Как рассчитать количество арматуры для заливки фундамента?

Казалось бы, всем понятно, что прочность и долговечность фундамента — это основа будущего дома. Ошибки, допущенные на этапе проектирования, армирования и заливки фундамента, в дальнейшем исправить практически невозможно. Поэтому во избежание трещин в фундаменте под действием нагрузок и движения грунта необходимо правильно рассчитать количество бетона, который будет работать на сжатие, а также количество и диаметр арматуры, которая будет работать на растяжение. В комплексе правильный расчет арматуры и четкое выполнение работ согласно проекту обеспечит вашему дому надежный фундамент на долгие годы.

Фундаменты бывают разные, и расчет арматуры для каждого из них проводится по отдельной схеме:

1. Ленточный фундамент — наиболее популярный вид фундамента для частных домов.
2. Свайный буронабивной — используется на слабом грунте при глубине промерзания до 1,5 метров.
3. Свайно-ростверковый — это сочетание свай и железобетонной ленты, которое обходится дешевле ленточного фундамента, но при этом отлично себя показывает на склонах и при подвижной почве.
4. Столбчатый фундамент — применим для легких домов и построек.
5. Плитный фундамент – самый прожорливый в плане использования бетона и арматуры фундамент, который очень дорого обходится в частном домостроении.

Чтобы материал был более полезен для тех, кто пытается произвести расчет количества и диаметра арматуры самостоятельно, мы проведем расчет на примере ленточного фундамента под дачный дом 6 на 8 метров, а потом сравним расход арматуры на этот же проект с плитным и столбчатым фундаментом.

Схемы армирования ленточного фундамента

Для расчета количества и диаметра арматуры в первую очередь нужно определиться со схемой армирования фундамента. В зависимости от нагрузки на фундамент и пучинистости грунта для строительства частных домов чаще всего применяют армирование:

1. Четырьмя стержнями арматуры;
2. Шестью стержнями арматуры;
3. Восемью стержнями арматуры.

Как же определиться со схемой армирования, чтобы она была достаточно надежной, но в то же время не излишне затратной?

Согласно правилам по проектированию и строительству (СП 52-101-2003), максимальное расстояние между продольными стержнями арматуры должно быть не более 40 см. А также арматурные стержни должны отстоять от края опалубки, верха и низа мелкозаглубленного ленточного фундамента на 5-7 см. 

Исходя из этих данных, если проектом предусмотрен ленточный фундамент шириной 50 см, то лучше всего подойдет армирование в четыре стержня:

5+40+5=50 см.

При более широком фундаменте будет целесообразно использовать схему армирования 6-8 стержнями.

Расчет диаметра продольной арматуры

От диаметра арматуры зависит прочность всей конструкции: чем толще арматура, тем прочнее. При выборе ее толщины стоит ориентироваться на вес дома и тип грунта. Если грунт плотный, то под нагрузкой от дома он будет меньше деформироваться, а значит, от плиты требуется меньшая устойчивость.

Второй фактор — это вес здания. Если вы собираетесь построить легкий деревянный дом или гараж, то устойчивость такому дому может обеспечить и арматура диаметром 10 мм. Но если это капитальное строение в несколько этажей, то может потребоваться арматура 14-16 мм. Это все учитывается на этапе разработки проекта и отражается на глубине и ширине фундамента. Далее стоит полагаться на строительные нормы, которые зависят от ширины и высоты фундамента.

Согласно правилам по проектированию и строительству (СНиП 52-01-2003), минимальная площадь сечения продольной арматуры в ленточном фундаменте должна составлять 0,1% от общего поперечного сечения железобетонной ленты.

Для того, чтобы посчитать площадь поперечного сечения фундамента, нужно его ширину умножить на высоту. Допустим, высота нашего фундамента 80 см. Тогда при ширине 50 см поперечное сечение даст:

80*50=4000 см2

Тогда суммарная площадь поперечного сечения арматуры получится:

4000*0,1%=4 см2

При схеме армирования в 4 стержня и известной площади суммарного поперечного сечения арматуры в ленточном фундаменте мы можем определить диаметр продольной арматуры по таблице:

Казалось бы, при площади поперечного сечения арматуры в 4 см2 и 4 стержнях можно сделать вывод, что вам хватит и десятки. Но в таблице видно, что 4 стержня диаметром 10 мм имеют площадь поперечного сечения 3,14 см2. Не попадитесь на эту удочку и не допустите глупых математических ошибок при расчете фундамента вашего дома.

Выбрав столбец с 4 стержнями арматуры, нам нужно найти значение, наиболее приближенное к 4 см2, но не менее того. Поэтому нам подойдет значение 4,52 см2 и, соответственно, арматура 12 мм в диаметре.

Согласно таблице, при 4 стержнях площадь их поперечного сечения будет 4,52 см2 при диаметре арматуры 12 мм. Это наиболее ходовой тип арматуры, применяемый для армирования ленточных фундаментов малоэтажных строений.

Рассчитать диаметр арматуры при схеме армирования шестью или восемью стержнями можно аналогичным образом, найдя необходимой значение в соответствующей колонке.

Также правилами регламентируется минимальный диаметр арматуры в зависимости от ее длины: При длине фундамента до 3 м этот минимум составляет 10 мм, а при длине от 3 м — 12 мм.

Также отметим, что продольная арматура железобетонной ленты должна быть одинакового диаметра. Если же вы строите сарай или баню из остатков арматуры, то стержни большего диаметра должны оказаться в нижней части армокаркаса.

Расчет диаметра поперечной и вертикальной арматуры

Продольная арматура для ленточного фундамента должна быть рифленой, тогда как поперечная и вертикальная арматура может быть гладкой.

Рассчитать диаметр поперечной и вертикальной арматуры можно без сложных вычислений. Стоит ориентироваться на данные таблицы:

В нашем случае при высоте фундамента 80 см для поперечной и вертикальной арматуры можно брать гладкие стержни 6 мм в диаметре. Если же вы строите, скажем, двухэтажный коттедж, то для поперечной и вертикальной арматуры будет достаточно прутьев диаметром 8 мм.

Расчет количества продольной арматуры

Очень часто при возведении фундамента в разгар стройки становится понятно, что арматуры не хватает. Или же наоборот: после приемки работ оказывается, что несколько десятков погонных метров арматуры осталось, а ведь она не копейки стоит. А потом еще придется думать, куда ее пристроить. Поэтому так важно на этапе проектирования и планирования точно рассчитать количество необходимой арматуры для заливки фундамента.

К примеру, наш дачный дом имеет вот такую схему фундамента:

При фундаменте 6*8 нам потребуется посчитать периметр основания и добавить к нему длину несущих стен, под которыми также будет возводится фундамент. В нашем случае периметр равен:

 6+8+6+8=28 м

К периметру прибавим еще длину несущей стены:

28+6=34 м

Полученную цифру нам необходимо умножить на количество стержней в схеме армирования, в нашем случае на 4:

34*4=136 м

При расчете арматуры необходимо помнить, что обычно она поставляется в стержнях длиной 3-6 метров. Далеко не каждый поставщик металлопроката имеет возможность поставлять арматуру длиной 0,5 до 11,7 метров. Чаще всего на месте арматуру приходится резать в размер и стыковать внахлест, как показано на схеме.

При стыковке арматуры нужно помнить, что соседние прутья должны соединяться не строго друг над другом. Расстояние между соседними соединениями стержней арматуры должно составлять 1,5 длины нахлеста, но не менее 61 см.

Нахлест рассчитывается исходя из диаметра арматуры, умноженного на 30. В нашем случае это:

12*30=360 мм (36 см)

Чтобы добавить припуски с учетом нахлеста, можно:

1. Посчитать количество стыков;
2. Прибавить 10-15% к общей сумме длины арматуры.

Мы воспользуемся вторым способом и прибавим к нашей цифре 10%:

136+136*0,1=149,6 м

Учитываем то, что в угловой части фундамента арматуру придется изгибать  с загибом длиной 0,5 м. Итого на каждый угол придется 4 м таких выпусков или 20 м всего на весь фундамент. Прибавляем это количество к метражу ребристой арматуры:

149,6+20=169,6 м

Итого, для ленточного фундамента дачного дома 6*8 нам потребуется около 170 метров рифленой арматуры диаметром 12 мм.

Расчет количества вертикальной и поперечной арматуры

После того, как мы определились, сколько нам нужно купить рифленой арматуры 12 мм, нам нужно рассчитать, сколько потребуется гладкой арматуры диаметром 6 мм.

Взглянем на схему поперечного сечения фундамента:

Периметр каждого прямоугольника, который опоясывает продольную арматуру, в нашем случае составит:

40+70+40+70=220 см (2,2 метра)

Если взглянуть на припуски в местах соединения и учесть, что некоторые строители вертикальную арматуру вбивают в землю для устойчивости армокаркаса, то к этой сумме смело можно прибавлять сантиметров 20.

220+20=240 см (2,4 м)

Теперь нам нужно подсчитать, сколько таких прямоугольников разместится в нашем фундаменте. Это можно сделать двумя способами:

1. Просто поделив длину нашего периметра и несущих оснований на расстояние между перемычками;
2. Начертив схему фундамента и подсчитав места связок на чертеже.

Мы попробуем подсчитать количество связывающих колец на плане фундамента. Связки продольной арматуры вертикальными и поперечными прутьями необходимо производить каждые полметра (допустимо расстояние 0,3-0,8 метра). К тому же, на углах у нас разместится по две таких связки.

Сперва посчитаем, сколько таких опоясывающих прямоугольников поместится на стене 8 метров. Как видно из схемы, на восьмиметровой стене уже есть 6 угловых элементов. А если принять во внимание, что такие перемычки необходимо делать через каждые полметра, то на ней необходимо будет разместить еще 12 таких соединений. То же самое на второй восьмиметровой стене.

(6+12)*2=36 штук

Оставшиеся три стены по 5 метров предполагают еще по 9 перемычек:

9*3+36=63 перемычки

Получается, нам нужно длину гладкой арматуры, необходимой для фиксации в неподвижном состоянии продольной арматуры, умножить на количество таких соединений:

2,4*63=151,2 м

Получается, что для фундамента нашего дачного домика нам потребуется примерно 170 метров рифленой арматуры диаметром 12 мм и 150 гладкой арматуры диаметром 6 мм.

Учитывайте также, что в процессе работы часто остается много коротких стержней, непригодных для дальнейшего использования, поэтому к полученной цифре лучше прибавить еще процентов 10.

170+170*0,1=187 метров диаметром 12 мм

151,2+151,2*0,1=166,22 метров диаметром 6 мм

Зачастую поставщики считают количество арматуры не метрами погонными, а тоннами, поэтому на заключительном этапе подсчета вам может потребоваться перевести эти данные из расчета, что вес 1 мп рифленой арматуры 12 мм в диаметре равен 0,89 кг, а гладкой арматуры 6 мм в диаметре — 0,222 кг.

Итого:

187*0,89=166,43 кг

166,22*0,222=39,9 кг

Расчет количества вязальной проволоки

В места пересечения продольных, поперечных и вертикальных прутьев стыки связываются проволокой. Сварка при армировании фундамента крайне нежелательна, так как ухудшает свойства металла в местах соединения и может вызвать трещины при вибрации.

Рассчитать количество вязальной проволоки можно, зная количество стыков и длину проволоки, которая потребуется на каждый стык. Как правило, на каждый стык необходимо 15 см проволоки, сложенной вдвое, итого 30 см (0,3 м).

Ранее мы подсчитали, что в нашем фундаменте будет 63 перемычки, в каждой из которых 4 соединения для связки проволокой.

63*4=252 соединения

Далее нам необходимо количество соединений умножить на длину проволоки, необходимой для  каждого соединения:

252*0,3=75,6 метров

Если вы не имеете навыков вязки арматуры, то лучше вязальной проволоки взять с запасом, так как в неумелых руках даже обожженная проволока часто ломается.

Таким образом, для ленточного фундамента 6*8 с несущей стеной нам потребуется 166,43 кг рифленой арматуры диаметром 6 мм и 40 кг гладкой арматуры, а также 75,6 метров вязальной проволоки.

Расход арматуры в сравнении с плитным и столбчатым фундаментом

А теперь попробуем подсчитать, сколько бы нам понадобилось арматуры, если бы мы выбрали плитный или столбчатый фундамент.

Примерный расчет арматуры для плитного фундамента

Плитный фундамент состоит из двух арматурных сеток, связанных между собой. Для него, как правило, используется рифленая арматура диаметром 12 мм.

Ячейка между продольными и поперечными стержнями арматуры в сетке представляет собой квадрат 20*20 см. При фундаменте 6*8 нам потребуется узнать, сколько прутьев арматуры ляжет вдоль каждой стены с шагом в 20 см.

6/0,2=30 штук по 8 метров

8/0,2=40 штук по 6 метров

Если мы суммируем полученные цифры, мы получим количество прутков на одну сетку.

30*2+40*2=140 штук

В нашем варианте идеально было бы заказать 80 прутков длиной 6 метров и 60 прутков длиной 8 метров. Но чаще всего арматура продается длиной 3-6 метров, поэтому ее придется стыковать внахлест. Допустим, если заказать всю арматуру длиной 6 метров, то к 140 нужно будет прибавить еще 30 на наращивание по длинной стороне, которые потом разрежутся на трехметровые стержни с запасом на связку внахлест.

140+30=170 штук

170*6=1020 м рифленой арматуры

После этого необходимо соединить верхнюю и нижнюю сетку вертикальными стержнями, которых будет ровно столько, сколько пересечений продольной и поперечной арматуры.

30*40=1200 соединений

Допустим, высота плитного фундамента 20 см, то, соблюдая отступ от верха и низа бетонной плиты по 5 см, мы получим расстояние между верхней и нижней сеткой арматуры в 10 см.

1200*0,1=120 метров вертикальной арматуры

Общее количество арматуры для плитного фундамента составит:

1020+120=1122 метра погонных,
что в 6 раз больше, чем для ленточного фундамента.

Вязальной проволоки также нужно в несколько раз больше, так как в каждом месте, где пересекаются два горизонтальных и один вертикальный стержень, получится по два узла проволоки. Таких пересечений у нас 1200 в верхней сетке и столько же в нижней. На каждый узел необходимо в среднем 30 см вязальной обожженной проволоки.

1200*2*0,3=720 метров вязальной проволоки,
что в 10 раз больше, чем для ленточного фундамента на тот же дачный дом.

Примерный расчет арматуры для столбчатого фундамента

В принципе, для легкого дачного дома подойдет и столбчатый фундамент.

Для армирования свай достаточно арматуры диаметром 10 мм. Для вертикальных прутков используется ребристая арматура, горизонтальные прутки применяются только для того, чтобы связать их в единый каркас. Обычно арматурный каркас для столбика состоит из 2-4 прутков, длина которых равна высоте столба. Если диаметр столба превышает 20 см, то надо использовать больше стержней, равномерно распределяя их внутри столба. Для армирования 2-метрового столба диаметром 20 см можно ограничиться четырьмя прутками из арматуры диаметра 10 мм, которые расположены на расстоянии 10 см друг от друга и перевязаны в четырех местах гладкой арматурой диаметром 6 мм.

Предположим, что сваи для фундамента нашего дачного дома будут диаметром 200 мм с интервалом в 1,5 метра.

Делим периметр основания на шаг между сваями и получаем их количество:

34/1,5=22,6

Округляем до 23 столбов.

Свая будет армироваться тремя прутами рифленой арматуры и четырьмя хомутами — из гладкой. Посчитаем, сколько нужно рифленой арматуры на один столбик высотой 1,5 метра с выпуском под ростверк 0,3 м:

(1,5+0,3)*3=5,4 м

На все сваи уйдет:

5,4*23=124,2м рифленой арматуры

Для армокаркаса будет использоваться гладкая арматура, согнутая в окружность. Длина этой окружности с запасом составит:

3,14*0,2=0,628 м

Таких хомутов на одну сваю потребуется, как минимум, 4:

0,628*4=2,512 м

На все 23 столба гладкой арматуры потребуется:

2,512*23=57,776 м ≈58 м

Для расчета вязальной проволоки нам нужно посчитать количество соединений в наших столбах. Три прутка рифленой арматуры соединяются с четырьмя опоясывающими кольцами гладкой арматуры в шести местах:

3*4*0,3=3,6 метра проволоки на каждый столб

3,6*23=82,8 метра проволоки

Итого на свайный фундамент нашего дачного домика 6*8 потребуется около 125 метров погонных рифленой арматуры и 58 м гладкой арматуры, а также 83 м вязальной проволоки, что, конечно, получится экономичнее, чем ленточный фундамент и вполне подойдет для каркасного дачного дома.

Выводы:

В общем, совсем не сложно самостоятельно рассчитать количество и диаметр арматуры, необходимой для заливки фундамента. Особенно, при наличии проектно-сметной документации. Используя данный материал, вы без проблем сможете довольно точно рассчитать количество арматуры для заказа, чтобы потом не переплачивать за повторную доставку или излишний металлопрокат, оставшийся после стройки.

Сравнение расчетов количества арматуры для разных видов фундамента показало, что для дачного дома лучше всего подходят столбчатый и ленточный фундамент. А уж какой из них выбрать, будет зависеть от материала стен, кровли, перекрытий и количества этажей дома, пучинистости грунта и личных предпочтений.

Металлобаза «Аксвил» предлагает купить рифленую арматуру А3 и гладкую арматуру А1, вязальную проволоку, по безналичному и наличному расчету, оптом и в розницу с доставкой по Беларуси.