Армирование ростверка на одиночной свае. Ростверк: что это такое, его виды и назначение Свайно ростверковый фундамент вязка арматуры

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.

Расчет свайного фундамента выполняется в зависимости от его типа. Важно понимать, что расчет буронабивных свай будет отличаться от вычислений для винтовых. Но во всех случаях требуется выполнить предварительную подготовку, которая включает в себя сбор нагрузок и геологические изыскания.

Изучение характеристик грунта

Несущая способность буронабивной сваи будет во многом зависеть от прочностных характеристик основания . В первую очередь стоит выяснить прочностные показатели грунтов на участке. Для этого пользуются двумя методами: ручным бурением или отрывкой шурфов. Грунт разрабатывается на глубину на 50 см больше, чем предполагаемая отметка фундамента.

Сбор нагрузок

Перед расчетом буронабивного фундамента также необходимо выполнить сбор нагрузок от всех вышележащих конструкций. Потребуется два отдельных вычисления:

Это необходимо потому, что отдельно будет выполнен расчет ростверка свайного фундамента и характеристик свай.

При сборе нагрузок необходимо уесть все элементы здания, а также временные нагрузки, к которым относится масса снегового покрова на крыше, а также полезная нагрузка на перекрытие от людей, мебели и оборудования.

Для расчета свайно-ростверкового фундамента составляется таблица, в которую вносится информация о массе конструкций. Чтобы рассчитать эту таблицу, можно пользоваться следующей информацией:

Конструкция
Каркасная стена с утеплителем, толщиной 15 см	30-50 кг/кв.м.
Деревянная стена толщиной 20 см	100 кг/кв.м.
Деревянная стена толщиной 30 см	150 кг/кв.м.
Кирпичная стена толщиной 38 см	684 кг/кв.м.
Кирпичная стена толщиной 51 см	918 кг/кв.м.
Гипсокартонные перегородки 80 мм без утепления	27,2 кг/кв.м.
Гипсокартонные перегородки 80 мм с утеплением	33,4 кг/кв.м.
Междуэтажные перекрытия по деревянным балкам с укладкой утеплителя	100-150 кг/кв.м.
Междуэтажные перекрытия из железобетона толщиной 22 см	500 кг/кв.м.
Пирог кровли с использованием покрытия из
листов металлической черепицы и металлических	60 кг/кв.м.
керамочерепицы	120 кг/кв.м.
битумной черепицы	70 кг/кв.м.
Временные нагрузки
От мебели, людей и оборудования	150 кг/кв.м.
от снега	определяется по табл. 10.1 СП "Нагрузки и воздействия" в зависимости от климатического района

Собственный вес фундаментов и ростверка определяется в зависимости от геометрических размеров. Сначала требуется вычислить объем конструкции. Плотность железобетона при этом принимается равной 2500 кг/куб.м. Чтобы получить массу элемента, нужно объем умножить на плотность.

Каждую составляющую нагрузки нужно умножить на специальный коэффициент, который повышает надежность. Его подбирают в зависимости от материала и способа изготовления. Точное значение можно найти в таблице:

Расчет сваи

На этом этапе вычислений необходимо определиться со следующими характеристиками:

• шаг свай;
• длина сваи до края ростверка;
• сечение.

Чаще всего размеры сечения определяют заранее, а остальные показатели подбирают исходя их имеющихся данных. Таким образом, результатом расчета должны стать расстояние между сваями и их длина.

Всю массу здания, полученную на предыдущем этапе, требуется разделить на общую длину ростверка. При этом учитываются как наружные, так и внутренние стены. Результатом деления станет нагрузка на каждый пог.м фундаментов.

Несущую способность одного элемента фундамента можно найти по формуле:
P = (0,7 R S) + (u 0,8 fin li), где:

• P - нагрузка, которую без разрушения выдерживает одна свая;
• R - прочность почвы, которую можно найти по таблицам, представленным ниже после изучения состава грунта;
• S - площадь сечения сваи в нижней части, для круглой сваи формула выглядит следующим образом: S = 3,14*r2/2 (здесь r - это радиус окружности);
• u - периметр элемента фундамента, можно найти по формуле периметра окружности для круглого элемента;
• fin - сопротивление почвы по боковым сторонам элемента фундамента, см. таблицу для глинистых грунтов выше;
• li - толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (находят для каждого слоя почвы отдельно);
• 0,7 и 0,8 - это коэффициенты.

Шаг фундаментов рассчитывается по более простой формуле: l = P/Q, где Q-это масса дома на пог.м фундамента, найденная ранее. Чтобы найти расстояние между буронабивными сваями в свету, из найденной величины просто вычитают ширину одного элемента фундамента.

Армирование буронабивных свай выполняется в соответствии с нормативными документами. Арматурные каркасы состоят из рабочей арматуры и хомутов. Первая берет на себя изгибающие воздействия, а вторые обеспечивают совместную работу отдельных стержней.

Каркасы для буронабивных свай подбираются в зависимости от нагрузки и размеров сечения. Рабочая арматура устанавливается в вертикальном положении, для нее используют стальные стержни D от 10 до 16 мм. При этом выбирают материал класса А400 (с периодическим профилем). Для изготовления поперечных хомутов потребуется закупить гладкую арматуру класса А240. D = минимум 6-8 мм.

Каркасы буронабивных свай устанавливаются так, чтобы металл не доходил за край бетона на 2-3 см. Это нужно для обеспечения защитного слоя, который предотвратить появление коррозии (ржавчины на арматуре).

Размеры ростверка и его армирование

Элемент проектируется так же, как и ленточный фундамент. Высота ростверка зависит от того, насколько нужно поднять здание, а также от его массы. Самостоятельно можно выполнить расчет элемента, который опирается вровень с землей, или немного заглублен в нее. Основа расчетов висячего варианта слишком сложна для неспециалиста, поэтому такую работу стоит доверить профессионалам.

Пример правильной вязки арматурного каркаса

Размеры ростверка вычисляются так: В = М / (L R), где:

• B - это минимальное расстояние для опирания ленты (ширина обвязки);
• М - масса здания без учета веса свай;
• L - длина обвязки;
• R - прочность почвы у поверхности земли.

Арматурные каркасы обвязки подбираются так же, как и для здания на ленточном фундаменте. В ростверке требуется установить рабочее армирование (вдоль ленты), горизонтальное поперечное, вертикальное поперечное.

Общую площадь сечения рабочего армирования подбирают так, чтобы она была не меньше 0,1% от сечения ленты. Чтобы подобрать сечение каждого стержня и их количество (четное), пользуются сортаментом арматуры. Также необходимо учитывать указания СП по наименьшим размерам.

Пример расчета

Чтобы лучше понять принцип выполнения вычислений, стоит изучить пример расчета. Здесь рассматривается одноэтажное здание из кирпича с вальмовой крышей из металлочерепицы. В здании предполагается наличие двух перекрытий. Оба изготавливаются из железобетона толщиной 220 мм. Размеры дома в плане 6 на 9 метров. Толщина стен составляет 380 мм. Высота этажа - 3,15 м (от пола до потолка - 2,8 м), общая длина внутренних перегородок - 10 м. Внутренних стен нет. На участке найдена тугопластичная супесь, пористость которой - 0,5. Глубина залегания этой супеси - 3,1 м. Отсюда по таблицам находим: R = 46 тонн/кв.м., fin = 1,2 тонн/кв.м. (для расчетов среднюю глубину принимаем равной 1 м). Снеговая нагрузка берется по значениям Москвы.

Сбор нагрузок делаем в форме таблицы. При этом не забываем про коэффициенты надежности.

Вид нагрузки	Расчет
Стены из кирпича	периметр стен = 6+6+9+9 = 30 м; площадь стен = 30 м*3м = 90 м2; масса стен = (90 м2* 684)*1,2 = 73872 кг
Перегородки изготовленные из гипсокартона не утепленные высотой 2,8 м	10м*2,8*27,2кг*1,2 = 913,92 кг
Перекрытие из ж/б плит толщиной 220 мм, 2 шт.	2шт*6м*9м*500 кг/м2 *1,3 = 70200 кг
Кровля	6 м*9 м*60 кг*1,2 /соs30ᵒ (уклон крыши) = 4470 кг
Нагрузка от мебели и людей на 2 перекрытия	2*6м*9м*150кг*1,2 = 19440 кг
Снег	6м*9м*180кг*1,4/cos30° = 15640 кг
ИТОГО:	184535,92 кг ≈ 184536 кг

Предварительно назначаем ростверк шириной 40 см, высотой 50 см. Длину сваи - 3000 мм, D сечения = 500 мм. Используем примерный шаг свай 1500 мм.
Чтобы рассчитать общее количество опор нужно 30 м (длину ростверка) поделить на 1,5 м (шаг свай) и прибавить 1 шт. При необходимости значение округляется до целого числа в сторону уменьшения. Получаем 21 шт.

Площадь одной сваи = 3,14 0,52/4 = 0,196 кв.м., периметр = 2 3,14 0,5 = 3,14 м.

Найдем массу ростверка: 0,4м 0,5 м 30 м 2500 кг/куб.м. 1,3 = 19500 кг.

Найдем массу свай: 21 3 м 0,196 кв.м. 2500 кг/куб.м. 1,3 = 40131 кг.

Найдем массу всего здания: сумма из таблицы + масса свай + масса ростверка = 244167 кг или 244 тонн.

Для расчета потребуется нагрузка на пог.м ростверка = Q = 244 т/30 м = 8,1 т/м.

Расчет свай. Пример

Находим допустимое нагружение на каждый элемент по формуле указанной ранее:
P = (0,7 46 тонн/кв.м. 0,196 кв.м.) + (3,14 м 0,8 1,2 тонн/кв.м. 3 м) = 15,35 т.
Шаг свай принимается равным P/Q = 15,35/8,1= 1,89 м. Округляем до 1,9 м. Если шаг получается слишком большим или маленьким, нужно проверить еще несколько вариантов, меняя при этом длину и диаметр фундаментов.

Для каркасов применяются пруты D = 14 мм и хомуты D = 8 мм.

Расчет ростверка. Пример

Нужно посчитать массу здания без учета свай. Отсюда М = 204 тонн.
Ширина ленты принимается равной М / (L R) = 204/ (30 75) = 0,09 м.
Такой ростверк использовать нельзя. Свесы стен кирпичного здания с фундамента не должны превышать 4 см. Ширину назначаем конструктивно 400 мм. Высота остается равной 500 мм.

Армирование ростверка свайного фундамента:

• Рабочее 0,1%*0,4*0,5 = 0,0002 кв.м. = 2 кв.см. Здесь достаточно будет 4 стержней диаметром 8 мм, но по нормативным требованиям используем минимально возможный диаметр 12 мм;
• Горизонтальные хомуты - 6 мм;
• Вертикальные хомуты - 6 мм.

Выполнение расчетов займет определенный промежуток времени. Но с их помощью можно сберечь деньги и время в процессе строительства.

Также вы можете рассчитать фундамент при помощи онлайн калькулятора. Просто нажмите на ссылку Расчет фундамента столбчатого типа и следуйте инструкциям.

Для обеспечения устойчивости возводимых строений применяются различные типы фундаментов, в том числе свайный. Такое основание положительно зарекомендовало себя при выполнении работ на мерзлых грунтах, в условиях наклонной стройплощадки, а также на слабых почвах с близко расположенными грунтовыми водами. Усиление стальной арматурой ростверковой конструкции позволяет сформировать прочную основу для будущего строения. Армирование ростверка свайного фундамента осуществляется на основании чертежа и результатов предварительно выполненных расчетов.

Что представляет собой ростверк

Далеко не все частные застройщики знакомы со специальными строительными терминами. Среди профессионалов часто можно услышать слово «ростверк». Рассмотрим, что он собой представляет.

Это нагруженный элемент свайной основы, который выполняет ряд ответственных задач:

• объединяет оголовки опор общим силовым контуром, усиленным арматурой;
• предотвращает возможность смещения опорных элементов от вертикальной оси.

На основании предварительно разработанной документации и специальных расчетов определяются размеры и конструктивные особенности ростверка.

Ростверк – это монолитный элемент основания здания, соединяющий отдельно стоящие столбы или сваи в единую систему

Для оснований с опорными колоннами применяются следующие конструкции:

• ленточная. Она объединяет расположенные под несущими стенами опоры в силовой контур с помощью цельной бетонной ленты;
• плитная. Конфигурация повторяет форму здания и объединяет оголовки опор с помощью монолитной плиты.

Существуют различные варианты ростверкового фундамента, каждый из которых имеет свои особенности:

• монолитный. Цельная конструкция формируется в результате твердения бетонного раствора, залитого в сборную щитовую опалубку;
• сборный. Состоит из изготовленных промышленным методом железобетонных элементов, которые опираются на колонны.

Несмотря на отличия в конструкции, все виды ростверка образуют прочную основу, обеспечивающую устойчивость капитальных стен здания. Обвязка оголовков свайных опор, расположенных в грунте, обеспечивает повышенный запас прочности. Это делает пространственную систему более жесткой и менее восприимчивой к влиянию нагрузок. Усиление стальными стержнями свайного и ленточного фундамента повышает ресурс эксплуатации строения, формируя монолитную основу.

Конструкция ростверкового фундамента

Ростверк основания свайного типа, представляющий цельную железобетонную ленту, может располагаться на различном уровне относительно грунта.

Ростверк представляет собой ленточную конструкцию, соединяющую отдельно стоящие сваи между собой

Для возведения стен зданий сооружаются различные виды ростверков, отличающиеся расположением относительно нулевой отметки:

• возвышающийся. Нижняя плоскость силового контура располагается выше уровня почвы не менее чем на 15 см. Высокая конструкция сооружается для облегченных зданий, строительство которых осуществляется на всех типах грунтов. Она является незаменимой для проблемных грунтов и требует надежного усиления стальной арматурой. Это обусловлено наличием свободного пространства между поверхностью почвы и бетонной окантовкой;
• расположенный на уровне почвы или наземный ростверк. Он формируется на песчано-щебеночной подушке без погружения в грунт. Главная особенность наземной конструкции – это касание бетонного монолита поверхности почвы с нулевым зазором. Такая конструкция применяется на стабильных почвах, которые не подвержены деформации в результате морозного пучения. При замерзании почвы велика вероятность нарушения целостности бетонного контура;
• не глубоко заглубленный. Опорная плоскость бетонного усиления опирается на щебеночно-песчаную подсыпку, расположенную ниже нулевой отметки в глубине приямка. Конструктивно такое основание похоже на фундамент ленточного типа, который выполняется на свайных опорах. Процесс сооружения довольно трудоемкий и связан со значительными расходами. Эта конструкция используется на грунтах с пониженной несущей способностью для строительства крупных строений.

Свайные фундаменты сооружают для возведения облегченных построек. Конструкция ростверка фундамента, представляющего бетонную окантовку, обеспечивает устойчивость таких строений. Ширина ленты соответствует толщине стен, а высота контура составляет не более 0,4 м.

Также ростверк выступает в качестве опорной поверхности, на которой возводятся стены здания

С какой целью выполняется армирование ростверка свайного фундамента

Необходимость укрепить фундамент строения с помощью арматурной решетки связана со свойствами бетонного состава. Бетон восприимчив к влиянию деформации, вызывающей растяжение и изгиб. В результате таких деформационных процессов возможно разрушение основания, хотя материал способен воспринимать значительные сжимающие нагрузки.

Усиление стальной арматурой ростверка свайного основания укрепляет конструкцию, повышает ее устойчивость, а также положительно влияет на долговечность возводимого строения. Мощный каркас, забетонированный в бетонной ленте, повышает прочность основания, компенсирует различные виды нагрузок и крутящих моментов.

С целью повышения прочностных характеристик свайной основы необходимо также укрепить опорные колонны. Находящиеся внутри опор арматурные прутки объединяются с ростверковой лентой в общий силовой контур.

Укрепление ростверка свайной основы с помощью арматуры обеспечивает:

• устойчивость бетонного массива, воспринимающего реакцию сил морозного пучения;
• повышение прочностных характеристик основы, на которую действует вес здания;
• защиту основания, которое сооружено из бетона пониженной прочности.

Используя стальную арматуру для укрепления ростверковой основы можно предотвратить влияние негативных факторов.

Потребность в укреплении монолитного ростверка арматурой обуславливается тем, что бетон как материал имеет высокую устойчивость к сжимающим нагрузкам, но при этом ему свойственно слабое сопротивление к нагрузкам на изгиб и растяжения

Укрепление свайного и ленточного фундамента – рекомендации специалистов

Профессиональные строители советуют для выполнения армирования применять пространственный каркас, состоящий из следующих элементов:

• прочных горизонтальных стержней с винтообразным рифлением поверхности. Используются арматурные прутки с маркировкой А3, изготовленные методом горячего проката. При диаметре 1,2–1,6 см они способны компенсировать расширенный диапазон нагрузок;
• перпендикулярно расположенных перемычек, уменьшенного диаметра. Они могут изготавливаться из рифленой проволоки диаметром 0,6–0,8 см. Стальные перемычки, опоясывающие продольные прутки, обеспечивают жесткость решетки и придают ей квадратную или треугольную форму.

Для формирования пространственного каркаса, наряду со стандартной арматурой, могут также применяться:

• прямолинейные отрезки стальной проволоки соответствующего диаметра;
• готовые перемычки без рифления, имеющие после загиба необходимое сечение.

При выполнении мероприятий по укреплению ленточной основы, опирающейся на опорные колонны, соблюдайте следующие требования:

• используйте как минимум четыре стержня, попарно расположенных в верхней и нижней плоскости пространственного каркаса;

Схема свайно-ростверкового фундамента

• при сборке располагайте горизонтальные прутки арматуры на расстоянии, равном 100–200 мм;
• соблюдайте интервал 250–350 мм между вертикально расположенными соединительными элементами;
• обеспечьте гарантированный зазор от прутков металлоконструкции усиления до поверхности бетона более 50 мм;
• надежно зафиксируйте собранный каркас, обеспечив невозможность его смещения при заливке бетона.

Зазор между прутками и бетоном позволяет:

• защитить элементы каркаса от попадания влаги, вызывающей процесс коррозии;
• правильно расположить каркас в бетоне и равномерно распределить нагрузки.

Для обеспечения стабильного зазора применяются специальные подкладки, произведенные из пластмассы.

Для чего необходим чертеж

Для правильного выполнения мероприятий по армированию необходимо выполнить разработку документации. Чертеж можно разработать самостоятельно или воспользоваться услугами профессиональных разработчиков.

Чертеж позволяет:

• определить потребность в стальных прутках для сборки;
• изготовить силовую конструкцию в соответствии с документацией.

Армирование Ленточного Фундамента

В профессионально выполненном чертеже содержатся следующие сведения:

• габариты каркаса;
• диаметр стержней;
• профиль прутков;
• шаг между проволочными перемычками;
• интервал между силовой арматурой;
• конструктивные особенности пояса.

На основании чертежа можно самостоятельно рассчитать длину стержней в поясах и общее количество перемычек. После разбивки применяемой арматуры по сортаментам, несложно рассчитать общую длину путем суммирования. Для заказа прутков необходимо знать их общий вес. Для этого суммарный метраж по каждому типоразмеру следует умножить на вес погонного метра для конкретного стержня.

Для обеспечения необходимой прочности следует вместо электросварки использовать вязальную проволоку для соединения элементов. Сварка создает зоны напряжений, а вязальная проволока прочно соединяет прутки, не нарушая структуры металла. Зная, что для обеспечения фиксации двух прутков требуется 25–30 см, несложно рассчитать общую потребность в вязальной проволоке. Для этого следует перемножить количество стыков на указанную длину.

Армирование ленточного ростверка выполняется посредством пространственного армокаркаса, состоящего из двух продольных поясов арматуры

Какие потребуются материалы и инструменты

Для выполнения работ по армированию необходимо подготовить следующие материалы, а также инструменты:

• арматуру, диаметр которой соответствует требованиям чертежа;
• специальное приспособление, облегчающее загиб стержней;
• проволоку для вязания элементов пространственного каркаса;
• крючок для вязания, ускоряющий производство работ;
• болгарку, позволяющую нарезать арматуру на заготовки.

Собранный арматурный каркас размещается внутри предварительно собранной опалубки на специальные подставки и заливается бетонным раствором.

Армирование свайно-ростверковой основы – этапы работ

После завершения установки опорных колонн, укрепленных арматурой, и монтажа опалубки можно начинать сборку пространственного каркаса. Он крепится к частям арматурных прутков, выступающим из свай. Фиксация производится с помощью проволоки для вязания.

Последовательность операций:

1. Нарежьте болгаркой заготовки, руководствуясь требованиями чертежа.
2. Установите на пластиковые опоры нижний ярус горизонтальных стержней.
3. Соедините элементы нижнего пояса с помощью поперечных прутков.
4. Закрепите специальные хомуты квадратного сечения к горизонтальной арматуре.
5. Привяжите продольно расположенные арматурные прутки верхнего яруса.
6. Произведите усиление угловых зон ростверка с помощью изогнутых прутков.

Важно надежно зафиксировать угловые участки, в которых действуют значительные нагрузки. Для создания прочной основы будущего здания важно правильно усилить арматурой ростверк, объединяющий сваи. Чертеж позволит рассчитать потребность в материале и облегчит самостоятельное выполнение работ.

Достаточно часто строящийся дом возводят на свайном типе фундамента, в этом случае приобретает актуальность армирование ростверка свайного типа фундамента.

Тип свайного фундамента просто необходим в том случае, когда строительные работы ведутся на слабых и пучинистых грунтах, на строительной площадке наблюдаются большие перепады высоты почвы или есть грунтовые воды.

Кроме этого, свайный фундамент является единственным решением, если возведение дома запланировано в районах вечной мерзлоты, а также во многих других случаях.

Вообще, для этих целей используются сваи, различающиеся между собой как по способу погружения в грунт, так и по используемому для их изготовления материалу.

Объединяет их то, что в единую цельную и прочную конструкцию их связывает именно ростверк.

В свою очередь, для придания прочности самому ростверку следует обязательно провести его армирование, предварительно сделав чертеж и произведя расчет всех предполагаемых нагрузок при последующей эксплуатации частного дома.

Основные особенности ростверка

Непосредственно перед тем, как перейти к обустройству самого ростверка, а соответственно, и к его армированию, необходимо определиться с типом свайного фундамента и количеством самих свай.

Их минимальное количество может составлять от четырех штук из расчета, что для каждого угла будет устроена своя свая.

Именно на такой фундамент свайного типа впоследствии будет производиться укладка и самого ростверка. Он может быть в виде единой сплошной плиты или ленточного типа.

Вообще, основное предназначение ростверка фундамента — это связать между собой в единое целое все части фундамента свайного типа для равномерного распределения нагрузки.

В том случае, когда в качестве ростверка используются бетонные балки, он напоминает фундамент ленточного типа, однако разница состоит в том, что лента ростверка никогда не заглубляется в грунт.

Связано это в первую очередь с тем, что в сильные морозы грунт имеет свойство выпирать, а это, в свою очередь, может привести к нарушению целостности самого ростверка как ленточного типа, так и сплошной плиты.

Устройство ростверка фундамента может быть различным.

Так, он может быть выполнен из прочного бетона и иметь арматурный каркас, также бывает сборным из различных элементов, изготовленных на заводе, и комбинированным.

Производить соединение свай с различными элементами самого ростверка можно при помощи обыкновенной сварки, а также монолитными участками.

Обустраивая фундамент для дома свайного типа, для ростверка можно использовать самые разные материалы.

Если предполагается фундамент ленточного типа, то ростверк можно сделать из металлических швеллеров или двутавров.

Однако, даже несмотря на то, что расчет такого ленточного типа фундамента показывает его высокую надежность, в экономическом плане он не выгоден и обойдется достаточно дорого.

В этом случае, наиболее предпочтительным будет ростверк, устроенный в виде монолитной конструкции из бетона, в котором произведено соответствующее армирование.

Расчет фундамента с ростверком

Для того чтобы произвести правильный расчет фундамента данного типа, прежде всего необходимо максимально точно определить состав грунта на строительной площадке, особенно на той глубине, на которой планируется обустраивать сам фундамент.

Это необходимо в первую очередь для того, чтобы сделать расчет дины свай, спланировать их конструкцию, а также расстояние между сваями в отдельности.

Также осуществляется расчет и несущей способности будущей сваи.

Производя расчет свайного фундамента с ростверком, необходимо также определить и предполагаемые нагрузки, которые будет оказывать дом непосредственно на сами сваи, а также на грунт.

Для того чтобы получить расчет общего веса будущего строения, необходимо сложить вместе не только его вес, но и вес кровли и перекрытий.

Также учитываются природные нагрузки, такие как, например, снег, масса людей в доме, различное оборудование и мебель.

Все последующие расчеты производятся с обязательным учетом общей площади всего дома.

В большинстве случаев фундамент с ростверком обустраивается для тех строений, площадь которых будет составлять не менее трехсот квадратных метров.

Как правило, необходимый расчет осуществляют специалисты, так как есть множество различных тонкостей и нюансов.

После того как будет произведен необходимый расчет фундамента дома, на основании которого определится количество свай, расстояние между ними и глубина их монтажа, должна быть составлена соответствующая схема и чертеж.

Следует отметить, что винтовые сваи более выгодны в экономическом плане и их можно обустроить без привлечения спецтехники.

При проведении работ по устройству фундамента для дома с ростверком, обязательно должно быть произведено армирование конструкции, как для ленточного типа, так и для сплошной монолитной плиты.

Армирование ростверка

В любом случае, фундамент свайного типа должен быть в обязательном порядке армированным. Сами сваи армируют в первую очередь для того, чтобы придать им соответствующей прочности.

В свою очередь армирование ростверка производится для максимального увеличения его несущей способности.

Та часть арматуры, которая будет выступать из свайной конструкции, будет использована в качестве соединительного элемента между самой сваей и ростверком.

Само скрепление, как правило, осуществляется при помощи сварки.

Для проведения армирования необходимо использовать предварительно составленный чертеж, кроме этого, должна быть перед глазами и непосредственно схема армирования.

Следует помнить, что те элементы ростверка, на которых не будет произведено соответствующее армирование, просто не выдержат нагрузок при возведении стен и перекрытий дома.

В том случае, когда монтируются ленточные ростверки, сам арматурный каркас следует сделать из двух отдельных поясов.

Между собой они должны быть жестко связаны при помощи вертикальных стержней из металла с диаметром сечения до восьми миллиметров.

Такой диаметр выбирается ввиду того, что эти металлические прутья практически не подвергаются нагрузке, а предназначены главным образом для того, чтобы придать соответствующую форму каркасу.

Обязательным условием является то, что каждый пояс должен состоять не менее, чем из двух прутьев.

Между собой пояса связываются при помощи стержней, расположенных в горизонтальном положении и связанных обыкновенной вязальной проволокой.

При производстве арматурных каркасов для фундаментов с ростверком на промышленных предприятиях для крепления поперечных соединений используют сварочные аппараты.

Однако непосредственно поперечные круги или квадраты с продольными прутьями соединяются исключительно методом вязания.

Если предполагается устройство снования в виде сплошной монолитной плиты, то схема армирования остается точно такой же, как и в фундаментах ленточного типа.

В этом случае верхний пояс каркаса выполняется в виде сетки из арматуры с диаметром сечения от 10 до 14 миллиметров, а для обустройства вертикальных стержней используется арматура с меньшим диаметром.

На стоимость самого фундамента главным образом влияет количество бетона и арматуры, которые используются для его обустройства.

Кроме этого, в стоимость включаются пиломатериалы, которые необходимы для возведения опалубки. В зависимости от своей конструкции, ростверки могут быть высокими или низкими.

Однако вне зависимости от типа выбранной конструкции принцип армирования ростверка остается неизменным.

В том случае, когда предполагается основание загубленного типа, его нижняя часть должна находиться на одном уровне с грунтом.

В некоторых случаях возможно его опускание на несколько сантиметров ниже.

Между сваями необходимо устроить траншеи, в которых из тщательно утрамбованных песка и щебня делаются соответствующие подушки.

Этот арматурный каркас должен быть жестко связан с оголовками свай и не доходить до стенок установленной опалубки примерно на пять сантиметров.

Только после этого производится заливка бетоном самого фундамента. Следует отметить, что такой ростверк возможен, только если дом возводится на непучинистом грунте.

Во всех остальных случаях необходимо обустраивать высокие ростверки, при этом также следует уделить особое внимание армированию всей конструкции.

Зачастую при возведении дома применяется свайный тип фундамента. Причем актуальность и популярность армирования ростверка свайного фундамента не вызывает сегодня никаких сомнений. В данной статье разберемся в основных важнейших этапах, характеристиках и особенностях этого направления.

В каких случаях целесообразно использование свайного фундамента

Прежде всего, такой тип фундамента становится актуальным в случае строительства на пучинистых, а также слабых грунтах. Также такой вариант станет наилучшим тогда, когда на строительной площадке очевидны существенные перепады высоты либо имеются грунтовые воды. Помимо этого, возведение такого фундамента становится необходимостью при возведении дома в областях вечной мерзлоты.

Что в целом представляет собой ростверк и процесс его армирования?

В описанных выше случаях могут использоваться разноплановые сваи. Они могут отличаться касательно:

• Применяемого для их изготовления материала;
• Способа их погружения в грунт.

Ростверк является тем связующим элементом, который объединяет их в единую прочную и цельную конструкцию.

Армирование свайного фундамента, в свою очередь, выполняется с целью придания требуемой прочности ростверку. Для этого должен составляться предварительный чертеж и должны выполняться все важнейшие расчеты, касающиеся предстоящих нагрузок в процессе эксплуатации строения.

Какие особенности характерны для устройства ростверка.

1. Нормой для ростверков является наличие так называемого изгибающего момента в вертикальной плоскости. Ведь он представляет собой уложенные на сваи балки. В то же самое время пролет, который располагается между опорами, восприимчив к весу различных частей здания, а также к другим нагрузкам. Он как бы расположен в подвешенном состоянии в воздухе. По этой причине и появляется прогиб;
2. Ростверк полностью исключает всякое воздействие со стороны грунта. Поэтому можно довольно просто спрогнозировать возникновение в нем напряжения. К примеру, нижняя часть поперечного сечения во всех случаях оказывается растянутой в пролетах, находящихся между сваями. Верхняя же – в зонах, где конструкция опирается на сваи.

Эти особенности ростверка имеют определяющее значение в процессе составления схемы армирования ростверка свайного фундамента. Неудивительно, что большое внимание уделяется повышению мощности нижнего пояса устанавливаемого арматурного каркаса в участках между сваями. В то же самое время, важным остается усиление верхнего пояса в точках опоры.

Схема армирования ростверка свайного фундамента

Также следует помнить, что перед тем, как приступить к монтажу ростверка и его армированию, необходимо грамотно и четко определить требуемый тип свайного фундамента и общее количество необходимых свай.

Их должно быть минимум 4 из того расчета, что в случае каждого угла будет устраиваться собственная свая. Именно на такой фундамент свайного типа в последующем будет выполняться укладка ростверка. Причем он может иметь форму сплошной плиты либо может быть ленточного типа.

Схема ленточно свайного фундамента

Как грамотно выбрать материалы для арматурного каркаса и определить его параметры

Для того, чтобы грамотно вычислить требуемый диаметр применяемой арматуры, а также необходимые параметры каркаса, требуется грамотно выполнить расчет с обязательным учетом временных и постоянных нагрузок.

Рассмотрим важнейшие аспекты подробнее:

• Прежде всего, необходимо максимально точно и четко определить состав имеющегося грунта, располагаемого на строительной площадке. С особой ответственностью стоит подойти к глубине, на которой собственно и планируется обустройство фундамента. Почему это так важно? Эти моменты несут немаловажное значение для расчета длины свай, а также планирования их конструктивных особенностей. Кроме того, немаловажными эти моменты станут для планирования обустройства фундамента.
• Также необходимо грамотно выполнить расчеты несущей способности устанавливаемой будущей сваи.
• Требуется определить возможные нагрузки, которые могут оказывать влияние не только на сваи, но и на грунт.
• С целью получения общего веса будущей постройки требуется суммировать вместе не только её вес, но и вес планируемых перекрытий и кровли.
• Полезным станет учет возможных природных нагрузок (к примеру, массы людей, находящихся в доме, снега, разнопланового оборудования, а также мебели).

Все дальнейшие расчеты должны выполняться с обязательным учетом общей площади строения.

В целом, в наиболее частых случаях ростверк выбирают в случае построек с площадью не меньше 300 квадратных метров. Причем рассчитывать армирование свайно ростверкого фундамента должен строительный инженер, который отлично владеет знаниями и навыками касательно железобетонных конструкций.

После того, как происходит расчет фундамента строения (с определением необходимого количества свай, а также расстояния между ними, глубины монтажа), должна составляться соответствующая схема, а также чертеж.

Рассмотрим типовые решения и правила, которых рекомендуется придерживаться:

1. Несколько стержней арматуры класса АIII продольного типа (диаметр — 20 мм) и выше должны укладываться в растянутых зонах устанавливаемого ростверка;
2. Арматуру с диаметром от 8 до 15 мм располагают в сжатом поясе. Шаг между стержнями продольной (рабочей) арматуры должен составлять от 80 до 100 мм;
3. С целью восприятия поперечных растягивающих усилий, а также с целью объединения арматуры продольного типа в единый каркас, выполняют крепеж к ней поперечных стержней. В таком случае используют гладкую арматуру класса АI с диаметром 6-8 мм. Причем расстояние между ними должно составлять не меньше 250 мм. Однако обычно оно составляет 3/8 от имеющейся высоты сечения ростверка.

В случае, когда ростверк превышает 150 мм, в имеющемся арматурном каркасе необходимо установить вертикальные стержни. Причем шаг должен соответствовать шагу поперечной арматуры.

В целом, зачастую вместо отдельных поперечных и продольных стержней применяют хомуты. Они представляют собой детали арматуры в форме перевернутой литеры «П» либо в форме замкнутого прямоугольника.

Армирование ростверка

В процессе выполнения работ по устройству фундамента для постройки с ростверком в обязательном порядке осуществляют грамотное армирование конструкции.

Для чего армируют сваи? Для того, чтобы гарантировать им требуемую прочность.

С какой целью выполняют армирование ростверка? С целью максимального увеличения его возможной несущей способности.

Причем та часть арматуры, которая имеет свойство выступать из свайной конструкции, будет применяться в роли соединительного элемента непосредственно между самим ростверком и сваей.

Крепление, в свою очередь, в большинстве случаев выполняют с использованием сварки.

С целью выполнения армирования требуется составить предварительный чертеж. Помимо этого, важной является и схема армирования.

Схема ростверка ленточного фундамента

Не стоит забывать о том, что элементы ростверка, с которыми не будет выполнено грамотное армирование, не смогут выдержать нагрузок в процессе возведения перекрытий дома, а также его стен.

1. В случае монтажа ленточных ростверков арматурный каркас необходимо делать из двух отдельных поясов. Причем они должны быть максимально жестко связанными между собой с использованием вертикальных стержней, выполненных их металла (с требуемым диаметром сечения – до 8 мм). Почему актуален именно такой диаметр? Это происходит потому, что данные металлические прутья фактически не подлежат нагрузке. Их главная роль — придавать каркасу необходимую форму.

Ленточный фундамент

Требуемое условие – каждый пояс должен включать не менее двух прутьев. Причем пояса должны связываться между собой с использованием стержней, которые располагаются горизонтально и связываются с помощью так называемой вязальной проволоки.

При выполнении арматурных каркасов для фундаментов с ростверком в рамках промышленных предприятий с целью крепления поперечных соединений применяют сварочные аппараты.

Но при этом поперечные круги или же квадраты с прутьями продольного плана соединяются только с использованием метода вязания.

2.В случае монтажа основания в форме сплошной монолитной плиты, схема армирования останется такой же, как у фундаментов ленточного типа.

В таком случае верхний пояс каркаса выполняют в форме своеобразной сетки из арматуры, которая имеет диаметр сечения в 10-14 мм. С целью же обустройства вертикальных стержней используют арматуру с более маленьким диаметром.

Возможные варианты конструкции ростверков

В зависимости от конструктивных особенностей ростверки могут быть низкими либо высокими. Независимо от типа конструкции применяется одинаковый принцип армирования ростверка свайного фундамента.

• В случае, когда предполагается возведение основания так называемого загубленного типа, его нижнюю часть располагают на едином уровне с грунтом. Однако в некоторых случаях можно допустить его опускание вплоть до нескольких сантиметров ниже.
• Для грамотной организации траншеи между сваями требуется изготовить подушки из утрамбованного щебня и песка.
• После этого выполняется непосредственный монтаж опалубки, а также сборка арматурного каркаса.
• Арматурный каркас, в свою очередь, необходимо жестким образом связать симеющимися оголовками свай. Причем необходимо не доходить до стенок установленной опалубки приблизительно на 5 см.
• После перечисленных выше шагов можно переходить к заливке фундамента бетоном.

Однако стоит иметь в виду, что такой вариант ростверка станет возможным в случае возведения постройки на не пучинном грунте. В иных случаях важным условием станет монтаж более высокого ростверка с предельным вниманием к армированию конструкции.

Способы вязки арматуры

Рассмотрим подробнее, как вязать арматуру для свайного фундамента.

Наиболее часто встречаемый способ – связывание арматуры с использованием специальной проволоки. Со своей стороны, электросварка применяется достаточно редко (только в случае арматуры, которая обладает в маркировке литерой «С»). Соединение сваркой обычной арматуры недопустимо. Ведь по причине воздействия высоких температур она может потерять свою прочность.

С целью вязания арматуры используют только отожженную проволоку круглой формы с диаметром 1 мм. Ведь необожженная продукция обладает меньшей пластичностью и имеет свойство плохо гнуться.

Для ускорения процесса вязки используют специальный пистолет, который укомплектован аккумулятором. Однако приобретать его логично только в случае необходимости выполнения большого спектра работ. Помимо этого, многие ценят его за удобство работы с вязкой арматуры в разнообразных труднодоступных местах.

В целом армирование свайно ростверкового фундамента выполняют зачастую с использованием иного инструмента – специального крючка. Причем профессионалы зачастую сами делают их, однако для разового выполнения работ полезным станет и покупной вариант.

На современном этапе при желании можно приобрести винтовые (полуавтоматические), а также обычные крючки.

Схема вязки арматуры

Причем винтовые варианты помогают ускорить процесс армирования. В то же самое время, по причине конструкционных особенностей, после затягивания они могут оставлять достаточно длинные свободные концы используемой проволоки. Поэтому они имеют свойство выступать из бетона и начинают довольно быстро ржаветь.

Какие виды узлов считают самыми простыми и удобными? Так называемые «две петли» или «петля». Петля применяется с целью соединения арматуры внахлест, две петли — в случае стыковых соединений. На практике зачастую происходит использование петли не только в случае нахлесточных соединений, но и в случае угловых.

Не следует забывать, что завершающим этапом монтажа требуемого арматурного каркаса должно стать устранение бобышек, на которых происходила установка рабочей арматуры нижнего пояса. После этого этапа каркас оказывается подвешенным на проволоке, которая обвивает верхние перемычки опалубки. После этих операций можно приступать непосредственно к заливке бетона.

Понятно, что армирование ростверка свайного фундамента представляет собой довольно сложный многогранный процесс, который требует продуманного и грамотного подхода. Надеемся, что хитрости и советы в данной статье помогут Вам выполнить все работы четко и легко.