На крупномасштабных стройках часто прибегают к использованию колонн, которые берут на себя несущую 100%-ую нагрузку. Эти модули выполняют «роль» главного каркаса.
Важно при проектировании производить по максимуму точные вычисления (с минимальными расхождениями от расчетных единиц) по устройству и сборке фундаментов под колонны.
Что представляют собой фундаменты под колонну, каковы их виды и размеры, строительные расчеты и поэтапное устройство – далее подробно.
Особенности фундаментов под колонны
Фундамент под колонну — это первый и наиважнейший этап в начале любой масштабной стройки. От исполнения монтажных работ по его построению, зависит долговечность и прочность всего (в будущем построенного) сооружения.
На практике для обустраивания основания под колонны профессионалы выбирают фундаментные блоки «стаканного типа», маркированные:
РАЗБИРАЮ ВСЕ ВИДЫ Фундамента | КАКОЙ ВЫБРАТЬ Тип Фундамента для дома?
- 1Ф – с сечением 30х30 (см);
- 2Ф – с сечением 40х40 (см).
Эти «модули» обеспечивают кроме полноценной поддержки сооружения, еще и заданную вертикальную постановку конструкции (по плану, проекту, чертежам).
Допустимы и другие блочные варианты, но их углубление, размеры должны определяться в каждом индивидуальном случае. Следует помнить, что блочные габариты возрастают с интервалом в 100 мм, полнота стенки башмака внизу должна быть не менее 200 мм.
С учетом порядка постановки колонн, блоки из железобетона могут иметь смещенный или центральный тип нагрузок. Во втором случае блоки имеют в основании плиту в виде квадрата, а в первом – прямоугольную (стороны с отношением 0,6).
Бетон, из которого создаются блоки для фундамента стаканного типа, имеет максимальную устойчивость к появлению трещин, это позволяет использовать конструкции в регионах с резко континентальным, холодным климатом.
Прочность и крепость материала выдерживает даже землетрясения до 9 баллов. В соответствии с ГОСТ 26633 в бетонную массу добавляется определенные присадки, повышающие качества прочности и стойкости конечного модуля.
В зависимости от гидрогеологических факторов, на точке монтажных работ выбирается класс влагонепроницаемости и морозостойкости – их показатели не должны быть менее W4 и F100 соответственно. Допускается минимальное водопоглощение бетоном, но не более 5% от всей массы конструкции.
Все здания и постройки разделяют на каркасные и бескаркасные, при этом объекты промышленного типа строят по первому варианту, а жилые дома по второму. Несущими модулями в каркасных домах/сооружениях считаются колонны, они бывают железобетонными или металлическими. На них во время строительных действий выкладывают плиты, перекрытия и другие необходимые модули.
В зависимости от колонного вида подбирают и тип фундаментной основы.
Размеры по ГОСТу
Маркирование железобетонных изделий, следуя ГОСТу 24476-80, должно иметь 2 или 3 группы (из букв или цифр). В них закодированы:
- предназначение, функции;
- габариты;
- серия;
- свойства.
Первая часть кодировки – тип/размер, к примеру, 1Ф это фундаментная основа для колонн с определенным сечением. Показатели из цифр (следующие) сообщают о длине/высоте модулей в дециметрах.
Часть вторая в маркировочном коде является показателем индекса несущей способности – от 1 до 3. Третья часть маркирования сообщает о гидрофобности бетона. Например, если бетонный модуль имеет класс водонепроницаемости (В2), у него не будет добавочных знаков, если нет, то появляется индекс П.
Фундамент под колонны ГК изготавливают строго в соответствии с регламентирующей документацией, по ГОСТу – Серией 1.020-1/83. Основание получается морозоустойчивым, износостойким (из утяжеленного бетона класса не ниже B 15 и арматурных прутков из стали).
Виды оснований для ж/б и металлических опор
В настоящее время пользуют два ведущих варианта обустройства фундамента для колонн из металла или железа/бетона – сборные и монолитные. Их структуры идентичны – из армированного железа/бетона. Данная модификация дает возможность фиксации нижней опорной части в требуемой постановке (в конкретном месте).
Различия между этими видами в использовании:
- фундамент сборный выбирают для бетонированных колонн;
- монолитный тип считается универсальным, подходит для монтажа железобетонных колонн (любой конструкции) и из металла.
В сфере строительства железобетонную форму под фундамент обозначают «стаканом». Он гарантирует ровное, одинаковое перераспределение нагрузок на всей плоскости опоры на почве.
Устройство основания
Для обустройства фундамента под железобетонные (ЖБ) колонны можно выбирать еще и следующие варианты:
-
;
- сборный из ребер;
- пустотелый;
- пеньковый с подколонником.
Все вышеперечисленные типы подходят для промышленных комплексов, объектов. Подробнее про особенности проектирования и установки фундамента под колонны промышленного здания читайте здесь.
Основной составляющей всей системы фундамента для колонны из железобетона будет плита в виде прямоугольника. На ней «сидят» другие плиты малого размера. Плитные модули составляют «пирамидку» из ступенек, верхняя ее часть оканчивается стаканообразной формой под опору. В монолитном варианте данный «механизм» предстает в виде цельного, одного блока. В сборном – в виде составляющих отдельных модульных плит (внизу большая, далее по уменьшению).
Чтобы смонтировать металлические колонны отдают предпочтение «цельным» фундаментным основаниям из железобетона. Такой каркас «собран» в виде армированной крепкой конструкции. В верхней его части расположены анкерные болты в строгой последовательности (по размерам).
Особенность этого типа в том, что нужна максимальная точность в разметке мест стыковки – постановке болтов. Технология сборки фундамента для колонн из металла аналогична с заливкой монолитной основы, но взамен «стакана», постановка и фиксация ведется на анкерные болты. После монтажа крепежные элементы заливают бетонной смесью.
Кроме закрепления на анкеры из металла, колонны можно еще соединять с фундаментным стаканом методом сварки арматуры подколонника.
Расчеты для проекта
Чтобы конструкция у фундамента была долговечной и прочной, следует провести верные расчеты, создать проект, где будут предусмотрены состав почв, климатические особенности, высота и тяжесть здания, все нагрузки, идущие на фундамент от колонн.
Инженерно-геологические проверки устанавливают:
- уровень расположения подземных вод;
- глубину промерзаний (сезонных);
- состав грунтов, их твердость, качества.
Используют нормативы-таблицы. Например, для состава грунта (песчаного со средн./крупн.) будут соответствовать величины:
- e=0.65, ρ=1,8 т/м 3 ;
- Е=30 MПа, ϕ=35°;
- С=1 кПа.
Глубину фундаментного размещения находят с учетом самой большой глубины вымерзания по формуле (5.4 CП 22.13330.2016):
- kh это коэфф. для построек с возможностью отопления;
- dfn – глубина промерзаний.
Предварительные размеры фундаментного основания находят по формуле:
- N – нагрузка по вертикали, она получается при вычислении каркаса строения;
- R0 – сопротивление грунтов — выбирают в справочных данных СНиП 2.02.01-83;
- ȳ –средний вес удельный фундаментной основы;
- d – величина глубины.
Все расчеты ведутся с применением показателей таблиц, использованием нужных формул (по тех. литературе, ГОСТ, СП). Для зданий с высотой более чем три этажа совершают усложненные расчеты, учитывая краевую нагрузку.
Для расчета необходимы данные по нагрузке, которую будет оказывать колонна:
- вертикальная вместе с массой стен и перекрытий всего здания и крыши;
- ветровая и осадковая – по региональным данным (в табл.);
- при крутящихся моментах (2-х плоскостная);
- поперечная, напирающая на фундамент от колонн.
По полученным данным исчисляют значения опорных столбов для колонн.
Правила крепления
Для прочного и надежного крепления колонны к фундаменту используют два популярных, удобных типа фиксации. Первый – при помощи болтов, для стальных деталей.
Здесь уже в фундаментном блоке предусмотрены и поставлены болты из крепкого металла для прорезей (крепежа) у основания колонны, это очень практично. Второй тип в виде технологии вставки колонной основы в предназначенное углубление, с дальнейшей обязательной фиксирующей заливкой смесью из бетона.
Этапы монтажа
Цена стаканных готовых блоков приемлема, но доставка и монтаж (тяжелой системы) имеет высокую стоимость. Специалисты рекомендуют делать все работы на строительном объекте непосредственно, заказав бетономешалки с готовой смесью.
Обустройство монолитного фундамента (из железобетона) лучше доверить специалистам. Работы выполняют по этапам:
- Подготавливают котлованы необходимого размера и глубины.
- На выровненное дно насыпают подушку из гравия с песком, трамбуют.
- Заливают узкую прослойку «подбетонку» цементную, которая исключит потерю бетонных составляющих.
- Собирают армирующий каркас для стакана. Арматуру, которая подлежит сварке – сваривают, если нет пометок «для сварки», то пруты прочно связывают.
- По периметру армирования монтируют опалубку.
- Затем совершают заливку бетонной смесью, профи рекомендует обязательно использовать вибратор для полного освобождения массы от образующихся пузырей воздуха. Если этот нюанс упустить, то возможно (со временем) появление трещин (на фундаменте) из-за давления здания, перекрытий и стен.
- Период для застывания бетонной смеси 3-4 дня. Затем разбирают опалубку.
100%-ную прочность фундамент наберет через 30 дней. После этого приступают к обратной засыпке и монтажу колонн.
Стальных
При возведении стальных колонн, вместо пустой ниши во внутренней части башмака создают сразу монолитный стакан, куда уже «замурованы» анкеры из стойкой, крепкой стали. Обращают внимание на рихтовку, ее проводят в процессе работ или после.
Работы выполняют, после совершения расчетов, пошагово:
- колонны поднимают специальными техустройствами;
- «подносят» к стыковочным точкам с анкерами;
- выверяют и проводят фиксацию.
Работы относятся к повышенной сложности, их следует доверять опытным специалистам-строителям.
Армирование подколонников
Армирование помогает избежать досрочного разрушения конструкций, гарантирует дополнительную прочность. Фундаментный подколонник это традиционный модуль основания столбчатого типа, который называют «стаканом». Он фиксируется к нижней (подошвенной) части фундамента, и считается его верхней частью.
Армирование подколонника фундамента под колонну из металла дает возможность сооружению:
- держать максимальные нагрузки;
- повышать (значительно) прочность, надежность;
- увеличивать долговечность, износостойкость.
Армирование данного типа проводится для построек различного назначения. Сборку выполняют двумя способами – сварными сетками или моностержнями. Последние располагают с одинаковым промежутком в поперечном или продольном направлении.
Стержни из арматуры должны быть одной длины, а диаметр соответствовать 10 мм. Если сторона подошвы имеет длину более 3 м, то диаметр должен быть 12 мм. Правильный шаг прутков до 10 см, но не более 20 см.
Толщина слоя бетона для плитной зоны варьирует от 40 мм (в том числе наличие подготовки из бетона под «подошвой») до 70 мм (без нее).
Порядок армирования подколонников схож с армированием колонн (с квадратным/прямоугольным сечением). Арматура в вертикальном положении устанавливается по углам, и собирается между собой. Затем она в виде каркаса объединяется с перпендикулярными стержнями, создавая прочную конструкцию («в клеточку»).
Неверно созданные расчеты и монтаж своими руками (без опыта) могут отрицательно сказаться на прочности всего здания.
Заключение
Колонны здания должны иметь прочное и жесткое основание для максимального надежного «упора». Это гарантирует стойкость не только самим колоннам, но и строению целиком. Сложные вычисления, подсчеты, чертежи и времязатратный монтаж фундамента под колонны лучше поручить профессионалам со стажем, во избежание ошибок и погрешностей.
Источник: stroim-domik.org
Ленточный фундамент под колонны: как сделать своими руками
На колонну обычно приходится вес части здания. Поэтому для этого архитектурного элемента также сооружают фундамент. Тяжелые по весу колонны, выполненные из кирпича или камня, могут потребовать соответствующую основу. В таком случае обычно рекомендуют ленточный фундамент под колонны, но есть и другие популярные решения.
Виды фундаментов для колонн
Кроме монолитного ленточного фундамента под колонны, можно встретить следующие типы:
- столбчатая опора,
- сваи.
Столбчатая опора
Столбчатая опора, она же столбчатый фундамент – еще один способ сооружения основания для колонны. Во-первых, такое основание используется в тех случаях, когда вес, приходящийся на колонну, не будет слишком большим. Это уместно сделать, например, при строительстве сравнительно легкого каркасного дома.
Однако у столбчатого типа есть существенный плюс: он подходит для установки на слабых почвах и даже в заболоченной местности. Это один из наиболее быстровозводимых и при этом экономически целесообразных вариантов.
Во-вторых, столбчатый фундамент обычно не предусматривает устройства цоколя, полуподвального этажа под колонной. Важный плюс этого способа: сравнительного невысокая цена, особенно по сравнению с монолитным ленточным способом.
Детали столбчатого фундамента:
- полый или полнотелый подколонник
- плитная ступенчатая часть (в среднем от 1 до 5 ступеней)
Важно: У столбчатой опоры большая глубина залегания – до 5-6 м. Это делает ее хорошим выбором для почв с большой глубиной промерзания и пучинистостью.
Некоторые наиболее распространенные виды столбчатых опор для колонн:
- деревянные: с наиболее узким использованием, только для деревянных колонн
- кирпичные: используются в одноэтажном строительстве при небольшом весе
- железобетонные: под металлические тяжелые колонны подходит только этот армированный вариант
Но и это еще не все типы, на которые подразделяются столбчатые фундаменты. Они делятся на сборные и монолитные в зависимости от наличия или отсутствия деталей. Сборные основания обычно бетонируют после установки на месте.
Монолитное основание
Монолитный железобетонный фундамент под колонну – надежное решение. На бетонное основание монтируется колонна из железобетона или металла. Железобетонный фундамент может выполняться как в монолитном варианте, так и быть сборным из готовых заводских частей. Сборные части в строительстве называются «стаканами».
А монолитные – «столпы». Если быть точным, то к группе монолитных оснований относятся следующие типы:
- ленточный
- столбчатый
- свайный
Каждый из типов применяется в конкретном случае: наличие стен между колоннами, влажность и слабость почвы, наличие значительного количества осадков и другое.
Упор на сваи
Сваи в качестве основы для опор часто используются для каркасных легких строений. Выделяют следующие типы свай для колонн:
- бетонные
- стальные винтовые
Интересно: Со столбчатыми фундаментами этот тип объединяет наличие ростверка. Это верхняя часть основания, у которой важная задача: распределять нагрузку на оставшуюся часть достаточно равномерно. В качестве ростверка чаще всего выступает рама из железобетона. Но для винтовых свай из стали можно использовать металлические ростверки.
Чаще всего монтаж опор производится не на одиночную сваю, а на так называемый «куст» — несколько свай длиной в несколько метров. На них крепится ростверк, и уже после приступают к возведению самой колонны.
Несколько ростверков можно соединять вместе, например, монолитными балками. Отверстия для свай чаще всего сооружаются при помощи бура, в получившиеся пустоты устанавливается опалубка для строительства монолитных типов фундамента.
Ленточная заливка
Ленточный тип экономически нецелесообразен для монтажа колонн, за исключением нескольких вариантов, где без него действительно не обойтись.
Заливные бетонные ленты – хорошая основа для стен, которые располагаются прямо между возводимыми колоннами. В таком случае – это хороший выбор, к тому же надежный. Колонны и стены получат единый фундамент, а значит, нагрузка будет распределена достаточно равномерно.
Колонны – один из наиболее уязвимых архитектурных элементов, часто страдающих от некачественно выполненной проектной работы и расчетов. Но при крене и проседании хотя бы одной из колонн опасности подвергается все здание.
С ленточной заливкой этого чаще всего удается избежать. Второй безусловный плюс этого способа: включение колонн в ступенчатый фундамент, который применяется для строительства в гористой местности со значительным уклоном. В таком случае основания колонн также будут включены в единый ансамбль фундамента. Но и этот способ потребует усиления в местах монтажа колонн.
Монтаж фундамента под одиночную колонну
Фундамент под одиночную колонну, не соединяющийся с другими блоками фундамента, чаще всего свайный или столбчатый. Он не сооружается без проектных расчетов: принимается во внимание ожидаемый вес нагрузки, а также залегание грунтовых вод и состояние почвы.
На предварительном этапе приступают к расчистке территории от любого мусора, ветвей и камней. Разметку делают при помощи нитей и колышков, это будут границы будущей траншеи вместе с местом под опалубку. Чаще всего для рытья используют бур.
После выема грунта сооружают песчано-гравийную подушку для основания, поверх которой укладывают рубероид. Дощатая опалубка также выстилается рубероидом. Заливка монолитного варианта производится бетоном не меньше марки М400 – М600 – в зависимости от расчетного веса. Для монтажа металлических колонн понадобится анкерный крепеж. Расчет производят при помощи калькулятора фундамента.
Монтаж ленточного фундамента с колонной
На начальном этапе происходит подготовка площадки для строительства всего дома в целом, вместе с одной колонной или несколькими. Характерной чертой этого способа является то, что заливка бетоном будет производиться в течение одного дня для всех архитектурных элементов: стен и колонн.
Как правило, при таком подземном способе соединения колонн и стен важен материал, используемый впоследствии для возведения стен. Это могут быть шлакоблоки, кирпич, газобетон и другие варианты.
Разметка и земляные работы
До начала разметки с участка под строительство удаляется сор, камни, ветви и опавшие листья. На пересеченной местности производят выем почвы в верхней части склона для создания ровной площадки. Затем начинают разметку с нитями и колышками при помощи уровня и других специальных инструментов.
Рытье траншеи под фундамент, в том числе для колонн, начинают с нижней части склона, если на участке имеется уклон, а также следят за углом образующегося котлована, чтобы не допустить осыпания грунта. Работы не должны вестись без сверки с проектной документацией.
Существуют два основных способа усиления ленточного фундамента в местах возведения колонн:
- усиление армированного пояса
- углубление самого заливного фундамента
Один или оба способа выбираются исходя из проектных расчетов. Во втором случае могут производить не только углубление, но и расширение мест для оснований колонн. Как правило, эта система используется для установки готовых заводских «стаканов» в состав цельного ленточного фундамента.
Армирование
Для плетения армированной сетки для фундамента под стены используется арматура с толщиной до 20 мм, которая связывается вязальной проволокой достаточной толщины. Для мест планируемого монтажа колонн выбирают арматуру с большим диаметром.
К тому же если при стандартной заливке фундамента под стены арматура остается в толще застывшей бетонной смеси, то колонны нарушают эту плоскую картину торчащими вверх пучками арматуры. Она необходима для возведения после застывания бетонной смеси. Так называемые «выпуски» арматуры, анкера для крепежа и закладные устанавливают до того, как будет производиться заливка.
Заливка
Чтобы залить траншеи бетоном без воздушных карманов, понадобится автоматический вибрирующий инструмент. Используется бетонная смесь на основе щебня и бетона марок М400 – М600 – в зависимости от проектных расчетов и предполагаемой нагрузки на колонны.
После заливки фундамент накрывается специальной пленкой. Заливка производится в траншею из опалубки с распорками, выстланную рубероидом. Уже через 3-5 дней происходит первичное схватывание смеси.
Воспользовавшись основными рекомендациями, изложенными в статье, можно досконально разобраться в тонкостях и нюансах обустройства ленточного фундамента под колонны.
Источник: ravchan.ru