Руководство фундамент под колонну

Комментарии

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные
участники
Авторизоваться

9.65 МБ

СКАЧАТЬ

Содержание

• 1 Особенности фундаментов под колонны
• 2 Размеры по ГОСТу
• 3 Виды оснований для ж/б и металлических опор
• 4 Устройство основания
• 5 Расчеты для проекта
• 6 Правила крепления
• 7 Этапы монтажа
  • 7.1 Ж/б
  • 7.2 Стальных
• 8 Армирование подколонников
• 9 Заключение

Размеры фундаментов промышленных зданий под колонны

Схематическое изображение геометрических размеров колонн

Фундамент под колонну промышленного здания строится с учетом механико-динамических свойств почвы. Габаритные размеры фундаментов промышленных строений проектируются так, чтобы среднее значение нагрузки на нижнюю плоскость основания была не выше расчетной нагрузки, а типовые показатели усадок отдельных элементов фундамента одного и того же строения были не выше допустимых показателей, которые регламентируются проектными нормативами.

По контуру фундамент промышленного строения в основном повторяет периметр той наземной части, которая над ним расположена. Поэтому многообразие оснований зависит от конструкционных особенностей и форм зданий и сооружений. В качестве монолитных массивов выполняются фундаменты крупных строений. Например, фундамент под памятник либо опору моста.

Фундаменты под колонны могут монтироваться как для отдельной колонны, а могут располагаться группами по несколько колонн. Такие группы имеют вид лент.

Основания для стен могут устраиваться в виде отдельно стоящих опор фундамента, которые перекрываются рандбалкой, либо подземных стен, повторяющих контур несущих стен. Это стеновые или как их еще называют ленточные фундаменты. По своей конфигурации они практически неотличимы от оснований, которые устраиваются под группу колонн.

Строительные материалы, применяемые при изготовлении фундаментов промышленных зданий и сооружений – это железобетон, камень, кирпич и бетон. В состав жестких оснований в основном входит бетон, кирпичная кладка.

Если типовые схемы указывают на присутствие в конструкции основания скалывающих либо растягивающих напряжений, то здесь необходимо применять железобетон. Из этого следует, что железобетон используется при обустройстве сборных конструкций и при обустройстве гибких основ.

Виды оснований под сборные колонны из железобетона

Под сборные столбы из железобетона используют монолитные либо сборные основания из железобетона.

Цельные основания из железобетона образованы несколькими ступенями и подколонником, в котором размещается стакан для опоры. Нижняя часть стакана находится на 5 см ниже основания столба. Это необходимо для того, чтобы после снятия опалубки при заливке бетонной смеси сбалансировать возможные нагрузки и огрехи в расчетах.

Сборные железобетонные основания могут изготавливаться из одного башмака либо из блок-стакана и одной или многих плит, расположенных снизу него.

Проектирование включает в себя разметку верхней части подколонника на уровне заданной разметки поверхности грунта. Основы бывают высотой 1,2−3 м, между ними создается шаг 0,3 м. Эти показатели соответствуют максимальной глубине закладки основы. Высота основания регулируется с учетом высоты подколонника, при том же размере степеней.

Если проектирование предусматривает увеличение глубины заложения фундамента, то под ним выполняют песчаную или бетонную подушку. Благодаря увеличению размера подколонника в строениях с подвальными помещениями, фундаменты располагаются ниже напольного покрытия.

Основания заливаются бетоном марок М150 и М200. Армирование выполняется металлической сеткой с размерами ячеек 200X200 мм, которая размещается в нижней его части. Сетка сваривается, и поверх нее укладывается защитный слой толщиной 0,35−0,7 м. В качестве прутьев используют горячекатаную сталь периодического профиля класса А-П. Армирование подколонников выполняется таким же способом, что и армирование столбов.

Проектирование фундаментов промышленных зданий на рыхлых почвах выполняется с последующим устройством бетонной подготовки, толщина которой достигает 10 см.

Основания под металлические колонны

Чертеж железобетонного фундамента для металлического изделия

Под колонны из металла выполняют монолитные железобетонные основания.

Подколонники оборудуются анкерными болтами для фиксации колонного башмака. Их изготавливают сплошными, без стаканов. Верхнюю часть подколонника располагают так, чтобы металлический колонный башмак и верх анкерных болтов были скрыты.

Если проектирование предусмотрело заглубление металлических колонн более 4 м, то в этом случае применяют сборные железобетонные подколонники, которые производят так же, как и двухветвенные колонны. Эти элементы снизу фиксируются в стакане основания, а верхние их части крепятся с помощью анкерных болтов. Фундамент под смежные колонны монтируется общим даже тогда, когда они изготовлены из различного материала (железобетон и сталь).

Монтаж металлических колонн

Монтаж металлической опоры

Металлические колонны монтируются на основаниях, в которых заблаговременно встраивают анкерные болты для их крепления. После проектирования стандартное положение опор обеспечивается точным размещением анкерных болтов на местах фиксации. При этом точность установки обеспечивается серьезной подготовкой плоскости основания.

Опирание колонн выполняется так:

1. На поверхность основания, которое смонтировано до нужной отметке опорной подошвы, без последующей доливки цементной смеси. Применяется для опор с фрезерованными башмачными подошвами.
2. На заблаговременно выверенные места, устанавливаются и заполняются бетонной смесью металлические плиты. Основание бетонируется до уровня на 5−8 см ниже той отметки подошвы опоры, которая обозначена при проектировании.
3. После чего выполняют установку опорных колонн, объединяя осевые отметки разбивочных осей на элементах, вмонтированных в фундамент, с их отметками. Установочные винты регулируют положение отдельной опоры по высоте с учетом того, что верхняя поверхность плиты будет располагаться на заданной отметке опорной плоскости башмака. Опорные плоскости столбов должны заблаговременно быть простроганы.
4. Основание бетонируется до уровня на 0,25−0,3 м ниже отметки поверхности башмака, отмеченной при его проектировании.

После выполнения этих работ, монтируются закладные элементы и составляющие опор. Верхнюю часть основания цементируют до уровня на 4−5 см ниже верхней плоскости опорных элементов. Опорная поверхность башмака изготавливается под прямым углом к оси самого столба.

Какие виды фундаментов выполняются под стены

Виды возводимых фундаментов

Под несущие стены промышленных зданий монтируются свайные, столбчатые и ленточные фундаменты.

Свайные фундаменты выполняют на рыхлых почвах, которые залегают на значительную глубину. Сваи разделяют на различные виды в зависимости от их назначения. Изготавливаются из древесины, стали, бетона и железобетона. Различают сваи цельные и сборные из железобетона.

Широкое распространение в строительстве получили сборные сваи. Их выпускают двух видов: цилиндрические трубчатые и квадратные сплошные.

Бетонные сваи в основном производятся цельными с различной глубиной заложения, нагрузками и различными сечениями. Металлические сваи производятся из труб, швеллеров и двутавров. Такие сваи редко применяются при обустройстве фундамента под стены из-за подверженности их коррозии, а также из-за дефицита стали. Деревянные сваи выпускаются из лиственницы, сосны. На верхний край колонны надевают бугель (стальное кольцо), а на нижний – металлический башмак. Это необходимо для того, чтобы защитить сваю от размолачивания при забивке.

Столбчатые основания под несущие стены промышленных строений выполняют при плотных основаниях и малых нагрузках. Снизу стен оснований столбы располагаются в месте стыкования, пересечения и в углах, а также в различных промежутках на расстоянии менее 3–6 м. Отдельно установленные колонны связываются друг с другом балками, которые воспринимают нагрузку, создаваемую стенами.

Снизу балок основания выполняется подсыпка из песка либо шлака толщиной 50−60 см. Это необходимо для избегания влияния предельных нагрузок и предупреждения деформаций, которые связаны с рыхлостью грунта.

Ленточные основания монтируют под самонесущие либо несущие стены, выполненные из кирпича и блоков. Такие основания бывают цельными и сборными. Сборные основания пользуются большей популярностью. Такие основания устраивают из бетонных и железобетонных блоков.

Ленточные основания выполняют из следующих компонентов:

• блок-подушек марки Ф;
• блоков стеновых прямоугольной формы марки СП.

Блоки стен имеют следующие размеры:

Также выпускают блоки доборные марки СПД, размеры которых отличаются лишь длиной (у них она 0,8 м). Они применяются для перевязки блоков в основании.

Блоки стен изготавливаются сплошными, с несквозными отверстиями, расположенными снизу. Изготавливаются из бетона марки М150.

Применение и виды блок-подушек

Блок-подушки применяются для увеличения размера подошвы основания. Имеют следующие размеры:

Блок-подушки толщиной 1−1,6 м помимо стандартных размеров могут изготавливаться меньшей длины, то есть доборными. Изготавливаются из бетона марок М150 и М200. В качестве рабочего материала для армирования применяют класса А-П горячекатаную сталь. Чтобы уберечь от дополнительных нагрузок, блок-подушки располагают на ровную поверхность либо подготовку, выполненную из песка.

Основания из блок-подушек бывают прерывистыми и сплошными. В отдельно стоящих основаниях такие подушки укладываются с образованием разрыва, величина которого варьирует от 20 см до 90 см. Подобная конструкция дает возможность уменьшить расход стройматериала, уменьшить нагрузку и позволяет в полнее использовать несущую способность почвы.

При строительстве промышленных строений на просадочных почвах под подушками основания устраивается армированный шов, толщина которого варьирует от 3 см до 5 см, а сверху него монтируется армированный пояс толщиной от 10 см до 15 см. Это позволяет уменьшить нагрузку, увеличить жесткость основания, предупредить возникновение трещин при неравномерной усадке строения.

Блоки стен устанавливаются на бетонную смесь сверху подушек фундамента. Из подушек возводят стены подвала. Основание и его стены состоят из многорядных стеновых блоков, которые укладываются с шовной перевязкой.

Фундаменты крупных строений из массивных железобетонных компонентов выполняют из панелей-стенок и панелей-подушек. Панели-стенки устанавливаются сверху панелей-подушек. Они бывают со сквозными отверстиями, ребристыми и сплошными. Смонтированные панели скрепляются между соседними, методом сваривания закладных металлических компонентов. Эти подушки укладываются по форме прерывистых либо непрерывных лент. Бывают сплошными и ребристыми.

Ленточные монолитные фундаменты устраиваются в основном из железобетона. Они обустраиваются внутри опалубки, в которой вмонтирована арматура (если речь идет о железобетонных фундаментах), и укладывают бетонную смесь.

Свайные фундаменты имеют ряд плюсов: они практически не дают усадки, сокращают время на проведение земляных работ, а также снижают затраты на строительство. Любое строение с применением свай может простоять больше 100 лет.

Фундаменты под колонны: виды оснований для железобетонных и металлических конструкций

Все жилые и промышленные здания по конструкционному типу можно разделить на две категории – имеющие каркас и не имеющие его. В большинстве случаев такой скелет оборудуется для производственных объектов и поэтому для них монтируются столбчатые фундаменты под колонны (или свайные).

Колонный фундамент перед монтажом

Виды колонных фундаментов

Использование фахверковых колонн

Для зданий каркасного типа несущими элементами являются ригели и колонны, из которых, собственно, и монтируется весь скелет, на который впоследствии панели и перекрытия, то есть, формируют коробку. Основание выбирают в зависимости от структурных особенностей колонн, так как они могут быть из металла, либо из железобетона.

Аналогичным образом укладывают фундамент под фахверковые колонны, которые бывают до 10,8м высотой, но не являются несущими, а больше служат для укрепления ограждающих конструкций, которые способны противостоять ветровым нагрузкам.

Для железобетонных колонн

Монолитный и сборный фундамент под колонны (стакан)

• Фундаменты стаканного типа изготавливают под железобетонные колонны, и они могут быть либо монолитными, либо сборными, но в любом исполнении при высоте, превышающей 35 см, такие конструкции делаются ступенчатыми. Причём для монолитных изделий ступени выполняются горизонтальными, с углом кромки 90⁰, а вот для сборных оснований переходы будут наклонными, как это показано на рисунке выше.

Монолитные фундаменты под монолитные колонны. Заливка бетона

• Прежде чем начать закладку фундамента, на плоскость, то есть, на дно котлована, переносят оси для монтируемого сооружения. Это означает, что все продольные и поперечные оси размечаются колышками, обрисовывая, таким образом, проектную картину для стаканов. В пределах проектной плоскости устанавливают опалубку на монолитный фундамент под колонну, либо монтируют сборную конструкцию.
• Для монолитов в качестве опалубки инструкция требует установки коробов, которую проводят в соответствии с составленным планом по отвесам, фиксирующим строительно-монтажные оси. После установки все коробы крепятся и на их стенки выносятся проектные метки, но сам подколонник монтируют немного ниже, чтобы потом, при заливке бетона выйти на нулевой цикл. В тех случаях, когда зеркало фундамента получается ниже требуемой высоты, под колонный башмак подкладывают металлические пластины необходимой толщины.

Исполнительная съёмка «стаканов»

• На схеме вверху вы видите исполнительную съёмку, де отмечено положение осевых рисок для установки колонн. Эти осевые риски в обязательном порядке наносят по краям стакана для определения каждого из углов и дна или же возможную величину отклонения от проектных отметок (если таковое имеется). На строительных объектах малой величины монтаж иногда производят от осей, которые закреплены струнами, а установку фундамента в проектное положение можно осуществлять при помощи отвеса.

Для металлических колонн

Крепление металлической колонны при помощи анкерных болтов

• Для монтажа колонн из металла в фундамент заливаются анкерные болты, которые впоследствии будут выполнять функцию консолей (см. фото вверху). Закладка этих болтов производится с максимальной точностью, и погрешность не должна превышать 2 мм в ту или другую сторону.

Но есть максимальный допуск для одного из анкеров – 5 мм – это рассматривается, как возможный сбой только для одного болта, когда монтируются фундаменты под металлические колонны.

• Средняя погрешность при разбивке осей для анкерных устройств не должна превышать 4 мм – это при сложении всех ошибок. Оси основания наносятся теодолитом и в соответствии с ними закрепляются анкерные болты.

В тех случаях, когда заливку приходится производить в глубоком котловане, то теодолитную трубу приходится наклонять и чтобы избежать ошибок при разметке, вынос осей делают в двух положениях трубы, вычисляя среднюю величину.

Ось теодолита при такой операции обязательно должна находиться в отвесном положении.

Фиксация лёгких анкеров при помощи кондуктора

• Анкерные болты, которые закладываются в фундаменты под стальные колонны, необходимо контролировать по высоте и для этого в теле основания ставят кондуктор, который служит шаблоном.

Это устройство представляет собой раму из дерева или металла, в которой сделаны отверстия для крепления анкеров и нанесены продольные и поперечные отметки для её совмещения с осями, которые нанесены при помощи теодолита.

Для фиксации болтов их приваривают к арматурному каркасу конструкции, и после заливки бетона производится контроль незыблемости самой опалубки и анкеров, составляя при этом схему высотно-планового положения.

• В настоящее время используют несколько иную схему закладки, оставляя в фундаменте специальные колодцы, которые заделываются после монтажа. Фиксация в таких случаях производится специальным клеем, который основан на цементе и эпоксидной смоле.

Также такие колодцы могут получать при помощи бурения, а основные требования изложены в СНиП 111-В 1-62.

Приспособление для крепления тяжёлых анкеров

• Для тяжёлых конструкций закладываются соответствующие анкеры, которые, соответственно, имеют больший диаметр и общий вес (см. рисунок выше). Основные части приспособления для крепления болтов состоят из металлических шаблонов (цифра 1), которые служат для фиксации анкеров (цифра 2) и каркасы из металла (цифра 3), которые позволяют зафиксировать шаблон в нужном положении во время заливки бетона. Каркасные стойки между собой закрепляются балками и рамами и балками (цифра 4).
• После заливки бетона шаблоны убираются, а сам каркас остаётся вместе с болтами. Когда делается расчет фундамента под колонну, важно с максимальной точностью установить каждый анкер и по осям, и по высоте, что относится к самым трудоёмким работам среди всей разбивки.

Для того чтобы как-то облегчить этот процесс, на каждую группу болтов изготавливается шаблон, который называют кондуктором.

• Сам кондуктор сваривается из металлических профилей (чаще всего из швеллера) и на него наносятся координатные оси и высверливаются отверстия под болты в соответствии с проектом. Для лёгких анкеров можно использовать обычный брус из дерева, например на фундамент под колонну 400 на 400 мм.
• Когда кондуктор устанавливается на место, его необходимо совместить с осями координат, а верхнюю плоскость регулируют по меткам, которые наносятся на стойки каркаса. Когда расположение отверстий соответствует проекту, а сам шаблон установлен с точностью +-2 мм относительно координатных осей, то монтаж колонн пройдёт без осложнений.

Совет. Установку болтов своими руками следует производить при помощи отвеса. При этом допускается погрешность не более 1/1000 длины анкера.

Крепление металлической колонны на анкеры

• Совместно с закладкой анкерных устройств также располагаются трубы для канализации и электрических кабелей, различные устройства для последующей облицовки и окантовки.

В этом случае большая точность не требуется и главным условием для монтажа дополнительных элементов является их корректность по отношению к анкерам, то есть, они не должны пересекаться и мешать друг другу.

Совет. При окончательной установке анкеров их следует жёстко зафиксировать гайками к шаблону и приварить к каркасной арматуре, чтобы их положение при заливке бетона не изменилось.

Чертежи в журнале исполнительной съёмки

• Прежде чем бетонировать фундамент под металлическую колонну, нужно произвести как плановую, так и высотную проверку зафиксированных анкеров, потому, что от этого будет зависеть качество последующих монтажных работ.

Исполнительная схема на установку болтов и других устройств выполняется два раза – первый раз до заливки бетона, а второй раз – после заливки, чтобы зафиксировать все отклонения в плане и по высоте. Также после заливки проверяется каждый анкер отдельно, и любые отклонения записываются особой ведомости.

Совет. Фундамент и анкеры обязательно нивелируются, ведь цена этому – качественный монтаж колонн и самого каркаса (балок и ригелей). Когда отметки выносятся на болты, то их можно для удобства закреплять краской.

Заключение

Как вы понимаете, расчет столбчатого фундамента под колонну или такого же свайного основания дело довольно хлопотное и требует большой точности и немалых трудовых затрат. Если вам необходимо смонтировать такое устройство для строительства своего дома, то лучше всего прибегнуть к услугам специалистов, чтобы в процессе производства работ не возникали форс-мажорные обстоятельства.

Фундамент под металлическую колонну

Равномерное распределение нагрузок в каркасных конструкциях зданий и сооружений на подстилающие грунты необходимо для устойчивости всей постройки, поэтому важно правильно рассчитать и смонтировать фундамент под колонны, обеспечивающий долговременную эксплуатацию стен и перекрытий. Колонны часто применяются в качестве нагруженных элементов при строительстве не только промышленных, но и жилых зданий и устанавливаются с такими же жесткими требованиями по надежности и допустимым отклонениям от проектного расчета, независимо от способа их производства и монтажа.

Значимые требования к фундаменту

В типовом строительстве каркасные здания возводятся только промышленного назначения. С развитием сегмента индивидуальных построек из нескольких этажей большой площади стали востребованы несущие опоры в виде колонн как в самих домах, так и в придомовых сооружениях (балконы, ограждения, навесы, гараж на несколько автомобилей).

Часто каркасная конструкция наружных стен, поддержки перекрытий выполняется в виде столбов из армированного монолита с заполнением промежутка между ними легкими газобетонными блоками. Неравномерная просадка бетонных стоек приведет к растрескиванию материала стен. Поэтому нужно ответственно подойти к правильному устройству фундамента под несущими элементами, которые изготавливаются в виде столбов.

Основным документом для такого строительства будет «Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий».

Готовые железобетонные изделия

При проектировании опорной части строения в расчет можно закладывать стандартные элементы заводского производства с уже известными характеристиками и монтажными петлями для быстрой установки.

Основание под колонну выбирается по результатам исследований механико-динамических характеристик залегающих грунтов. Разнообразие вариантов общей конструкции фундаментов для колонн определяется проектными особенностями, площадью и формой будущего строения.

Исходные условия

Размеры подошвы под стоящую опору выбирают, чтобы нагрузка на плоскость контакта с грунтом не оказалась выше его несущей способности. Типовые показатели для усадки каждого отдельного нагруженного элемента в фундаменте не превышали допустимых значений, указанных в нормативах.

Колонна может стоять на отдельном фундаменте или располагаться в группе, для которой имеется единое основание (ленточного или плитного типа).

Группа колонн на едином основании

Выпуски арматуры под будущие колонны в монолитной бетонной плите.

При расчете столбчатого фундамента под колонну в качестве отправного значения берется площадь подошвы 1 столба. Необходимое количество таких опор нужно принимать с запасом не меньше 50% по прочности на каждый устанавливаемый элемент.

Материалами для изготовления одиночных фундаментов служат:

К жестким видам оснований относят конструкции из монолитного марочного бетона и выполненные кладкой из кирпича.

Колонны, устанавливаемые на подготовленный фундамент, различаются по виду материала изготовления: металлические, железобетонные изделия. Каждая разновидность имеет свой способ крепления в нижней точке. Подколонники под них изготавливаются в заводских условиях (стандартного типа) или прямо на строительной площадке по месту установки (проектный расчет).

Монолитный метод самостоятельного изготовления имеет преимущество в том, что является универсальным, независимо от того, стальное или железобетонное изделие будет монтироваться сверху на основание.

Подошвы для железобетона

Несущие конструкции из колонн устанавливают на отдельно стоящие фундаменты стаканного типа, чтобы не заливать большой объем бетона в ленты или плиты. Они примут и распределят нагрузку от сооружения в самых ответственных точках. Стандартные изделия для типового строительства промышленных объектов делают на заводах в готовом для сборки виде. Они состоят из расширяющейся к низу подошвы под колонну и вставляемого в стакан столба.

Такие сборные элементы должны соответствовать ГОСТ 24476-80.

Пример готового фундамента (с различными вариантами габаритов) для колонны показан на чертеже:

Увеличение площади контакта с грунтом за счет расширяющейся опорной пятки приводит к следующим результатам:

• повышается несущая способность колонны;
• уменьшается нагрузка на грунт от общего веса фундаментной конструкции за счет разницы в сечении подошвы и вертикальных столбов – их Ø считается по способности выдержать здание, но не зависит от площади опоры.

Стаканы с балками

В многоэтажном строительстве допустимо выбирать такой тип опоры, если залегающие под зданием грунты непучинистые, спокойные и не склонны к просадке. Стаканы могут стоять на прочных неподвижных породах с глубоким уровнем залегания грунтовых вод.

Соединение отдельных колонн и их фундаментов в единую жесткую конструкцию ленточного типа выполняют 2 основными видами соединений:

1. Железобетонные изделия связывают вставками балок в основания колонны с последующей заливкой цементным раствором.
2. Стальные элементы скрепляют анкерными болтами, которые залиты в фундаментном блоке под отверстия в пятке колонны и обеспечивают прочную неподвижную фиксацию.

Если стандартные заводские изделия не удовлетворяют техническим характеристикам, заложенным в проекте сооружения, то, после проведения инженерно-геологических изысканий, допускается изготавливать стаканный фундамент под несущие колонны по месту на основе расчета по конкретным условиям строительной площадки.

Заливка фундамента по месту

Для заливки фундамента по месту установки колонны выполняют индивидуальный расчет с определением площади подошвы, веса и высоты стакана.

Нужно правильно изготовить арматурный каркас по усиленной схеме, чтобы создаваемая конструкция имела высокую степень прочности. Закладка анкерных болтов производится согласно ГОСТу 24379.1-80, отклонения допускаются в пределах ±0,02 см от проекта.

Как должно выполняться армирование подколонника под отдельно стоящую металлическую опору оценивается на этом видео:

• использовать марочный бетон не ниже М 200;
• предельная водонепроницаемость не выше 5% (соответствовать В2);
• защитный слой бетона на арматурных прутках не меньше 3 см (наличие видимых участков стального каркаса запрещено);
• трещины в застывшем монолите не могут превышать 0,1 мм.

Геометрия должна выдерживаться

Под устраиваемый фундамент устанавливают надежную опалубку, которая выдержит нагрузки при заливке жидкой массы и сохранит заданную геометрию изделия, выход стальных стержней жестко фиксируется.

Фундаменту под колонну, заливаемому по месту, проводят детальный расчет всех параметров в специализированной проектной организации или при помощи компьютерной программы, которая определяет нужные геометрические размеры каждой части и требуемое армирование подошвы и столба.

В процессе бетонирования необходимо сделать закладку специальных геодезических уровней (реперов) и высотных отметок. Они потребуются и для контроля монтажа остальных конструкций здания, и для геодезических исследований в процессе эксплуатации по выявлению осадки основания.

Установка колонны

Железобетонные столбы квадратного или круглого сечения ставятся на фрезерованные башмаки, которые выставляются по требуемой отметке геодезистами на бетонный раствор.

С такой же тщательностью выставляется заложение анкерных болтов под металлические колонны. Выступающая над бетоном часть стержня размечается заранее и фиксируется в специальном кондукторе, чтобы выдержать горизонтальный и вертикальный размер.

В некоторых разновидностях заводских столбов анкера не закладывают, а оставляют в верхней части колодец для самостоятельной установки по месту.

В каждом случае любая колонна должна ставиться на геометрически выверенное, жесткое основание согласно разработанной проектной документации. В каждом индивидуальном случае для нового сооружения необходимо привлекать специалиста, чтобы оптимизировать объем работ, финансовые затраты и избежать непоправимых ошибок.

Монолитный железобетонный фундамент под колонны

Фундамент под колонны является одной из разновидностей железобетонных оснований. Колонна – железобетонная или металлическая – это основная деталь конструкции сборных каркасных зданий. На них опираются железобетонные или металлические фермы свода, также на колонны крепится обшивка постройки – бетонные плиты, сэндвич панели, профнастил и т.п.

Виды бетонных оснований под колонну

Фундамент под колонну может быть либо сборным, либо монолитным.

• Сборный тип производится на заводах железобетонных изделий по специальным стандартам – это так называемые «стаканы». Монтаж их производится уже в готовом для дальнейшей эксплуатации виде.
• Монолитный фундамент отливают из бетона прямо на месте установки будущей колонны. Изготавливается он с учётом целого ряда нюансов – прежде всего, типа грунта и предполагаемой нагрузки.

Особенность конструкции с использованием колонн состоит в том, что каждая опора «работает» индивидуально. Поэтому, при неправильном устройстве основания, возможно проседание или перекос отдельных колонн, что чревато разрушением всей постройки.

Каркас для заливки монолитного основания колонны

По типу устройства монолитные фундаменты под колонны (как их ещё называют в архитектуре – «столпы»), бывают:

Рассмотрим подробнее разные виды монолитных железобетонных фундаментов для столбчатых опор.

Столбчатый фундамент

Как видно из названия, он имеет форму заглублённого в землю столба. Изготавливается в основном из железобетона, и предназначен для установки несущих опор на слабых и болотистых грунтах. Может также применяться и на твёрдых почвах как наименее затратный вариант – на его устройство уходит гораздо меньше материала и времени.

В малоэтажном частном строительстве столбчатые основания могут выполняться из металлических и асбоцементных труб, кирпича или готовых бетонных блоков.

Ленточный фундамент

Ленточное основание под каркасное здание применяется в том случае, если проектом предусмотрено заполнение пространства между колоннами капитальными стенами из кирпича, шлакоблока, газобетона и т.д. Конструктивно он представляет бетонную полосу, залитую по периметру будущего здания, а также под внутренними капитальными стенами. Главным отличием ленточного основания под столбчатые опоры от обычного ленточного фундамента – это усиление в местах монтажа будущих колонн.

Сплошное основание

Представляет собой монолитную бетонную плиту, залитую по всей площади будущей постройки. Монтаж опор при этом производится по периметру плиты. В точках их установки производится усиление металлического каркаса, или углубление бетонного основания.

Применяется такой тип фундамента, как сплошная железобетонная плита, в основном при возведении складских помещений, ангаров, заводских корпусов.

Свайные основания

Монтаж опор на сваях производится в основном там, где из-за характеристик грунта невозможно устройство других типов фундамента. Например, при строительстве зданий на насыпных грунтах и в болотистой местности с высоким уровнем грунтовых вод.

В зависимости от размеров здания могут применяться сваи различной величины и конструкции. Для возведения лёгких построек вполне достаточно будет винтовых или буронабивных свай, которые без труда можно смонтировать своими руками.

Расчёт основания

Перед тем, как приступить к работе, следует составить проект будущей конструкции. Для этого нужно произвести расчёт предполагаемой нагрузки на основание здания. Исходя из этого, можно определить необходимое число опор, их размер, структуру армирования каркаса, выбрать, какой тип фундамента будет наиболее предпочтительным.

При выборе того или иного вида основания также обязательно учитываются особенности грунта, на котором будет производиться строительство. В зависимости от массы постройки и от типа грунта определяется глубина закладки основания.

При проектировании фундамента нужно учитывать следующие нюансы:

1. Более плотный грунт может выдержать большие нагрузки.
2. Чем больше площадь основания, тем большую массу оно может принимать на себя.
3. В случае высокого уровня подпочвенных вод, нижняя точка фундамента должна находиться ниже уровня промерзания грунта.

При составлении проекта будущей постройки нужно стремиться к тому, чтобы вся её масса более или менее равномерно распределялась на все опоры. Кроме того, необходимо учитывать особенности почвы в каждой отдельной точке заложения опор. Все они должны находиться в однородном слое грунта, с аналогичными характеристиками.

Если же добиться этого невозможно, то в местах со слабым грунтом придётся предусмотреть устройство подушки из гравия или щебня, либо вносить корректировки в конструкцию фундамента.

Этапы устройства основания

После того, как будут закончены работы над проектом будущего здания, следует приступать непосредственно к строительным работам. Прежде всего, производится перенесение проектных чертежей на местность.

Участок строительства разбивается с помощью осевых линий – тонкой проволоки или шпагата, натянутых на колышки.

Эти колышки устанавливаются таким образом, чтобы осевые линии, пересекаясь между собой, образовывали периметр будущего здания. Затем производятся земляные работы. Их характер и объём полностью зависят от типа запроектированного фундамента.

Для равномерного распределения веса здания на опоры, необходимо максимально точно рассчитать на местности точки заложения оснований под столбы.

Монолитный фундамент под опоры, как уже говорилось выше, может быть нескольких видов, в зависимости от применяемой технологии.

Ниже рассмотрим особенности устройства монолитных фундаментов для колонн, производимых по различным технологиям.

Столбчатое монолитное основание

Для устройства столбчатого монолитного фундамента достаточно выкопать яму нужной глубины под заливку монолитного стакана, либо для установки готового «стакана». На дне также сооружается песчано-гравийная подушка. Перед заливкой монолитного столбчатого фундамента вымеряется точка установки колонны и сооружается опалубка.

Внутрь нее помещается каркас с закладной или с выступающими вверх штырями для крепления будущей опоры. Конструктивно столбчатое основание может быть исполнено как в виде монолитной плиты, так и в виде ступенчатой пирамиды из двух-трёх уступов. В последнем случае каждая ступень заливается по отдельности, начиная с самой нижней.

Ленточное монолитное основание

В этом случае выкапывается траншея по всему периметру постройки, а также там, где будут проходить внутренние несущие стены. В точках монтажа колонн делаются расширения или углубления в грунте, если проектом предусматривается установка или заливка в этих местах бетонных «стаканов».

Конструкция ленточного основания под колонны

В случае если общая масса строящегося здания не такая уж и большая, можно обойтись без подобного усиления конструкции. Достаточно будет в точках монтажа несущих опор лишь усилить каркас с помощью более толстой арматуры, выпуска вертикальных стержней или установки металлических пластин – «закладных».

По всему периметру траншеи, на дно засыпается подушка из крупного песка, гравия или щебня, а затем укладывается объёмный каркас. Он собирается и монтируется таким образом, чтобы возвышаться над уровнем траншеи на определённую высоту (не менее 30-40 см), необходимую для защиты стен здания от потоков талой и дождевой воды. Выступающая часть каркаса забирается в опалубку.

В точках установки железобетонных колонн из каркаса выпускаются вертикальные штыри из арматуры (или анкера), скрепляемые с горизонтальными нитями фундамента посредством L-образных перемычек.

Сплошное монолитное основание

Для заливки сплошной железобетонной плиты необходимо снять верхний слой почвы на всей площади будущей постройки. Затем площадка выравнивается в горизонтальной плоскости и засыпается щебнем, песком или гравием. Поверх песчано-гравийной подушки укладывается объёмный каркас, в точках монтажа опор также делается усиление каркаса, выпускаются стержни (анкерные болты) либо монтируется металлическая закладная пластина.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как производится монтаж колонны на готовое основание.

Свайные монолитные основания

По типу устройства такие основания могут быть нескольких типов, но к монолитным фундаментам под колонны можно отнести, пожалуй, только буронабивную технологию. В местах монтажа будущих колонн с помощью бура делается отверстие, куда устанавливается опалубка.

Чаще всего в этой роли выступает металлическая, пластиковая или асбоцементная труба, внутрь которой вставляется арматура и заливается бетон. По верхнему краю монолитных свай также устанавливается либо закладная, либо анкерные болты.

Устанавливать закладные, анкера или выпуски арматуры под будущую колонну лучше до заливки монолита. В этом случае возможно скрепить данные детали с каркасом, что делает связь колонны с основанием более прочной. Кроме того, это отнимет гораздо меньше сил и времени.

Поскольку от правильного выбора фундамента зависит надёжность здания и долговечность его эксплуатации, подходить к расчётам нужно очень ответственно. Наилучшим вариантом будет обратиться к специалистам, которые смогут составить проект с учётом всех мельчайших нюансов.

Фундамент под опоры каркасных построек

Если среди малоэтажных и частных построек преобладают бескаркасные, то в промышленном и высотном строительстве предпочитают каркасные типы.

Основную нагрузку в таких конструкциях несут колонны и ригели, фундамент для которых серьезно отличается от классических. Для них гораздо важнее правильно выполнить расчет и подготовку. Для установки колонн используются подколонники.

В зависимости от способа производства они могут быть:

• монолитными — их выливают непосредственно на объекте прямо на том месте, где он будет эксплуатироваться;
• сборными — они заказываются на ЖБК, поставляются уже готовыми.

Визуально отличить их очень просто: монолитные выполняются с вертикальными боковыми гранями, в то время как сборные обычно имеют наклонные, скошенные края.

Вне зависимости от типа при высоте «стакана» более 35 см он делается ступенчатым.

В строительстве применяются и бетонные, и стальные колонны. Фундаменты для них имеют некоторые отличия, различается крепление.

Расчет конструкции

Прежде чем выполнять работы, необходимо выполнить расчет нагрузок, чтобы определить требуемое количество опор, их форму, размер, особенности армирования и глубину закладки.

При расчете следует исходить из массы постройки и несущей способности почвы. Чем плотнее грунт, тем больше нагрузку он может выдержать, тем меньше колонн и фундаментов можно применять.

Принципиальное отличие опор под колонны от традиционных типов фундамента в том, что каждый стакан работает изолированно от других, общая перевязка отсутствует, что может повлечь перекос или отрыв при неправильном проектировании.

При расчете нужно добиваться того, чтобы нагрузка на опоры распределялась равномерно, и подошвы стаканов располагались в одном слое почвы, с одинаковыми характеристиками. Если почва чересчур неоднородна и выполнить это условие невозможно, то придется заложить в проект мощную, толстую песчаную или гравийную подушку.

Определив несущую способность основания и вычислив массу постройки, можно легко узнать требуемую совокупную площадь подошвы фундаментов.

Далее расчет заключается в вычислении площади одного подколонника, путем разделения общего значения на количество колонн.

Вначале проводятся земляные работы.

В некоторых случаях требуется вырыть сплошной котлован, иногда же достаточно сделать ямы под колонны.

Глубина ямы должна соответствовать сумме глубины закладки опор и толщины подушки.

Затем засыпается песок.

Он должен быть однородным, его нужно тщательно выровнять и уплотнить по всей площади. Все стаканы должны быть установлены на одном уровне. При проведении земляных работ важно тщательно соблюсти размеры, расстояние между отдельными элементами.

Если вырыт общий котлован, то после подготовки подушки нужно выполнить разметку, определяя местоположение каждой опоры.

Делать это нужно ответственно, тщательно. Ось стакана должна точно совпадать с вертикальной осью колонны, после установки подколонники нельзя двигать по подушке.

Если установка выполнена криво или со смещением, то элемент поднимают и устанавливают заново. Нельзя делать подсыпку или подкладывать клинья для выравнивания.

В этом смысле монолитные конструкции несколько удобнее, потому что требования к точности подготовки подушки ниже. Выполняют их таким образом:

1. В намеченном месте собирается опалубка. Лучше всего использовать многоразовую металлическую или деревянную конструкцию.
2. Опалубка тщательно выравнивается.
3. Выполняется армирование.
4. Заливается бетон.
5. Опалубка снимается и переставляется на следующую позицию.

Но метод очень долгий, поэтому гораздо чаще ставят произведенные на заводе готовые изделия. Им не нужно армирование, они не нуждаются в опалубке и их можно нагружать сразу после установки.

Когда все подколонники стоят, можно приступать к монтажу колонн. Для этого тоже потребуется подъемная техника. У стаканов для бетонных столбов имеются специальные углубления.

Колонна одним концом опускается в углубление, выравнивается по вертикали и фиксируется. Для надежного крепления углубление заливается раствором.

Когда будут установлены все колонны, котлован можно засыпать грунтом. При этом нужно действовать аккуратно, чтобы при засыпке не сдвинуть, не наклонить колонну.

Немного отличается процесс, если колонна и подколонник монолитные. В таком случае армирование конструкции подразумевает вывод нескольких прутков в центре вверх, для перевязки со столбом. Когда основа наберет прочность, собирают опалубку для колонны и формируют каркас, перевязывая его с торчащими прутками.

При правильном выполнении полученная конструкция хорошо противостоит не только нагрузкам на сдавливание, но и деформациям, смещению.

Особенности работы со стальными опорами

Металлическую колонну устанавливают на особый вид стаканов, которые не имеют углубления. Вместо этого они снабжены анкерами, к которым можно привинчивать или приваривать основание опор.

Если основание под металлическую балку делается самостоятельно при помощи раствора и опалубки, то и об анкерах нужно позаботиться самому.

Есть два варианта решения задачи — установка анкеров после затвердевания раствора или же до его заливки.

Первый способ менее надежен, менее удобен, более трудоемок. В готовом, затвердевшем бетоне делаются отверстия, в которые вставляются стальные анкера. Затем отверстие заливается специальным строительным клеем. Прочность крепления посредственная.

Второй способ предполагает, что анкера будут смонтированы на этапе армирования. Шпильки или прутки крепятся к пруткам арматуры. После чего заливаются раствором. Этот метод обеспечивает максимально возможную прочность крепления.

Дополнительным плюсом является то, что не приходится выполнять трудоемкую процедуру по сверлению бетона.

Еще один метод — заказать на ЖБК готовые бетонные элементы с уже установленными стальными анкерами.

Можно получить изделия практически любого размера с заданными параметрами шпилек — маркой стали, размерами прутков, расстоянием между ними, наклоном относительно плоскости подошвы и пр.

Крепление стальных балок к анкерам возможно болтами или сваркой, а также комбинированием этих двух методов. Болты предпочтительнее, потому что надежнее, прочнее, долговечнее. Преимуществом сварки является быстрота операции.

Стоимость подколонников зависит от их размеров, сложности формы и прочности (марки бетона, используемой арматуры).

Стандартный Ф-15-9-2 (1,2 куб.м.) будет стоить приблизительно в 7000-8000 рублей, типоразмер Ф-12-9-2 обойдется в 6500-7500 рублей.

Если делать их самостоятельно, то за бетон придется заплатить около 3000-4000 рублей за кубометр, но еще важно взять в расчет стоимость металла на армирование, а также потери времени и труда.