Фундамент под металлическую 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.

Какими бывают столпы?

По виду материала, который был применен в изготовлении столпов, различают:

  1. Металлические.
  2. Железобетонные.

Учитывая то, какой вид будет устанавливаться при постройке помещения, выбирают определенный тип основы.

  1. Ленточный.
  2. Сплошной.
  3. Свайный.
  4. Столбчатый.

Каждый из видов имеет свои особенности. Поэтому при выборе учитываются все нюансы. Взвешиваются плюсы и минусы каждого типа.

Бетонные основания под колонну

Фундамент под колонну бывает двух видов:

  • сборный,
  • монолитный.

Сборный фундамент колонны

Сборный фундамент производят на железобетонных заводах по особым стандартам — такие основания называются «стаканами». Монтируют их в готовом для последующей эксплуатации виде.

Монолитный фундамент колонны

Этот тип фундамента отливается из бетона прямо в том месте, где потом будет стоять колонна. При его изготовлении имеется куча нюансов, например, предполагаемая нагрузка или тип грунта.

Конструкции, использующие колонны, имеют одну особенность, а именно — каждая опора «действует», как бы, сама по себе. Поэтому, если сделать основание неправильно, то возможен перекос или проседание отдельных колонн, в результате чего здание может сделать «бум».

Читайте также:

Фундамент стаканного типа – его особенности, преимущества и сфера применения

Стаканный фундамент предназначен для равномерного распределения большого веса постройки в точке опоры. Используют его при строительстве зданий и сооружений с опорой на колонны. Таким образом, такой фундамент подходит для:

  • коровников, птичников, конюшен и других животноводческих объектов;
  • ангаров, складов и торговых помещений;
  • развлекательных и спортивных учреждений;
  • сотовых вышек и линий электропередач;
  • подземных паркингов и гаражей.

При этом колонны могут быть как железобетонные, так и металлические.

В первом случае колонна вставляется в специальную нишу и заливается бетонным раствором, во втором – фиксируется за предварительно вмурованные в фундаментный блок анкеры.

Плюсы и минусы стаканного фундамента

Этот тип фундамента характеризуется несомненными преимуществами:

  • высокая прочность фундамента, позволяющая выдерживать повышенные нагрузки;
  • широкий спектр применения – от многоярусных подземных гаражей до машинных залов в атомной энергетике;
  • возможность строить длинные каркасные здания на сыпучей почве склонной к расслоениям в горизонтальной плоскости;
  • обеспечение надежности строений в сейсмически активных зонах;
  • сокращение земляных работ – в зависимости от проекта, котлованы выкапываются только по контуру опор или, в некоторых случаях, дополнительно по периметру здания.

Важно помнить, что преимущества использования основания стаканного типа проявляются только при соблюдении всех строительных стандартов и нормативов:

Недостатки у подобного типа фундамента тоже есть:

  • не подходит для пучинистых и болотистых почв – только для плотных грунтов с глубоким заложением грунтовых вод;
  • использование тяжелой техники – без стрелового крана и экскаватора не обойтись;
  • высокая цена – в основном, за счет аренды техники;
  • скорость возведения – для заливки и застывания монолитных стаканов на месте понадобится около двух месяцев, изготовление же заводских блоков занимает месяц, а их установка еще неделю.

Конечно, выглядят заводские «стаканы» лучше, а если заказывать их заранее, то собрать весь фундамент можно за две недели.

Но с доставкой тяжелых железобетонных блоков могут быть проблемы, так что нужно предварительно озаботиться засыпкой подъездных путей щебенкой. Иначе после дождей фуры могут не доехать.

Можно ли использовать в частном строительстве?

Как уже упоминалось, для строительства загородного дома такой фундамент не подходит – из-за дороговизны. Но если заливать «стаканы» небольшого размера сразу же на месте, можно добиться существенной экономии благодаря сокращению затрат на материалы. К тому же не понадобится кран, так как колонны тоже можно делать монолитными, а котлованы небольшой глубины легко выкапываются вручную.

Несомненное преимущество фундамента стаканного типа в частном строительстве – возможность строить на участках с большим перепадом высоты без выравнивания площадки. И, в отличие от фундамента из свай, такое основание подходит для грунтов без боковой поддержки – песчаных и супесчаных.

Если же по периметру между колоннами залить ленту, можно обустроить полноценный цокольный этаж.

Там можно оборудовать гараж, мастерскую или технические помещения типа прачечной. Единственное – на скошенном участке придется серьезно потрудиться над гидроизоляцией цокольного этажа, иначе во время дождей вся вода со склона будет собираться именно там.

Расчёт основания

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

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

При проектировании фундамента нужно учитывать следующие нюансы:

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

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

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

Изготовление ростверка: этапы

Для усиления жесткости, устойчивости фундамент стягивают монолитным или арматурным поясом. Схема работы по установке ростверка зависит от его типа и разновидности. Рассмотрим этапы монтажа монолитного ростверка:

  1. соединение сборных перемычек (связывание монтажных петель проволокой, сварка арматуры);
  2. изготовление П-образной опалубки по периметру сооружения поверх оголовков (в качестве опоры используют деревянные подпорки или песчаные гребни);
  3. армирование четырьмя арматурами диаметром 10-14 мм;
  4. бетонирование (по стандартной технологии раствором М200), распалубка.

Монолитный ростверк обычно монтируют в форме квадрата. Одна его сторона должна быть больше ширины оголовков и равна ширине стен.

Разновидности ростверка

Обвязочные балки, рандбалки могут быть сборными конструкциями, сборно-монолитными или сплошным монолитом из железобетона. По расположению выделяют два типа пояса: высокий и низкий ростверк. Высокий пояс монтируют на высоте от 1 метра, оставляя пространство для хода пучинистых почв. Низкий ростверк устанавливают на малоподвижных песчаных грунтах, заглубляют и выравнивают подушкой из песка.

Опалубка и армирование

После связывания петель, сварки арматуры начинается монтаж опалубки. Деревянный квадратный короб устанавливают поверх перемычек по периметру будущего дома с запасом 30-40 см. Технологию монтажа выбирают с учетом типа ростверка. Опорой коробу служат деревянные подпорки или песчаные гребни. Под нижние прутки подкладывают бруски или плитки из бетона для защиты металла от коррозии.

Армирование монолитного ростверка выполняют 4-мя горизонтальными и вертикальными прутьями того же сечения.

Заполнение бетоном, распалубка

Бетонирование опалубки ростверка осуществляют по стандартной технологии смесью М200. После выравнивания цемент закрывают гидроизоляцией. После затвердевания раствора выполняют распалубку. Когда ростверк готов, приступают к установке перекрытий.

Достоинства и недостатки стаканных оснований

Какими особенными преимуществами обладают такие стаканные основания?

  • Колонны для них изготавливаются промышленным способом, что обеспечивает им долговечность, высокое качество и надежность;
  • При наличии необходимой техники установка их довольно проста и не занимает много времени, что позволяет ускорить сроки монтажа и сократить расход средств.

К недостаткам применения данного типа оснований
можно отнести необходимость применения специального тяжелого оборудования:

  • как для доставки изделий,
  • так и для их размещения и установки.

В настоящее время активно используются различные железобетонные опоры: разница состоит и в их размерах, и в массе.

Области использования

Этот тип фундамента наиболее эффективен для:

  • инженерных объектов – мостов, переходов и переездов, сооружаемых над железнодорожными путями:
  • инфраструктурных сооружений – подземных парковок, гаражей;
  • строений на тепловых и электрических станциях;
  • складских объектов, предназначенных для складирования материалов, заготовок, готовой продукции;
  • небольших производственных зданий;
  • одноэтажных спортивных, торговых, выставочных комплексов небольшого веса;
  • жилых каркасных домов.

Если основание используется для строений из дерева, то количество этажей может достигать трех.

Фундаменты для опоры сплошных стен

В зданиях, где основные нагрузки от веса здания воспринимает не каркас, а сплошные стены из блоков или кирпича, фундаменты представляют собой сборную или монолитную ленту. Лента может опираться как на грунт, так и на точечные опоры – столбы или сваи (в этом случае опорную ленту называют ростверком (о строительстве фундамента с ростверком рассказано в нашей статье)).

Сборная и монолитная лента

Лента может быть монолитной, но в целях сокращения сроков строительства на крупных промышленных объектах чаще проектируют сборные фундаменты. Они собираются из неармированных бетонных или железобетонных блоков, плит, подушек, а также укрупнённых или доборных элементов.

Лента в монолитном варианте

  • Плиты (подушки) укладываются плашмя в качестве основания и служат для увеличения площади опорной подошвы. Под ними должно быть предварительно выровненное песчаное основание, либо, если грунт нестабильный, выполняется бетонная подготовка. Блоки используют в качестве стен для вывода ленты на поверхность грунта.

Лента в сборном варианте

  • Сборный фундамент может быть не только сплошным, но и прерывистым. Укладка блоков с разрывами до 90 см помогает сократить расход материала в тех случаях, когда грунт на участке имеет отличную несущую способность. Сокращаются расходы на оплату труда, и соответственно снижается себестоимость конструкции.

Сплошной сборный фундамент

  • При устройстве ленты на просадочном грунте, поверх подушек — прежде чем монтировать блоки, устраивают шов толщиной до 5 см с заложенной в него прослойкой арматуры. Ещё один слой монолита, но уже толщиной до 15 см, предусматривают и поверх самого фундамента.

Прерывистый ленточный фундамент

  • Подушку фундамента делают не из подушек, а монолитом, стенку так же собирают из блоков. Чаще всего такое строение необходимо, когда здание имеет подвал. В этом случае блоки выполняют функции только стенового материала, а монолит воспринимает нагрузки от веса здания и распределяет их на грунт.

Монолитные подушки под блочные стены

  • Полностью монолитная лента имеет форму тавра с расширенной прямоугольной или ступенчатой подошвой. Она заливается по опалубке, установленной либо на уплотнённое насыпное основание, либо на жёсткий подготовительный слой из тощего бетона (подбетонку).

Сечение полностью монолитной Т-образной ленты

Перед бетонированием в опалубку предварительно монтируется объёмный арматурный каркас.

Столбы и фундаментные балки

Если основание вполне прочное, а здание одноэтажное и больших нагрузок не создаст, вместо более дорогой сплошной ленты проектируют фундаменты столбчатого типа.

Столбчатый фундамент с балками

Это монолитные бетонные столбы, расположенные в местах пересечения и примыкания стен, а также в промежутках между ними, с минимальным расстоянием 3 м (максимум 6 м).

Вариант устройства фундаментных столбов

Все опоры связываются между собой фундаментными балками – железобетонными или металлическими, которым и предстоит воспринимать нагрузку от веса стен.

Узел сопряжения фундаментной балки со столбами

Чтобы уменьшить их деформацию, под балками может быть устроена подсыпка из песка или шлака, толщина которой может достигать полуметра.