив данные, определить погрешность в подсчётах. Рассчитав армирование по внесённым параметрам фундамента, можно приступить к работам.

Армирование монолитного ростверка в самом распространённом виде состоит из прямых продольных и поперечных стержней, которые соединены между собой вязальной проволокой или сваркой. Чтобы правильно произвести соединение конструкции из арматуры изготавливаются хомуты и П-образные изделия. Они являются связующими элементами в узлах арматурного каркаса.

Чтобы узнать, как правильно изготавливаются арматурные каркасы и их узлы, необходимо ознакомиться с руководством по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения).

Армирование свайно-ростверковых фундаментов невозможно без соединения арматуры свай с каркасом ростверка. При устройстве свайного поля на стадии армирования вертикальные стержни изготавливаются с припусками по высоте. При монтаже арматурного каркаса ленточного фундамента выпущенные из свай пруты загибаются на нужном горизонтальном уровне и связываются с основным каркасом. Таким образом, достигается цельность конструкции. Все подробности по заливке свайно-ростверкового фундамента смотрите в этом видео:

Нельзя нагревать металлическую арматуру для того, чтобы согнуть её. Для сгиба необходимо использовать специальные приспособления или трубогибочный станок.

Бетонирование ленты

Заливать бетон в опалубку нужно без перерыва, чтобы получился качественный монолит
Ростверковый фундамент заливается бетоном единовременно без перерыва в работах до полного их завершения. Категорически запрещено делать разрывы по длине фундамента. Единственным разрешённым действием является разрыв по высоте ростверка. После заливки 150-200 мм слоя по всему объёму ленты делается перерыв в работах.

Перед продолжением строительных работ необходимо дождаться, когда бетон наберёт минимально допустимую прочность. Затем требуется счистить верхний слой, так называемого бетонного молочка, и только после этого продолжать бетонирование ленты.

Важно производить работы так, чтобы в бетонной массе не было никаких пор. Требуется, чтобы бетон заполнил всё пространство в опалубке. Не должно остаться ни одного воздушного кармана внутри ростверка.

Распалубка

Важно не снимать опалубку раньше времени
Можно один раз пренебречь этим процессом и произвести его раньше времени, чтобы понести убытки, которые ощутимо скажутся на строительном бюджете.

При преждевременной распалубке фундамент может дать трещину, что не оставит практически никаких вариантов, кроме его демонтажа. В таком случае потребуется устройство нового основания, соответственно затраты на строительство значительно вырастут.

Бетон набирает прочность в зависимости от его марки и температуры окружающей среды. Идеальной считается температура 20°С, в таких условиях бетон марок М200-300 наберёт 100% прочность за 28 дней.

Данные по набору бетоном прочности представлены в таблице.

Процент прочности бетона в зависимости от температуры
Марка бетона	Срок твердения, суток	-3°С	0°С	+5°С	+10°С	+20°С	+30°С
1	3	5	9	12	23	35
2	6	12	19	25	40	55
М200-300 на портландцементе М-400 и М-500	3	8	18	27	37	50	65
5	12	28	38	50	65	80
7	15	35	48	58	75	90
14	20	50	62	72	90	100
28	25	65	77	85	100	—

Из таблицы видно, что при низких температурах целесообразно использовать бетон с добавками для быстрого набора прочности. Это немного увеличивает его стоимость, но и значительно ускорит строительный процесс.

Допускается производить распалубку при наборе бетоном прочности не менее 50%.

Гидроизоляция ленты

При висячем ростверке можно использовать обмазочную гидроизоляцию. В заглубленном исполнении есть возможность уложить рулонную гидроизоляцию в землю перед заливкой бетона и после распалубки верхней части полностью закрыть ей фундамент. Подробнее о гидроизоляции ростверковой конструкции смотрите в этом видео:

Важно защитить основание от влаги. Если фундамент впитает воду, то в зимнее время при минусовых температурах во время расширения замерзающей воды в нём будут образовываться микротрещины. Этого необходимо избежать.

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.

Применение свайного фундамента

Широко применяются свайные фундаменты в промышленном, гражданском и дачном строительстве.

Предпосылками для возведения этого вида конструкции являются:

1. Слабые грунты в месте строительства, а именно:
   глина, суглинки;
2. плывуны;
3. торфяные и илистые грунты;
4. места с высоким уровнем грунтовых вод;
5. заболоченные, подтопляемые территории;
6. почвы с большой глубиной промерзания, более 2 м.
7. Желание сэкономить — если при расчетах ленточного фундамента его ширина получается более 1,5 м, для сокращения расхода материалов можно применить свайный фундамент.
8. Участки под строительство с неровными поверхностями, склоны.

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.

Плюсы плитных фундаментов

Монолитная плита с ростверком, как опорная конструкция основания постройки, имеет повышенные характеристики прочности, надёжна и обладает высокой устойчивостью при возможных колебаниях грунта. Фундаментная плита возводится в короткие сроки, с этой работой справиться могут даже неспециалисты, обладающие минимальными познаниями в строительном деле.

Устойчивость монолитной плиты к влажности позволяет обустроить здание с подвалом, защищенным от подтопления и разрушений от воздействия подземных вод.

Все материалы для строительства фундаментной монолитной плиты можно приобрести в шаговой доступности.

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

• Зафиксируйте металлическую конструкцию каркаса, обеспечив расстояние до формируемой бетонной поверхности не менее 5 см.

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.

Ленточный фундамент на заглубленной плите

В проектах с подземным этажом высота ленточной части плитного фундамента достигает 2 – 2,5 метров. Это осложняет бетонирование за один прием ввиду больших объемов смеси. Поэтому часто применяется технология поэтапной заливки. Вертикальные перемычки запрещено монтировать в углах, обрезать арматуру для установки щитов. Поэтому применяются щиты с пропилами, в которые пропускают стержни, оставшиеся щели заполняют монтажной пеной.

При поэтапном бетонировании следующий участок можно заливать после набора 50% прочности предыдущим. Место стыка зачищается металлической щеткой, паром, шлифмашинкой. Вся пленка с поверхности застывшего бетона должна быть удалена полностью.

Ввиду больших объемов бетонирования для опалубки требуется много пиломатериала, фанеры. При обработке внутренней поверхности щитов полиэтиленовой пленкой после распалубки эти материалы можно использовать в дальнейшем (перегородки, черновые полы, кровля, стропильная система).

Двух поясов армирования при такой высоте ленты уже недостаточно, добавляются еще пояса каждые 50-70 см в средней части. Размер хомутов при этом увеличивается могут потребоваться дополнительные элементы для обеспечения стабильной геометрии (прокладки по бокам для защитного слоя).

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.

РАСЧЕТ АРМИРОВАНИЯ ПЛИТНОГО ФУНДАМЕНТА

Схема фундаментной сваи.

Чтобы рассчитать количество арматуры, нужно руководствоваться типом и формой фундамента. Их можно определить, исходя из нагрузки на фундамент и несущей способности грунта. Как пример, можно сделать расчет арматуры для дома, размер которого составляет 6х10 м и имеет 2 внутренние стены.

Будут использоваться стержни, которые имеют ребристую поверхность. Таким требованиям отвечает арматура класса А3. Толщину арматуры взяли диаметром 10 мм. Нужно помнить тот факт, что чем толще стержни, тем прочнее будет фундамент. Толщину арматурного прута необходимо подбирать с учетом массы дома и типа грунта, на котором он расположен. Если грунт, на котором будет располагаться будущее строение, довольно плотный и его несущая способность высокая, то деформация фундамента будет меньше. При постройке щитового, каркасного или легкого деревянного дома, где будет иметься грунт, у которого будет несущая способность хорошей, можно будет применить стержни диаметром 10 мм. Если же будут использоваться плитный фундамент и грунт со слабой несущей способностью, то в этом случае нужно использовать арматуру, диаметр которой составляет 14-16 мм. Шаг сетки каркаса из арматуры делают 20 см (0,2 м). Расчет количества будет выглядеть следующим образом:

((10/0,2)+1) = 51 шт. прутков по 10 м.

((6/0,2)+1) = 31 шт. прутков по 6 м.

51 + 31 = 82 шт. прутков.

Схема опалубки для сваи.

Так как фундамент плитный, то в нем используется 2 армированных пояса: нижний и верхний. В нем нужно удвоить количество прутов. Получается 164 прута, из них 102 шт. длиной по 10 м и 62 шт. длиной по 6 м. В итоге получается:

102 * 10 = 1020 м.

62 * 6 = 372 мм.

1020 + 372 = 1392 м.

Нижнюю сетку стержней нужно соединить между собой. Соединения делаются в месте пересечения поперечных и продольных прутов. Рассчитывается количество соединений:

51 * 31 = 1581 соединение.

Если используется плита, толщиной 200 мм. И расстояние поверхности плиты до каркаса 50 мм, то 200 – 50 – 50 = 100 мм или 0,1 м.

1581 * 0,1 = 158, м.

158,1 + 1392 = 1550,1 м. – необходимое количество стержней для плитного фундамента.

Рассчитывается вязальная проволока:

51 * 31 * 2 = 3162 соединения.

Соединять нужно вдвое сложенной вязальной проволокой. Длина куска проволоки -15 см. Умножается на 2, получается 30 см. Количество вязок в местах соединений умножается на количество соединений и получается 6324 шт.

6324 * 0,3 = 1897,2 м проволоки.

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.