Столбчатая фундаментная основа – неоднократно проверенный и достаточно выгодный вариант под строительство малоэтажных сооружений из древесного материала или объектов каркасного типа. Основным препятствием при устройстве фундамента из столбов считается высокий уровень грунтовых вод или потребность в обустройстве подвального помещения. Несущая конструкция представлена системой бетонных столбов, расположенных под точками пересечений и примыканий стен и под угловыми участками. Несущие способности оставляют желать лучшего, и для увеличения этого показателя в обязательном порядке выполняется армирование столбчатого фундамента.
Необходимость армирования
Внешне твердый и прочный бетонный столб, оказавшись в фундаментной конструкции и подвергнутый нагрузочным воздействиям, превращается в колкую субстанцию.
Имея огромный запас прочности, бетонный столб разрушается за долго до набора предельной прочности, и причиной этого является неравномерное распределение нагрузки от сооружения.
Чтобы избежать этого, рекомендуется выполнять армирование столбов фундамента. Данная мера позволит:
- максимальную часть особо важных напряжений переносить в глубокие бетонные слои и распределять их главным образом не на камень, а на арматурный каркас;
- металлические арматурные прутья отлично соединяют основные элементы фундаментной конструкции – опорные столбы и ростверок;
- эксплуатационный период армированных столбов увеличивается в разы по сравнению с простыми бетонными опорами.
Применение армирования в некоторых ситуациях помогает избегать негативных последствий, связанных с разрушением столбов. Обрушение происходит не скачкообразно – конструкция расползается медленно и пластично.
Расчет
Индивидуальные застройщики процесс армирования опорных элементов сводят к четко продуманному определению потребности в металлических прутьях.
Разберем пример расчета армирования столбчатого фундамента. Предположим, необходимо изготовить арматурный каркас для столба с сечением двадцать сантиметров и глубиной установки в два метра. Для усиления такой опоры потребуются четыре прута, установленных вертикально, диаметр которых равен 1.2 см. Прутья перевязываются горизонтально в четырех местах, через каждые полметра.
Для армирования столбчатого фундамента под стальную колонну для каждой из них делаются следующие расчеты:
- к длине опорного элемента прибавляют двадцатисантиметровый припуск, с помощью которого выполняется связка с ростверком;
- полученное значение умножается на количество прутьев (четыре штуки в каждом столбе);
- вязальную проволоку определяют следующим образом: сечение умножают на количество прутьев в каркасе и на число перевязок.
Остается полученные данные перемножить на потребность столбов, чтобы узнать, сколько потребуется арматуры и проволоки для каркасных оснований.
Способы армирования
Армирование столбчатых фундаментов под металлические колонны выполняется одним из двух известных способов. Дело в том, что при строительстве малоэтажных сооружений заливают железобетонные монолитные основания – наиболее популярный вариант столбчатого фундамента.
Первый способ
Для каждой запланированной опоры готовится котлован, глубина которого соответствует проектному решению, а ширина немного превышает аналогичный параметр столба. Это необходимо для установки опалубочной конструкции. Щиты монтируются из досок с таким расчетом, чтобы верхняя часть столба возвышалась над поверхностью почвы на пятьдесят сантиметров. Установив и расклинив опалубку, в нее монтируют арматурный каркас и выполняют заливку бетонного раствора.
Бетонирование необходимо выполнять по одному уровню. Неровности исправляются ростверком. Как только бетон набирает прочность, опалубку демонтируют и выполняют обратную засыпку котлована.
Второй способ
Он является более трудоемким в связи с большими объемами земляных работ. На установленную глубину забуриваются скважины, для чего придется арендовать специальную строительную технику. В скважинах устанавливаются каркасы из арматуры, заливается бетон. Опалубка в этом случае выставляется только для формирования надземной части столба. Этот вариант установки опор считается более современным, выполняется легче и быстрее. Но есть одна особенность – к грунту предъявляются повышенные требования по плотности.
Материалы для армирования
Для армирования колонн под фундамент пользуются металлическими арматурными прутьями класса А III и выше. Рекомендуемое сечение холоднотянутого прута не менее трех миллиметров, горячекатанного – от шести. Для изготовления арматуры применяется сталь класса 15 и более, обработанная антикоррозийными составами.
Разрешается применять композитную арматуру – как более легкую и удобную в монтаже. Модуль ее упругости больше, чем у металла, материал более жесткий и менее пластичный.
Теоретически армирование стеклопластиковой арматурой обходится не дороже монтажа металлических каркасов.
Композит не подвержен воздействию коррозии, не образует мостиков холода, отлично воспринимает нагрузки вертикального типа.
Есть только одна особенность – во время сращивания композитной арматуры опорных столбов и ростверка следует использовать фирменный способ под прямым углом с применением специального приспособления.
Схема закладки
Попробуем разобраться, как выполнить армирование столбчатого фундамента своими руками. Предположим, что размеры и количество материала мы определили, подготовили все необходимое для работы.
В каждый котлован под опорный столб устанавливаем четыре рифленых прута диаметром в 1 см. Если предстоит заливать опоры с круглым сечением, рекомендуется использовать шесть восьмимиллиметровых прутков.
Опорную подошву для каждого столба усиливают сварной сеточкой, изготовленной из арматуры сечением 6 – 8 мм, уложенной в два ряда, при этом толщина закраин подошвы должна составлять не менее пятнадцати сантиметров.
В отдельных случаях, если заливаются опорные элементы с переменным сечением в виде ступеней, армирование выполняется двумя и более каркасами, соединенными в единую конструкцию вязальной проволокой.
Грибовидные столбы подвергаются двойному армированию. Первый слой металлических прутьев выгибается в виде отдельных элементов в форме «L», при этом вертикальная часть равняется показателю высоту опоры, а выгнутая сторона подрезается под размер диаметра.
Заложенные в подготовленную скважину элементы корректируются таким образом, чтобы их горизонтальные части радиально расходились от центральной точки к периферии подошвы столба.
После этого в скважину монтируется обычная каркасная заготовка, выполняется бетонирование. В результате получается достаточно прочный и устойчивый к выдавливанию столб.
По аналогичной схеме монтируется каркас из арматуры при устройстве ростверка. В будущую железобетонную балку закладываются арматурные прутья сечением 1 см по два – три штуки. На угловых участках фундамента прутья загибаются минимум на двадцать сантиметров, выполняются соединения сваркой или вязальной проволокой. Таким же образом ростверковая каркасная основа связывается с прутьями опорных столбов, и после этого можно приступать к подаче бетонной смеси.
Вязка
Подробней рассмотрим, как связывать арматурные прутья вязальной проволокой. Как правило, сечение ее небольшое, и для работы можно воспользоваться специальным крюком. Алгоритм действий выглядит следующим образом:
- отрезается кусок вязальной проволоки длиной в тридцать сантиметров, складывается вдвое;
- подготовленная петля заносится по диагонали арматурной крестовины, выносится к собственным концам;
- в петлю размещается вязальный крюк и прокручивается таким образом, чтобы во время движения цеплять проволочные концы.
Полезные рекомендации
Необходимое количество арматурных прутьев определяется по следующему принципу – общее значение диаметра арматуры в бетоне не должно превышать 0.2 – 0.25 % от аналогичного значения прямоугольного столба или колонны.
Оптимальный и правильный вариант соотношения диаметра металла к сечению опорного элемента 0 1 на 20 или 1 на 25.
Элементы арматурного каркаса должны размещаться таким образом, чтобы слой обтекаемого их бетона составлял минимум 2.5 – 3.5 см.
Столбы разрешается армировать пространственным арматурным каркасом. Прутья соединяются мягкой вязальной проволокой, чтобы фиксировалось их расположение в котловане до момента начала бетонирования.
Особенности армирования
Это рабочий этап считается залогом надежности и прочности всего объекта. Малейшие усилия на изгиб способны разрушать бетон, и это является его основным и едва ли не единственным недостатком.
На опорный столб оказывают воздействие несколько видов нагрузочных явлений:
- на сдвиг – смещается грунтовый слой нормальной консистенции по водонасыщенному, или почва двигается горизонтально;
- на сжатие – сооружение давит всем своим весом на фундаментное основание;
- на разрыв – в зимний сезон во время пучения почвы стенки сжимаются, и столбы начинают отслаиваться от опорных подошв.
Если принимать во внимание только процесс сжатия, то армирование столбов можно не выполнять – достаточно вокруг столбов устроить трехслойный рубероидный ряд.
Заключение
Строительство фундамента – задача серьезная, и относиться к ее выполнению следует с полной ответственностью. Если все с делать в соответствии с технологиями, то вы получите прочную и долговечную опорную конструкцию.
