Расчет армирования столбчатого фундамента

Обновлено: 18.05.2024

Как провести армирование столбчатого фундамента: способы, схемы и технология

При строительстве столбчатого фундамента, когда расстояние между отдельными столбами достигает свыше 2,5 м, принято возводить усиленный ростверк в виде монолитной балки из железобетона (рандбалка). Для этих целей допускается применять стальные балки (двутавр, швеллер) с обязательной антикоррозийной защитой элементов. Посмотрите видео, как возвести столбчатый фундамент.

О некоторых преимуществах возведения столбчатых фундаментов уже упоминалось выше, кроме быстрой сборки и невысокой сложности работ, фундамент из отдельных столбов отличается от других конструкций основания следующими показателями:

Экономичность – стоимость фундамента из столбов обычно ниже на 15-30%.
Столбчатые фундаменты требуют незначительных затрат на приобретение основных материалов, а также требует почти в 2 раза меньше трудозатрат, чем фундаментные основания ленточного типа.
Столбчатые основания работают как отдельные опоры, поэтому фундамент имеет меньшее давление на грунтовое основание, а в связи с этим и меньшую осадку.
Морозное пучение, губительно действующее на фундаменты легких индивидуальных построек, можно компенсировать специальной обработкой стенок возведенных столбов.

Уменьшают трение стенок фундаментного основания на грунт такие материалы, как эпоксидные смолы; полимерные пленочные материалы; битумная мастика; пластические смазочные составы: солидол «С», ЦИАТИМ-201, БАМ-3, БАМ-4.

Для защиты фундамента от негативного воздействия влаги и низких температур необходимо устраивать отмостку, которая выполняется с уклоном от стен здания. Отмостка помогает отвести от стен постройки дождевую и талую воду.

Правила вязки

Вязать арматуру для силового каркаса можно несколькими способами:

Ручная вязка стальным крючком и кусачками.
Полуавтоматическая вязка специальным крючком, который может находится в реверсивном движении.
Автоматический способ с применением пистолета или шуруповерта с насадкой для вязания проволоки.

Занимаясь частным домостроением, собственник может заказать готовый армокаркас на специализированном предприятии.

Несмотря на высокое качество сборки готовой конструкции, при этом возникают дополнительные расходы, связанные с ее доставкой на стройплощадку. Поэтому строителю целесообразно разобраться с технологией и самому выполнить все работы.

Подготовка

Мероприятия, которые следует выполнить перед началом вязки:

Расчет суммарных нагрузок на фундамент.
Разработка чертежа и рабочего эскиза армокаркаса.
Выбор оптимальной марки арматурных стержней (от класса стали и диаметра стержней зависит допустимый угол изгиба).
Определение потребности в количестве арматуры (расчет проводится по схеме вязки).
Подготовка инструментов для вязания.

Укладка арматурной сетки

При укладке силовой конструкции для плиты соблюдают следующие требования:

Арматуру укладывают в двух направления, формируя квадратные ячейки с максимальным размером 300 на 300 мм. Шаг ячейки уменьшается под несущими стенами. В центральной части размер ячейки может быть максимально большим (до 0,3% армирования).
Фрагменты сетки размещают предельно близко к нижней и верхней граням, учитывая 30 мм защитного слоя.
Стержни сеток по торцам соединяют между собой П-образными хомутами.
В местах стен и колонн оставляют выпуск вертикально арматуры для усиления конструкции.

Технологические этапы и схема вязки армирующего каркаса

Порядок действий зависит от метода вязания элементов. Алгоритм операций при ручной вязке будет следующим:

Укладывают продольные и поперечные арматурные стержни на рабочей площадке.
Нарезают заготовки длинной от 15 до 20 см из вязальной проволоки.
Сгибают заготовки по центру.
В узле стыковки арматурных стержней диагонально размещают согнутую проволоку.
В сформированную петлю продевают крючок.
Втягивают концы проволоки в петлю.
Проворачивают крючок, добиваясь необходимой силы затяжки.

Особенности процесса и инструмент

Нюансы вязания армокаркаса:

При толщине монолитной плиты от 150 мм формируют силовую конструкцию из двух ярусов решетки, соединенных между собой вертикальными прутками.
При толщине плиты менее 150 мм размер ячейки может быть в пределах от 200 на 200 до 400 на 400 мм.
Для жесткого соединения элементов используют отожженную проволоку.

Выбор инструмента для вязания силовой конструкции подбирается индивидуально:

Для разового монтажа используют вязальный крючок (покупной или самодельный), кусачки, круглогубцы. Если есть возможность, применяют реверсивный инструмент.
Для изготовления армокаркаса в промышленных масштабах используют автоматический пистолет.

В чем заключаются особенности армирования?

Армирование столбчатых фундаментов – это залог крепкой, надежной, долговечной постройки. Небольшие изгибные усилия могут разорвать бетон, несмотря на то, что данный материал выдерживает большие нагрузки. Специалисты считают, что это основной недостаток данного материала, который необходимо учитывать при выполнении работ.

На столб фундамента воздействуют следующие нагрузки:

на сдвиг – либо происходит сдвижение плотного слоя по водонасыщенному грунту, либо осуществляются подвижки грунта в горизонтальном направлении;
на сжатие материалов – вес постройки;
на разрыв – в зимний период пучения земли стенки сжимаются, в результате чего отрываются от подошвы.

Еще одна зона армирования – это ростверк. Так называют горизонтально расположенную часть фундамента, которая передает и воспринимает вес от стен здания на сваи. Помимо этого фактора также играет роль предназначение ростверка – оно состоит в равномерном распределении нагрузки за счет объединения свай в единое целое

Поэтому и важно при устройстве ростверка обеспечить качественную жесткость соединяющих узлов

Разновидности оснований на опорах.

В современном строительстве кроме столбчатых используют и другие типы облегченных фундаментов с отдельно стоящими опорами. Это могут быть:

свайные:
забивные;
свайно-ростверковые;
буронабивные;
винтовые;
комбинированные;
другие типы фундаментов с аналогичными свойствами.

Ранее мы писали подробный статьи про монолитный и свайный фундамент, пожалуйста ознакомтесь! Для столбчатых фундаментов после ручного отрытия котлованов под вертикальные опоры используют:

Монолит

Обычно так называют монолитный железобетон на портландцементе. Этот материал бывает как товарного (покупного) типа, доставляемый к мечту строительства в самосвалах или в миксерах на автомобильном ходу, так и самостоятельного приготовления в электрических бетономешалках шнекового или роторного типа. Исходя из того, что столбики являются центрально нагруженными они армируются соответствующим пространственным каркасом из арматурных стержней и проволоки с выпуском наружу. При использовании для горизонтальных балок металлопроката, их концы для жесткости можно связать с арматурными выпусками каркасов столбиков при помощи дуговой или газоацетиленовой сварки. Также можно поступить и с железобетонными балками, связав рабочую арматуру со столбиками.

Устройство столбчатого железобетонного столба

Кирпич

Обыкновенный обожженный глиняный красный кирпич в период до 1917 года часто использовался для изготовления столбиков. Кирпич того времени, изготавливаемый путем выдавливания правильно перемешанной и сбалансированной глиняной массе, а также грамотно организованного обжига в кольцевых печах Гофмана, имели высокую плотность, пластичность и прочностные характеристики (после разборки старых построек встречается кирпич с прочностью, превышающей распространенные марки бетона, то есть выше 200 кг/см²), в то время как современный прессованный плохо обожженный кирпич с неоднородной внутренней структурой в своей массе едва дотягивает до прочности в 75 кг/см².

Блоки

До появления железобетона (патент Монье, 1867 год, Франция, регулярное использование в строительстве – начало XX века) столбчатые фундаменты из каменных блоков были самыми распространенными. Сейчас блоки различают на:

искусственные, изготовленные с использованием того же портландцемента с заполнителями в виде золы, шлаков, других отходов производственных процессов;
натуральные;
осадочные (известняк, ракушечник, доломит, туф и другие);
вулканические (гранит, лабрадорит, габро).

Блоковый столбчатый фундамент

Как избежать ошибок?

Есть несколько типичных ошибок, которые влияют на прочность всего будущего строения.

Например:

Арматура не сцепляется с бетоном, так как окрашена, загрязнилась. Необходимо обеспечить максимальную адгезию со смесью.
Как арматуру применяют металлолом. Подобные материалы не подходят для возведения столбчатого фундамента.
Соединение пересечений и узлов методом крест-накрест – неправильный подход. Пользоваться им не стоит.

Экономить при закладке фундамента также не рекомендуется – важно тщательно соблюдать диаметр прутка, выполнять двуслойное армирование, располагать каркас на необходимом расстоянии от опалубки

Технология армирования столбов

Арматурный каркас бетонного столба состоит из нескольких вертикальных прутков. Диаметр арматуры составляет 10-12 мм. Для армирования столбчатых фундаментов применяется только арматура класса А-III (ребристая).

Горизонтальная составляющая каркаса формируется из более тонкой гладкой монтажной арматуры диаметром 6 мм. Требования к горизонтальным элементам невысоки: в их задачу входит лишь соединение вертикальных стержней в единую конструкцию.

Длина вертикальных элементов рассчитывается таким образом, чтобы их верхние торцы выступали над поверхностью бетонной заливки на 10-20 см. Свободные концы используются в дальнейшем для привязки ростверка к столбам.

Схема армирования столбчатого фундамента:

рассчитывается необходимое количество арматуры;
отрезаются стержни необходимой длины;
вяжется каркас;
полученная конструкция опускается внутрь опалубки (на этом этапе надо следить, чтобы между досками опалубки и арматурой сохранялся зазор до 50 мм);
осуществляется заливка бетона.

В процессе заполнения опалубки бетонной смесью каркас необходимо периодически встряхивать. Арматура должна быть полностью очищена от грязи, в противном случае прилипание бетона к металлу будет затруднено.

Вязка арматуры

Столбчатые фундаменты обычно имеют небольшие размеры, так что для вязки арматуры будет достаточно автоматического или обычного крюка.

Схема вязки несложна:

отрезается кусок проволоки длиной 300 мм и складывается вдвое;
по диагонали крестовины арматуры заносится полученная петля и выносится к ее концам;
крюк продевается в проволочную петлю;
затем инструмент прокручивается, цепляя при этом концы проволоки.

Изготовление столбчатого фундамента из кирпича

Таким образом создается соединение (связывание) арматуры в местах ее пересечения.

Армирование столбчатого фундамента: полезные рекомендации

Определение необходимого количества прутка для армирования в бетонном элементе происходит следующим принципом – суммарное сечение арматуры в используемом бетоне должно составлять от 02 до 0, 25 % от имеющегося сечения столбчатой опоры либо балки;
Наиболее оптимальным и грамотным соотношением диаметра армирующего прутка к поперечному размеру устанавливаемой балки считается от 1 к 20 и от 1 к 25;
Элементы, подлежащие закладке, должны размещаться в бетон на минимальном расстоянии 2,5 (и вплоть до 3,5 см) от поверхности требуемой балки;
Армировать столбчатые опоры фундамента можно в форме пространственного каркаса. Отдельные его пруты необходимо перевязать мягкой проволокой с целью фиксации их местоположения в опалубке вплоть до заливки имеющейся формы бетоном.

Понятие, требования и нормы

Процедура требует соответствия определенной нормативной документации:

СНиП 52-01-2003;
СП 50-101-2004;
СНиП 2.01.07-85;
СНиП 3.02.01-87.

Процедура позволяет переместить основную нагрузку с поверхности столба в слои бетона, которые лежат более глубоко, способствует соединению бетонных опор с ростверком и положительно влияет на срок эксплуатации железобетонных конструкций. Наличие арматурного каркаса снижает риск разрушения сооружения в целом.

Как правильно армировать ленточный фундамент

Для совместной работы бетона и арматуры необходимо четко следовать правилам и схеме армирования ленточного фундамента, изображенной на рисунке ниже:

размеры фундамента должны позволять свободно и правильно разместить арматурные каркасы;
в арматурном каркасе должно быть не менее четырех продольных прутьев;
рабочие стержни необходимо располагать с таким расчетом, чтобы обеспечить совместную работу арматуры и бетона, правильную стыковку арматуры и заливку фундамента;
необходимо обеспечить требуемый защитный слой бетона, чтобы обеспечить сохранность арматуры от воздействий окружающей среды, для фундаментов он должен быть не менее 5 см;
продольную стыковку арматуры нужно проводить внахлест, длина его должна составлять не менее 60 диаметров арматуры и не менее 25 см;
расстояние между продольными хомутами должно быть в пределах 30-80 см;
при плотном расположении арматуры нужно использовать бетон с мелкими заполнителями.

Основы расчета ленточного фундамента

Важное значение для расчета арматуры для фундамента имеет глубина заложения, действующие нагрузки и ширина рабочего сечения основания. Ленточный фундаментИсточник eurohouse.ua

Ленточный фундаментИсточник eurohouse.ua

Определение глубины заложения

Отметку подошвы основания выбирают в зависимости от вида грунта:

Сбор нагрузок

На этом этапе расчета суммируют все возможные нагрузки, действующие на фундамент:

собственный вес;
массу стен, плит перекрытия, крыши, кровли, полов и отделки;
воздействие от людей, сантехнического оборудования, мебели, перегородок, находящихся внутри здания;
нормативную снеговую нагрузку.

Вся информация содержится в таблицах СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

Ширина подошвы

При расчете размера подошвы учитывают предельное давление на грунт и нагрузку от строения на несущие участки фундаментных балок. В малоэтажном строительстве, как правило, используют конструкции шириной 20-40 см.

Схема и подсчёт металла

Потребность в металле и предположительные затраты легко подсчитать, если нарисовать схему армирования ленточного фундамента со всеми продольными, поперечными и вертикальными прутьями. Арматура продаётся на вес, поэтому при подсчёте следует учитывать диаметр арматуры, возможно комплектование каркаса металлом разных диаметров и видов рифления.

Для армирования фундаментов применяется арматура различных марок и диаметров, в основном распространены арматурные стержни диаметром 10 -14 мм, гладкие и ребристые. Для укладки поперечных соединений допустимо использовать круглую гладкую арматуру меньшего диаметра.

Самый распространённые виды арматуры для фундаментов изготовлены из стали марок М35ГС и М25ГС, длина стержней до 12 м, диаметр от 10 до 40 мм.

Расчеты

В индивидуальном строительстве расчет армирования столбчатого фундамента сводится к определению количества арматуры. Для изготовления арматурного каркаса под столб диаметром 200 мм и глубиной заложения 2 метра достаточно четырех вертикальных прутков диаметром 12 мм.

Расстояние между ними составляет 200 мм. Прутки перевязываются горизонтальными элементами в четырех местах (с шагом 500 мм).

всего ребристой арматуры на один столб понадобится (2 + 0,2) х 4 = 8,8 метра. В данном количестве учтен припуск 0,2 м на привязку ростверка;
количество гладкой арматуры диаметром 6 мм составит 0,2 х 4 х 4 = 3,2 метра;
для вязки каркаса необходимо заготовить проволоки 0,3 х 4 х 4 = 4,8 метра.

Полученные результаты надо умножить на количество столбиков.

Таким же способом рассчитывается количество арматуры для армирования монолитных столбчатых фундаментов любых геометрических размеров.

Хотите сделать себе теплые водяные полы под плитку своими руками?

Перед Вами вопрос, как устроен водяной тёплый пол в деревянном доме с деревянными перекрытиями?

Армирование подошвы столбчатого фундамента

Подошвы столбов усиливаются при помощи специальных сеток, которые называются арматурными.

Расчет армирования подошвы столбчатых фундаментов проектировщики выполняют по схеме консоли, которая воспринимает на себя отпор грунта. Однако в частном строительстве таких сложных математических выкладок никто не делает.

Анализ производимых расчетов показал, что при относительно небольших нагрузках для усиления подошвы достаточно арматурной сетки с диаметром элементов 5-6 мм.

Однако в строительных нормах не допускается применять армирующий каркас с диаметром элементов менее 12 мм. Поэтому специалисты рекомендуют усиливать подошву столбчатого фундамента под легкую постройку сеткой из арматуры диаметром 12 мм и ячейкой 200 х 200 мм.

Кстати, армирование столбчатого фундамента сеткой практикуется при изготовлении столбов из кирпича. В таких случаях через каждые четыре – пять рядов кирпичной кладки прокладывается арматурная сварная сетка.

Установка решеток в траншеи

Две решетки готовы, можно укладывать в траншею и опалубку. Но перед этим надо установить на дно подставки, которые обеспечивают нахождение армирующего каркаса в теле бетонной конструкции. То есть, обеспечивать расстояние от плоскостей фундамента – 5-8 см. Можно использовать готовые изделия из металла, изготавливают их своими руками из остатков арматуры, другого стального профиля, используют цельные кирпичи, камень подходящего размера.

Решетки устанавливаются строго вертикально по отвесу и крепятся между собой поперечными элементами каркаса. Начинать крепление нужно снизу, поднимаясь вверх.

Готовые подставки под фундамент

Правила и параметры расчёта

Подсчёт арматурных стержней состоит из двух частей: расчет продольной и расчет вертикальной и поперечной арматуры.

Продольные отрезки

Для формирования двухпоясного армирования устанавливают 4 продольных стержня периодического профиля по всему периметру фундамента. При длине ленты 24 м арматуры потребуется 24 х 4 = 96 м, с припусками это составит 100 м.

Вертикальные и поперечные прутки

Связанные между собой отрезки образуют раму, в углах которой проходят продольные стержни. Их подсчёт зависит от ширины и высоты ленты. При высоте 100 см и ширине 40 см ленты потребуются поперечные отрезки длиной 30 см и вертикальные связи высотой 92 см (вычитаем нижний зазор 50 мм и верхний защитный слой бетона 30 мм из 1000 мм).

Для периметра длиной 24 м и чередования рамок с промежутком 300 мм нетрудно подсчитать, что для вертикальных прутков понадобится гладких стержни ø 8 мм общей длиной (24000/300) х 2 х 0,92 м = 147,2 м. Потребность в поперечной арматуре составит(24000/300) х 2 х 0,3 = 48 м.

Исходя из предыдущего, можно суммировать потребность в арматуре для фундамента длиной 24 м:

вертикальные прутки ø 8 мм – 150 м;
поперечные стержни ø 6 мм – 50 м;
продольная периодическая арматура ø 12 мм – 100 м.

Армирование углов

В конструкции ленточного фундамента самое слабое место — углы и примыкание простенков. В этих местах соединяются нагрузки от разных стен. Чтобы они успешно перераспределялись, необходимо арматуру грамотно перевязать. Просто соединить ее неправильно: такой способ не обеспечит передачу нагрузки. В результате через какое-то время в ленточном фундаменте появятся трещины.

Правильная схема армирования углов: используются или сгоны — Г-образные хомуты, или продольные нитки делают длиннее на 60-70 см и загибают за угол

Чтобы избежать такой ситуации, при армировании углов используют специальные схемы: пруток с одной стороны загибают на другую. Этот «захлест» должен быть не менее 60-70 см. Если длины продольного прутка на загиб не хватает, используют Г-образные хомуты со сторонами тоже не менее 60-70 см. Схемы их расположения и крепления арматуры приведены на фото ниже.

По такому же принципу армируются примыкания простенков. Также желательно арматуру брать с запасом и загибать. Также возможно использование Г-образных хомутов.

Схема армирования примыкания стен в ленточном фундаменте (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Обратите внимание: в обоих случаях, в углах шаг установки поперечных перемычек уменьшен в два раза. В этих местах они уже становятся рабочими — участвуют в перераспределении нагрузки

Расчет монолитного столбчатого фундамента вручную

Добрый день!
Мне дали задание просчитать фундаменты под стальные колонны полигона. Фундаменты монолитные, столбчатые, с одной ступенью.
Считать все фундаменты я буду в Мономахе или в BASE, но сейчас села разбираться с ручным расчетом по ПОСОБИЮ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФУНДАМЕНТОВ НА ЕСТЕСТВЕННОМ ОСНОВАНИИ ПОД КОЛОННЫ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83), чтоб понять вообще как это считается и проверить затем машинный расчет на одном из фундаментов.
Кто-нибудь вообще считал вручную когда-нибудь такие фундаменты?
У меня дело застопорилось пока на нескольких вопросах.

1. Расчет плитной части на обратный момент..
- нужно ли его делать, если у меня трапецивидная эпюра давления на грунт?
- там в пособии нагрузка от пола дана на всю длину фундамента? а на самом же деле нагрузка только внутри здания. поэтому какие величины b и l брать в формулах - фактические?
- в данном расчете вообще никак не учитывается момент от колонны?

2. Подбор арматуры плитной части фундамента
- как найти Nci - что это вообще такое?
- если у меня всего 1 ступень в фундаменте, то я считаю арматуру в одном сечении и ее же принимаю для всей плитной части?

Как правильно армировать столбчатые фундаменты

Как сделать армирование столбчатого фундамента своими руками

Бетон характеризуется высокой степенью прочности на сжатие, поэтому под легкие постройки на изготовление фундаментных столбов используется именно этот материал.

Однако у него есть один весьма существенный недостаток: он не очень хорошо переносит нагрузки на растяжение и изгиб.

Поэтому при строительстве зданий и сооружений средней тяжести и на неблагополучных грунтах практикуется армирование столбчатого фундамента с ростверком.

Технология армирования столбов

Схема армирования столбчатого фундамента:

рассчитывается необходимое количество арматуры;
отрезаются стержни необходимой длины;
вяжется каркас;
полученная конструкция опускается внутрь опалубки (на этом этапе надо следить, чтобы между досками опалубки и арматурой сохранялся зазор до 50 мм);
осуществляется заливка бетона.

Вязка арматуры

Схема вязки несложна:

отрезается кусок проволоки длиной 300 мм и складывается вдвое;
по диагонали крестовины арматуры заносится полученная петля и выносится к ее концам;
крюк продевается в проволочную петлю;
затем инструмент прокручивается, цепляя при этом концы проволоки.

Таким образом создается соединение (связывание) арматуры в местах ее пересечения.

Расчеты

всего ребристой арматуры на один столб понадобится (2 + 0,2) х 4 = 8,8 метра. В данном количестве учтен припуск 0,2 м на привязку ростверка;
количество гладкой арматуры диаметром 6 мм составит 0,2 х 4 х 4 = 3,2 метра;
для вязки каркаса необходимо заготовить проволоки 0,3 х 4 х 4 = 4,8 метра.

Полученные результаты надо умножить на количество столбиков.

Хотите сделать себе теплые водяные полы под плитку своими руками?

Армирование подошвы столбчатого фундамента

Подошвы столбов усиливаются при помощи специальных сеток, которые называются арматурными.

Армирование ростверка столбчатого фундамента

Для армирования плитной части столбчатого фундамента (плитного ростверка) в ее тело укладывают в два слоя арматурной сетки. Они должны быть изолированы друг от друга защитным слоем бетона. Расстояние между прутьями арматуры составляют 200 мм.

Для придания каркасу пространственности горизонтальные сетки соединяются между собой вертикальными отрезками. Их длина должна быть минимальной – в противном случае арматурный каркас потеряет устойчивость, а его запас прочности снизится.

Армирование ленточного ростверка не отличается от плитного. Только условия монтажа арматурного каркаса разные: при устройстве ленты действия арматурщика ограничивают размеры опалубки. Но в обоих случаях арматурный каркас вяжется непосредственно в опалубке.

При армировании столбчатых фундаментов своими руками обычно используют арматуру следующих диаметров:

продольные элементы – 10-12 мм;
поперечные – 6-8 мм.

Арматурный каркас полностью заливается бетонной смесью, но расстояние от его верхнего пояса до поверхности ростверка не должно превышать 30-50 мм.

Видео о нюансах армирования фундамента.

Как провести армирование столбчатого фундамента: способы, схемы и технология

После этапа проектирования любого сооружения начинается этап закладки основания.

Фундаменту приходится взять на себя нагрузки разного характера: при движении почвенного слоя, из-за того что здание давит на основание собственной массой, из-за сезонных колебаний температуры.

Столбчатый фундамент подходит для каркасных конструкций и широко применяется сегодня. Чтобы здание с подобным основанием служило дольше, для усиления опор столбчатого фундамента проводят армирование.

Понятие, требования и нормы

Процедура требует соответствия определенной нормативной документации:

Проведение армирования снижает неблагоприятный эффект, который может возникнуть из-за скачкообразного разрушения основания. Обрушение опор будет происходить не так быстро, конструкция постепенно расползется.

Как армируют — способы и чертеж

Существуют два метода проведения процедуры:

Под все опоры подготавливаются скважины или котлованы на заложенную в проекте глубину. По ширине углубление должно слегка превышать ширину будущей опоры. В котловане монтируется опалубка, ее верхняя часть должна подниматься над грунтом на 50 см. Когда опалубка готова, создается арматурный каркас.
На указанную по плану глубину производится забуривание скважин – здесь потребуется специальная техника. Опалубка потребуется только для надземной части основания. Такой метод более прост в выполнении и относится к современным методам, однако он требует грунта определенной плотности.

Схема армирования фундамента:

Когда арматурный каркас устанавливается на место, производится заливка бетонной смеси.

Бетонирование столбов под основание обязательно происходит по одному уровню. Если появляются неровности, для их исправления используют ростверк. Опалубка убирается, когда бетонная смесь наберет прочность. Котлован засыпается.

Арматура, требования к ней и расчет

Под фундамент здания обычно берут металлические прутья, класс А III и выше.

Сечения:

холоднотянутый прут – не меньше трех миллиметров;
горячекатаный – не менее шести миллиметров.

Сталь должна относиться к классу 15 или выше. Обязательна обработка составами, препятствующими возникновению коррозии.

Возможно применение и арматуры из композитных материалов. Она проще в монтаже, более упругая, более жесткая и не такая пластичная. Преимуществом композита является неподверженность коррозирующим процессам, этот материал хорошо выдерживает вертикальную нагрузку и не образует мостиков холода.

Главный нюанс при использовании композита – сращивание с ростверком осуществляется с помощью специального приспособления.

Диаметр прутков и как рассчитать их количество?

Основа арматурного каркаса: вертикальные элементы – ребристые прутки с диаметром 1-1,2 см.

Горизонтальные связующие элементы изготавливаются из монтажной арматуры с сечением в 6-8 мм.

Они необходимы для соединения вертикальных в общую конструкцию.

Верхние концы вертикальных прутьев должны выступать из бетонной смеси на высоту в десять-двадцать сантиметров от уровня заливки. Они требуются для привязки ростверка.

Объем требующихся для процедуры прутьев определяют так: общее значение диаметра их в бетонном основании не должно превышать 0,25 процентов от диаметра столба-основания. Рекомендуемый вариант соотношения диаметров 1 к 25.

Визуально расчет выглядит так:

Бетонная смесь должна обходить арматурный каркас слоем не менее двадцати пяти миллиметров, что позволит защитить металл от коррозии.

Для столбов подойдет и пространственный каркас, в котором прутки между собой соединены вязальной проволокой. Положение фиксируется до начала бетонирования.

Чтобы получить каркас для столба в 20 см диаметром при глубине закладки фундамента в два метра, требуется четыре вертикальных прута. Сечение не менее 10 мм, лучше двенадцать. Шаг для перевязки 50 см, а значит, потребуется четыре места горизонтальных соединений.

Принцип расчета выглядит так:

количество ребристых прутьев (длина) рассчитывается с учетом припуска в 200 мм, который необходим для проведения привязки ростверка. Получается, что на один столб надо (2+0,2)*4=8,8 метров прутка сечением 10-12 мм;
для выполнения горизонтальных соединений количество гладкой арматуры рассчитывается перемножением 0,2*4*4=3,2 метра прутка диаметром 6-8 мм;
чтобы посчитать объем проволоки для вязки каркаса, останется выполнить такое действие 0,3*4*4=4,8 метра.

Получив количество материала, требующегося на один столб, остается только перемножить это на общее число столбов.

Схема расчета применяется для разного типа фундаментов. Если основание мелкозаглубленное, то в почву оно опускается не более чем на шестьдесят сантиметров, соответствующим образом корректируется расчет.

Технология

Подготовительный этап предусматривает расчет количества арматуры и нарезку прутьев необходимой длины. Когда закончены все подготовительные работы, готовы материалы, есть необходимое количество готового прутка, можно приступать к закладке и вязке.

Схема закладки

Закладка арматурного каркаса предусматривает следующие этапы:

под опорные столбы устанавливаются пруты, диаметром от одного сантиметра. Для круглых применяют шесть прутков сечением 8 мм;
для усиления опорной подошвы применяют сварную сетку. Используется арматура с сечением от 6 до 8 мм. Она укладывается двумя рядами. Толщина закраин составляет не меньше пятнадцати см;
если столбы грибовидной формы, для них выполняют двойное армирование. В первом слое прутки выгибаются в форме перевернутой «Г», вертикальная часть равна по высоте опоре. В этом случае выгнутая сторона проходит подрезку по диаметру;
если у опорных элементов переменное ступенчатое сечение, подготавливают несколько каркасов, они соединяются вязальной проволокой между собой.

Арматура в скважине поправляется так, чтобы горизонтальные элементы расходились по кругу от центральной точки к периферии, после чего в скважину монтируется каркасная заготовка и заливается бетон.

Если необходим арматурный каркас для устройства ростверка, схема для него выполняется аналогично:

в железобетонную балку закладывают по два-три прутка с сантиметровым сечением;
на углах основы прутки загибают на двадцать или более сантиметров;
соединения укрепляют вязальной проволокой.

Этот метод помогает связать прутки опорных столбов с каркасом будущего ростверка. Закончив с этим, подают бетонную смесь.

Как вязать арматуру?

Для связки арматурных прутков требуется вязальная проволока небольшого сечения. В процессе используют специальный крюк.

Схема вязки:

подготавливается отрезок проволоки в тридцать сантиметров длиной, складывается вдвое;
петля проходит по диагонали перекрестия прутьев и выводится к концам проволоки;
в петлю заводится крюк, после чего проводится движение, в ходе которого зацепляются проволочные концы.

Использование вязки увеличивает прочность основания.

Как избежать ошибок?

Есть несколько типичных ошибок, которые влияют на прочность всего будущего строения.

Например:

Арматура не сцепляется с бетоном, так как окрашена, загрязнилась. Необходимо обеспечить максимальную адгезию со смесью.
Как арматуру применяют металлолом. Подобные материалы не подходят для возведения столбчатого фундамента.
Соединение пересечений и узлов методом крест-накрест – неправильный подход. Пользоваться им не стоит.

Сварка арматуры вместо применения вязальной проволоки снижает прочность на излом или растяжение.

Заключение

Прочность здания опирается на то, какую нагрузку способен выдержать его фундамент. Армирование позволяет существенно усилить основание, однако важно внимательно отнестись к выбору материалов и предварительному расчету. Выполнив процедуру правильно, можно значительно увеличить срок эксплуатации готового сооружения.

Для чего необходим и как грамотно произвести расчет столбчатого фундамента?

Чтобы создать конструкцию, нужно провести ряд предварительных мероприятий, включающих выявление характеристик грунта и исходных данных.

Как правильно осуществить расчет столбчатого фундамента, какие программы могут в этом помочь, подскажет информация ниже.

Основные параметры

инженерно-геологический отчёт с данными о глубине залегания грунтовых вод и структуре почвы;
информация об удельном весе строительных материалов;
уровень промерзания грунта и толщина снегового покрова.

Работы по изучению структуры почвы проводятся специалистами, в противном случае владелец строительного объекта должен провести необходимые мероприятия самостоятельно.

Чтобы определить возможность выполнения столбчатого фундамента, на участке выкапывают 2-3 шурфа, их глубина должна быть 0.5 м или больше от опорной подушки фундамента.

Если грунтовые воды залегают в этом промежутке, столбчатую конструкцию применять нельзя. Ее следует заменить на более устойчивую, что обойдется дороже.

Указанные значения характерны для слоя заложения более 1,5 м. При повышении на 50 см следует умножить величину на 1.4.

При расчете конструкции, основными факторами являются:

вес снежного покрова;
вес постройки;
вес бытовых коммуникаций.

По желанию, можно рассчитать каждый параметр, исходя из удельного веса конструктивных блоков. Это трудоемкий процесс, поэтому можно воспользоваться уже имеющимися данными в справочнике. В источниках есть следующая информация.

Таблица нагрузки материалов на фундамент:

Материал стены	Толщина, мм	Нагрузка, кг/м2
Бревна	240	135
Брус	150	120
Каркас с утеплителем	150	50
Пенобетон	D600300	180
Перекрытие между этажами по балкам из дерева	100
Чердачное перекрытие	150
Нагрузка перекрытий при эксплуатации	200
Плиты из бетона	350
Кровельная металлочерепица	30
Керамическая кровля	80
Шифер	50
Снежный покров	100

При расчете нужно учитывать и вес столбчатого фундамента. При этом необходимо его объем умножить на усреднённое значение массы железобетона. Оно составляет 2500 кг/м2. Наклон крыши влияет на указанный параметр.

Как рассчитать?

Выражение представляет собой зависимость веса постройки от установленного значения сопротивления почвы: S = 1.4 x P/Ro, где:

Чтобы произвести расчет, следует спроектировать расположение основных колонн и определить минимально необходимое количество. В результате можно вычислить размер сечения каждого участка под столб, разделив общую площадь поверхности на количество колонн.

Если в итоге значение составило до 40 см, оно остаётся неизменным. В случае необходимости сечения колонн 60 см и более, их число увеличивают по схеме. При этом промежутки между столбами нужно рассчитать с учётом равномерного распределения нагрузки на фундамент.

Если толщина составляет 40 см, допустимая площадь опорной конструкции должна быть больше сечения колонны в 1.5 раза. Основание опоры выполняется из железобетона в опалубке.

При этом обязательно оснастить его арматурой в 2 ряда и обеспечить слой щебня толщиной 10 см и более. Основание опоры должно размещаться в плоскости ниже отметки промерзания почвы на 40 см.

Примеры

Рассчитаем основание для конкретных построек.

Для каркасного дома

Исходные данные:

Определение отметки промерзания почвы необходимо, чтобы рассчитать на какой глубине должна находиться часть колонны под землёй.

В нормативных документах указано, что нижнюю часть столба нужно погружать в грунт не меньше 40 см ниже отметки промерзания. Поэтому, если уровень промерзания составляет 1,2 м, колонну нужно вкопать в почву на 1,6 м.

наружных и внутренних стен;
основания с ростверком;
стропильной структуры;
цокольной и чердачной основы;
кровли;
снегового покрова;
нагрузки при эксплуатации на этаже.

Каждая постройка имеет индивидуальные значения приведенных параметров, поэтому расписывать их нет смысла. К примеру, общий вес дома составляет 70 т. Количество столбов = вес дома(кг): предельную нагрузку от каждой колонны (кг) = 70000:5600 = 12.5.

Округлив результат, получим: 13 колонн необходимо для возведения столбчатого фундамента. Учитывая необходимость резерва устойчивости: 13*1.4=18 колонн.

Для бани

Для бани столбчатый фундамент из железобетона рассчитывается следующим образом. Баня будет иметь размеры 3*4 м. Нормативы требуют установки колонн не менее чем через 1,5 и не более чем через 3 м. Для примера возьмем среднее значение – через 2 м.

К полученной величине следует прибавить массу одной колонны. Объем колонны составляет 0.25 м3, а плотность материала указана в источнике (2500). Тогда вес столба будет равен: 0.25*2500 = 625 кг. Он создаст нагрузку на грунт: 3884+625 = 4509 кг.

Опорное сечение каждой колонны составляет 80*80 = 6400 см2. Предельные нагрузки на грунт зависят от значения устойчивости, равного 1.5 кг/см2, тогда: 6400*1.5 = 9600 кг. Это значительно больше величины рассчитанной нагрузки.

Следовательно, столбчатая конструкция при таких условиях будет устойчива к нагрузкам, полученным от бани размером 3*4 м. Если владелец участка посчитает нужным, он может уменьшить размеры опор, с учётом того, что вычисленные нагрузки не превысят допустимых параметров.

Как рассчитать столбчатый фундамент под баню, подскажет видео:

Специальные программы и сервисы

Ускорить расчет столбчатого фундамента можно с помощью специальных программ. Сервисы имеют достаточно возможностей, чтобы определить правильную нагрузку с учётом типа основания и структуры почвы.

Для работы в программе нужно указать размеры фундамента постройки, характеристики почвы. Сервис рассчитает тип и величину ростверка, объемы армирования. В итоге пользователь получит нужные параметры основания и информацию, на основе которой производились вычисления с указанием нормативных источников.

Кроме программ, есть масса онлайн-калькуляторов для вычислений параметров столбчатого фундамента. Они не менее удобны, потребуется лишь ввести базовые значения для расчета.

Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь.

Заключение

Читайте также: