Как обустроить столбчатые фундаменты каркасных построек под колонны?

Если вы решили построить дом с каркасом из монолитных колонн, связанных монолитными балками, на которые опирается монолитное либо сборное перекрытие, а заполнение стен при этом решается кладкой из облегченных материалов типа газобетона, самана или ракушечника, то ленточный фундамент делать нет необходимости. Мы предлагаем вам рассмотреть такой вариант как столбчатый фундамент.

Гораздо экономичнее ленточного фундамента  выполнить отдельно стоящие монолитные столбчатые фундаменты под колонны. На эти фундаменты необходимо опереть монолитные фундаментные балки, поддерживающие самонесущие стены.Балки заглубляются в землю на 300-500 мм (при отсутствии подвала).

Их высота и армирование зависят от расстояния между фундаментами, на которые они опираются и нагрузки от стен дома. Наиболее рациональное расстояние между колоннами дома от 4 до 6 м.Экономия при выборе столбчатых фундаментов заключается не только в меньшей затрате строительных материалов, но и в меньших объемах земляных работ. Под столбчатые фундаменты достаточно вырыть отдельные ямы на нужную отметку.

Затем забетонировать фундаменты до отметки низа балок с установкой всей необходимой арматуры, после чего выполнить обратную засыпку с обязательным уплотнением грунта до низа балок (в местах котлованов под фундаменты) и вырыть траншеи под сами балки.Столбчатый фундамент состоит из подошвы и подколонника.Подошва представляет собой армированную подушку, габариты которой берутся по расчету и зависят от нагрузки на фундамент и характеристик грунтового основания.Подколонник представляет собой железобетонный столб, заармированный вертикальными стержнями по периметру, которые охватываются хомутами с шагом 150-200 мм. В подколоннике устанавливаются выпуски арматуры колонны, необходимые по расчету.Для конструкций, находящихся под землей важно выдержать защитный слой бетона для рабочей арматуры – не менее 35 мм.Еще полезные статьи:«Фундаменты. Это важно знать»«Ленточный фундамент»«Что нужно знать о ленточном монолитном фундаменте»«Фундамент для дома с подвалом»«Как запроектировать подпорную стену?»«Сбор нагрузок для расчета конструкций – основные принципы»«Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома»«Расчет фундамента под наружную стену подвала.

Пример расчета»Внимание!Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел “БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ”.Дата: 30-07-2015Просмотров: 2083Рейтинг: 23Возведение ленточных фундаментов при строительстве малоэтажных и легких зданий сегодня выглядит крайне неэкономичным.Это объясняется большим расходом стройматериалов, увеличивающим себестоимость проведения работ. А между тем можно осуществить строительство небольших зданий различного назначения с гораздо меньшими затратами сил и средств. Для этого потребуется возведение столбчатого фундаментапод колонну.Схема мелкозаглубленного столбчатого фундамента.

Виды столбчатых фундаментов

Сегодня столбчатые фундаменты— это монолитные или сборные конструкции, состоящие из одного или нескольких элементов.

Чаще используются 2 элемента: подошва, передающая нагрузку от колонн на почву, и стакан, в центр которого монтируются стойки или опоры. Именно такие конструкции возводятся при строительстве каркасных загородных домов, обладающих небольшой массой.

Кроме того, столбчатый фундамент может использоваться в тех случаях, когда:

необходимо передать нагрузку от каждой из отдельно стоящих колонн на почву;показатель давления основы на грунт меньше установленных строительных норм;несущий слой почвы залегает около 3-5 м, что делает использование ленточного или свайного основания малоэффективным.

Если возведение фундамента планируется осуществить на естественном основании, его подошва монтируется на бетонной плите, уложенной прямо на грунт. В случае обустройства многоэлементных и крупноразмерных фундаментов, как правило, все их монолитные части изготавливаются на специализированных производствах.

При сооружении столбчатых оснований под металлические колонны необходимо использовать конструкции монолитного типа.

Верхние уровни таких фундаментов располагаются на высоте от 70 до 100 см над уровнем грунта. Базы колонн заглубляются в монолитные конструкции ниже половых перекрытий, а затем заделываются бетонной смесью. Также часто применяется крепление колонн к подошве фундаментапри помощи анкерных болтов.

Схема монтажа столбчатого фундамента.

Фундаменты под колоннымогут возводиться с использованием многих видов материалов и бывают каменными, железобетонными, деревянными, кирпичными, сборными или монолитными. Наиболее прочной и эффективной выглядит конструкция, в которой в качестве основы используются асбестоцементные или металлические трубы с установленным в них каркасом, заливаемые бетонным раствором.

Как правило, столбы в фундаменте данного вида располагаются в основных узловых точках, принимающих на себя наиболее высокие нагрузки. Как правило, это:

места пересечений внутренних и внешних стен;углы постройки;слишком длинные стены.

В последнем случае величину шага расстановки столбов необходимо рассчитывать с учетом типа почвы, предполагаемых нагрузок, глубины залегания подошвы и размера сечений столбов.

Вернуться к оглавлению

Конструкция столбчатого фундамента аналогична конструкции основания на сваях.Если речь идет об обустройстве фундаментапод колонны, то здесь может применяться ростверк, соединяющий каждый столб в единое целое. В отличие от свайных фундаментов, где ростверк располагается на почве, столбчатые соединяются ростверком, находящимся или в грунте, или высоко над ним. В связи с тем что работы по выемке грунта, обустройству ростверка и последующей его засыпке достаточно трудоемки и затратны, такие виды оснований обустраиваются лишь в случае крайней необходимости.

Схема бетонирования столбов с арматурным каркасом.

Для возведения фундамента потребуются следующие материалы:

деревянные колья;капроновый шнур или шпагат;песок или гравий;щебень или битый кирпич;рубероид или плотная полиэтиленовая пленка;доски или фанера для опалубки (при обустройстве монолитного фундамента);металлические прутья диаметром 1,2-1,4 см;асбестоцементные или металлические трубы;анкеры;бетон.

Кроме того, следует подготовить инструменты, которые потребуются для сооружения столбчатого фундамента:

молоток;болгарка или пилка по металлу;ножовка;лопаты совковая и штыковая;ручная трамбовка;отвес и уровень;рулетка;большой треугольник;бетономешалка или емкость для смешивания бетонного раствора.

Вернуться к оглавлению

Схема монолитного столбчатого фундамента.

В первую очередь необходимо составить чертеж будущей постройки и фундамента. На нем должны быть указаны все несущие стены, располагающиеся по периметру здания, и внутренние стены, которые будут служить основой для потолочных перекрытий. Затем можно приступать к разметке очертаний фундамента на грунте.

Для этого необходимо вбить по углам будущего основания нужное количество кольев. Все углы проверяются при помощи треугольника, а расстояния отмеряются рулеткой. Правильность установки кольев можно проверить методом диагоналей.

Согласно этому методу, между кольями, расположенными по диагонали периметра, натягивается шнур и измеряется расстояние при помощи рулетки. Затем эти же действия производятся и с 2-мя другими кольями по диагонали. Если отмеренные расстояния равны, колья установлены правильно.

После этого по периметру здания натягиваются шнур или шпагат и вбиваются дополнительные колья. Кроме того, необходимо вбить колья и по внутреннему периметру фундамента. Обычно толщина столбчатого основания составляет на 10-12 см больше, чем толщина стен.

Вернуться к оглавлению

Как правило, траншеи под столбчатые фундаменты прокапываются вручную.

Объясняется это более точным соответствием заданным размерам, что позволит избежать излишних затрат на строительные материалы. Глубина столбчатого фундаментарассчитывается, исходя из глубины промерзания грунта в месте постройки. Поэтому в каждом конкретном случае она может быть различной.

Так как элементы фундамента данного вида не связаны между собой, земляные работы могут проводиться либо по всему периметру будущего здания, либо только в местах установки столбов. При этом глубина всех ям должна быть строго вертикальной и одинаковой, что проверяется при помощи строительного отвеса.

При закладке ростверка под столбчатый фундамент траншеи копаются по всему периметру. Глубина траншей должна быть больше уровня промерзания грунта на 0,5-1 см.

Затем в траншею засыпают слой песка, доводя его до уровня подошвы фундамента. Также можно использовать уплотнение щебнем, при котором дно траншеи засыпают слоем щебня и тщательно вбивают его в почву при помощи трамбовки. Затем щебень заливают слоем бетона около 1,5 см.

Кроме рытья общей траншеи, можно использовать и отдельные скважины под каждый столб. Изначально прокапывают небольшое отверстие в грунте, соответствующее размерам будущего столба. Затем бурят скважину необходимой глубины: обычно она бывает на 20 см ниже среза основания.

Вернуться к оглавлению

Скважина засыпается слоем щебня в 20 см и тщательно утрамбовывается. Для защиты фундамента от влаги можно провести гидроизоляцию. Для этого на дно траншеи или скважины укладывается слой рубероида или толстой полиэтиленовой пленки.

После этого в скважину вставляют трубу и заливают небольшое количество бетонного раствора. Затем труба приподнимается на 10-15 см, что дает возможность бетонной смеси растечься по всему диаметру скважины. Потом труба окончательно устанавливается, в нее закладывается арматура из металлических прутьев, закрепляется анкер и заливается бетонный раствор.

Впоследствии на анкер крепится металлическая колонна. В том случае если обустраивается ростверк, концы арматуры выпускают наружу для связки конструкции в единое целое. Армирование столбчатых фундаментов выполняется периодической арматурой из прутьев диаметром в 1-1,2 см.

Засыпка фундаментапроизводится ранее выкопанным грунтом, но наилучшим вариантом считается использование глины. Глина укладывается слоями не более 40 см с последующей тщательной утрамбовкой.

Вернуться к оглавлению

Если столбчатый фундамент обустраивается на суглинках или пучинистых почвах, его желательно сделать монолитным. В целях экономии материалов такие конструкции могут выполняться в виде ступеней. Расчет фундамента под колонну такого вида должен производиться специалистом и включает в себя несколько параметров:

высота подошвы (плитной части) столба;высота ступеней и их количество;размеры поперечных сечений;схема каркаса с учетом арматуры;диаметр и размеры анкеров.

Данные фундаменты сооружаются при помощи опалубки. В установленных местах согласно размерам, отмеченным в чертежах, обустраивается опалубка, в которую заливается некоторая часть бетонной смеси, затем устанавливается арматура и анкеры.

Затем, по мере высыхания бетона, опалубка заполняется смесью полностью. Если сооружаются подошвы небольшого размера, используется деревянная опалубка. В том случае, когда основы для столбов имеют значительные размеры, лучше использовать стальную опалубку, скрепляемую при помощи сварки.

Когда основы под колонны подготовлены, они, аналогично асбестоцементным трубам, засыпаются грунтом или глиной. При необходимости в траншее прокладывается ростверк и скрепляется с каждым столбом при помощи арматуры. Без предварительного расчета фундамента под колонну монолитного типа выполнить строительство практически невозможно, поэтому необходимо отнестись к этому моменту с должным вниманием.

Столбчатые фундаменты позволяют получить надежное и прочное основание для каркасных построек, отличающихся небольшим весом, различного назначения.

Это могут быть и жилые здания, и хозяйственные строения: сараи, бани, летние кухни, гаражи или времянки. Использование расчета фундамента под колонну позволит значительно сократить сроки строительства. Кроме того, если при сооружении основания будут использоваться монолитные стаканы, они могут быть заказаны на специализированном производстве, что существенно понизит трудоемкость работ.

Схематическое изображение геометрических размеров колонн

Фундамент под колонну промышленного здания строится с учетом механико-динамических свойств почвы. Габаритные размеры фундаментов промышленных строений проектируются так, чтобы среднее значение нагрузки на нижнюю плоскость основания была не выше расчетной нагрузки, а типовые показатели усадок отдельных элементов фундамента одного и того же строения были не выше допустимых показателей, которые регламентируются проектными нормативами.

По контуру фундамент промышленного строения в основном повторяет периметр той наземной части, которая над ним расположена.

Поэтому многообразие оснований зависит от конструкционных особенностей и форм зданий и сооружений. В качестве монолитных массивов выполняются фундаменты крупных строений. Например, фундамент под памятник либо опору моста.

Фундаменты под колонны могут монтироваться как для отдельной колонны, а могут располагаться группами по несколько колонн. Такие группы имеют вид лент.

Основания для стен могут устраиваться в виде отдельно стоящих опор фундамента, которые перекрываются рандбалкой, либо подземных стен, повторяющих контур несущих стен. Это стеновые или как их еще называют ленточные фундаменты. По своей конфигурации они практически неотличимы от оснований, которые устраиваются под группу колонн.

Строительные материалы, применяемые при изготовлении фундаментов промышленных зданий и сооружений – это железобетон, камень, кирпич и бетон. В состав жестких оснований в основном входит бетон, кирпичная кладка.

Если типовые схемы указывают на присутствие в конструкции основания скалывающих либо растягивающих напряжений, то здесь необходимо применять железобетон. Из этого следует, что железобетон используется при обустройстве сборных конструкций и при обустройстве гибких основ.

Виды оснований под сборные колонны из железобетона

Чертеж сопряжения фундамента с колонной

Под сборные столбы из железобетона используют монолитные либо сборные основания из железобетона.

Цельные основания из железобетона образованы несколькими ступенями и подколонником, в котором размещается стакан для опоры. Нижняя часть стакана находится на 5 см ниже основания столба. Это необходимо для того, чтобы после снятия опалубки при заливке бетонной смеси сбалансировать возможные нагрузки и огрехи в расчетах.

Сборные железобетонные основания могут изготавливаться из одного башмака либо из блок-стакана и одной или многих плит, расположенных снизу него.

Проектирование включает в себя разметку верхней части подколонника на уровне заданной разметки поверхности грунта.

Основы бывают высотой 1,2−3 м, между ними создается шаг 0,3 м. Эти показатели соответствуют максимальной глубине закладки основы. Высота основания регулируется с учетом высоты подколонника, при том же размере степеней.

Если проектирование предусматривает увеличение глубины заложения фундамента, то под ним выполняют песчаную или бетонную подушку. Благодаря увеличению размера подколонника в строениях с подвальными помещениями, фундаменты располагаются ниже напольного покрытия.

Основания заливаются бетоном марок М150 и М200. Армирование выполняется металлической сеткой с размерами ячеек 200X200 мм, которая размещается в нижней его части.

Сетка сваривается, и поверх нее укладывается защитный слой толщиной 0,35−0,7 м. В качестве прутьев используют горячекатаную сталь периодического профиля класса А-П. Армирование подколонников выполняется таким же способом, что и армирование столбов.

Читайте также:  Особенности бутобетонного основания

Проектирование фундаментов промышленных зданий на рыхлых почвах выполняется с последующим устройством бетонной подготовки, толщина которой достигает 10 см.

Основания под металлические колонны

Чертеж железобетонного фундамента для металлического изделия

Под колонны из металла выполняют монолитные железобетонные основания.

Подколонники оборудуются анкерными болтами для фиксации колонного башмака. Их изготавливают сплошными, без стаканов. Верхнюю часть подколонника располагают так, чтобы металлический колонный башмак и верх анкерных болтов были скрыты.

Если проектирование предусмотрело заглубление металлических колонн более 4 м, то в этом случае применяют сборные железобетонные подколонники, которые производят так же, как и двухветвенные колонны. Эти элементы снизу фиксируются в стакане основания, а верхние их части крепятся с помощью анкерных болтов. Фундамент под смежные колонны монтируется общим даже тогда, когда они изготовлены из различного материала (железобетон и сталь).

Монтаж металлических колонн

Монтаж металлической опоры

Металлические колонны монтируются на основаниях, в которых заблаговременно встраивают анкерные болты для их крепления. После проектирования стандартное положение опор обеспечивается точным размещением анкерных болтов на местах фиксации. При этом точность установки обеспечивается серьезной подготовкой плоскости основания.

Опирание колонн выполняется так:

На поверхность основания, которое смонтировано до нужной отметке опорной подошвы, без последующей доливки цементной смеси. Применяется для опор с фрезерованными башмачными подошвами.На заблаговременно выверенные места, устанавливаются и заполняются бетонной смесью металлические плиты.

Основание бетонируется до уровня на 5−8 см ниже той отметки подошвы опоры, которая обозначена при проектировании.После чего выполняют установку опорных колонн, объединяя осевые отметки разбивочных осей на элементах, вмонтированных в фундамент, с их отметками. Установочные винты регулируют положение отдельной опоры по высоте с учетом того, что верхняя поверхность плиты будет располагаться на заданной отметке опорной плоскости башмака. Опорные плоскости столбов должны заблаговременно быть простроганы.Основание бетонируется до уровня на 0,25−0,3 м ниже отметки поверхности башмака, отмеченной при его проектировании.

После выполнения этих работ, монтируются закладные элементы и составляющие опор. Верхнюю часть основания цементируют до уровня на 4−5 см ниже верхней плоскости опорных элементов. Опорная поверхность башмака изготавливается под прямым углом к оси самого столба.

Какие виды фундаментов выполняются под стены

Виды возводимых фундаментов

Под несущие стены промышленных зданий монтируются свайные, столбчатые и ленточные фундаменты.

Свайные фундаменты выполняют на рыхлых почвах, которые залегают на значительную глубину.

Сваи разделяют на различные виды в зависимости от их назначения. Изготавливаются из древесины, стали, бетона и железобетона. Различают сваи цельные и сборные из железобетона.

Широкое распространение в строительстве получили сборные сваи. Их выпускают двух видов: цилиндрические трубчатые и квадратные сплошные.

Бетонные сваи в основном производятся цельными с различной глубиной заложения, нагрузками и различными сечениями. Металлические сваи производятся из труб, швеллеров и двутавров. Такие сваи редко применяются при обустройстве фундамента под стены из-за подверженности их коррозии, а также из-за дефицита стали.

Деревянные сваи выпускаются из лиственницы, сосны. На верхний край колонны надевают бугель (стальное кольцо), а на нижний – металлический башмак. Это необходимо для того, чтобы защитить сваю от размолачивания при забивке.

Читайте также:  Столбчатый фундамент из труб

Столбчатые основания под несущие стены промышленных строений выполняют при плотных основаниях и малых нагрузках. Снизу стен оснований столбы располагаются в месте стыкования, пересечения и в углах, а также в различных промежутках на расстоянии менее 3–6 м. Отдельно установленные колонны связываются друг с другом балками, которые воспринимают нагрузку, создаваемую стенами.

Снизу балок основания выполняется подсыпка из песка либо шлака толщиной 50−60 см. Это необходимо для избегания влияния предельных нагрузок и предупреждения деформаций, которые связаны с рыхлостью грунта.

Ленточные основания монтируют под самонесущие либо несущие стены, выполненные из кирпича и блоков.

Такие основания бывают цельными и сборными. Сборные основания пользуются большей популярностью. Такие основания устраивают из бетонных и железобетонных блоков.

Ленточные основания выполняют из следующих компонентов:

блок-подушек марки Ф;блоков стеновых прямоугольной формы марки СП.

Блоки стен имеют следующие размеры:

высота – 0,6 м;длина – 2,4 м;толщина – 0,3-0,6 м.

Также выпускают блоки доборные марки СПД, размеры которых отличаются лишь длиной (у них она 0,8 м). Они применяются для перевязки блоков в основании.

Блоки стен изготавливаются сплошными, с несквозными отверстиями, расположенными снизу. Изготавливаются из бетона марки М150.

Применение и виды блок-подушек

Схематическое отображение составляющих фундамента

Блок-подушки применяются для увеличения размера подошвы основания. Имеют следующие размеры:

длина – 1,2-2,4 м;толщина – 0,3-0,4 м;ширина – 1-2,4 м.

Блок-подушки толщиной 1−1,6 м помимо стандартных размеров могут изготавливаться меньшей длины, то есть доборными.

Изготавливаются из бетона марок М150 и М200. В качестве рабочего материала для армирования применяют класса А-П горячекатаную сталь. Чтобы уберечь от дополнительных нагрузок, блок-подушки располагают на ровную поверхность либо подготовку, выполненную из песка.

Основания из блок-подушек бывают прерывистыми и сплошными. В отдельно стоящих основаниях такие подушки укладываются с образованием разрыва, величина которого варьирует от 20 см до 90 см. Подобная конструкция дает возможность уменьшить расход стройматериала, уменьшить нагрузку и позволяет в полнее использовать несущую способность почвы.

При строительстве промышленных строений на просадочных почвах под подушками основания устраивается армированный шов, толщина которого варьирует от 3 см до 5 см, а сверху него монтируется армированный пояс толщиной от 10 см до 15 см. Это позволяет уменьшить нагрузку, увеличить жесткость основания, предупредить возникновение трещин при неравномерной усадке строения.

Блоки стен устанавливаются на бетонную смесь сверху подушек фундамента. Из подушек возводят стены подвала. Основание  и его стены состоят из многорядных стеновых блоков, которые укладываются с шовной перевязкой.

Фундаменты крупных строений из массивных железобетонных компонентов выполняют из панелей-стенок и панелей-подушек. Панели-стенки устанавливаются сверху панелей-подушек. Они бывают со сквозными отверстиями, ребристыми и сплошными.

Смонтированные панели скрепляются между соседними, методом сваривания закладных металлических компонентов. Эти подушки укладываются по форме прерывистых либо непрерывных лент. Бывают сплошными и ребристыми.

Ленточные монолитные фундаменты устраиваются в основном из железобетона. Они обустраиваются внутри опалубки, в которой вмонтирована арматура (если речь идет о железобетонных фундаментах), и укладывают бетонную смесь.

Свайные фундаменты имеют ряд плюсов: они практически не дают усадки, сокращают время на проведение земляных работ, а также снижают затраты на строительство. Любое строение с применением свай может простоять больше 100 лет.

Источники:

• svoydom.net.ua
• moifundament.ru
• fundamentclub.ru