Как сооружают столбчатые фундаменты под колонны?

Строительство любой постройки начинается с сооружения фундамента – основы всего здания. Он принимает на себя всю нагрузку конструкции, равномерно распределяя ее по грунту. Благодаря ему, постройка не будет смещаться, и деформироваться при разных климатических условиях. В зависимости от конструктивных значений, типа грунта и особенностей постройки, существует несколько разновидностей фундамента. Все они обладают своими достоинствами.

Назначение и особенности

Столбчатые фундаменты под колонны стаканного типа (или столбчатый каркас — еще одно распространенное название технологии) используют в основном при строительстве малоэтажных зданий, промышленных площадей. В большинстве случаев таковыми являются различного рода постройки в сельскохозяйственной отрасли или малых промышленных предприятий. Еще пример подобных решений активно применяют тогда, когда делают монтаж каркасов в подвальных помещениях зданий.

Столбчатый фундамент для колонн устанавливают на устойчивых грунтах, при этом стоящие конструкции позволяют выдерживать большую нагрузку на опирание.

Пример их применения хорош еще тем, что они имеют низкую степень водопроницаемости. Эти параметры контролируются по ГОСТ и ГОСТ (эти же стандарты нормируют и армирование металлических сеток, и ряд других качественных промышленных характеристик).

Сам стакан такого основания(или еще пример — «башмак», как его называют), представляет собой ступенчатый квадрат на который происходит опирание, который имеет суженную верхнюю часть и более расширенную нижнюю. Размеры стаканов изготавливаются по ГОСТ 24476-80. При этом их минимальные размеры равны 1200 мм, а максимальные — 2100 мм.

Для таких конструкций берутся железобетонные колонны, которые имеют поперечное сечение 300×300 и 400×400 мм.

Пример того, что фундамент стаканного типа включает в себя:

  1. Подколонник (сам стакан).
  2. Плита (основа стакана).

Стакан фундамента

Конструкции могут различаться в зависимости от места работ, то есть нагрузки, структуры грунта и от того, как происходит монтаж. Сделав необходимый расчет, выбирают подходящие габариты элемента.

Типы конструкций могут отличаться по таким критериям как:

  • метод стыковки «башмака» с колонной;
  • высота подколонников;
  • сумма плит оснований (то есть 1 или 2).

Что касается способа стыковки, то он зависит от того, какие материалы будут использоваться при создании столба. Так, например, устройство стыковки или крепление металлических колонн к стакану отличается от метода стыковки железобетонного столба. В России при строительстве железобетонные колонны с «башмаком» принято соединять при помощи бетонов марки М 200 или М 400.

к оглавлению ↑

Подготовка к возведению

Подготовка включает:

  • 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.
Читайте также:  На что следует обратить внимание, выбирая фундамент под баню из блоков

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:

  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:

Подготовка к возведению
  • 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 ;
  • ȳ – средний удельный вес фундамента;
  • d – глубина.

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

Подготовка к возведению

Пример расчета под металлическую колонну

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.

Плитный фундамент

Плитные фундаменты применяют при слабых грунтах, а также при высоком уровне грунтовых вод. Они представляют собой сплошную монолитную плиту, которую усиливают железобетонным каркасом. Используя плитные фундаменты, можно значительно уменьшить просадку грунта. Для его обустройства используется армированная железобетонная плита, которая укладывается на грунт на определенную глубину. При изготовлении плита армируется металлическими прутьями с диаметром от 12 до 25мм, а ее толщина находится в пределах от 30 до 100 см. Фундаментная плита может изготавливаться только в монолитном виде с использованием бетон класса В15-В25.

Читайте также:  Обустройство цоколя: общие правила и советы

Перед укладкой плиты в предварительно вырытой траншее выравнивают подстилающий грунт, используя для этого малопрочный бетон класса В7.5 или песок.

Основное достоинство плитного фундамента заключается в том, что он равномерно перераспределяет нагрузки по всей площади, воспринимая при этом как горизонтальные, так и вертикальные деформации.

Плитные фундаменты рекомендуется применять на слабых грунтах, к примеру:

  • Водонасыщенных песках;
  • Плывунах;
  • Насыпных грунтах.

На данном типе фундаментов допускается возводить 2-3 этажные здания с нагрузкой под фундаментной подошвой от 20-25 т/кв.м. В случае если возводимые дома имеют сложную форму или большую длину применяются специальные деформационные швы, которые позволяют разрезать плиту на куски требуемого размера.

Железобетонный монолитный фундамент

Плитный фундамент

Плитный фундамент отличается высокой надежностью и прочностью. Устанавливаемая в грунте плита работает как единое целое, при эксплуатации ее несущая способность остается постоянной, а в случае проседания грунта исключено возникновение каких-либо трещин. Плитный фундамент отличается высокой стоимостью, которая обусловлена повышенным расходом материалов и трудоемкостью процесса обустройства.

Материал фундаментов

Для фундаментов могут использоваться естественные и искусственные материалы. К первым относят дерево и бутовый камень, к последним – кирпич, бутобетон, бетон, железобетон. Сегодня чаще всего применяют железобетонные и бетонные виды фундаментов при строительстве жилых, промышленных и общественных зданий.

Глубина заложения

В каждом конкретном случае глубину заложения следует рассчитывать с учетом глубины промерзания почвы, ее типа, уровня грунтовых вод, а также нагрузки от здания. Выделяют заглубленные и мелкозаглубленные фундаменты. Фундаменты глубокого заложения имеют глубину больше глубины промерзания грунта.

Также фундаменты подразделяются по способу устройства (сборные и монолитные), характеру работы (жесткие и гибкие) и форме (к примеру, с поперечным сечением в виде трапеции или прямоугольника).

Похожее

Подведем итоги

В этой статье мы рассмотрели самые популярные и ходовые виды фундаментов. Какой из них выбрать, дело ваше. Отталкивайтесь от того, какой тип грунта у вас на участке, где находятся грунтовые воды, и какова точка промерзания грунта. Опытный геодезист сможет ответить вам на эти вопросы. Исходи из этих данных, вы сможете определиться с тем, какой тип фундамента использовать в своем случае. Все они хороши по-своему. А благодаря нашим советам, вы сможете соорудить качественное основание.

  • Строим дом из пеноблоков своими руками
  • Плавающий фундамент
  • Опалубка для фундамента своими руками
  • Фундамент под печь в баню

Особенности фундамента

Чтобы конструкция имела повышенную прочность во время изготовления колонн, цельных блоков и стаканов применяется армирование. Это прочно соединяет все части основания. Помимо этого укладка арматуры производится и на стадии крепления колонн. При их бетонировании на дне стакана не убирают другие прутья во время заливки бетонным составом, а оставляют в стакане для увеличения прочностных показателей готового изделия.

Сооружение стаканного основания значительно отличается от установки ленточного фундамента. Для столбчатого вида используются сборные конструкции, сделанные на заводе, поэтому опалубка для выполнения работ является необходимостью во время крепежа фундаментного стакана – гнездообразователя. Последний обшивают стальным листом и заливают бетонным раствором до расчетной точки. Колонна монтируется непосредственно в дне стакана и создает прочный замок.

Для сооружения промышленных построек используется как сборное, так и цельное столбчатое основание. Фундамент стаканного типа – это мощная конструкцию в виде ступенек, способная выдержать значительное давление и высокую массу сооружаемого здания. Высота ступеней зависит от размеров будущей конструкции. Цельные плиты обладают преимуществами, поскольку сильнее «разгружают» нагрузку на фундамент.

Особенности фундамента

Заливка бетоном всех частей – это обязательное требование при сооружении постройки. Непосредственно сборные элементы изготавливаются из плотных бетонов, с использованием прочной сетки для армирования. Применяется только высококачественный бетон не ниже марки М-200 В2, так конструкция гарантированно сможет выдержать нагрузку строящейся постройки. Бетонные плиты можно использовать в сооружении зданий лишь при наборе ими достаточной прочности.

Фундаментная балка – это составная часть конструкции. Она находится на столбах, которые подпираются в подколонник. Несущие стены здания обязаны находиться на этих балках. Также они часто устанавливаются на колонные подпорки. Соединение стаканного основания и фундаментной балки обязано быть надежным. Это выполняется за счет бетонирования и армирования.

Где используются стаканные фундаменты

Монолитные железобетонные фундаменты стаканного типа

  • При возведении колонных промышленных зданий;
  • Для обустройства подземных гаражей в несколько ярусов;
  • Как несущее основание для мостов, эстакад и высоковольтных линий электропередач;
  • Как единственно правильный вариант в соответствии с ГОСТОМ при строительстве машинных залов, конденсаторных и компрессорных в атомной энергетике;
  • При монтаже каркасных зданий большой длины на сыпучих почвах с различным расслоением по горизонтальным направлениям;
  • Когда нужно обеспечить надежность здания в сейсмически активных зонах;
  • Если при проектировании промышленного здания предусмотрены колонны, на которых устанавливаются несущие перекрытия шириной пролета от 6 до 9 метров в соответствии с ГОСТом 23972-80.