Возведение столбчатого ростверкового фундамента
Если вы желаете обойтись без специалистов (инженеров, архитекторов) и начать строительство дома или сооружения своими силами, то следует учитывать несколько основных аспектов:
- тип ростверка. Он зависит от вида грунта и свойств его движения;
- конструкция будущего сооружения. Площадь, количество этажей, строительный материал влияют на уровень давления;
- расположение относительно почвы.
Этапы возведения столбчатого фундамента с ростверком:
Расчётный. Теоретическая часть была представлена выше.
Подготовительный. Включает в себя расчистку участка от всех неровностей, а также планирование площадки согласно своему проекту. Чтобы проверить правильность разбивки, нужно измерить диагонали и углы. Вертикальные шурфы для монтажа столбов могут быть вырыты вручную или при помощи буровой установки
Важно не упустить момент и на глубине одного метра устроить опалубку, чтобы предотвратить осыпания грунта. Ширина вырытой ямы должна включать размеры столба, опалубку и распорки.
Установка опалубки. Обычно используют деревянные доски, реже фанеру с влагостойкими свойствами, древесные плиты, листы из металла
Обычно используют деревянные доски, реже фанеру с влагостойкими свойствами, древесные плиты, листы из металла.
Армирование. Осуществляется при помощи металлического прута толщиной до 1,5 см, которые в горизонтальном положении связываются между собой проволокой. Для того чтобы связать столб с ростверком, необходимо предусмотреть установку арматуры в вертикальном положении над опорой на расстоянии 1.5 см.
Заливка бетонной смесью. Производится в несколько слоёв, каждый из которых составляет 2 см. Каждый слой уплотняется ручным вибратором.
Гидроизоляция. Осуществляется путём укладывания любого гидроизоляционного материала внутрь опалубки.
Монтаж забирки. Забирка — это стенка, которая закрывает пустое пространство под столбчатым фундаментом. Она нужна для проведения коммуникаций, а также во избежание попадания холодного воздуха и различных осадков. Лучшим вариантом будет предварительное продумывание забирки до начала фундамента, поскольку потом это будет сделать сложнее и неудобнее. Материалом для забирки может служить кирпич. Устройство забирки включает в себя вентиляционные и коммуникационные отверстия. Единственным недостатком забирки является его возможная осадка под действием движения грунта.
Окончательным этапом является снятие опалубки и затирка торцов.
Возведение столбчатого фундамента с ростверком — выгодный вариант малоэтажного здания на сложных, болотных и песчаных грунтах, которые отличаются подвижностью. А лёгкость и быстрота монтажа не требует помощи спецтехники, в отличие от плитного фундамента.
Армирование столбчатого фундамента, зачем это необходимо?
При строительстве индивидуального дома далеко не всегда для закладки фундамента используют железобетонные плиты. Обычный же бетонный фундамент не очень хорошо работает при периодическом воздействии на него знакопеременных нагрузок, и, особенно – изгибающих напряжений.
Армирование столбчатого фундамента путём введения в бетонную массу укрепляющих её стальных стержней – один из действенных способов укрепления такого фундамента. Особенно, если предполагается возводить дом из тяжёлых строительных материалов, притом – двухэтажным, либо с мансардой.
Почему необходимо армировать фундамент
Перед началом укрепления необходимо выяснить, где находятся зоны возникновения максимальных растягивающих напряжений.
Если возводится обычный частный дом, в котором не предусматриваются какие-либо помещения производственного назначения – например, мастерские, то такими местами будут являться углы дома, где возникающие усилия действуют во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Ещё один фактор, предопределяющий необходимость усиления фундамента – это состояние грунта. При резких перепадах температур, возникающих при внезапных существенных похолоданиях или потеплениях, грунт может выпучиваться. Ввиду того, что бетон – материал непластичный, то любые локальные нагрузки на него приведут к трещинообразованию.
Причём, если монолитный фундамент будет воспринимать нагрузки более-менее равномерно всей своей поверхностью, то столбчатый – только отдельными его частями.
Динамика процесса выглядит так:
- По мере понижения температуры влажный грунт начинает примерзать к контактной поверхности столба (чем больше влажность исходного грунта, тем этот процесс происходит интенсивнее);
- Во время выпучивания грунта столб начинает выталкиваться вверх, туда, где процесс промерзания еще продолжается;
- Нижняя часть столба, находясь на цельном грунте, сопротивляется такому выталкиванию, и стремится остаться в прежнем положении;
- В поперечном сечении столба возникают растягивающие напряжения, которые, нарастая по модулю, приводят к разрыву столба.
Выбор элементов усиливающего каркаса
Для качественного армирования столбчатого фундамента необходимо использовать только специальную стальную арматуру. Имеющиеся рекомендации, касающиеся использования стеклопластиковой арматуры, могут быть использованы лишь для строений небольших размеров – бань, дачных домиков и т.п.
Особенности фундамента под железобетонные колонны
Основания под столпы из железобетона выбираются исходя из положительных и отрицательных характеристик каждого вида в отдельности. В указанном случае самым оптимальным будет использование стаканного основания, имеющего следующие положительные характеристики:
- Они надежны;
- Имеют повышенную прочность.
В строительстве применяется два вида оснований:
- Монолитный;
- Сборный.
Этапы строительства
Соблюдение правил при строительстве фундамента под железобетонные колонны, способствует увеличению срока службы конструкции, качества.
- Столпы устанавливаются в грунт на глубину не меньше 70 сантиметров;
- На участке строительства почва не должна быть подвижной или подвергаться температурному пучению;
- Грунтовые воды должны залегать не менее, чем на 1,5 метра вглубь;
- Рекомендуется выравнивать площадку, чтобы она не имела резких наклонов и поворотов;
- Чтобы обеспечить прочность фундамента, ростверк должен быть смонтирован из железобетона. Конечно, устройство ростверка потребует финансовых затрат, но это сделает каркас более долговечным;
- Для стен рекомендуется использовать строительные материалы, относящиеся к легким: пеноблоки, брус, панели, бревно.
Предварительное проектирование позволяет сделать основание крепким, но должны соблюдаться нормы:
- Сечение колонн – 20х20 см. Практика показывает использование столпов с сечением 25х25см;
- Рекомендуется делать башмак под каждую колонну. Это значит расширить нижнюю часть скважины под сваю. В результате получают распределение и снижение нагрузки от здания;
- Колонны размещать на расстоянии от 1 до 2 метров. При этом столпы должны находиться по углам строения, в местах стыка стен, под выступами: камин, печь.
Для увеличения прочности столпы армируют прутами с сечением от 12 до 16 мм. В зависимости от материала для ростверка, регулируется высота арматуры:
- Для деревянной связки прутья не должны достигать верхней части 1-2 см;
- Когда планируется железобетонный ростверк, то арматура должна выступать на 40 см.
Работать с арматурой следует только после того, как бетон наберет нужной прочности.
Монтаж башмака
Как уже было сказано, в скважинах рекомендуется делать увеличение нижней части для создания башмака. На песчано-щебневой подушке устанавливается опалубка из фанеры. Высота 20-30 см. Диаметр подготавливаемой опалубки должна быть в 1,5 раза больше, чем диаметр будущих столпов. Теперь в подготовленную емкость заливается раствор. В течение 10 дней бетон застывает, при условии, что стоит теплая сухая погода.
Монтаж колонн
Следующим шагом идет монтаж непосредственно опалубки под столпы. Деревянные доски необходимой длины скрепляют хомутами. Внутренние стенки рекомендуется укрыть рубероидом. В результате выполненных мероприятий стены колонн получаются гладкие, а главное, что при снятии опалубки отсутствуют повреждения.
Теперь установить арматуру и можно заливать раствор бетона марки 200М. Если строительство происходит в зимний период, то лучше добавить пластифицирующие добавки, улучшающие застывание раствора. Специалисты рекомендуют такие работы проводить, когда температура воздуха держится выше 15 градусов тепла. С помощью металлического штыря из жидкого бетона удаляется воздух. При температуре внешнего воздуха 20 градусов и сухой погоде, раствор застывает в течение 7 дней.
Необходимо дождаться полного высыхания и только тогда снимать опалубку. Теперь по всей высоте колонн и башмака наносят гидроизоляцию.
Ростверк
Самый надежной считается монолитная конструкция. Но есть и другие варианты связки фундамента и здания:
- Крепление с помощью швеллера или двутавра. В этом случае элемент укладывается полкой вниз и крепится с помощью болтов. Такой связке не страшны большие нагрузки;
- Железобетонный или монолитный ростверк. Для его сооружения потребуется опалубка и установка армирующей конструкции. Как правило, монолитный ростверк применяется для панельного дома, каркасного строительства, деревянного сруба;0
- Деревянный ростверк. Использование бруса считается самым дешевым вариантом для связки столбчатого фундамента.
Этапы строительства под металлическую (стальную) колонну
Металлическое колонны монтируют в стаканные основания или анкерным способом. Порядок действий сходный, но исключает некоторые этапы:
-
Размечают положение скважин и роют ямы необходимой глубины.
- На дно укладывают песчано-гравийную подушку. Сооружают опалубку. Армируют конструкцию прутками и сеткой, описанным выше способом.
- 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.
- 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:
Правила приемки
Приемка изделий должна проводиться партией. Объем не более 200-т шт. При приемке — испытания обязательный этап, при котором исследуются влагоустойчивость плит, их морозостойкость, водопоглотительные свойства.
Данные бетона из партии сравниваются с контрольным экземпляром. Сравниваются прочностные характеристики, проверяются сварные швы, замеряются размеры.
При проверке следующих параметров проводится выборочный контроль, т.е. из партии выбирается 1-3 шт.:
- точность;
- ширина раскрытия микротрещин;
- категория поверхности.
Есть ли монтажные петли, закладные элементы, правильно ли нанесена маркировка – проверяются визуальным контролем специалистами ОТК предприятия.
Монтажные скобы проверяются следующим способом: из 3-х изделий выбирается одна скоба, которую 5 циклом поднимают с определенной нагрузкой, после чего проводится визуальный осмотр.
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.
Как рассчитать?
Исходными данными для расчета служит нагрузка, которую оказывает колонна, и результаты инженерно-геологических исследований.
К первым относятся:
-
Вертикальная нагрузка – вес колонны и величина нагрузка, передаваемая на нее стенами и кровлей.
- Изгибающий момент.
- Поперечная – приходящаяся на опору от базы колонны.
- Нагрузка при действии крутящих моментов в 2 плоскостях.
- 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.
Изготовление фундаментов стаканного типа и основные требования к ним
При установке таких оснований нужно помнить, что прочность изделия может быть достигнута только за счет использования качественных строительных материалов и хорошего армирования. Поэтому железобетонный фундамент и отличается длительным сроком эксплуатации.
Установка колонны в стакан фундамента.
Этот тип основания редко используется в общем частном строительстве, потому что отличается высокой стоимостью и необходимостью использовать механизированную технику. Основание запрещено ставить на пучинистых и просадочных почвах. Технология предусматривает установку железобетонных опор и стоек в готовый стакан, в котором затем происходит фиксация.
Требования к фундаменту:
- Бетон должен соответствовать М200 и обладать степенью водонепроницаемости В2;
- Транспортировку стоек следует осуществлять на место строительства только после того, как основание наберет необходимый запас прочности;
- Следует обязательно выполнить армирование основания. Толщина слоя бетона вокруг армирования должна составлять не менее 30 мм;
- Обнаженная арматура – заводской брак, в строительстве использовать такие изделия категорически запрещено;
- Если в бетоне есть трещины с толщиной более 0,1 мм, то это также брак;
- Все производственные петли в блоках нужно аккуратно демонтировать, забивать их в бетон категорически запрещено.
Когда нужно обязательно использовать стаканный фундамент
- При строительстве промышленных и частных зданий общего назначения, в несущей конструкции которых используются бетонные опоры и стойки;
- При возведении электростанций, а также в атомной промышленности, при монтаже армированных стоек для машинных и конденсационных отделений;
- При проведении реставрационно-востановительных работ на стойках и колоннах в административных зданиях;
- Если проектом предусмотрено использование стоек как единственно возможной несущей конструкции здания.
Преимущества стаканных фундаментов
- Высокая прочность и качество заводских блоков, т.к. при их производстве осуществляется контроль качества и проверка на прочность и разрыв всех несущих элементов;
- Это оптимальное основание для строительства промышленных зданий, где присутствуют локальные нагрузки на единицу площади фундамента;
- Простая технология монтажа;
- Экономия сил и времени на возведении фундамента.
Также нужно учитывать необходимость транспортировки отдельных стоек и колонн непосредственно от производителя, а, учитывая их размеры, иногда приходится продумывать специальные маршруты следования.
Монтаж стаканного фундамента
Учитывая ключевые особенности рассматриваемых фундаментов, монтаж проводится только под непосредственным наблюдением специалистов. Только они способны контролировать весь процесс установки опор и правильность их армирования. В процессе монтажа, железобетонные изделия проходят несколько этапов:
- Подготовка поверхности. Ее тщательно выравнивают, т.к. смещение железобетонных балок в фундаментах стаканного типа крайне нежелательно;
- Подготовка углублений. Выкапываются на конкретную глубину, затем выполняется их укрепление гравием, тщательно трамбуются;
- Устройство железобетонного фундамента. На этом этапе также используется трамбовка грунта, а также происходит установка блоков.
Ключевая задача, которая стоит перед фундаментами стаканного типа – это обеспечение равномерного распределения нагрузок по всей поверхности почвы. Соответственно, использовать стаканные основания можно только на такой почве, которая способна выдержать большие нагрузки и не проседать со временем.
Фундамент под колонны
Все здания без исключения делятся на каркасные и бескаркасные. Промышленные сооружения чаще всего строятся каркасным методом, жилые бескаркасным. В качестве несущих элементов в каркасных зданиях выступают ригели и колонны, на которые в дальнейшем укладываются плиты перекрытия и стеновые панели.
Если в вашем строительстве используются колонны, то в зависимости от их вида выбирается тип фундамента. Колонны могут быть металлическими и железобетонными, и сегодня мы рассмотрим какой фундамент под колонны использовать в каждом случае.
Фундамент под железобетонные колонны
При установке железобетонных колонн выбирают фундамент стаканного типа, который может быть монолитным или состоять из сборных частей. Возводить ступенчатый фундамент можно только в том случае, если высота основы составляет выше 35 см. Также стоит учитывать, что сборный фундамент может иметь горизонтальную монолитную поверхность или наклонную.
Для строительства фундамента вырывается котлован, а далее по поперечным и продольным осям закрепляется кольями проектное положение самого фундамента. Застройщикам нужно помнить, что смонтировать сборный фундамент можно только в пределах закрепленного треугольника. Фиксирующие оси устанавливаются в плановые короба по отвесам, и опускаются с проволок.
Обязательно перед укладкой сборного фундамента нужно фиксировать положение осей на блоки. Если строительные блоки небольшого размера, тогда укладку осуществляют от оси, закрепленной струнами. Основание устанавливают в плановое положение с помощью отвеса. На финальном этапе строительства фундамента стаканного типа наносят четыре осевых риски по всем краям стакана, и измеряется величина отклонения от плановых меток.
Фундамент под колонны металлические
В процесс строительства фундамента под металлическую колонну входит: подготовка основания с полостью, расчет расположения фундамента по геодезическим особенностям, проектировка размещения, подбор заполняющего полость материала.
Монтаж металлических колонн состоит из целого ряда операций:
- Захват;
- Подъем;
- Наводки колонны на основания или встык;
- Выверка;
- Закрепление.
Для подъема применяется строповка металлических колонн или захват полуавтоматическими приспособлениями. Для предотвращения проскальзывания строп, при подъеме между стропами и колонной закладывают деревянные подкладки или распущенные пополам отрезки стальных труб.
Лучшим методом установки металлических труб называют безвыверочный метод монтажа. Принцип его состоит в том, что на фундамент под колонны устанавливают опорную плиту, а сами колонны устанавливаются по осям или на выверочные болты.
При строительстве фундамента необходимо особое внимание обратить на рихтовку, так как именно от этого зависит степень усадки колонн и всего здания. Рихтовку можно провести, как в процессе строительства основания, так и после. Чтобы провести данную процедуру, изначально проводится нивелировка конусных фундаментов, а далее рихтовка отдельных элементов
Чтобы провести данную процедуру, изначально проводится нивелировка конусных фундаментов, а далее рихтовка отдельных элементов.
При рихтовке всего каркаса просевшего здания, фундамент целиком не откапывается, поскольку давление пульпы позволяет преодолеть не только массу здания, но и грунта возле пазухи фундамента. В этом случае следует откапать лишь патрубок. Пространственную рихтовку собранной конструкции можно производить только после того, как установлена опалубка и ее соединения с внутренней конусной оболочкой и конусоподобным каркасом.
Когда пазух фундамента засыпан, кондуктор и опалубка демонтированы, а бетон затвердел, можно произвести безвыверочный монтаж колонны. Фундамент под колонны металлической на практике работает таким образом: сжимающая сила передается сверху вниз, а сила сжатия изначально воздействует на внешнюю оболочку, через торец фланга, а затем на внутреннюю оболочку.
Не стоит лишний раз упоминать, что монтаж фундамента под колонны является ответственным процессом, который лучше всего проводить специалистам. Только знающие свое дело мастера могут произвести грамотный расчет по установке колоны и устройству фундамента.
Технология строительства
Возводятся фундаменты с элементами стаканного типа в полном соответствии с правилами ГОСТов под контролем опытных строителей. Собирается основание просто, для чего существует целая технология:
перед строительством основания выполняются расчеты на отдельные монолитные или сборные конструкции
Обратив пристальное внимание на разрез, можно увидеть усложненное армирование каркаса, являющегося основой для плитной части и стакана. Элементы каркасной основы рассчитываются по отдельности, как и значение ширины самого стакана
Параметры плиты остаются стандартными;
готовится поверхность. Площадка, отведенная под застройку, очищается от мусора, поверхность земли выравнивается, выполняется разметка. Выравнивать поверхность необходимо идеально, потому что фундаментные плиты нельзя смещать (разрешенное отклонение – 1 – 1.5 градуса). В случае, когда поверхность недостаточно ровная, разрешается выполнить подсыпку песка, слой которого должен быть не менее тридцати сантиметров по отношению к подошве фундамента;
размечаются оси предполагаемого основания. С этой целью на обноске выполняется монтаж проволоки либо стального троса, делается протяжка по осям. Места соединений четко определены проектным решением, как и длины промежуточных балок. С помощью которых выполняются соединения;
наносятся границы будущей фундаментной основы, выкапывается нужной глубины траншея. Дно ямы выравнивается, устраивается песчаная подушка, насыпной слой уплотняется;
по выполнению подготовительных работ переходят к монтажу. Работы выполняются в соответствии с технологиями, постоянно контролируется вертикальная и горизонтальная точность. После монтажа вся конструкция армируется, при этом открытая стаканная плоскость укрепляется металлическими прутьями;
установка блочных элементов заканчивается тем что бетонный раствор набирает требуемую прочность. Затем разрешается выполнять установку колонн в стаканы фундаментов.
Область использования стаканных фундаментов
Предназначением такого необычного снования считается передача нагрузочных воздействий от несущих элементов и перекрытий посредством колонных столбов, вмонтированных в стаканные заготовки.
Верха опорных элементов тоже прочно соединены с ростверковой конструкций, которую разрешается монтировать на значительном превышении по отношению к уровню земли.
Фундаменты под колонны стаканного типа применяются:
- во время строительства колонных сооружений промышленного предназначения;
- при устройстве многоярусных парковок под землей;
- в качестве несущих основ под мостовые конструкции, эстакады и электролинии;
- для монтажа каркасных сооружений, отличающихся большой длиной и располагающихся на зыбких почвенных составах, имеющих разнообразные горизонтальные расслоения;
- в ситуациях, когда возникает необходимость обеспечения показателя прочности объектов, располагающихся в регионах, отличающихся сейсмической нестабильностью;
- когда проектным заданием предусматривается расстановка колонн под перекрытия, значение размеров пролетов которых варьируется от шести до девяти метров.
Фундаменты стаканного типа для монтирования колонн представляют собой единственно оптимальный способ, соответствующий ГОСТу, для возведения машинных ангаров, конденсаторных и компрессорных помещений в атомной энергетике.
Этапы строительства под металлическую (стальную) колонну
Металлическое колонны монтируют в стаканные основания или анкерным способом. Порядок действий сходный, но исключает некоторые этапы:
-
Размечают положение скважин и роют ямы необходимой глубины.
- На дно укладывают песчано-гравийную подушку. Сооружают опалубку. Армируют конструкцию прутками и сеткой, описанным выше способом.
- 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.
- 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:
