Армирование столбчатого фундамента под стальную колонну

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:

• 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.

Самостоятельное армирование столбчатого фундамента

Возведение современных зданий с применением прогрессивных технологий сделало возможным значительное сокращение не только массы самой постройки, но и уменьшение объема работ, благодаря использованию в строительстве технологии армирования железобетонных конструкций.

Столбчатые фундаменты, не стали в этой технологии исключением, ведь армирование столбчатого фундамента позволило не только значительно сократить сроки строительства, но и существенно его удешевить.

Армирование столбчатого фундамента – основные принципы технологии

Арматура для столбчатого фундамента

Монолитный бетон, несмотря на все свои положительные качества, даже самого высокого качества имеет ряд особенностей, которые негативно сказываются на его применении в качестве основания здания.

Одной из таких особенностей является недостаточная прочность, особенно в таких конструкциях как колонна.

Особенно это касается способности выдерживать нагрузки, ведь монолитный бетон не очень пластичный материал, и при возведении столбчатого фундамента требует дополнительного усиления металлическим каркасом.

Усиленные таким каркасом бетонные колонны способны выдерживать намного большие нагрузки, при этом отпадает необходимость устройства монолитного фундамента большой площади.

Армированный столбчатый фундамент, позволяет с наименьшими затратами правильно распределить нагрузку от элементов здания, при этом применение подобной технологии возможно как для промышленного строительства, так и для индивидуального.

Суть технологии армирования столбчатого фундамента состоит в усилении бетонной конструкции посредством заливки бетонного раствора на металлический арматурный каркас.

Для промышленных сооружений столбчатые фундаменты возводятся посредством устройства арматурного каркаса из специальной каркасной арматуры, которая сваривается между собой во всех точках пересечения металлических прутьев. Далее, вокруг каркаса устраивается опалубка и колонна заливается бетоном.

В индивидуальном строительстве, армирование столбчатого фундамента своими руками может быть проведено несколько по другой схеме каркас из арматуры связывается или сваривается отдельно, а потом просто опускается в предварительно вырытый котлован под опору.

Во всех случаях важным моментом выступает правильность и точность связывания всех элементов металлического арматурного каркаса опоры.

Связывание каркаса опоры – с чего начать?

Закладка фундамента здания требует правильного выполнения всех элементов технологической цепи, от устройства котлована, до заливки бетона и снятия опалубки.

Для столбчатых фундаментов, применяемых в индивидуальном строительстве схема установки прутьев армирующего каркаса и связок, практически не отличается оттого, как монтируется такой каркас для промышленных зданий, при этом и методы расчета необходимого материала существенных отличий не имеют.

Расчет количества арматуры, необходимой для устройства армирования столбчатого фундамента своими руками легче всего определить сравнив площадь сечения арматуры и площади основания, этот показатель должен быть не менее 0,2%. Подобрать же правильно диаметр металлической арматуры легче по соотношению «сечения арматуры–сечение балки» или 1:20 – 1:25.

Расчет длины основных несущих прутьев металлического каркаса производится исходя из исходных данных – длины колонны и плюс 15 см для монтажа последующих конструкций.

Поперечные связки рассчитываются исходя из правила установки поперечных связок через каждые 25-30 см. На один ярус опоры четырехугольной формы берется 4 прута длиной на 3-4 см меньше от ширины колонны.

Связывание каркаса в единую конструкцию может быть проведено методом жесткой фиксации при помощи электросварки или при помощи монтажной проволоки или пластиковых фиксаторов. Расчет количества проволоки проводится исходя из потребности 300 мм на каждую точку фиксации, или по 1– 2 пластиковым хомутов на каждую точку соединения.

Совет: при небольшой глубине заглубления колонны опоры рекомендуется использовать цельные прутья, без сростков. Если высота столбчатого фундамента больше 3 метров, то рекомендуется мета соединения прутьев каркаса разносить по высоте на 20-25 см.

Инструменты и материалы, необходимые для сборки армированного каркаса

Проведение работ, связанных с подготовкой материалов и сборкой конструкции непосредственно на месте рекомендуется проводить из, заранее подготовленных по размеру длин отрезков арматуры.

Для несущих прутьев рекомендуется арматура диаметром 8-10 мм, для постройки в 2 и более этажей, а также специфических грунтов на площадке строительства диаметр может быть увеличен до 12 или даже 16 мм. Для соединения рекомендуется арматура диаметром 6 или 8 мм.

При выборе арматуры важно чтобы она имела рифленую поверхность, была очищена от окалины и следов коррозии, окраска краской арматуры для внутреннего каркаса не допускается, правда, ее можно обработать специальным составом, специально предназначенным для обработки металлических каркасов железобетонных конструкций.

Для монтажа каркаса небольших опор можно использовать шаблоны, по которым устанавливается расстояние между поясами обвязки, такие шаблоны значительно сокращают время монтажа и облегчают работу.

В процессе работы потребуются:

• Специальный крюк для вязки арматуры (применяется для связывания прутьев каркаса)
• Болгарка с отрезными кругами для резки или зубило для рубки арматуры
• Пассатижи, кусачки
• Сварочный аппарат, электроды, маска сварщика, если связывание проводится при помощи электросварки
• Угольник, рулетка, мел
• Перчатки

Столбчатые фундаменты довольно часто в индивидуальном строительстве устраиваются в котлованах, вырытых садовым буром и имеющих круглое сечение. При монтаже таких каркасов используется обычно горизонтальные соединения из катаной проволоки диаметром 6-8 мм согнутой в кольца. Для облегчения работы рекомендуется предварительно моток проволоки обжечь в костре, чтобы гнуть проволоку по шаблону было легче.

Методы и приемы работы

Работа по соединению отдельных прутьев в единую конструкцию проводится в зависимости от местных условий.

При работе по армированию столбчатого фундамента, если каркас должен быть небольшой высоты связывать каркас лучше на небольшой площадке, дающей возможность свободного доступа ко всем элементам конструкции.

Для опоры квадратного сечения армирование столбчатого фундамента, схема которого предусматривает обвязку через каждые 25 см, работы рекомендуется проводить в следующем порядке:

• На ровной площадке укладываются 2 несущих прута арматуры, устанавливается расстояние между ними и проверяется параллельность прутьев.
• На расстоянии 5 см от одного края и 20 от другого края несущих прутьев выкладываются под углом связующие отрезки, и фиксируются монтажной проволокой или синтетическим фиксатором.
• Далее, при помощи шаблона прикрепляются остальные связующие прутья и фиксируются на несущих прутах.
• После того как будет связана одна сторона каркаса, по подобной схеме связывается противоположная сторона.
• Далее, обе стороны устанавливаются вертикально, и по той же схеме связывается сначала одна сторона, а потом противоположная.
• Получившуюся конструкцию устанавливают в котлован для заливки.

Совет: армирование круглой колонны рекомендуется проводить при помощи вырезанных из дерева шаблонов – деревянные круги толщиной 15-20 мм одинакового диаметра будут внутренним диаметром каркаса, арматура устанавливается вокруг них и фиксируется скотчем, а дальше надеваются проволочные соединения и фиксируются проволокой или зажимами. После установки всех ярусов соединений деревянные шаблоны просто убираются.

Как армировать столбчатый фундамент — представлено в видеоматериале:

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Правила выполнения армирования столбчатого фундамента

Столбчатая фундаментная основа – неоднократно проверенный и достаточно выгодный вариант под строительство малоэтажных сооружений из древесного материала или объектов каркасного типа. Основным препятствием при устройстве фундамента из столбов считается высокий уровень грунтовых вод или потребность в обустройстве подвального помещения. Несущая конструкция представлена системой бетонных столбов, расположенных под точками пересечений и примыканий стен и под угловыми участками. Несущие способности оставляют желать лучшего, и для увеличения этого показателя в обязательном порядке выполняется армирование столбчатого фундамента.

Необходимость армирования

Внешне твердый и прочный бетонный столб, оказавшись в фундаментной конструкции и подвергнутый нагрузочным воздействиям, превращается в колкую субстанцию.

Имея огромный запас прочности, бетонный столб разрушается за долго до набора предельной прочности, и причиной этого является неравномерное распределение нагрузки от сооружения.

Чтобы избежать этого, рекомендуется выполнять армирование столбов фундамента. Данная мера позволит:

• максимальную часть особо важных напряжений переносить в глубокие бетонные слои и распределять их главным образом не на камень, а на арматурный каркас;
• металлические арматурные прутья отлично соединяют основные элементы фундаментной конструкции – опорные столбы и ростверок;
• эксплуатационный период армированных столбов увеличивается в разы по сравнению с простыми бетонными опорами.

Применение армирования в некоторых ситуациях помогает избегать негативных последствий, связанных с разрушением столбов. Обрушение происходит не скачкообразно – конструкция расползается медленно и пластично.

Расчет

Индивидуальные застройщики процесс армирования опорных элементов сводят к четко продуманному определению потребности в металлических прутьях.

Разберем пример расчета армирования столбчатого фундамента. Предположим, необходимо изготовить арматурный каркас для столба с сечением двадцать сантиметров и глубиной установки в два метра. Для усиления такой опоры потребуются четыре прута, установленных вертикально, диаметр которых равен 1.2 см. Прутья перевязываются горизонтально в четырех местах, через каждые полметра.

Для армирования столбчатого фундамента под стальную колонну для каждой из них делаются следующие расчеты:

• к длине опорного элемента прибавляют двадцатисантиметровый припуск, с помощью которого выполняется связка с ростверком;
• полученное значение умножается на количество прутьев (четыре штуки в каждом столбе);
• вязальную проволоку определяют следующим образом: сечение умножают на количество прутьев в каркасе и на число перевязок.

Остается полученные данные перемножить на потребность столбов, чтобы узнать, сколько потребуется арматуры и проволоки для каркасных оснований.

Способы армирования

Армирование столбчатых фундаментов под металлические колонны выполняется одним из двух известных способов. Дело в том, что при строительстве малоэтажных сооружений заливают железобетонные монолитные основания – наиболее популярный вариант столбчатого фундамента.

Первый способ

Для каждой запланированной опоры готовится котлован, глубина которого соответствует проектному решению, а ширина немного превышает аналогичный параметр столба. Это необходимо для установки опалубочной конструкции. Щиты монтируются из досок с таким расчетом, чтобы верхняя часть столба возвышалась над поверхностью почвы на пятьдесят сантиметров. Установив и расклинив опалубку, в нее монтируют арматурный каркас и выполняют заливку бетонного раствора.

Бетонирование необходимо выполнять по одному уровню. Неровности исправляются ростверком. Как только бетон набирает прочность, опалубку демонтируют и выполняют обратную засыпку котлована.

Второй способ

Он является более трудоемким в связи с большими объемами земляных работ. На установленную глубину забуриваются скважины, для чего придется арендовать специальную строительную технику. В скважинах устанавливаются каркасы из арматуры, заливается бетон. Опалубка в этом случае выставляется только для формирования надземной части столба. Этот вариант установки опор считается более современным, выполняется легче и быстрее. Но есть одна особенность – к грунту предъявляются повышенные требования по плотности.

Материалы для армирования

Для армирования колонн под фундамент пользуются металлическими арматурными прутьями класса А III и выше. Рекомендуемое сечение холоднотянутого прута не менее трех миллиметров, горячекатанного – от шести. Для изготовления арматуры применяется сталь класса 15 и более, обработанная антикоррозийными составами.

Разрешается применять композитную арматуру – как более легкую и удобную в монтаже. Модуль ее упругости больше, чем у металла, материал более жесткий и менее пластичный.

Теоретически армирование стеклопластиковой арматурой обходится не дороже монтажа металлических каркасов.

Композит не подвержен воздействию коррозии, не образует мостиков холода, отлично воспринимает нагрузки вертикального типа.

Есть только одна особенность – во время сращивания композитной арматуры опорных столбов и ростверка следует использовать фирменный способ под прямым углом с применением специального приспособления.

Схема закладки

Попробуем разобраться, как выполнить армирование столбчатого фундамента своими руками. Предположим, что размеры и количество материала мы определили, подготовили все необходимое для работы.

В каждый котлован под опорный столб устанавливаем четыре рифленых прута диаметром в 1 см. Если предстоит заливать опоры с круглым сечением, рекомендуется использовать шесть восьмимиллиметровых прутков.

Опорную подошву для каждого столба усиливают сварной сеточкой, изготовленной из арматуры сечением 6 – 8 мм, уложенной в два ряда, при этом толщина закраин подошвы должна составлять не менее пятнадцати сантиметров.

В отдельных случаях, если заливаются опорные элементы с переменным сечением в виде ступеней, армирование выполняется двумя и более каркасами, соединенными в единую конструкцию вязальной проволокой.

Грибовидные столбы подвергаются двойному армированию. Первый слой металлических прутьев выгибается в виде отдельных элементов в форме «L», при этом вертикальная часть равняется показателю высоту опоры, а выгнутая сторона подрезается под размер диаметра.

Заложенные в подготовленную скважину элементы корректируются таким образом, чтобы их горизонтальные части радиально расходились от центральной точки к периферии подошвы столба.

После этого в скважину монтируется обычная каркасная заготовка, выполняется бетонирование. В результате получается достаточно прочный и устойчивый к выдавливанию столб.

По аналогичной схеме монтируется каркас из арматуры при устройстве ростверка. В будущую железобетонную балку закладываются арматурные прутья сечением 1 см по два – три штуки. На угловых участках фундамента прутья загибаются минимум на двадцать сантиметров, выполняются соединения сваркой или вязальной проволокой. Таким же образом ростверковая каркасная основа связывается с прутьями опорных столбов, и после этого можно приступать к подаче бетонной смеси.

Вязка

Подробней рассмотрим, как связывать арматурные прутья вязальной проволокой. Как правило, сечение ее небольшое, и для работы можно воспользоваться специальным крюком. Алгоритм действий выглядит следующим образом:

• отрезается кусок вязальной проволоки длиной в тридцать сантиметров, складывается вдвое;
• подготовленная петля заносится по диагонали арматурной крестовины, выносится к собственным концам;
• в петлю размещается вязальный крюк и прокручивается таким образом, чтобы во время движения цеплять проволочные концы.

Полезные рекомендации

Необходимое количество арматурных прутьев определяется по следующему принципу – общее значение диаметра арматуры в бетоне не должно превышать 0.2 – 0.25 % от аналогичного значения прямоугольного столба или колонны.

Оптимальный и правильный вариант соотношения диаметра металла к сечению опорного элемента 0 1 на 20 или 1 на 25.

Элементы арматурного каркаса должны размещаться таким образом, чтобы слой обтекаемого их бетона составлял минимум 2.5 – 3.5 см.

Столбы разрешается армировать пространственным арматурным каркасом. Прутья соединяются мягкой вязальной проволокой, чтобы фиксировалось их расположение в котловане до момента начала бетонирования.

Особенности армирования

Это рабочий этап считается залогом надежности и прочности всего объекта. Малейшие усилия на изгиб способны разрушать бетон, и это является его основным и едва ли не единственным недостатком.

На опорный столб оказывают воздействие несколько видов нагрузочных явлений:

• на сдвиг – смещается грунтовый слой нормальной консистенции по водонасыщенному, или почва двигается горизонтально;
• на сжатие – сооружение давит всем своим весом на фундаментное основание;
• на разрыв – в зимний сезон во время пучения почвы стенки сжимаются, и столбы начинают отслаиваться от опорных подошв.

Если принимать во внимание только процесс сжатия, то армирование столбов можно не выполнять – достаточно вокруг столбов устроить трехслойный рубероидный ряд.

Заключение

Строительство фундамента – задача серьезная, и относиться к ее выполнению следует с полной ответственностью. Если все с делать в соответствии с технологиями, то вы получите прочную и долговечную опорную конструкцию.

Как сооружают столбчатые фундаменты под колонны?

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

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

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

Разновидности

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

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

Различают 2 вида:

Металлическая – состоит из оголовка, к которому крепят ригели и балки, стержня и базы – части, соприкасающейся с фундаментом.

Бывают сплошные и сквозные колонны – решетчатые, перфорированные. Последние меньше весят и проще в монтаже. Изготавливают конструкции из балок и прокатного профиля.

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

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

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

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

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.

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:

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

По полученным данным рассчитывают величину опорных столбов для колонн.

Пример расчета под монолитную колонну

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

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

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

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

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

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

Пример расчета под металлическую колонну

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

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

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

Этапы строительства под монолитную колонну

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

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

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

Армирование опор

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

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

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

Изготовление каркаса можно посмотреть в этом видео:

Монтаж башмака

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

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

После схватывания раствора продолжают возведение фундамента.

Установка колонн

Начинают работу с сооружения армирующего каркаса:

1. Монолитная колонна армируется прутками. При большом сечении прутки дополнительно усиливаются горизонтальными хомутами.
2. Для опалубки используют деревянные доски нужной длины. Их скрепляют хомутами. Рекомендуется изнутри простелить опалубку рубероидом, чтобы позднее ее легче было снять. Поверхность колонны будет гладкой.
3. Для заливки используют бетон марки М200 или выше. Чтобы удалить воздух, раствор протыкают металлическим штырем. Опалубку снимают только после полного высыхания.

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

Ростверк

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

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

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

Этапы строительства под металлическую (стальную) колонну

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

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

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

Установку на анкера можно посмотреть в этом видео:

Ошибки при строительстве и способы их избежать

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

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

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

Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь.

Заключение

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

Особенности фундаментов под стальные колонны

Существует ряд зданий, где есть особенные требования к типу и прочности фундаментов. В большинстве случаев, это объекты промышленного назначения, а также различные предприятия энергетической отрасли.

Такие здания часто возводятся на фундаментах каркасного типа, где основную нагрузку принимает на себя металлическая колонна, установленная внутри специальной бетонной чаши или углубления.

Все фундаменты под стальные колонны отличаются особенной конструкцией, ведь изначально создается прямоугольная или квадратная бетонная подушка с углублением, где с помощью анкеров устанавливается и фиксируется колонна.

Кроме зданий с анкерными соединительными элементами, также в таких основаниях можно предусмотреть:

• трубопроводы различного типа и диаметра;
• канализационные системы с анкерными крепежами;
• электрические сети;
• специальные поддерживающие элементы и конструкции.

Учитывая высокие требования по прочности к таким конструкциям, все расчеты и дальнейшее возведение проводится максимально точно, контроль качества на каждом этапе возведения, а строительные материалы полностью соответствуют нормам.

Монолитный фундамент под металлическую колонну

Как правило, при строительстве таких фундаментов редко используются сборные конструкции, ведь тогда приходится делать дополнительные расчеты несущих способностей зданий.

В таких случаях лучше монолитный бетонный фундамент, ведь он и прочнее, и быстрее заливается. Этапы возведения монолитной подушки для колонны приблизительно следующие:

1. Расчет максимально допустимых нагрузок на подошву.
2. Проведение разметки мест установки колонн, подготовка почвы.
3. Рытье котлована на заданную глубину и соответствующих размеров.
4. Подготовка внешней опалубки. Она делается с досок или влагостойкой фанеры, в большинстве случаев несъемная.
5. Выравнивание внутренней поверхности котлована, формирование песчано-гравийной подушки.
6. Создание основного армирующего пояса по периметру подушки в горизонтальном и вертикальном направлениях.
7. Заливка котлована бетоном. В это время заблаговременно устанавливаются геодезические уровни и высотные знаки. Они используются при дальнейшем монтаже колонн, а также при ремонте фундамента через просадку.

Как правило, при возведении колонных фундаментов делаются различные высотные отметки, они наносятся на внешний слой бетона, также указывается уровень расположения анкерных соединений, закладочных элементов и других монтажных аксессуаров.

Анкерные соединения

Конструктивная схема с указанием нахождения анкерных соединений

В зависимости от типа выбранной колонны, анкерные соединения подбираются в индивидуальном порядке. Установки и фиксация колонны выполняется с помощью больших болтов или анкеров, которые затем привариваются к арматурному слою и надежно удерживают колонну в вертикальном положении.

Отличительная особенность монтажа соединительных элементов в том, что после их закрепления фундамент разбивают. Если после этого отклонения болтов не произошло, то монтаж считают выполненным правильно, а если есть отклонения центров на расстояние от 2 мм, тогда анкера заменяют.

Расчет фундаментов под колонны

Такие основания всегда рассчитываются под конкретное геодезическое обеспечение. Для правильного обеспечения геодезических параметров проводится контроль вертикальных и горизонтальных высотных положений болтовых соединений. Для таких целей отлично подходят готовые шаблоны или специальный кондуктор.

Шаблоны – это металлические или деревянные рамки конкретных размеров, в которых уже есть готовые гнезда под будущие анкера. Они соединяются по опалубке с осями монолитного фундамента, закрепляются.

Шаблоны должны быть установлены абсолютно ровно, поэтому проводится дополнительное измерение вертикали с помощью строительного уровня или нивелира. В некоторых случаях оправданным будет использование сварочных работ, когда шаблоны жестко устанавливают на арматуру монолитной бетонной подушки.

Сейчас при возведении оснований под металлические колонны стали практиковать анкерные соединения, установленные в колодцах. Такие углубления заделываются в последнюю очередь, ведь головка болта измеряется геодезическими приборами, уточняется его положение и горизонтальное расположение.

Все монолитные подушки соединяются с колоннами с помощью мощных анкеров, ведь нагрузки на подушку огромные через большое расстояние между колоннами. Поэтому, кроме соединений, дополнительно используют специальные строительные обвязки и соединение конструкций в верхнем положении на ростверке. Обвязки состоят:

1. Металлического каркаса для фиксации болтовых шаблонов.
2. Металлических шаблонов. Их применяют для непосредственной фиксации конструкций, монтажа анкеров и болтовых соединений.

Также можно на бетонное основание устанавливать металлические рамки, обхваты и фиксаторы, соединять их между собой. После того, как все армирующие элементы между собой соединены, конструкция заливается бетоном и оставляется на месяц сохнуть. При этом все шаблоны и кондукторы демонтируются.

Армирование отдельно стоящих фундаментов.

Армирование отдельно стоящих фундаментов.
—
Площадь подушки подбирается исходя из нагрузки на фундамент и расчетного сопротивления грунта. Величина защитного слоя снизу 70 мм, при бетонировании на грунт. Стоит отметить, что армирование подушки большей частью конструктивное, если ее размеры не выходят за пределы основания призмы сжатия — должно выполняться условие — две толщины подушки + сторона колонны >= стороны подушки (случай на рис.1: 500×2+300=1300>=1200). В ином случае подушка рассчитывается подобно плите на упругом основании: расчет на изгиб, продавливание и т.д.

Related posts:

10 комментариев к “Армирование отдельно стоящих фундаментов.”

Конструирование и армирование отдельно стоящего…
Конструирование и армирование отдельно стоящего фундамента. Страница 1. Учитывая значительное заглубление фундамента в грунт примем конструкцию фундамента стаканного типа. Примем толщину стенок стакана по верху, равной не менее 150 мм и зазор 75мм; размеры подколонника в плане примем по унифицированному модулю равными 1200х900 мм. а) Расчет и конструирование нижней части фундамента. На первом этапе расчета определим распределенное реактивное давление под подошвой фундамента от расчетной нагрузки: N0I=2310 кН; М0I=225,5 кН м; Тогда

Усиление отдельно стоящих фундаментов
Для усиления отдельно стоящих фундаментов под железобетонные колонны устраивают железобетонные «рубашки» (17, а) или бетонные приливы (17, б). Если, кроме усиления фундамента требуется также усиление колонны, то бетонирование обоймы для «рубашки» и колонны выполняется одновременно. … Более сложной конструкцией усиления отдельно стоящего фундамента является устройство железобетонной обоймы, которая для дополнительной передачи нагрузки от колонны на усиливаемый фундамент, заводится на нижнюю часть колонны (рис.18). До бетонирования обоймы оголяют на половину диаметра продольные стержни.

2. расчет отдельно стоящих фундаментов под…
В Пособии содержатся основные положения по проектированию монолитных и сборных фундаментов под железобетонные и стальные колонны, их расчет и конструирование; приводятся указания по выбору оптимального варианта проектирования фундаментов, расчет и проектирование анкерных болтов и приемы армирования фундаментов. … 1.1. Настоящее Пособие, разработанное к СНиП 2.03.01-084 и СНиП 2.02.01-83, распространяется на проектирование отдельных железобетонных фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений.

Конструирование и армирование отдельно стоящего…
Схема армирования отдельно стоящего фундамента под колонну. Конструирование и армирование ленточного фундамента. Принимаем конструктивно h=30 см, тогда h0=h-a=25 см. Среднее реактивное давление грунта под подошвой фундамента: Рис. 27. Расчетная схема армирования ленточного фундамента. Сечение арматуры подошвы ленточного фундамента подбираем по изгибаемому моменту, определяемому по формуле: Мср=0,5Ргрa2=0,5324,960,22=6,5 кНм=650000 Н•м; Требуемая площадь рабочей арматуры: Назначим шаг стержней S=20 см и примем 4 стержня o10 арматуру класса А-II общей площадью равной 4,71см2.

Пример 21. Расчет отдельно стоящего фундамента по…
Задание: Рассчитать фундамент (пример 7) по материалу. Нагрузки на фундамент , . Сечение колонны . Размеры подошвы фундамента м. Материал фундамента бетон класса В-15, с МПа, МПа, арматура класса А-III с МПа, поперечная класса A-I с МПа. Решение: Для колонны сечением размеры типового подколонника м, глубина стакана 0,8 м, размеры стакана , размеры ступеней м, , высота ступеней м. … Рис.24 Армирование фундамента мелкого заложения. Расчет плитной части на изгиб. Изгибающий момент в сечении в направлении l (большего размера).

Армирование монолитных фундаментов под колонны.
Раздел 1. Армирование монолитных фундаментов. Фундаменты зданий из монолитного железобетона бывают трех типов: отдельные (под каждой колонной, пилоном), ленточные (под рядами колонн в одном или двух направлениях, а также под несущими стенами), сплошные (под всем зданием). Отдельные фундаменты под колонны и пилоны зданий из монолитного железобетона делаются также преимущественно монолитными. … 52. Конструктивные решения отдельно стоящих сборных и монолитных фундаментов. Отдельные фундаменты устраивают под колонны, опоры балок, ферм (и других элементов промышленных и гражданских зданий и сооружений.

2. расчет отдельно стоящих фундаментов под…
Предисловие. 1. общие указания. 2. расчет отдельно стоящих фундаментов под железобетонные колонны. Основные положения. Определение высоты плитной части фундамента и размеров ступеней расчетом на продавливание. Расчет плитной части фундамента на поперечную силу. … В Пособии содержатся основные положения по проектированию монолитных и сборных фундаментов под железобетонные и стальные колонны, их расчет и конструирование; приводятся указания по выбору оптимального варианта проектирования фундаментов, расчет и проектирование анкерных болтов, и приемы армирования фундаментов.

52. Конструктивные решения отдельно стоящих сборных…
Каменные и бетонные отдельно стоящие фундаменты устраиваются монолитными и проектируются как жёсткие. Фундаменты имеют наклонную боковую грань или, что чаще, уширяются к подошве уступами, размеры которых определяются углом жёсткости α, т.е. предельным углом наклона, при котором в теле фундамента не возникает растягивающих напряжений (см.рис.2). В зависимости от материала, марки раствора или класса бетона, а также давления на грунт угол α составляет 30°…40°. … Армирование фундамента выполняется сварными сетками из арматуры класса S400 в обоих направлениях.

Армирование столбчатых фундаментов
Отдельностоящие мелкозаглубленные столбчатые фундаменты устраиваются в каркасных и бескаркасных зданиях под колоннами, столбами и пилястрами. Использование фундаментов данного типа в качестве опор под несущие стены бескаркасных зданий — возможно, но для этого отдельные вертикальные фундаментные столбы должны быть связаны между собой единым монолитным ленточным ростверком, обеспечивающим их совместную пространственную работу и служащим площадкой для опирания стен. … Все размеры столбчатых фундаментов должны назначаться расчетом. Армирование.

Армирование отдельно стоящих фундаментов.
Армирование отдельно стоящих фундаментов. Армирование отдельно стоящих фундаментов. —. Площадь подушки подбирается исходя из нагрузки на фундамент и расчетного сопротивления грунта. Величина защитного слоя снизу 70 мм, при бетонировании на грунт. Стоит отметить, что армирование подушки большей частью конструктивное, если ее размеры не выходят за пределы основания призмы сжатия — должно выполняться условие — две толщины подушки + сторона колонны >= стороны подушки (случай на рис.1: 500×2+300=1300>=1200). В ином случае подушка рассчитывается подобно плите на упругом основании: расчет на …

Оставьте комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.