Столбчатый фундамент под колонну: металлическую, железобетонную

Столбчатый фундамент

Эта статья продолжает цикл публикаций, посвящённых строительству фундаментов. Настало время уделить внимание столбчатому фундаменту, разобраться, в каких условиях он покажет свои лучшие характеристики, понять, как он устроен и по какому принципу работает, изучить основные технологические операции по его возведению.

Особенности столбчатых фундаментов

Столбчатый фундамент можно считать младшим братом более индустриального свайного фундамента, так как он имеет схожую конструкцию и принцип работы. В обоих случаях по осям здания располагается система отдельных вертикальных опор прямоугольного или круглого сечения, которые есть во всех точках пересечения несущих стен, по углам, под особо нагруженными участками (каменные печи, межкомнатные перегородки основания лестничных маршей, колонны). И там и там может применяться ростверк для связки основных элементов фундамента, пространство между стойками заполняется — выполняется так называемая «забирка».

Главное отличие заключается в следующем — столбы не заводят ниже глубины промерзания (это уже будут сваи, длина которых в земле стартует с 2 метров), поэтому они оказывают только подошвенное сдавливающее воздействие на грунт, тогда как сила трения в зоне боковых стенок имеет незначительные показатели. Исходя из этого обстоятельства, технологически столбчатый фундамент может быть не только цельным/монолитным, но и собираться из готовых штучных элементов. Согласитесь, выполнить кирпичную кладку, например, в трёхметровом шурфе просто нереально, а при заглублении в 40–70 см — без проблем.

Столбчатый фундамент имеет свои явные преимущества:

  • сравнительно невысокая стоимость — он примерно в 1,5–2 раза дешевле своего прямого конкурента, мелкозаглублённого ленточного монолитного фундамента (меньше материалов и земляных работ, не нужна техника);
  • малая трудоёмкость;
  • строить его можно даже в одиночку, поэтапно изготавливая отдельные элементы.

Естественно, этот фундамент не является универсальным, иначе все бы строили на столбах, и просто не существовало бы других вариантов. Не будем называть это его недостатком, правильнее будет — специфика.

Из-за небольшой суммарной опорной поверхности столбчатый фундамент не может корректно передать на грунт массу тяжёлого дома. Сжимающие силы под подошвами опор оказываются настолько велики, что основание не способно выдержать вес строения, требуется увеличение количества столбов и площади их поперечного сечения, что нейтрализует экономическую выгоду от применения такого фундамента. Поэтому столбчатые фундаменты целесообразно применять только для лёгких домов из древесины (каркасных, из бруса, из бревна), для строений из облегчённых минеральных материалов, только если они небольшие, малоэтажные, с деревянными перекрытиями. В любом случае, нагрузки и сопротивляемость грунта следует считать, об этом будет ниже.

Вытекающее из первого пункта ограничение — нельзя такой фундамент закладывать на водонасыщенных, слабонесущих и пучинистых грунтах. Заболоченные и слабонесущие основания не могут выдержать концентрированных нагрузок и просаживаются, а возможные силы морозного пучения легко преодолевают небольшую загруженность фундамента от лёгкого здания (с весовым моментом мы уже определились). На рыхлых нестабильных участках лучше работают сваи, которые либо «достают» до плотных пород, либо, благодаря своей длине и большой наружной поверхности, цепляются, используя силы трения.

Опасно использовать столбы на крутых склонах (если перепад высот под домом приближается к 1,5–2 метрам). В таких условиях слишком активно действуют горизонтально направленные сдвигающие силы, которые способны просто опрокинуть строение. Тем более что глубина залегания столбчатого фундамента маленькая по определению, а, следовательно, и цепляется дом за основание сравнительно слабо.

Конструктивно этот фундамент не предполагает устройства заглублённых помещений. Если нужен подвал или подземный гараж, то лучше (во всех отношениях выгоднее) возвести монолитную, либо сборную ленту, которая сама по себе будет формировать стены в грунту.

Ну, и чтобы завершить наше вступление, заметим, что конструктивно и по материалу изготовления столбчатые фундаменты разделяют на:

  • деревянные (в шурфе располагают брёвна со всевозможными расширениями на торце — стулья);
  • сборные (кладка из обожжённого кирпича, готовые железобетонные изделия);
  • монолитные (самые надёжные, бетон заливают в скважину непосредственно на участке);
  • бутобетонные (в раствор вводится бутовый камень).

Проектирование столбчатого фундамента

Разработка конструкции фундамента — это наиболее сложная и очень ответственная задача для частного застройщика. Ведь нам нужно учесть массу важнейших моментов, главными среди них будут свойства грунта, на котором мы возводим дом, а также уровень нагрузок, которые будет оказывать на дом во время эксплуатации. В статье «Ленточный фундамент. Часть 1: типы, грунты, проектирование, стоимость» мы очень подробно рассказали о том, как рассчитать нагрузки, а также определить тип и, соответственно, несущие характеристики грунта. Что касается столбчатого фундамента, то здесь проектировочных вопросов никак не меньше.

Длина столбчатых опор

Уже было сказано, что столбчатый фундамент закладывают выше глубины промерзания. При качественном исполнении каждой единичной опоры, уже при глубине заглубления фундамента в 40–50 см дом нормально зацепится за естественное основание. Есть смысл углубиться на несколько десятков сантиметров, только если ниже располагаются более устойчивые пласты и на них можно опереться. Стойки, проходящие ниже глубины промерзания, давайте всё же отнесём к набивным сваям и поговорим о них в следующей статье.

Читайте также:
Шелковая штукатурка: преимущества и недостатки, виды, технологии

Теперь о высоте над землёй. Чтобы на достаточное расстояние удалить пол и стеновые конструкции от земли, оголовки столбов примерно на 30–50 см поднимают над поверхностью. Это положительно сказывается на влаго- и теплоизоляции первого перекрытия, позволяет создать цоколь в виде забирки, и тем самым защитить нижнюю часть деревянных стен.

Сечение столбов

Сборный столбчатый фундамент придётся устраивать в прямоугольном или квадратном шурфе, монолит можно изготовить круглого сечения, а следовательно, применить для разработки грунта буры, облегчающие работу, и позволяющие уйти от использования съёмной опалубки.

В большинстве случаев сечение опор делают неравномерным — внизу организовывают расширение, а к поверхности выходят с меньшим поперечным размером. Благодаря такой конструкции увеличивается суммарная площадь опоры всего фундамента и снижается нагрузка на грунт. Вариантов несколько:

  • Для деревянного столба это «стулья» (перпендикулярно расположенные к стойкам отрезки брёвен), пятно бетона на дне скважины, куда торцом «насырую» утапливается опора, иногда в каждую выборку просто укладывают крупный плоский камень.
  • Для кирпичного фундамента это расширенные 3–4 ряда в два кирпича, тогда как последующие ряды кладутся в полтора кирпича или в один кирпич.
  • Монолитные столбы могут стартовать с плоской плиты толщиной примерно в 100–150 мм, которая на 200–250 мм шире самой стойки, в известной технологии ТИСЭ опорная платформа получается сферической.
  • Для сборного фундамента ЖБ иногда применяют более крупные блоки, или, например, элементы ФЛ.

К оголовку столбы выводят шириной, как правило, не более 60 см, тогда как минимум составляет 200 мм (для стоек с несъёмной стальной оболочкой). В среднем же самым распространённым и технически оправданным считается сечение столба в 40–50 см.

Количество столбов, расстояние между опорами

На практике стойки фундамента удаляются друг от друга на расстояние от 1,5 до 3 метров. Точные показатели можно получить, если мы знаем, сколько нужно использовать столбов. Для проведения необходимых вычислений мы должны понять, какой вес передаётся от каждой подошвы, и какую массу способен выдерживать грунт.

Сначала высчитываем опорную площадь столба:

  • для квадратной стойки/плиты с сечением 40×40 см — это 1600 см2 (перемножаем стороны сечения);
  • круглую подошву, например, диаметром 40 см, рассчитаем по формуле S = πr2 (3,14 * 202 = 1256 см2), или как вариант — S = 3,14D2/4.

Разбираемся с типом грунта (особое внимание уделяем слоям, которые примут нагрузку — от 50 см и ниже). По таблице определяем несущую способность основания. Например, суглинки средней твёрдости/пластичности успешно сопротивляются нагрузкам в 2,5 кг/см2.

Выходит, что квадратного сечения столб с подошвой 40 см должен нагружаться на плотных суглинках не более чем на 4 тонны (1600 * 2,5 = 4000 кг).

Чтобы вы увидели соотношение типа почвы и проектной нагрузки на отдельный столб, приведём ещё примеры для стойки того же сечения: если строим на пластичных суглинках (несущая способность в среднем составляет 1,5 кг/см2) — грузить можно не более 2,4 тонны, для очень мокрых песков (1 кг/см2) — не более 1,6 т.

Зная общий вес всех строительных конструкций здания, добавив к этому массу возможного снежного покрова и эксплуатационные нагрузки (люди, предметы интерьера…), получим расчётную массу строения. Для примера возьмём дом 100 тонн.

При несущей способности грунта 2,5 кг/см2 дом массой 100 тонн необходимо будет установить не менее чем на 25 столбов (100 т./4 т. = 25 шт.).

Если наше гипотетическое здание имеет площадь 10×10 метров, при этом есть одна центральная несущая стена, то суммарная длина всех осей фундамента составит 50 м. п. — это нагрузка 2 тонны на один погонный метр. Зная, сколько максимально должен нести один столб (в нашем случае это 4 т.), можем предварительно высчитать минимально допустимое расстояние между опорами — 4 т./2 т. = 2 метра.

Разметка и подготовительные работы

Перед началом работ необходимо в обязательном порядке: произвести исследования грунта, сделать замеры перепадов высот, создать план-схему фундамента, выполнить временный водоотвод в виде дренирующих канав, очистить площадку от дёрна.

2.9. КОНСТРУИРОВАНИЕ СТОЛБЧАТОГО ФУНДАМЕНТА

Столбчатый фундамент состоит из плиты и подколонника, который имеет углубление (стакан) для заделки сборной железобетонной колонны или выполняется без него (при сопряжении фундамента с металлической или железобетонной фахверковой колонной).

Конструирование фундамента под железобетонную колонну начинают с определения размеров подколонника и стакана. Рекомендуется принимать типовые размеры верха фундамента (в зависимости от сечения колонны). Для колонн с размером поперечного сечения 400х300 мм, 400х400 мм сечение подколонника принимать 900х900 мм; для колонн с поперечным сечением 500х400 мм, 500х500 мм, 600х400 мм, 600х500 мм сечение подколонника принимать 1200х1200 мм, а для колонн с поперечным сечением 700х400мм, 800х400 мм, 800х500 мм – 1500х1200 мм. Глубина стакана при этом составляет

Читайте также:
Современные приборы учета — электронные счетчики электроэнергии: особенности устройства и эксплуатации

Размеры фундамента должны быть модульными, в плане и по высоте кратны 300 мм, при этом высота ступеней равна 300 и 600 мм ( рис. 1).

Конструирование фундамента ступенчатой формы выполняют вначале в плоскости большего размера l . Для этого на отметке (– 0,150) откладывают соответствующий размер подколонника симметрично оси фундамента. Количество ступеней – от одной до трех. При этом вылет ступеней по размеру должен быть не меньше высоты ступени (300, 450, 600 и 900 мм). Аналогично конструируют фундамент в направлении короткой стороны b. В результате число ступеней по обеим его сторонам не должно отличаться более чем на одну. Желательно же одинаковое их количество.

На строительной площадке предпочтительно применять столбчатые фундаменты из монолитного тяжелого бетона классов В10, В12,5, В15, В20 (с минимальной маркой по морозостойкости F50).

Плитная часть фундамента проверяется расчетом на продавливание /10/. При этом продавливающая сила должна быть воспринята бетонным сечением, как правило, без постановки поперечной арматуры.

Вылет ступеней 300,450,600, 900 мм

Рис. 1. Столбчатый фундамент под крайнюю рядовую колонну

Следует различать две схемы расчета на продавливание:

• при сопряжении сборной колонны с высоким фундаментом с высотой

подколонника, удовлетворяющей условию h c f – d p ≥ 0,5( l c f – l c ), где h c f – высота подколонника; d p – глубина стакана; l c f – длина поперечного сечения подколонника; l c – длина поперечного сечения колонны (в этом случае продавливание плитной части рассматривается от низа подколонника на действие продольной силы N и изгибающего момента M);

• при сопряжении сборной колонны с низким фундаментом (в этом случае расчет ведется на продавливание колонной от дна стакана при действии только продольной силы N).

Фундамент армируется следующим образом: плита – сеткой С1 из стержней класса AIII и диаметром не менее 10 мм вдоль стороны с размером до 3 м и 12 мм при размере больше 3 м с шагом 200 мм (рис.1); подколонники – двумя сетками С2 из стержней класса AI и AIII. Продольная рабочая арматура класса АIII диаметром не менее 10 мм ставятся с шагом 200 мм, а поперечная арматура класса АI диаметром не менее 6 мм с шагом 600 мм. Подбор диаметра арматуры осуществляется в результате расчета фундамента по прочности при руководстве пособием /10/.

Кроме этого, армируется стакан столбчатого фундамента. Поперечную

арматуру назначают конструктивно в виде сеток С-3 из парных стержней 8 AIII с шестью сетками при наибольшем значении эксцентриситета (е > l c /2) и с пятью сетками в остальных случаях. Шаг сеток в первом варианте 50+2х100+2х200, во втором варианте 50+2х100+200. Верхняя сетка заглублена от обреза на 50 мм, нижняя ставится выше торца колонны не менее чем на 50мм. Пример конструирования столбчатого фундамента приведен в приложении 1.

Под фундаментом, как правило, устраивается подготовка из бетона В 3,5 толщиной 100 мм (с выпуском за грань плиты фундамента не менее чем на 150 мм). При этом толщина защитного слоя бетона принимается равной 35 мм. Подготовку можно не устраивать на крупнообломочных грунтах, в этом случае защитный слой бетона имеет толщину 75 мм.

Для опирания наружных стен и сооружения цоколя необходимо предусмотреть фундаментные балки (табл.15). Размеры их зависят от шага колонн, ширины наружных стен и размеров подколонника.

Для зданий с навесными панелями и шагом колонн 6 м рекомендуется применять балки 2БФ и 3БФ, а при шаге колонн 12 м – балки 5БФ и 6БФ.

Фундаментные балки, как правило, опираются на бетонные столбики, ширина которых должна быть не менее максимальной ширины балки, а обрез на отметке – 0,35м или – 0,65 м (в зависимости от ее высоты).

Как сооружают столбчатые фундаменты под колонны?

foto10860-2

Столбчатый фундамент обустраивают при строительстве каркасных и малоэтажных зданий без подвалов.

Также его сооружают, если предполагается большая глубина залегания фундамента – 4–5 м. При этом ленточное основание нерентабельно из-за большого расхода строительных материалов.

О том, как возводится столбчатый фундамент под колонны, поговорим в статье.

Разновидности

Состоит столбчатый фундамент из плитной части из 1–5 ступеней и подколонника, полнотелого или полого – стакана. Вид его зависит от типа и материала колонны.

Колонна – деталь несущей конструкции. Она воспринимает нагрузку между этажами и на уровне фундамента. Может служить декоративной деталью. Колонны выпускают стандартных размеров и изготавливают на заказ.

Различают 2 вида:

Колонна непрерывно взаимодействует с основанием, нарушение положения хотя бы одной опоры приводит к обрушению дома. Поэтому под колонны не рекомендуется использовать сваи.

  1. Монолитный – готовое сооружение, в которых столбы установлены по определенной схеме. Колонны закрепляют на фундамент болтами.
  2. Сборный – каждое основание производится отдельно, на строительной площадке или на заводе, и отдельно устанавливается. Сверху опоры бетонируют, чтобы избежать появления расщелин.

Материал для столбчатого фундамента выбирают исходя из нагрузки и материала колонны:

  1. Бетонные основания – а точнее, железобетонные. Выполняются из тяжелого бетона и упрочняются специальной арматурой. Под металлические колонны ставят только монолитный бетонный, под кирпичные допускается сборный вариант.
  2. Кирпичные – выдерживают меньшую нагрузку и используются для малоэтажных зданий.
  3. Деревянные – подходят только для деревянных или каркасных зданий.
  4. В частном строительстве встречаются опоры из бетонных или асбестовых труб.
Читайте также:
Эпоксидная смола для заливки прозрачная: какую использовать для столешниц

Подготовка к возведению

Подготовка включает:

foto10860-4

  • планировку – опоры монтируют по углам, на участках примыкания и пересечения стен, на протяжении несущей стены через 3–6 м и под каждой колонной;
  • разметку и выемку земли на необходимую глубину;
  • если глубина залегания велика, то на дно ям укладывают песчаную или бетонную подложку;
  • сооружение опалубки.

Глубина залегания и высота бетонной подложки определяется весом здания и рыхлостью почвы.

Инструменты и материалы

Для строительства нужны:

  • доска или фанера для опалубки;
  • песок, битый кирпич, гравий для подушки;
  • бетон марки М300, М400, М600;
  • рубероид или другой пленочный материал для гидроизоляции;
  • анкерный крепеж для металлических колонн.

Для работы понадобятся следующие инструменты и приспособления:

  • капроновый шнур и деревянные колья для разметки;
  • совковая и штыковая лопаты;
  • отвес, строительный уровень, рулетка;
  • ручная трамбовка.

Если бетон изготавливают самостоятельно, то нужна бетономешалка или емкость для размешивания раствора.

Как рассчитать?

Исходными данными для расчета служит нагрузка, которую оказывает колонна, и результаты инженерно-геологических исследований.

К первым относятся:

foto10860-5

  1. Вертикальная нагрузка – вес колонны и величина нагрузка, передаваемая на нее стенами и кровлей.
  2. Изгибающий момент.
  3. Поперечная – приходящаяся на опору от базы колонны.
  4. Нагрузка при действии крутящих моментов в 2 плоскостях.
  5. Полная ветровая и снеговая – рассчитывается по погодным данным региона.

К инженерно-геологическим данным относятся:

  • свойства грунта;
  • уровень грунтовых вод;
  • глубина промерзания грунта.

По полученным данным рассчитывают величину опорных столбов для колонн.

Пример расчета под монолитную колонну

Вычисляют глубину залегания и сечение основания. В простых случаях параметр определяет максимальная глубина промерзания.

Для более точных вычислений используют формулу: df=kh*dfn, где:

  • kh – коэффициент, принимаемый для фундамента отапливаемого дома;
  • dfn – глубина промерзания.

Размеры основания рассчитывают по формуле: А=N/(R0-ȳd), где:

  • N – вертикальная нагрузка, ее получают при расчетах каркаса здания;
  • R0 – сопротивление грунта — величина представлена в справочнике СНиП 2.02.01-83;
  • ȳ – средний удельный вес фундамента;
  • d – глубина.

Для зданий выше 3 этажей расчет производят более сложные, с учетом краевой нагрузки.

Пример расчета под металлическую колонну

foto10860-6

Материал не влияет на методику вычислений. Учитывать нужно глубину заглубления самой колонны. Поэтому используется та же самая методика расчета.

Для удобства исчислений непрофессионалам лучше воспользоваться онлайн-калькуляторами в Интернете.

В них указаны все требуемые параметры для вычислений. Расчет производится автоматически.

Этапы строительства под монолитную колонну

При возведении частного коттеджа или дачи строительстве сооружают монолитный фундамент. Чтобы сэкономить материалы, опорные столбы выполняются в виде ступеней. Высота и число ступеней зависит от нагрузки.

Для основания выкапывают яму необходимого размера и укладывают на дно слой песка и щебня толщиной в 20 см. Если глубина фундамента большая, устраивают бетонную подушку. Затем возводят опалубку из фанеры или дерева.

Если размеры основания значительные, используют стальную опалубку. Асбестоцементные или бетонные трубы могут применяться как несъемная опалубка.

Армирование опор

Армирование выполняется по мере возведения фундамента. Используют для этого прутки диаметром в 12–16 мм, связанные или сваренные в готовые каркасы.

В качестве горизонтальных элементов используется стальная сетка с размерами ячеек от 5–6 мм, но не более 12 мм:

  1. После утрамбовки песчаной-гравийной подушки, заливают не менее 10 см бетона и опускают в яму подготовленную конструкцию.
  2. Сечение каркаса лишь чуть меньше сечения скважины. Каркас входит плотно.
  3. Середину столба не армируют, так как нагрузка здесь минимальна.
  4. Выпуски арматуры загибают горизонтально – по 30–40 см. Если подколонник делают кирпичный, хотя бы один арматурный прут нужно заанкерить в кирпичной кладке.

Величина подколонника может совпадать с сечением столба. Если требуется именно стакан, сооружают опалубку сложной формы.

Изготовление каркаса можно посмотреть в этом видео:

Монтаж башмака

Чтобы равномерно распределить нагрузку от здания, рекомендуют делать башмак – расширение нижней части скважины:

  1. Изготавливают опалубку, диаметр которой в 1,5 раза больше, чем сечение будущих столбов и устанавливают на песчаную подушку.
  2. Заливают бетоном марки М300–М400 только башмак.
  3. Бетон застывает не менее 10 дней.

После схватывания раствора продолжают возведение фундамента.

Установка колонн

Начинают работу с сооружения армирующего каркаса:

foto10860-7

  1. Монолитная колонна армируется прутками. При большом сечении прутки дополнительно усиливаются горизонтальными хомутами.
  2. Для опалубки используют деревянные доски нужной длины. Их скрепляют хомутами. Рекомендуется изнутри простелить опалубку рубероидом, чтобы позднее ее легче было снять. Поверхность колонны будет гладкой.
  3. Для заливки используют бетон марки М200 или выше. Чтобы удалить воздух, раствор протыкают металлическим штырем. Опалубку снимают только после полного высыхания.
Читайте также:
Электрическая пила по дереву: какую цепную электропилу выбрать? Особенности ручного инструмента. Виды и их назначение. Рейтинг моделей

Оптимальная температура строительства – выше +15 С. Если здание сооружают зимой, в бетон добавляют пластифицирующие добавки с тем, чтобы ускорить застывание.

Ростверк

Под железобетонные колонны возводят монолитный ростверк, по сути, это бетонная лента, усиленная стальными прутками. Используется при строительстве каркасных и панельных зданий, деревянных срубов:

  1. Изготавливают опалубку необходимых размеров.
  2. Укладывают арматуру. Для усиления плитной части используют арматурную сетку, которую размещают в 2 слоя. Между ними должен быть изолирующий слой бетона – не менее 20 см, поэтому заливку выполняют в 2 стадии.
  3. Горизонтальные сетки соединяют вертикальными фрагментами прутков. Длина минимально возможная, чтобы каркас со временем не утратил устойчивости.

Связывание каркаса выполняется в опалубке или на основании, а не на земле.

Этапы строительства под металлическую (стальную) колонну

Металлическое колонны монтируют в стаканные основания или анкерным способом. Порядок действий сходный, но исключает некоторые этапы:

foto10860-8

  1. Размечают положение скважин и роют ямы необходимой глубины.
  2. На дно укладывают песчано-гравийную подушку. Сооружают опалубку. Армируют конструкцию прутками и сеткой, описанным выше способом.
  3. Подготовленные скважины заливают бетоном марки не ниже М300. Перед заливкой в полости устанавливают геодезические уровни и высотные знаки. Они служат указателями места размещения стальной опоры.
  4. В поверхности бетонных оснований вмонтируют анкерные болты для фиксации. На них и крепится металлическая колонна. Между собой их связывают балками.

Опирание может выполняться и другим методом. Вместо анкеров на поверхность опоры монтируют металлические плиты и заполняют бетонной смесью. Уровень заливки ниже 5–8 см проектной отметки подошвы. В полученное углубление устанавливают колонну.

Установку на анкера можно посмотреть в этом видео:

Ошибки при строительстве и способы их избежать

Сооружение фундамента – довольно сложная работа, требующая расчета и квалификации. Начинающие строители чаще всего допускают следующие ошибки:

foto10860-9

  • неправильно рассчитывают распределение нагрузки, при этом фундамент начинает проседать, а стены здания трескаться;
  • неверно определяют глубину залегания – слишком большая величина ведет только к расходу материалов, а вот недостаточная – к деформации стен;
  • устанавливают опоры на разную глубину;
  • используют материал низкого качества – марка бетона должен быть не ниже М200;
  • неверно оценивают сопротивление грунта – необходима консультация специалиста;
  • не центрируют каркас при монтаже – особенно разрушительно это сказывается на ростверке;
  • собирают каркас на грунте – центрирование автоматически исключается;
  • соединяют прутки и сетку на углах сваркой – это запрещается.

Опорные основания и колонны – вертикальные элементы. Во время сооружения опалубки, армирования, крепления столбов необходимо постоянно проверять вертикальность.

Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь.

Заключение

Столбчатый фундамент под колонны используется в целях экономии. Для каркасного здания и на твердых грунтах он успешно заменяет ленточный или плиточный. Но чтобы такое сооружение прослужило долго и не стало причиной разрушения дома, необходимо тщательно рассчитать нагрузку.

Столбчатый фундамент под колонну — виды и особенности укладки

Ленточные фундаменты постепенно отходят в прошлое. Такая ситуация связана с попыткой удешевить строительный процесс. Основание ленточного вида требует большого расхода строительных материалов, что приводит к увеличению себестоимости строительства. Снижение расходов становится возможным, если использовать столбчатый фундамент под колонну.

Столбчатый фундамент под колонну

Виды колонн

Строительный материал, который будет использоваться при возведении колонн, выбирается в зависимости от предполагаемых нагрузок будущего строения. Какие существуют колонны:

  • Металлические;
  • Железобетонные.

Под определенный вид столпа, выбирается свой вид фундамента.

На сегодняшний день существуют следующие виды оснований под колонны:

  • Ленточный;
  • Свайный;
  • Сплошной;
  • Столбчатый.

Применение каждого из них имеет свои особенности, которые нужно учитывать. Самый популярный – это столбчатые фундаменты под стальные колонны.

Столбчатое основание под стальные колонны

Столбчатое основание под колонны

Для возведения основы под столпы используют:

Столбчатые фундаменты под железобетонные колонны применяются, когда возникает необходимость перенести нагрузку каждой отдельной конструкции на почву. Случаи, когда становится актуальным использование рассматриваемого вида основания:

  • Возводимая конструкция оказывает незначительную нагрузку на фундамент. А этом случае нецелесообразно строить ленточный или монолитный фундаменты;
  • Когда верхний слой почвы подвижен, а несущий находится на глубине от 3 метров. Использование даже свайного основания потребует значительных расходов.

Каждый раз при определении типа основания следует учитывать нагрузки, которые будут действовать на колонны. Когда предварительный расчет показывает значительное давление, то стоит подумать над обустройством фундамента. Возведение здания на почвах, не имеющих несущего слоя на поверхности, происходит путем установки основания из свай.

Стаканы устанавливаются на столбы и бетонируются

В этом случае ростверками или связующими элементами будут выступать нижние ступени. Через них нагрузки будут передаваться сваям. Стаканы устанавливаются на столбы и бетонируются.

Когда для основания выбран столбчатый фундамент на природном основании, то монтаж конструкции происходит на грунте. В качестве ростверка выступает подошва из бетона, связывающая все сваи в один элемент.

Для строительства крупногабаритных размеров, необходим соответствующего размера столбчатый фундамент под колонну. В этом случае, элементы изготавливаются на заводе, что приводит к значительному удорожанию строительства: доставка, погрузочно-разгрузочные работы, монтаж, применение специализированной техники.

Читайте также:
Шпунтованная половая доска: инструкция по монтажу своими руками, особенности

Особенности фундамента под железобетонные колонны

Основания под столпы из железобетона выбираются исходя из положительных и отрицательных характеристик каждого вида в отдельности. В указанном случае самым оптимальным будет использование стаканного основания, имеющего следующие положительные характеристики:

  • Они надежны;
  • Имеют повышенную прочность.

В строительстве применяется два вида оснований:

Ступени можно начинать делать, когда необходимо основание в высоту от 35 сантиметров. Здесь также есть свои разновидности по поверхности. Она может быть наклонной или горизонтальной. Если планируется монолитное основание под колонну, то выбирается горизонтальная поверхность.

Этапы строительства

Соблюдение правил при строительстве фундамента под железобетонные колонны, способствует увеличению срока службы конструкции, качества.

  • Столпы устанавливаются в грунт на глубину не меньше 70 сантиметров;
  • На участке строительства почва не должна быть подвижной или подвергаться температурному пучению;
  • Грунтовые воды должны залегать не менее, чем на 1,5 метра вглубь;
  • Рекомендуется выравнивать площадку, чтобы она не имела резких наклонов и поворотов;
  • Чтобы обеспечить прочность фундамента, ростверк должен быть смонтирован из железобетона. Конечно, устройство ростверка потребует финансовых затрат, но это сделает каркас более долговечным;
  • Для стен рекомендуется использовать строительные материалы, относящиеся к легким: пеноблоки, брус, панели, бревно.

Легкие строительные материалы

Предварительное проектирование позволяет сделать основание крепким, но должны соблюдаться нормы:

  • Сечение колонн – 20х20 см. Практика показывает использование столпов с сечением 25х25см;
  • Рекомендуется делать башмак под каждую колонну. Это значит расширить нижнюю часть скважины под сваю. В результате получают распределение и снижение нагрузки от здания;
  • Колонны размещать на расстоянии от 1 до 2 метров. При этом столпы должны находиться по углам строения, в местах стыка стен, под выступами: камин, печь.

Каждый фундамент опирается на подушку из щебня и песка, выровненного по горизонтали и хорошо утрамбованного.

Для увеличения прочности столпы армируют прутами с сечением от 12 до 16 мм. В зависимости от материала для ростверка, регулируется высота арматуры:

  • Для деревянной связки прутья не должны достигать верхней части 1-2 см;
  • Когда планируется железобетонный ростверк, то арматура должна выступать на 40 см.

Работать с арматурой следует только после того, как бетон наберет нужной прочности.

Монтаж башмака

Монтаж башмака

Как уже было сказано, в скважинах рекомендуется делать увеличение нижней части для создания башмака. На песчано-щебневой подушке устанавливается опалубка из фанеры. Высота 20-30 см. Диаметр подготавливаемой опалубки должна быть в 1,5 раза больше, чем диаметр будущих столпов. Теперь в подготовленную емкость заливается раствор. В течение 10 дней бетон застывает, при условии, что стоит теплая сухая погода.

Монтаж колонн

Следующим шагом идет монтаж непосредственно опалубки под столпы. Деревянные доски необходимой длины скрепляют хомутами. Внутренние стенки рекомендуется укрыть рубероидом. В результате выполненных мероприятий стены колонн получаются гладкие, а главное, что при снятии опалубки отсутствуют повреждения.

Теперь установить арматуру и можно заливать раствор бетона марки 200М. Если строительство происходит в зимний период, то лучше добавить пластифицирующие добавки, улучшающие застывание раствора. Специалисты рекомендуют такие работы проводить, когда температура воздуха держится выше 15 градусов тепла. С помощью металлического штыря из жидкого бетона удаляется воздух. При температуре внешнего воздуха 20 градусов и сухой погоде, раствор застывает в течение 7 дней.

Необходимо дождаться полного высыхания и только тогда снимать опалубку. Теперь по всей высоте колонн и башмака наносят гидроизоляцию.

Ростверк

Самый надежной считается монолитная конструкция. Но есть и другие варианты связки фундамента и здания:

  • Крепление с помощью швеллера или двутавра. В этом случае элемент укладывается полкой вниз и крепится с помощью болтов. Такой связке не страшны большие нагрузки;
  • Железобетонный или монолитный ростверк. Для его сооружения потребуется опалубка и установка армирующей конструкции. Как правило, монолитный ростверк применяется для панельного дома, каркасного строительства, деревянного сруба;0
  • Деревянный ростверк. Использование бруса считается самым дешевым вариантом для связки столбчатого фундамента.

Особенности фундамента под металлические колонны

Есть здания, в которых требования к прочности увеличены. Это строения, относящиеся к объектам промышленного назначения, энергетики.

Как правило, здесь используется столбчатый фундамент под металлическую колонну каркасного типа, когда нагрузка от здания приходится на металлические столпы, устанавливаемые внутри чаши, выполненной из бетона. Особенность фундаментов под колонны из стали заключается в том, что предварительно подготавливается подушка, внутри которой делается углубление. Сюда и будет крепиться колонная, путем анкерной фиксации.

Этапы строительства

Применение металлических столпов не предполагает наличие сборных конструкций. В противном случае пришлось бы делать дополнительный расчет несущих характеристик строения.

Применение металлических столпов

Оптимальный вариант – это использование монолитного фундамента из бетона. Указанный вид основания прочнее, быстро заливается. Строительный процесс разделяют на следующие этапы:

  • Предварительно рассчитывают максимально допустимые нагрузки, оказываемые на подушку основания;
  • Проводится разметка точек, где будут установлены колонны. Затем проводятся земляные работы;
  • Роется скважина. Длина и размер котлована зависит от сечения металлической колонны и расчетной глубины;
  • Теперь нужно сделать внешнюю опалубку. Для этого берутся доски, рекомендуется использовать фанеру с влагостойким покрытием. Как правило, такая опалубка несъемная;
  • Делается подушка из песка и гравия. Предварительно поверхность грунта выравнивается, затем засыпают песок. Слой не больше 15 см, тщательно трамбуется. Сверху засыпается щебень. Слой не больше 20-25 см. Также тщательно трамбуется и выравнивается по горизонтали;
  • Следующим этапом идет создание армирующего пояса, который будет основным. Металлические прутья устанавливаются по периметру подушки. Арматуру располагают как по вертикали, так и по горизонтали;
  • Теперь подготовленный котлован заполняют бетонным раствором. Важно использовать бетон марки 200М. Перед тем, как запускать раствор необходимо установить геодезические уровни, а также высотные знаки. Это будут указатели, где будут размещаться металлические колонны. Также эти указатели помогут при проведении ремонтных работ фундамента, из-за просадки.
Читайте также:
Удобная вертикальная полка своими руками

Внутри углублений устанавливаются анкерные соединения, с помощью которых происходит крепление стальных элементов. Но и здесь есть свои особенности.

Внутри углублений устанавливаются анкерные соединения

Существует много разновидностей анкерных соединений. Каждое из них подбирается строго индивидуально под определенный тип колонны. Столп устанавливается внутри углубления, затем фиксируется с помощью больших болтов, другое название анкеры. Их приваривают к арматуре. В результате проведенных мероприятий колонна надежно удерживается в вертикальном положении.

Надежность и прочность крепления проверяется следующим образом: после того, как анкера привариваются к арматурному слою, бетонное основание разбивают и смотрят на состояние болтов. Если последние остались на месте, значит, монтаж проведен правильно и можно продолжать строительство. В случае, когда конструкция отклонилась от центра даже на 2 миллиметра, возникает необходимость замены анкерных болтов. Проверку проводят после каждой установки. В противном случае возведенная конструкция будет неустойчивой и может привести к разрушению здания.

Фундамент под колонну – устройство, виды, подготовка, расчет, монтаж

Фундамент под колонну – устройство, виды, подготовка, расчет, монтаж

Для возведения жилых и нежилых построек на своем участке часто применяются колонные опоры. При этом чтобы установить их правильно, нужно обустроить специальное основание. Разберем, что собой представляет фундамент под колонну, как он устроен, на какие виды подразделяется и где применяется, а также как правильно подготовить место, рассчитать и установить железобетонную или металлическую конструкцию.

Фундамент для колонны – устройство, разновидности, применение

Для установки вертикальных опор в современном строительстве применяется специальный тип фундамента. Состоит он из следующих основных частей:

  • Плитного основания с несколькими ступенями.
  • Подколонника.
  • Стакана (полого или монолитного – в зависимости от вида устанавливаемой колонной части).

Колонна выполняет функцию несущей конструкции – берет нагрузку здания от кровли до основания. При этом не исключено, что она может одновременно быть частью декора.

В большинстве случаев применяются 2 разновидности колонн:

Состоят из базовой поверхности, соединяемой с основанием, стержня и оголовка, к которому крепятся балки. Изготавливаются из прокатного профиля. Материал может быть сплошным и перфорированным, облегченным.

К основанию крепятся посредством болтового соединения. Для этой цели фундамент изготавливается уже с готовыми крепежными элементами.

  • Железобетонные.

Производится с различной формой сечения – круглой, прямоугольной, квадратной. Внутри имеет стальной армирующий каркас. Заливается бетоном марки от М200 и выше. Главный недостаток – большой вес. Однако в отличие от металлического аналога – не боится влажной среды.

Монтируется путем вставки подошвы опоры в посадочное место фундамента. Далее крепится с помощью заливки пустот высокомарочным бетонным раствором.

Тип, размеры и конструкция основания определяется не только материалом опоры, но также ее массой, размером, создаваемой нагрузкой и особенностями грунта.

Разновидности

Существуют специально изготавливаемые промышленным способом основания для колонн – так называемые «стаканы». По устройству они подразделяются на 2 вида:

  • Монолитные. Представляют собой готовый блок для установки вертикальной опоры. Характеризуются универсальностью – могут служить базой для колонн различных форм, размеров и типов материала (металла и железобетона).
  • Сборные. Все 3 элемента основания изготавливаются по-отдельности. Применяются, как правило, для установки ж/б-опор.

Кроме того, нестандартные фундаменты для металлических или железобетонных колонн могут изготавливаться в следующих видах:

  1. Столбчатый. По сути, представляет собой вмонтированный на определенную глубину железобетонный столб. Применяется на зыбких, болотистых почвах, а также на обычных грунтах в целях экономии.
  2. Ленточный. Данный тип фундамента обустраивается, когда пространство между опорами планируется заполнять тяжелым материалом – кирпичом, газоблоками. От классической ленты такое основание отличается более укрепленными местами под установку колонн.
  3. Монолитный. Это сплошная усиленно армированная железобетонная плита. В местах монтажа опор фундамент усиливается или углубляется. На практике такое основание достаточно дорого, поэтому применяется при изготовлении промышленных объектов – складов, ангаров, цехов.
  4. Свайный. Под каждую опору устанавливается отдельная свая. Вариант пригоден в тех случаях, когда другие виды основания в силу особых свойств грунта сделать нельзя. Это, например, насыпной, сыпучий, болотистый участок.

На заметку! Колонный фундамент широко применяется на строительстве крупных сооружений гражданского и промышленного назначения. В частном домостроительстве такое основание изготавливается в случаях, когда дом возводится по каркасной технологии.

Подготовка, расчет

Для того чтобы правильно возвести основание под вертикальную опору, для начала требуется провести подготовку:

  • Выполнить планировку и расчет параметров опор. Колонны устанавливаются в особо ответственных точках конструкции – углах, местах пересечения стен и в составе протяженных основных стен с промежутком 3-6 м.
  • Сделать разметку строительного участка и выемку грунта в соответствии со схемой.
  • При необходимости обустроить на дне котлована или траншеи песчано-щебневую подушку.
  • Возвести опалубки (в случае, когда используется заливной фундамент, а не готовые блоки).
Читайте также:
Солнечная энергия как альтернативный источник энергии

Глубина залегания основания и, соответственно, необходимая толщина слоя бетона определяется весом сооружения и геологическими условиями. Последние выявляются в ходе специальной экспертизы, в результате которой становится известны следующие данные:

  • Свойства, тип и состав грунта.
  • Отметка залегания почвенных вод.
  • Глубина промерзания.

При расчете также учитываются следующие параметры:

  1. Климатические условия – температура, осадки, ветра и проч.
  2. Нагрузка от планируемого здания.
  3. Подходящий по характеру нагрузок тип колонн.
  4. Характеристики применяемого бетона – марка, морозостойкость, прочность и т. д.
  5. Свойства будущего сооружения – материал стен, количество этажей, площадь и т. п. параметры.

Учитывая большое количество входных данных, выполнить расчет фундамента под силу только специалистам.

Важно! Чтобы основание под колонной выдерживало нагрузки здания с учетом подвижек почвы, его подошва должна заглубляться ниже уровня промерзания.

Основание под ж/б-опору

При возведении частного дома зачастую применяется монолитный вариант фундамента под колонну. Изготавливается он непосредственно на месте – путем заливки бетонным раствором опалубки. Глубина залегания и количество ступеней определяется характеристиками грунта и предполагаемой нагрузкой.

Алгоритм обустройства основания следующий:

  1. Выкапывается котлован заданного размера.
  2. На дно засыпается слой щебня и песка для формирования подушки.
  3. Если глубина залегания превышает 1,5 м, делается подкладка из бетона.
  4. Изготавливается опалубка. При малых и средних значениях стенки делаются из досок или фанеры, а при больших – из стальных листов.
  5. Создается армирующий каркас из стальных прутков и сетки.
  6. Армировка проводится поэтапно – по мере заливки соответствующей части основания. При этом посередине армирование не требуется – ввиду минимальности нагрузок в этой части.
  7. Сначала на утрамбованную подушку заливается 10-15 см бетона, затем в слой вставляется каркас.
  8. Далее заливается весь объем опалубки плиты.
  9. Для заливки используется бетона марки не ниже М300.
  10. Подколонник с полостью под установку колонны изготавливается по мере застывания подошвы и в соответствии с размерами опоры. Если подколонник делается из кирпича, несколько прутков от нижней армировки должны заходить в кладку.

При необходимости между изготовленными блоками фундамента заливается монолитная мелко заглубленная лента. Требуется она в качестве ростверка для кладки стен из кирпича или блоков ячеистого бетона.

Фундамент для металлической колонны

В целом алгоритм обустройства фундамента для металлической колонны схож с выше приведенной инструкцией для основания ж/б-аналога. Однако, ввиду того, что крепление осуществляется анкерным способом, некоторые отличия все же есть:

  • Прежде чем заливать опалубку раствором, устанавливаются специальные метки, по которым в дальнейшем определяется местоположение крепления стальной опоры.

  • После заливки в поверхность бетонного массива вставляются болты, фиксированные между собой стальными перемычками. Далее посредством их будет крепиться металлическая колонна.
  • В ходе установки крепежных элементов соблюдается высокая точность и проверка в соответствии с разметкой.

Совет! Чтобы снизить нагрузку на опору и увеличить ее стойкость, нужно увеличить поверхность соприкосновения основания с грунтом. Для этого под каждым фундаментным блоком обустраивается башмак. Это расширение в виде ж/б-плиты, по площади в 1,5-2 раза большее подошвы «стакана».

Видео описание

Видео-инструкция по изготовлению фундамента под колонну:

Ошибки монтажа

При обустройстве основания под вертикальные опоры возможны следующие ошибки:

  1. Неправильный расчет по нагрузке. В результате опора проседает, а стены сооружения трескаются.
  2. Неграмотное определение глубины. Отклонение в большую сторону ведет к перерасходу материалов, а в меньшую – к разрушению основания.
  3. Монтаж блоков на разной глубине. Из-за этого каждая колонна будет иметь разную степень проседания.
  4. Недостаточная прочность бетона – марки М200 и ниже.
  5. Неправильное определение характеристик грунта.
  6. Отсутствие центровки армирующего каркаса при монтаже.
  7. Сборка прямо на почве – без обустройства подушки.
  8. Соединение элементов каркаса с помощью сварки.

Обратите внимание! Каждый этап обустройства фундамента и установки колонны должен обязательно сопровождаться проверкой на соответствие вертикальности посредством профессионального оборудования.

Видео описание

Видео-обзор заливки фундамента под колонну:

Коротко о главном

Фундамент под колонну состоит из плитного основания, подколонника и полого или цельного стакана. Колонны могут быть как металлическими, так и железобетонными. Промышленно выпускаемые фундаментные блоки называются «стаканами». Разделяются они на сборные и монолитные.

В нестандартных случаях применяются такие виды оснований, как:

  • Столбчатые.
  • Ленточные.
  • Монолитные.
  • Свайные.

Перед обустройством фундамента участок следует правильно подготовить, а само основание грамотно рассчитать с учетом нагрузок и характеристик почвы. Создание фундамента под железобетонную или металлическую опору осуществляется строго по технологии. При этом в ходе выполнения работ нужно следить, чтобы не возникали ошибки.

Читайте также:
Что можно повесить на стену в комнате

Фундаменты промышленных зданий

Новый сервис – Строительные калькуляторы online

Фундаменты сборных железобетонных колонн

Типовые чертежи фундаментов по сериям 1.412-1, 1.412-2 разработаны для сборных железобетонных колонн любого вида и типоразмера при нормативном давле­нии на грунт 0,15-0,45 МПа.

Фундаменты вы­полняют на строительной площадке, исполь­зуя, как правило, деревянную опалубку.

Фундаменты состоят из подколонника и одно-, двух- или трехступенчатой плитной части.

Фундаменты спроектированы по высоте 1,5 м и в пределах 1,8-4,2 м с интервалом 0,6 м.

Обрез фундаментов под железобетонные колонны располагается чаще всего для одно­этажных зданий на отметке минус 0,15 м, для многоэтажных зданий-на отметке минус 0,2 м.

Фундаменты выполнены с уступами, высота которых 0,3 и 0,45 м.

Все размеры их в плане унифицированы и кратны модулю 0,3 м.

Площадь подколонников принята в шести вариантах начиная от 0,9 х 0,9 м (ак х Ьк).

В последующих вариантах размер подколонника в направлении шага колонн Ьк установлен 1,2 м, а размер в направлении пролета между колоннами ак составляет 1,2; 1,5; 1,8; 2,1 и 2,7 м.

Фундаменты сборных железобетонных колонн:

(1-подколонник стаканного типа; 2-железобетонная колонна; 3-плитная часть; 4-подошва фундамента)

Размеры конкретного фундамента выбира­ют в зависимости от нагрузки, передаваемой колонной, характеристик грунта и решений конструктивной части здания ниже отметки 0.000.

Зазор между гранями колонн и стенкой стакана принят по верху стакана 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонны и дном стакана 50 мм. Минимальная толщина стенки поверху 175 мм.

Стакан для ветвей двухветвевой колонны устраивают об­щим.

Класс бетона фундаментов В10-В12 (М150 или М200).

После установки колонн стаканы заливают бетоном класса В20 или В25 на мелком гравии.

Под железобетонные фундаменты обычно делают подготовку толщиной 100 мм из щебня с проливкой цементным раствором или из бетона класса В7,5.

При прочных слабофильтрующих грунтах устройство подготовки не требуется.

Фундамент под спаренные колонны в температурных швах устраивают общим даже в том случае, если колонны по смежным разбивочным осям спроектированы стальными и железобетонными.

Фундаментные балки под наружные стены рассчитаны на нагрузку от сплошных стен и стен с оконными или дверными проемами, расположенными над серединой фундаментной балки.

Для опирания фундаментных балок на фундаменты колонн рекомендуется устройство приливов (бетонных столбиков), ширину которых следует принимать не менее максимальной ширины балки, а обрез на от­метке минус 0,45 или 0,6 м-в зависимости от ее высоты.

В многоэтажных каркасных зданиях с под­валами стены последних могут быть выполне­ны монолитными, из сборных железобетонных панелей (аналогично панелям наружных стен зданий) или из стеновых блоков и плит.

Отметку низа фундаментов колонн и стен подвала, расположенных между колон­нами, принимают, как правило, одинаковой.

Гидроизоляцию выполняют в соответствии с материалами, в зависимости от грунтовых вод и глубины наложения подвала.

В сухих грунтах следует учитывать возможность временного появления грунтовых вод, например весной.

Расположение фундаментных балок:

а – вид сбоку; б – план; в – сечение; 1 – фундаментная балка; 2 – прилив или бетонный столбик; 3 – колонна рядовая; 4 – колонна у температурного шва; 5 – колонна примыкающего пролета; 6 – стена; 7 – засыпка шлаком; 8 – отмостка

В многоэтажных каркасных зданиях с под­валами стены последних могут быть выполне­ны монолитными, из сборных железобетонных панелей (аналогично панелям наружных стен зданий) или из стеновых блоков и плит.

Отметку низа фундаментов колонн и стен подвала, расположенных между колон­нами, принимают, как правило, одинаковой.

Гидроизоляцию выполняют в соответствии с материалами, в зависимости от грунтовых вод и глубины наложения подвала.

В сухих грунтах следует учитывать возможность временного появления грунтовых вод, например весной.

Фундаменты стальных колонн

Фундаменты под стальные колонны принима­ют по типу фундаментов под железобетонные колонны. При этом подколонник устраивается сплошным (без стакана) и имеет анкерные болты, заделанные в бетон.

База стальной колонны крепится к фундаменту гайками, навинчивающимися на верхние выступающие из бетона концы анкерных болтов.

Размеры фундамента выбирают как для сборной железобетонной колонны, имеющей размеры сечения, близкие к размерам сечения стальной колонны.

Для заглубления развитых баз стальных колонн (с траверсами) обрезы фундаментов располагают на отметке – 0,7 или – 1,0 м.

Для стальных колонн, у которых траверсы отсутствуют, отметку верха подколонника назначают порядка – 0,25 м.

Сечение подколонников под базы сталь­ных колонн выбирают так, чтобы расстояние от оси анкерных болтов до грани подколонника было не менее 150 мм.

Монолитные железобетонные фундаменты под стальные колонны:

(1-стальная колонна; 2-анкерный болт; 3-анкерная плита; 4-опорная плита; 5-цементная подливка; 6-железобетонный фундамент)

Свайные фундаменты

Читайте также:
Современные приборы учета — электронные счетчики электроэнергии: особенности устройства и эксплуатации

Конструкции монолитных фундаментов железобетонных и стальных колонн могут при­меняться совместно со сваями.

При устройстве фундаментов использование свай целесообразно в тех случаях, когда не­посредственно под сооружением залегают сла­бые грунты, не способные выдержать нагрузку от сооружения, или когда применение свай позволяет получить экономически наиболее выгодное решение.

В отечественной практике известно более 150 видов свай, которые классифицируются по материалам (железобетонные, бетонные, дере­вянные и т. д.), конструкции (цельные, состав­ные, квадратные, круглые, с уширением и без него и т.д.), виду армирования, способу из­готовления и погружения (сборные, монолит­ные, забивные, завинчиваемые, буронабивные, виброштампованные и т. д.), характеру работы в грунте (сваи-стойки, висячие сваи).

Сваи железобетонные забивные цельные сплошного квадратного сечения по ГОСТ 19804.1-79* и ГОСТ 19804.2-79* рекоменду­ется применять для всех зданий и сооружений в любых сжимаемых грунтах (за исключением грунтов с непробиваемыми включениями).

Сваи забивают до проектных от­меток.

В том случае, если по каким-либо при­чинам отметки свай разные, осуществляют срубку свай ручными или механическими ин­струментами до заданных проектных отметок.

Свайные фундаменты:

1-железобетонная колонна; 2-подколонник; 3-плитная часть фундамента; 4-свая

4.3.3. Отдельные фундаменты под колонны (ч. 1)

Основным типом фундаментов, устраиваемых под колонны, являются монолитные железобетонные фундаменты, включающие плитную часть ступенчатой формы и подколонник. Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (см. рис. 4.1, а), монолитных — соединением арматуры колонн с выпусками из фундамента (рис. 4.8, а), стальных — креплением башмака колонны к анкерным болтам, забетонированным в фундаменте (рис. 4.8, б).

Соединение колонн с фундаментом

Размеры в плане подошвы ( b, l ), ступеней ( b1, l1 ), подколонника ( luc, buc ) принимаются кратными 300 мм; высота ступеней ( h1, h2 ) — кратной 150 мм; высота фундамента ( hf ) — кратной 300 мм, высота плитной части ( h ) — кратной 150 мм.

ТАБЛИЦА 4.22. ВЫСОТА СТУПЕНЕЙ ФУНДАМЕНТОВ, мм
Высота плитной части
фундамента h , мм
h1 h2 h3
300 300
450 450
600 300 300
750 300 450
900 300 300 300
1050 300 300 450
1200 300 450 450
1500 450 450 600
Модульные размеры фундамента следующие:
hf 1500—12000
h 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1500, 1800
h1, h2, h3 300, 450, 600
b 1500—6600
l 1500—8400
b1, b2 1500—6000
buc 900—2400
luc 900—3600
l1, l2 1500—7500

Высота ступеней принимается по табл. 4.22 в зависимости от высоты плитной части фундамента [1]. Вынос нижней ступени вычисляется по формуле c1 = kh1 , где k — коэффициент, принимаемый по табл. 4.23.

Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий

Форма фундамента и подколонника в плане принимается: при центральной нагрузке — квадратной, размерами b×b и buc×buc ; при внецентренной нагрузке — прямоугольной, размерами b×l и buc×luc , отношение b/l составляет 0,6–0,85.

Габариты фундаментов под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям КЭ-01-49 и КЭ-01-55, для одноэтажных промышленных зданий принимаются по серии 1.412-1/77. Буквы в марках фундаментов обозначают: Ф — фундамент; А, Б, В и AT, БТ и ВТ — тип подколонников для рядовых фундаментов и под температурные швы (табл. 4.24), а числа характеризуют типоразмер подошвы плитной части фундамента и его типоразмер по высоте.

ТАБЛИЦА 4.23. КОЭФФИЦИЕНТ k
Давление на грунт, МПа Значения k при классе бетона
В10 В15 В20 В10 В15 В20 В10 В15 В20 В10 В15 В20
0,15 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
0,2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2,9 3 3
3
0,25 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2,5 2,8 3
2,6 3
0,3 3 3 3 3 3 3 2,7 3 3 2,3 2,5 3
2,8 2,4 2,6
0,35 2,8 3 3 2,7 3 3 2,4 2,7 3 2,1 2,3 2,7
3 2,9 2,6 2,9 2,2 2,4 2,9
0,4 2,6 2,9 3 2,5 2,8 3 2,3 2,5 3 2 2,1 2,5
2,7 3 2,7 3 2,4 2,7 2,2 2,6
0,45 2,4 2,7 3 2,3 2,6 3 2,1 2,3 2,8 1,9 2 2,3
2,5 2,8 2,5 2,7 2,2 2,5 3 2,1 2,5
0,5 2,3 2,5 3 2,2 2,4 3 2 2,2 2,6 1,8 1,9 2,2
2,4 2,7 2,3 2,6 2,1 2,3 2,8 2 2,3
0,55 2,2 2,4 2,8 2,1 2,3 2,7 1,9 2,1 2,5 1,7 1,8 2,1
2,3 2,5 3,8 2,2 2,4 2,9 2 2,2 2,6 1,9 2,2

Примечание. Над чертой указано значение без учета крановых и ветровых нагрузок, под чертой — с учетом этих нагрузок.

ТАБЛИЦА 4.24. РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТОВ

Размеры подколонной части фундаментов

Размеры колонн, мм Рядовой фундамент Фундамент под температурный шов Размеры стаканов, мм Объем стакана, м 3
lc bc тип подколон-
ника
размеры, мм тип подколон-
ника
размеры, им hg lg bg
luc buc luc buc
400 400 А 900 300 AT 900 2100 800
900
500 500 0,22
0,25
500
600
600
500
400
600
Б 1200 1200 БТ 1200 2100 800
900
800
600
700
700
600
500
600
0,31
0,34
0,41
800
800
400
500
В 1200 1200 ВТ 1500 2100 900
900
900
900
500
600
0,44
0,52
Читайте также:
Шпунтованная половая доска: инструкция по монтажу своими руками, особенности

По высоте приняты следующие размеры: тип 1 — 1,5 м; тип 2 — 1,8 м; тип 3 — 2,4 м; тип 4 — 3 м; тип 5 — 3,6 м и тип 6 — 4,2 м. В табл. 4.25 и 4.26 приводятся в качестве примера эскизы и размеры рядовых фундаментов и фундаментов под температурные швы. Эти фундаменты могут применяться при расчетном сопротивлении основания 0,15—0,6 МПа.

Все размеры фундаментов приняты кратными 300 мм. Применяется бетон класс В10 и В15. Армирование осуществляется плоскими сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Защитный слой бетона принят толщиной 35 мм с одновременным устройством подготовки толщиной 100 мм из бетона В3,5.

ТАБЛИЦА 4.25. РАЗМЕРЫ РЯДОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ
Эскиз Марка фундамента Размеры, мм Объем бетона, м 3
l b l1 b1 h1 h2 hf
Размеры рядовых фундаментов ФА6-1
ФА6-2
ФА6-3
ФА6-4
ФА6-5
ФА6-6
2400 2100 1500 1500 300 300 1500
1800
2400
3000
3600
4200
2,9
3,2
3,6
4,1
4,6
5,1
ФА7-1
ФА7-2
ФА7-3
ФА7-4
ФА7-5
ФА7-6
2700 2100 1800 1500 300 300 1500
1800
2400
3000
3600
4200
3,2
3,3
4,0
4,5
4,9
5,4
ФА8-1
ФА8-2
ФА8-3
ФА8-4
ФА8-5
ФА8-6
2700 2400 1800 1500 300 300 1500
1800
2400
3000
3600
4200
3,5
3,7
4,2
4,7
5,2
5,7
ФА9-1
ФА9-2
ФА9-3
ФА9-4
ФА9-5
ФА9-6
3000 2400 2100 1500 300 300 1500
1800
2400
3000
3600
4200
3,8
4,1
4,6
5,0
5,5
6,0
ТАБЛИЦА 4.26. РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ ПОД ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШВЫ
Эскиз Марка фундамента Размеры, мм Объем бетона, м 3
b l b1 h1 h1 hf
Размеры фундаментов под температурные швы ФАТ3-1
ФАТ3-2
ФАТ3-3
ФАТ3-4
ФАТ3-5
ФАТ3-6
1800 2100 300 1500
1800
2400
3000
3600
4200
3,4
4,0
5,1
6,2
7,4
8,5
Размеры фундаментов под температурные швы ФАТ6-1
ФАТ6-2
ФАТ6-3
ФАТ6-4
ФАТ6-5
ФАТ6-6
2400 2100 1500 300 300 1500
1800
2400
3000
3600
4200
4,2
4,7
5,9
7,0
8,1
9,3
ФАТ7-1
ФАТ7-2
ФАТ7-3
ФАТ7-4
ФАТ7-5
ФАТ7-6
2700 2100 1800 300 300 1500
1800
2400
3000
3600
4200
4,5
5,1
6,2
7,4
8,5
9,6

Фундамент с подбетонкой для опирании балок

Для опирания фундаментных балок предусмотрена подбетонка (рис. 4.9). Пример конструктивного решения фундамента приведен на рис. 4.10.

Габариты монолитных фундаментов под типовые колонны двухветвевого сечения, в частности для серии КЭ-01-52 одноэтажных промышленных зданий, принимаются по серии 1.412-2/77. Размеры подколонной части таких фундаментов приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части имеют типоразмеры от 1 до 18, а также типоразмер 19, при котором размер подошвы составляет 6×5 м. По высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77.

Фундамент стаканного типа под колонну

Железобетонные фундаменты под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям ИИ-04, ИИ-20 и 1.420-6 для многоэтажных производственных зданий, принимаются по серии 1.412-3/79.

ТАБЛИЦА 4.27. ТИПЫ И РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННИКОВ

Типы и размеры подколонников

Размеры колонн, мм Рядовой фундамент Фундамент под температурный шов Размеры стаканов, мм Объем стакана, м 3
lc bc тип подколон-
ников
размеры, мм тип подколон-
ников
размеры, мм hg lg bg
luc buc luc buc
300 300 А 900 900 AT 900 2100 450
450
400 400 0,08
0,12
400 400 650
1050
500 500 0,18
0,29
600 400 Б 1200 1200 БТ 1200 2100 650
1050
700 500 0,25
0,40

Отличие в маркировке фундаментов по сравнению с другими сериями заключается в том, что после цифры, обозначающей типоразмер подошвы, приводится высота плитной части. Размеры подколонной части фундамента приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части включают типоразмеры от 1 до 18 и типоразмер 19 (с размером подошвы 5,4×6 м). по высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77. Монолитные железобетонные фундаменты под железобетонные типовые фахверковые колонны прямоугольного сечения, в частности по шифрам 460-75, 13-74 и 1142-77, принимаются по серии 1.412.1-4. Размеры фундаментов приведены в табл. 4.28. Сопряжение колонны с фундаментом шарнирное. Фундаменты разработаны для давления 0,15- 0,6 МПа. Применяется бетон класса В10. Армирование осуществляется сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Пример узла опирания колонны на фундамент дан на рис. 4.11.

Под колонны зданий применяются сборные фундаменты из одного или нескольких элементов. на рис. 4.12 приведены решения сборных фундаментов под колонны каркаса для многоэтажных общественных и производственных зданий из элементов серии 1.020-1. Элементы фундамента типа Ф применяются на естественном основании, типа ФС — для составных фундаментов (табл. 4.29). Толщина защитного слоя бетона нижней рабочей арматуры принимается 35 мм, а остальной арматуры — 30 мм. Глубина заделки колонны в фундамент должна быть не менее величин, приведенных в табл. 4.30.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: