Составные железобетонные фундаменты под колонны

Фундаменты под колонны

В современном строительстве жилых и коммерческих зданий, мостов и иных сооружений часто в качестве основных несущих основную нагрузку элементов выступают колонны.

Различные по способу производства и своим характеристикам, эти элементы зданий служат основой каркаса, на который устанавливаются все остальные конструкции здания.

Вместе с тем для надежной, прочной, но главное правильной конструкции всего сооружения, колонны должны быть установлены с минимальными отклонениями от расчетных величин проекта. Именно поэтому в процессе расчета проекта и практической его реализации много внимания уделяется устройству фундаментов.

Основой строительства любой капитальной постройки сегодня, независимо от того какое планируется его дальнейшее применение, является фундамент, тип и особенности которого зависят в первую очередь от типа грунтов на участке и той нагрузки, которая будет передаваться на него от остальных элементов здания.

Для устройства основания под такие специфические строительные элементы, как колонны в отличие от остальных видов конструкций применяются фундаменты, способные не только выдержать вес колон и остальных частей здания, но и обеспечить необходимую проектом заданную вертикаль.

Для выполнения этих задач в современных технологиях применяются два основных варианта устройства фундамента под колонные конструкции:

• монолитные основания;
• сборные фундаменты.

Виды фундаментов под колонны: слева — монолитный, справа — сборный

Оба варианта в основе своей имеют схожую конструкцию, выполненную из армированного железобетона. Такое исполнение позволяет надежно зафиксировать нижние точки опор в соответствующем положении. Отличие заключается в том, что каждый вид имеет свое направление применения:

• монолитные фундаменты более универсальны и могут использоваться как под железобетонные колонны, независимо от формы, так и под стальные или металлические;
• составные или сборные основания используются в основном под бетонные колонны.

Для обеспечения соединения колонн и фундаментов в одно целое, применяются два основных вида соединения:

• для железобетонных конструкций применяются метод вставки основания колонны в специально созданное углубление с последующей его фиксацией заливкой бетоном;
• для стальных элементов предусматривается соединения с помощью болтов. Такая конструкция, когда в фундаментном блоке заранее установлены болты под отверстия в основании колонны обеспечивает наиболее удобное соединение.

к оглавлению ↑

Расчет фундаментов под колонны

Отправными данными для расчета фундамента под одну колонну здания являются:

• масса непосредственно самой колонны;
• масса перекрытия;
• масса стеновых материалов;
• масса конструкций здания, опирающихся на колонны.

Вычисление давления, которое воздействует на одну опору, проводится с использованием расчета площади опоры непосредственно самой колонны. Так, при размерах опоры 50*50 см. искомая площадь будет составлять 2500 кв. см. Далее проводится суммирование всех масс здания и деления полученного результата на площадь одной опоры.

Для расчета количества самих колон, требуются данные о свойствах грунта, глубине грунтовых вод, их насыщенности, при этом как показывает практика, количество опор рассчитывается с запасом не менее 50% запаса по прочности на каждую из колонн. При получении меньшего результата, как правило, увеличивают количество точек опор.

к оглавлению ↑

Устройства фундамента под железобетонные колонны

Монолитные и сборные основания под колонны предусматривают в своей конструкции специальную форму, в которую устанавливается железобетонная колонна. По сути это железобетонная форма, получившая в строительстве название «стакан».

Фундамент стаканного типа

Непосредственно сами фундаменты под железобетонные колонны могут быть представлены в двух основных вариантах конструкции:

• в монолитном исполнении;
• сборные конструкции.

Основой такой конструкции является прямоугольная плита, на которой располагаются другие меньшие плиты, образуя, таким образом, пирамиду в виде ступеней с венчающем ее вверху стаканом под опору. В монолитном исполнении все основание является одним целым, а вот сборная конструкция является чем-то вроде детской пирамидки – снизу самая большая плита, а далее плиты поменьше.

к оглавлению ↑

В качестве фундамента под металлические колонны используются в основном монолитные железобетонные основания. Каркасом такого монолита является армированная конструкция, вверху которой в определенном порядке в соответствии с размерами подошвы стальной колонны установлены анкерные болты.

Технология изготовления такого фундамента ничем не отличается от заливки монолитного фундамента для железобетонных опор, с той поправкой, что вместо стакана устанавливаются с помощью кондуктора анкерные болты.

Еще одной особенностью таких основания является точность разметки всех линий и точек установки болтов.

к оглавлению ↑

Монолитный фундамент под колонны

Монолитные основания, выливаемые одним монолитным сооружением, имеют грани ступеней под углом 90 градусов. Такие фундаменты в основном оборудуются непосредственно на строительной площадке сооружения.

Для заливки на дне котлована на заранее оборудованном и подготовленном месте проводится разметка осей будущих колонн.

Под каждое основание сооружается опалубка либо собирается съемная конструкция опалубки, использование которой значительно упрощает работу, поскольку не требуют дополнительных затрат на проверку правильности установки.

Для опалубки, согласно, технологических карт, проводится установка положения, как по вертикали, так и по горизонтали. Последним этапом проверки перед заливкой бетоном монолитного основания является проверка на соответствие правильности размещения по монтажным осям. После установки опалубки нижних ярусов, проводится проверка и установка подколонника (стакана).

При заливке основания под сложную форму железобетонной колонны используется усиление каркаса металлической сеткой или сварным арматурным каркасом. Для установки на легких грунтах, сложных почвах, там, где требуется повышенная прочность под фундаментом возможно устройство дополнительной площадки или устройство свайного фундамента, обеспечивающего большую прочность.

к оглавлению ↑

Анкерные соединения для устойчивости колонны

Сборные металлические колонны соединяются с фундаментным основанием при помощи анкерных болтов. Сами болты для крепления колонн устанавливаются в тело фундамента в процессе его заливки.

Для закладки анкеров используются стандартные кондуктора, позволяющие установить болты с максимальной точностью.

Согласно нормам и правилам погрешностью в установке анкерных болтов в основание является отклонение от заданного положения не более чем 2 мм в ту или иную сторону.

Сборные металлические колонны

При промышленном изготовлении основания допускается отклонение одного из креплений, но не более чем на 5 мм. При этом все остальные анкера должны на 100% соответствовать стандарту.

В любом случае разметка и установка фундаментных блоков под стальные колонны проводится с помощью теодолита, по оси установки анкерных болтов.

к оглавлению ↑

Кондуктор-шаблон для анкерных соединений

При заливке бетонного основания под металлические колонны используют специальный кондуктор, с помощью которого контролируется глубина и высота установки анкерных болтов. По сути, это своего рода шаблон для установки анкеров.

Чаще всего изготовление кондуктора проводится из металла, на верхней поверхности которого нанесены риски для совмещения с осями и последующей проверке правильности установки с помощью теодолита.

Отверстия для крепления болтов делаются в соответствии с диаметром анкеров.

Перед заливкой бетоном болты привариваются к арматурному каркасу основания, а после заливки бетоном, до того момента как он наберет свою техническую твердость проводится проверка правильности расположения болтов. Следующим этапом проводится контроль жесткости опалубки и анкеров. В завершении данной контрольной операции проверяется высотно-плановый показатель расположения.

Кондуктор-шаблон для анкерных соединений

Под тяжелые стальные конструкции используются тяжелые или усиленные варианты анкерных болтов. Размеры как диаметра болта, так его длины и шага резьбы существенно отличаются от легких анкерных соединений.

Установка усиленных тяжелых болтов проводится с помощью шаблонов, в нужном положении до заливки основания бетоном.

Для большей фиксации таких шаблонов используют дополнительную фиксацию каркасными стойками, придающих конструкции более жесткий вид.

После заливки бетоном, шаблоны анкерных болтов убираются, при этом, как правило, каркас остается на месте установки. При проведении этого этапа работ особое внимание уделяется правильному расположению болтов, обязательно контролируются буквально все параметры – высота, глубина вертикальность установки.

Это один из самых трудоемких процессов, но от него зависит насколько верно проведено установка фундамента. Для облегчения работ на этом этапе используется несколько эталонных шаблонов-кондукторов. Сваренный из металлического швеллера или иного металлического профиля большой толщины с нанесенными координатами осей он должен обладать большой массой и жесткостью.

В намеченных местах просверливаются отверстия под диаметр анкерных болтов. Для легких болтов, как правило, используется обычный деревянный брус.

Перед установкой болтов проверяется правильность установки кондуктора. Он совмещается по осям координат, а по высоте устанавливается согласно меток, на стойках каркаса.

к оглавлению ↑

Отдельные фундаменты под колонны

Для проектирования и строительства отдельных фундаментов чаще всего независимо от типа почвы, на которой они планируются располагаться, выбираются сборные или монолитные фундаменты. Основанием является плита или несколько плит с дальнейшим расположением на ней ступенчатой конструкции.

На особо ответственных участках площадь основания увеличивают, и дополнительно усиливают сварной решеткой из арматуры.

В зданиях, где отдельные фундаменты под колонны планируется размещать в центре постройки для обеспечения больших нагрузок, площадь подошвы делают увеличенной, на дополнительно залитой монолитной площадке.

к оглавлению ↑

Заключение

В любом случае колонна должна иметь жесткое, твердое и правильно установленное основание.

И хотя в большинстве случаев закладка фундамента проводится индивидуально для каждого сооружения, и в этом деле как кажется на первый взгляд, нет ничего особенного, однако привлечение специалиста, также, как и использование проектной документации, позволит существенно сократить объемы работ и избежать при этом серьезных ошибок.

Источник: https://StroykaRecept.ru/fundament/tipy-i-vidy/fundamenty-pod-kolonny.html

Руководство как сделать фундамент под колонну

Фундамент – это основа не только строения в целом, но и такого декоративного элемента, как колонна. Ведь они могут быть достаточно массивными и нести на себе нагрузку части здания. Руководство как отливы на фундамент здесь: http://fundamentgid.ru/osobennosti-ustrojstva/rukovodstvo-kak-sdelat-otlivy-na-fundament.html.

На снимке фундамент под колонну

Технические характеристики

Фундаменты такого типа обязательно должны соответствовать всем строительным нормам и выполняться исключительно с учетом Российского ГОСТа.

Согласно нормам, фундаменты делят на:

• Фундамент под колонну с поперечным сечением размером 300 х 300;
• Фундамент под колонну с поперечным сечением, размера 400 х 400.

ГОСТ содержит все основные параметры и необходимые технические характеристики. Учитывающие все возможные варианты устройства фундамента под колонны, включая арматурные изделия, марки бетонных растворов и даже поставщиков. Ознакомиться с советами как выполняется разметка фундамента можно здесь.

Типы

Типы промышленных зданий:

• Каркасные;
• Бескаркасные.
• Виды колонн:
• Железобетонные;
• Металлические.

Материалы для фундаментов под колонны:

• Железобетон;
• Бетон;
• Бутобетон;
• Бутовая кладка.

Тип фундаментов зависят нескольких показателей:

• Конструкция строения;
• Величина возможных нагрузок и их характер;
• Качество и тип грунта.

На рисунке столбчатый фундамент под колонну
Виды фундаментов под колонны:

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

Составные фундаменты выполняются из:

• Сплошных плит;
• Пустотелых плит;
• Блоков.

Фундамент стаканного типа применяются при устройстве сборных колонн из железобетона для промышленного здания. Зазор, остающийся между стаканом в ходе монтажных работ должен заполняться бетоном. Читайте обзор характеристик и особенностей устройства отмостки фундамента на этой странице.

Говоря о стальных колоннах, важно знать, что к фундаменту они должны крепиться особым образом, при помощи болтов, замоноличенных в сам фундамент.

При устройстве монолитного фундамента его сопряжение с колоннами можно достичь сваркой стяжки и арматуры колонны.

Столбчатый фундамент необходимо обустраивать в случае, когда:

• Нагрузки от колонн достаточно невелики;
• Давление на грунт не большое (до 100 Т).

Столбчатый фундамент 400 х 400 должен иметь поперечное сечение, так как это четко указано ГОСТом и отхождение от строительных норм недопустимо.

Существует также и составной, отдельно стоящий фундамент под колонну. Он выполняется либо из плит, либо из блоков, нижний ряд которых укладывается по заранее подготовленному бетону, толщиной в 150 мм. Читайте обзор видов и способов закладки фундамента.

Ленточный фундамент может применяться не только для промышленных зданий, но и для гражданских. Высота фундамента зависит от:

• Величины нагрузок на фундамент;
• Свойств грунта.

Предназначение свайного фундамента – это передача нагрузки от фундамента до его части, находящейся над землей.

Фахверковые колонны обеспечивают жесткость конструкции при ветровой и иных нагрузках. Устанавливаются они в торцах строения там, где отсутствуют несущие колонны.

Если колонны имеют не одну, а две ветви (двухветвевые), то каждую из ветвей нужно сопрягать с фундаментом. Здесь будут использоваться двухстаканные блоки из бетона, либо же одностаканные, но под каждую отдельно.

На рисунке изображена схема монтажа столбчатого фундамента под колонны

Устройство и расчет

Расчет любого типа фундамента лучше доверить специалистам, которые учтут:

• Нормативы почвенного давления;
• Объемный средний вес конструкции железобетонной;
• Высоту колонны;
• Размеры дна стаканов;
• Толщину стенок фундамента;
• Количество ступеней фундамента;
• Расход бетона;
• Площадь;
• Диаметр конструкций и т.д.

Будет ли это столбчатый фундамент или монолитный, рассчитывать и проводить устройство обязательно должен профессионал, так как любая погрешность может значительно повлиять на его дальнейшую эксплуатацию, а значит и на строение в целом.

Если фундамент подразумевает узлы сопряжения колонн с фундаментом, такой момент просчитываться мастером будет отдельно. Главное в расчете – не упустить ни одной детали, ведь именно от этого будет зависеть «жизнь» вашего дома.

На фото монтаж колонны в стакан

Монтаж колонн в стаканы фундаментов

Перед монтажом колонн:

• Засыпка пазух фундамента;
• Нанесение рисок установочных осей;
• Защита фундаментов щитами от грязи;
• Обустройство подъезда спецтехники;
• Доставка средств и инструментов для монтажа.

Дальнейшие действия:

• Строповка;
• Выверка;
• Временное крепление;
• Монтаж боковых балок;
• Монтаж стропильной, подстропильной ферм и балок и т.д.

Устанавливать фундамент стаканного типа нужно в положение, выбранное проектом. Это поможет избежать нарушений в поверхностном слое основания.

При работах обязательно потребуется нивелир, который поможет в правильной регулировке высоты в соответствии с отметками стакана.

А после окончания  работ в обязательном порядке проводится геодезическая съемка не только высотная, но и в плане. По их результатам будет составлена схема с указанием возможного смещения какого-либо из блоков. Читайте руководство как отремонтировать трещину в фундаменте.

Допускаются небольшие отклонения стаканов от проектного их положения:

• Относительно разбивочных осей нельзя его превысить большее, чем на 10 мм (меньше или больше указанных);
• Отметок дна стаканов – всего 20 мм.

Надземную часть монтируют смешанным методом:

• Сначала монтируют колонны;
• Навешивают панели;
• Устанавливают подкрановые, стропильные и подстроипильные фермы;
• Укладываются панели перекрытия.

Говоря о промышленных  зданиях (одноэтажных), то здесь сборные железобетонные колонны, которые будут монтироваться в фундамент подобного (стаканного) типа должны быть не выше 19,35 метров и весить не больше 26,4 тонн.

Смотрите на видео руководство по установке столбчатого фундамента:

Все здания, как промышленного, так и жилого назначения можно разделить на каркасные и бескаркасные. Строения каркасного типа в качестве несущих элементов имеют ригели и колонны, которые и служат «скелетом» для дальнейшей работы.

Однако не стоит забывать о том, что фундаменты могут быть различными, что напрямую зависит конструкции здания, нагрузок на фундамент и типа грунта.

Важным аспектом начала работ является расчет и составление схемы, что обязательно должны выполнять профессионалы, впрочем, как и остальной комплекс действий.

Источник: http://fundamentgid.ru/vidy-fundamenta/rukovodstvo-kak-sdelat-fundament-pod-kolonnu.html

Фундамент под колонны стаканного типа

Фундамент — основание любого строительного стационарного сооружения. Типы фундаментов очень разнообразны, и столбчатый фундамент стаканного типа представляет особый интерес для строителей и-за сборной конструкции, состоящей из двух монолитных узлов.

Подробнее фундаменты стаканного типа выглядят так: железобетонный цилиндр (стакан) промышленного изготовления опускается в скважину, а в стакан помещается бетонная колонна с армирующим каркасом внутри.

Такими образом, фундамент собирается из готовых узлов и элементов, что намного ускоряет строительные работы, а монолитные конструкции обеспечивают двойную надежность основания.

Конструкция стаканного фундамента

Строители называют стакан «башмаком» из-за его оригинальной формы. Визуально это бетонный квадрат, выполненный в виде ступеней, которые располагаются по восходящей линии – широкий блок внизу, самый узкий – вверху.

Размеры и объем квадратов рассчитываются для каждого основания отдельно, согласно проекту, свойств грунта и технических характеристик здания. Но все параметры фундаментов стаканного типа под колонны регламентированы гост 24476-80, а их минимальные размеры: 120 см, максимальные – 210 см.

Для стаканов такого размера устанавливаются ж/б столбы с сечением 300 х 300 мм и 400 х 400 мм.

Характеристики и область применения стаканного фундамента

Принципиальное отличие, которое имеет монолитный фундамент стаканного типа по сравнению с ленточными и другими основаниями, заключается в его конструкции, и по чертежам это сразу видно.

Бетонный фундамент стаканного типа представляет собой прерывистое основание, принимающее на себя нагрузки на локальных точечных участках конструкции, и распределяющее эту точечную нагрузку по площадям с наибольшим давлением на грунт.

Монолитный стаканный фундамент

Промышленный монтаж фундаментов стаканного типа под колонны (столбы) используется для сооружения широкомасштабных промышленных, но низких зданий.

Основания ступенчатых сборных конструкций располагаются в заранее рассчитанных местах, испытывающих наибольшие нагрузки, и устанавливаются друг на друга в виде сужающихся к верху ступеней, внутрь которых помещаются железобетонные колонны.

В индивидуальном строительстве такие разновидности фундаментов не используются – согласно требований гост, малоэтажные дома и хозяйственные постройки должны возводиться на ленточных или монолитных основаниях, а в случаях со слабыми грунтами – на свайных или столбчатых. Точечный стаканный столбовой возводится для следующих объектов:

1. Промышленные сооружения;
2. Объекты социального назначения;
3. Специализированные помещения и строения на ТЭС и других электростанциях;
4. Склады и ангары;
5. Одноуровневые комплексы с небольшим весом – торговые или спортивные объекты.

Монтаж колонн для стаканного фундамента

Чаще всего столбовой фундамент – это стаканное ж/б основание, выполненное в строгом соответствии с требованиями гост и ТУ.

Свойства и параметры строительных материалов такого фундамента, места его обустройства отражены в соответствующей документации, разработанной проектными институтами.

Также для распределения свойств оснований стаканного типа используется серия схожих по характеристикам конструкций фундаментов. Технически и документально серия содержит необходимые нормативные требования к основанию.

Состав и преимущества стаканного основания

1. Бетонная опора-плита, лежащая на песчано-щебневой подушке на дне траншеи под фундамент;
2. Основание под колонну — подколонник, или стакан;
3. Железобетонная колонна;
4. Ж/б столб для усиления опор под стенами.

Какой именно будет конструкция, ее размеры и состав узлов – зависит от того, где и как будет эксплуатироваться объект, а также от его физических и технических параметров.

Согласно гост стаканный фундамент можно закладывать для многоэтажных домов на плотном, непучинистом и стабильном грунте, с низким уровнем залегания грунтовых вод.

Промышленные стаканы-«башмаки»

Достоинства применения стаканного основания:

1. Детали стаканного основания делаются из тяжелого бетона с последующим армированием, но из-за локального (точечного) размещения колонн со стаканами по участку вес объекта передает минимальную нагрузку на фундамент и грунт;
2. Быстрая установка возможна за счет сборного устройства конструкции и встроенных монтажных петель в бетонных элементах, служащих для зацепа подъемным краном;
3. Время безремонтной эксплуатации стаканного основания – больше ста лет;
4. Из-за точечного соприкосновения поверхностей стаканной основы с грунтом коэффициент водопоглощения конструкции очень низкий. Этому также способствует монолитная основа, препятствующая проникновению влаги в тело стакана;
5. Высокая степень надежности основания достигается равномерным распределением нагрузки на стаканы;
6. Стаканная конструкция может считаться мобильной, так как ее можно достаточно легко и быстро перевезти на другое место;
7. Низкая себестоимость сборной конструкции обусловлена промышленными масштабами изготовления отдельных узлов и деталей сборного фундамента.

Инструкция по закладке стаканов

Сборка такого типа фундаментов нуждается в применении дополнительных средств механизации и спецтехники, поэтому план проекта сооружения должен отражать эту необходимость, например, обеспечивать подъездные пути и место для дислокации техники, наличие обслуживающего персонала и стоянки.

Спецтехника для сборки стаканного основания

1. Первый шаг – подготовка площадки, которая заключается в расчистке участка под основание и рытье котлована, размеры которого указаны в проекте;
2. Трамбовка песчано-щебневой подушки, уложенной на дно траншеи.

   Подушка нужна, чтобы выровнять дно котлована и обеспечить гидроизоляцию;

3. Столбчатый стаканный фундамент возводится согласно гост и с использованием контрольных и измерительных инструментов для проверки уровней конструкции;
4. Следующая операция – разметка площадки под фундамент – для этого нужны деревянные колышки или металлические прутья, и строительный шнур.

   Разметка проводится для каждого стакана отдельно;

5. Перед монтажом бетонных стаканов их очищают от грязи, и подъемным краном устанавливают на место. Для перемещения в стаканах залиты монтажные петли, а крановщик и стропальщики должны иметь соответствующие допуски.

   После установки каждого стакана контролируется его положение – пир помощи нивелира, отвеса и уровня;

6. По окончании монтажа всех стаканов делается обратная засыпка – вынутый грунт засыпается в оставшееся пространство вокруг стаканов и трамбуется. Далее на стаканы устанавливаются бетонные опоры.

   Лишний грунт равномерно распределяется по стройплощадке или вывозится;

7. Чтобы выровнять колонну в промышленном фундаменте, под нее подкладывают клинья. Материал для клиньев – металл, дерево или железобетон. После центровки колонн деревянные клинья нужно убрать, остальные – можно оставить.

Строительство стаканного фундамента

Все строительные, измерительные, исследовательские и проектировочные операции необходимо проводить в соответствии с требованиями гост 24476-80 и техническими условиями, предъявляемыми к столбчатым основаниям из сборных железобетонных узлов и элементов. Рассчитывать прочность и состав материалов следует заранее, на заводе-производителе.

Нюансы при монтаже стаканного фундамента

Для увеличения прочности и общего усиления конструкции стаканы, колонны и плиты армируются, и арматура при монтаже дополнительно связывается между собой при помощи сварки. Кроме предварительного армирование, прутья арматуры закладываются в конструкцию и при монтаже колонн – при бетонировании колонн в дне стакана.

Клинья под колонны

Монтаж столбчатого стаканного основания имеет совершенно другую технологию, непохожую на процесс строительства ленточного типа фундамента, и сборная конструкция из готовых узлов – главное отличие.

Единственная конструкция, которая собирается и заливается бетоном непосредственно на месте – опалубка для гнездообразующего стакана.

Колонна опускается в опалубку и заливается бетоном, образуя прочное монолитное армированное соединение.

В промышленных сооружениях применяется не только сборная конструкция, но и монолитный стаканный фундамент столбчатого типа.

Такая конструкция намного мощнее сборной, она тоже состоит из бетонных плит-ступеней и может выдержать повышенную нагрузку от большого веса объекта. Размеры ступеней рассчитываются, исходя из габаритов будущего строения.

Расположение колонн привязывается к координатным осям согласно проекту. Монолитные фундаменты стаканного исполнения могут более равномерно распределять высокие нагрузки и давление на фундамент.

3-D схема стаканного основания

Один из основных элементов сборного стаканного фундамента – фундаментная балка. Этот элемент располагается на бетонных столбах, которые, в свою очередь, упираются в подколонники (стаканы).

На этих балках будут возводиться несущие стены сооружения. Еще один вариант монтажа фундаментных балок – на колонных консолях.

Прочное соединение стаканного основания с фундаментной балкой получается при сплошном бетонировании и качественном армировании конструкции.

Для придания необходимой прочности всей сборной конструкции применяется заливка бетоном всех узлов и элементов. Все составные части сборного стаканного фундамента выполнены из тяжелых бетонов марки не ниже М200В2, и армированы сеткой или стержнями. Сборка этого типа фундамента возможна только после полного набора прочности всеми элементами конструкции.

Источник: http://rfund.ru/ustrojstvo/fundament-stakannogo-tipa.html

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:

1. Ленточными.
2. Сплошными.
3. Столбчатыми.
4. Свайными.

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

Конструкция ленточного основания под размещение колонн

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 расчетом количества колонн всегда необходимо рассчитать вес будущего здания

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

При разметке участка желательно использовать геодезическое оборудование

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.

Посмотрите видео, как производится установка колонны в стакан.

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.

Источник: http://FundamentAya.ru/montaj/tip/monolitnyj_zhelezobetonnyj_pod_kolonny.html

Фундамент под металлическую колонну

Монолитные основания стаканного типа

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:

• изделия из железобетона;
• бутовый камень;
• кирпич;
• наливной бетон.

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:

Изготавливать фундамент под металлическую колонну необходимо по следующим требованиям стандартов:

• 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.

Источник: http://KakFundament.ru/ustrojstvo/fundament-pod-kolonny