Устройство фундаментов стаканного типа под колонны

Монтаж колонн

Большинство металлических колонн размещается на сплошном фундаменте из бетона. Кода они готовятся к монтажу, на них наносят отметки, обозначающие продольную ось и верх фундамента. При установке колонны удерживают одним из таких способов:

• При помощи анкерных болтов, которые заделаны в фундамент. После того, как колонна выверена по двум перпендикулярным осям, места соединения заливаются цементным раствором.
• Напрямую фундаментной поверхностью, которая возводится до отметки фрезерованной подошвы у колонны. В этом случае цементный раствор дополнительно не подливается.
• С использованием стальных опорных листов. У них верхняя поверхность строгается. Заливка цементного раствора выполняется при необходимости.

Для удержания колонн с широкими башмаками и высотой до 10 м достаточно использовать одни только анкерные болты. Колонны с большей высотой и узкими башмаками необходимо также поддерживать расчалками в той плоскости, где жесткость конструкции минимальна.

• Крепление расчалок выполняется в верхней части колонны до того, как она будет поднята и размещена.
• Другой конец расчалок крепится к якорям или элементам фундамента, расположенных неподалеку.
• После того, как расчалки полноценно натянуты, стропы с колонны можно убирать.
• Полностью снимать расчалки разрешается только после того, как колонна закреплена при помощи постоянных элементов. Обеспечить устойчивость колонне можно подкрановыми балками или связями, которые размещаются после монтажа первых двух колонн, соединенной подкрановой балкой.

Когда выполняется монтаж колонн, размещаемых на фундаменте, то в ходе процесса их крепят анкерными болтами. Любые металлические прокладки, подкладываемые под основание, обязательно привариваются. В свою очередь, колонны, на верхних ярусах также скрепляются болтами или сваркой. На это соединение приходится высокая нагрузка, поэтому его прочность тщательно просчитывается при проектировании.

крепление металлических колонн при помощи анкерных болтов

Монтаж элементов металлических конструкций с помощью выверки достаточно трудоемкий и длительный по времени. Поэтому в последнее время все больше используется способ монтажа, который не требует выверки. Такой метод позволяет, как улучшить качество конструкции, так и сократить сроки, требуемые для возведения здания.

Безвыверочный монтаж требует подготовки металлоконструкции в процессе изготовки и непосредственно на стройплощадке. Чтобы увеличить точность конструкции, используются следующие технологические приемы:

• Раздельное изготовление башмака и опорной плиты;
• Фрезерование торцов двух ветвей колонн;
• Строгание опорных плит;
• Наличие 4 приваренных планок на опорной плите с нарезанными отверстиями для размещения болтов;
• Наличие осевых рисок на ветвях колонн.

Опорная плита размещается при помощи регулировочных болтов на опорных планках, которые бетонируются полностью в фундамент заподлицо, по аналогии с закладными деталями. Опорная поверхность плиты выставляется гайками таким образом, чтобы разница фактической отметки от проектного положения составляла не более 1,5 мм.

Когда ведется установка колонны, то осевые риски, нанесенные на ветвях, совмещаются с рисками на опорных плитах. Это обеспечивает достаточную точность размещения, после чего колонну крепят анкерными болтами. В этом случае не требуется дополнительно выверять колонну по высоте или осям. После того, как установлены расчалки, на колонны можно монтировать подкрановые балки. Когда подкрановые балки совмещены по осевым рискам с колоннами, их не требуется дополнительно выверять. После закрепления балок с колонн снимаются расчалки.

Преимущества использования стаканного основания

1. Конструкции производят из тяжелого армированного бетона, но общая масса готового сооружения давит на почву с минимальной нагрузкой благодаря своему точечному расположению на грунте.
2. Установка проводится относительно быстро, поскольку все элементы являются сборными и имеют монтажные петли. Требуется использование специальной строительной техники для подъема тяжелых частей, но время монтажа все равно остается минимальным.
3. Сборные фундаменты претендуют на высокий срок эксплуатации, который может достигать ста лет при соблюдении технологии строительства.
4. Поглощение воды очень низкое, потому что площадь соприкосновения с почвой небольшая. Вся конструкция расположена на монолитной плите, что не позволяет влаге негативно воздействовать на основание.
5. Надежность стаканного фундамента обусловлена грамотным и равномерным распределением поперечных и продольных нагрузок.
6. Поскольку конструкция является сборной, ее легко перемещать в случае необходимости.
7. Приемлемая стоимость. Если требуется построить здание очень большой площади, то затраты на возведение основания ленточного типа будут грандиозными. Лента сплошная и проходит по всему периметру сооружения. А применение столбчатого основания может в разы сократить расходы.

2.2 Общие указания по производству работ

Работы по устройству металлического каркаса здания в
разработанной ТК предусмотрено вести при помощи автокрана КС-45722 с
трехсекционной стрелой длиной 8,75 — 20,75 м и максимальной грузоподъемностью Q
= 16 т.

В качестве средств подмащивания использовать туры
строительные типа ТТ1600.

Подрядчикам до начала производства работ по монтажу каркаса
необходимо:

— осуществить доставку металлоконструкций с завода
изготовителя на объект строительства,

— осуществить раскладку (складирование) элементов метало
каркаса непосредственно в местах их монтажа.

Разгрузка ферм на объекте, раскладка и установка элементов
производится обычно автомобильным краном в зоне действия монтажного крана.
Монтаж этих конструкций может выполняться с предварительной раскладкой
элементов (или непосредственно с транспортных средств). Раскладку ферм и балок
производят таким образом, чтобы кран с монтажной стоянки мог устанавливать их в
проектное положение без изменения вылета стрелы. Для обеспечения устойчивости
монтируемых элементов на земле их складируют в специальных кассетах. При
поставке на объект конструкций в значительных количествах допускается временное
складирование в групповых кассетах без раскладки в зоне монтажа. Если
предполагается монтировать подкрановые балки самостоятельным потоком, то
предпочтительно подстропильные фермы монтировать с ними в одном потоке.

Рисунок 1 — Схема строповки фермы

Этапы устройства основания

При разметке участка желательно использовать геодезическое оборудование

После того, как будут закончены работы над проектом будущего здания, следует приступать непосредственно к строительным работам. Прежде всего, производится перенесение проектных чертежей на местность.

Участок строительства разбивается с помощью осевых линий – тонкой проволоки или шпагата, натянутых на колышки.

Эти колышки устанавливаются таким образом, чтобы осевые линии, пересекаясь между собой, образовывали периметр будущего здания. Затем производятся земляные работы. Их характер и объём полностью зависят от типа запроектированного фундамента.

Для равномерного распределения веса здания на опоры, необходимо максимально точно рассчитать на местности точки заложения оснований под столбы.

Ниже рассмотрим особенности устройства монолитных фундаментов для колонн, производимых по различным технологиям.

Столбчатое монолитное основание

Для устройства столбчатого монолитного фундамента достаточно выкопать яму нужной глубины под заливку монолитного стакана, либо для установки готового «стакана». На дне также сооружается песчано-гравийная подушка. Перед заливкой монолитного столбчатого фундамента вымеряется точка установки колонны и сооружается опалубка.

Внутрь нее помещается каркас с закладной или с выступающими вверх штырями для крепления будущей опоры. Конструктивно столбчатое основание может быть исполнено как в виде монолитной плиты, так и в виде ступенчатой пирамиды из двух-трёх уступов. В последнем случае каждая ступень заливается по отдельности, начиная с самой нижней.

Посмотрите видео, как производится установка колонны в стакан.

Ленточное монолитное основание

В этом случае выкапывается траншея по всему периметру постройки, а также там, где будут проходить внутренние несущие стены. В точках монтажа колонн делаются расширения или углубления в грунте, если проектом предусматривается установка или заливка в этих местах бетонных «стаканов».

Конструкция ленточного основания под колонны

В случае если общая масса строящегося здания не такая уж и большая, можно обойтись без подобного усиления конструкции. Достаточно будет в точках монтажа несущих опор лишь усилить каркас с помощью более толстой арматуры, выпуска вертикальных стержней или установки металлических пластин – «закладных».

По всему периметру траншеи, на дно засыпается подушка из крупного песка, гравия или щебня, а затем укладывается объёмный каркас. Он собирается и монтируется таким образом, чтобы возвышаться над уровнем траншеи на определённую высоту (не менее 30-40 см), необходимую для защиты стен здания от потоков талой и дождевой воды. Выступающая часть каркаса забирается в опалубку.

Сплошное монолитное основание

Для заливки сплошной железобетонной плиты необходимо снять верхний слой почвы на всей площади будущей постройки. Затем площадка выравнивается в горизонтальной плоскости и засыпается щебнем, песком или гравием. Поверх песчано-гравийной подушки укладывается объёмный каркас, в точках монтажа опор также делается усиление каркаса, выпускаются стержни (анкерные болты) либо монтируется металлическая закладная пластина.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как производится монтаж колонны на готовое основание.

Свайные монолитные основания

По типу устройства такие основания могут быть нескольких типов, но к монолитным фундаментам под колонны можно отнести, пожалуй, только буронабивную технологию. В местах монтажа будущих колонн с помощью бура делается отверстие, куда устанавливается опалубка.

Устанавливать закладные, анкера или выпуски арматуры под будущую колонну лучше до заливки монолита. В этом случае возможно скрепить данные детали с каркасом, что делает связь колонны с основанием более прочной. Кроме того, это отнимет гораздо меньше сил и времени.

Поскольку от правильного выбора фундамента зависит надёжность здания и долговечность его эксплуатации, подходить к расчётам нужно очень ответственно. Наилучшим вариантом будет обратиться к специалистам, которые смогут составить проект с учётом всех мельчайших нюансов.

Где используются стаканные фундаменты

Монолитные железобетонные фундаменты стаканного типа

• При возведении колонных промышленных зданий;
• Для обустройства подземных гаражей в несколько ярусов;
• Как несущее основание для мостов, эстакад и высоковольтных линий электропередач;
• Как единственно правильный вариант в соответствии с ГОСТОМ при строительстве машинных залов, конденсаторных и компрессорных в атомной энергетике;
• При монтаже каркасных зданий большой длины на сыпучих почвах с различным расслоением по горизонтальным направлениям;
• Когда нужно обеспечить надежность здания в сейсмически активных зонах;
• Если при проектировании промышленного здания предусмотрены колонны, на которых устанавливаются несущие перекрытия шириной пролета от 6 до 9 метров в соответствии с ГОСТом 23972-80.

Какие виды фундаментов подходят для колонн

Большая часть фундаментов делится на две крупные категории – монолитные и сборные. Сборная опора — результат кладки блоков на цементно-песчаный раствор, но под колонны производят основания на заводах по утвержденным стандартам. Уже отвердевшие, просохшие изделия привозят на нужное место для монтажа. Монолиты заливают на месте, формируя единую конструкцию без переходов, стыков, швов.

Особенность сооружения с колоннами — каждая принимает нагрузку отдельно и является самостоятельной частью, но при разрушении или перекосе одного участка деформируется вся постройка.

Подвидов оснований много, но лучше рассмотреть четыре вида фундаментов, на основании описанных критериев делать выбор.

Столбчатая опора

Предполагает сильное заглубление столбов, ниже уровня промерзания грунта, часто глубже 2 м.

Столбы могут быть готовыми, то есть, из железа или железобетона. Остается купить материал, привезти, нанять спецтехнику – оборудование, которое будет вбивать опоры в грунт на нужных точках.

Столпы для упора

Заливные конструкции предполагают копку точечных углублений с бетонированием. Столбы создают на месте, путем заливки раствора с каркасным усилением из арматуры.

Подходит для болотистых мест, слабых грунтов, но углублять элементы нужно сильно, иначе зимой почва начнет пучиниться и выдавит столпы.

Столбчатый фундамент, обычно, задействуют для легких построек, по типу маленького дачного домика или сооружения технического назначения.

Ленточная заливка

Если по утвержденной планировке свободное пространство между колоннами будет заполняться кладкой кирпичей, газобетонными блоками или шлакоблоками, используют ленточный фундамент.

Как устроена заливка лентой

Бетон заливается по контуру каждой стены, но внутри, там, где должен быть пол, нет ничего, свободное пространство. Значительно экономятся временные, финансовые ресурсы, готовое основание по техническим параметрам не уступает наиболее прочному аналогу – монолиту.

Монолитное основание

Прочный монолит — цельная железобетонная плита. Под небольшие постройки можно привезти и положить готовую плиту, но для более весомых строений требуется заливка на месте.

На нужном участке размечается внешний контур здания, внутренняя часть отмеченной территории освобождается от плодородного слоя земли. Затем, выполняется засыпка подушки из песка, щебня, устилается площадь строительного полиэтилена в два слоя, либо рубероида. Изоляцию кладут сильно внахлест.

Для укрепления, вяжут несколько отдельных участков арматуры, укладывают на места, последовательно соединяют. Остается навести бетонный раствор, выполнить постепенно полную заливку, придавая усадку строительным вибратором.

Сплошной фундамент

Для заливки монолита лучше брать большую бетономешалку, которая обеспечит наведение наиболее качественного раствора. Можно наводить порции больше, чем можно вылить за один подход – постоянное вращение не даст цементу затвердеть.

После снятия опалубки, конструкцию оставляют просыхать еще минимум на месяц.

Упор на сваи

Свайные опоры сильно схожи со столбчатыми, но различаются. Применяются на участках с насыпным грунтом, болотистых почвах с высоким уровнем протекания подземных вод.

Сваи имеют сверху приваренную площадку, а внизу винтовые режущие кромки, которые позволяют вкручивать изделие глубоко внутрь почвы.

В зависимости от конкретного участка, величины предполагаемой нагрузки, выбирают сваи подходящего размера.

Для вкручивания элементов используют оборудование, либо приглашают пару помощников, берут пару ломов и отрезков трубы. Ручное вкручивание предполагает, что сначала в технические отверстия под верхней свайной площадкой заводят концы ломов, а с другой стороны насаживают патрубки.

Один человек остается в середине удерживать сваю, выравнивать ее по уровню, пока двое других вкручивают. Когда столб войдет в грунт хотя бы на половину, можно продолжить работу одному.

Технология возведения фундамента стаканного типа

Стаканные фундаменты возводятся в строгом соответствии с действующими стандартами. Процесс осуществляется при наличии тяжелой строительной техники и под руководством опытных мастеров. В целом технология возведения состоит из нескольких этапов.

Этап 1. Подготовка участка и выполнение земляных работ

Место, отведенное под строительство, необходимо тщательно очистить. При этом удаляется не только строительный мусор, но и верхний растительный слой почвы.

Подготавливаем участок

Кроме того, необходимо подготовить котлован для блоков. Он может быть выполнен отдельно для каждой опоры или в виде сплошной траншеи, проходящей по периметру будущего строения. В некоторых случаях блоки устанавливают на дне большого котлована, разработка которого ведется с использованием экскаватора.

После выемки грунта дно котлована зачищают, выравнивают и тщательно утрамбовывают.

Этап 2. Создание уплотняющей подсыпки

Уплотнение под стаканным фундаментом необходимо в том случае, если строительство ведется на слабых грунтах, которые имеют свойство усадки под действием веса здания и фундамента. Для обустройства уплотняющей подсыпки используют песок и щебень мелкой фракции.

Размер уплотняющей подсыпки должен превышать размер опорной плиты примерно на 0,3 метра. Пренебрежение этим правилом может стать причиной перекоса железобетонной конструкции.

Уплотнение грунта

Высота уплотнения зависит от массы стаканного блока, при этом толщина слоя песка и щебня должна быть одинаковой. Первым слоем укладывают щебень, его равномерно распределяют по дну котлована, разравнивают и утрамбовывают. Для этого можно воспользоваться ручной трамбовкой или специальным оборудованием стрелового крана. Далее засыпаю песок, увлажняют его водой из шланга и также хорошо уплотняют, используя аналогичное оборудование.

Этап 3. Разметка осей

На дне подготовленного котлована выполняется разметка мест расположения блоков стаканного фундамента. Для этого на обносочных досках закрепляют оси разбивки. На пересечении осей устанавливают отвес, который определяет центральную точку расположения опорной монолитной плиты.

Далее делают шаблон блока стаканного фундамента и переносят его контуры на землю. При этом делают соответствующие отметки колышками и шнуром или нитью.

Размечаем оси фундамента

Отметив место расположения блока на дне котлована, дополнительно проверяют горизонтальность уплотнительной подсыпки. При необходимости ее выравнивают до идеального уровня.

Этап 4. Установка блоков

Для более быстрого монтажа на блоках фундамента стаканного типа имеются монтажные петли. Их состояние обязательно следует проверить перед началом монтажных работ. Если при транспортировке петли деформировались, то следует выправить их с помощью молотка.

За монтажные петли цепляют крюки тросов стрелового крана, причем выполнять зацепку можно двумя или четырьмя крюками в соответствии с размерами монолитного блока. Каждый зацеп следует проверить на прочность. С помощью крана блок немного поднимают над землей и удаляют налипшую землю. После этого кран переносит блок на нужное место.

Перед окончательной установкой следует вручную откорректировать положение блока, при необходимости развернуть его и сместить в нужном направлении. После этого блок может быть установлен на свое место.

Аналогичным образом выполняется установка других элементов фундамента стаканного типа.

На завершающем этапе выполняется обратная засыпка грунта, которым заполняют пространство вокруг блоков. Засыпанный грунт необходимо тщательно утрамбовать. Излишки грунта равномерно распределяют по участку или вывозят в специально отведенные места.

Для усиления конструкции стаканного типа выполняют армирование стаканов, колонн и плит. При этом прутья арматуры связывают между собой с помощью сварки. Арматура закладывается в каждый элемент фундамента стаканного типа на одном из этапов производства.

Технология возведения стаканных фундаментов

Сборный фундамент стаканного типа

Возводить такие фундаменты нужно только строго по рекомендациям существующего ГОСТа и под присмотром специалистов. Сделать сборку стаканного основания не сложно, если придерживаться существующей технологии.

Расчет отдельных монолитных или сборных плит под будущее основание

Если обратить внимание на разрез такой плиты, то можно обратить внимание на сложную систему арматурных прутьев, опоясывающих плиту и стакан. Каждый элемент арматурной сетки рассчитывается отдельно, как и ширина стакана

А плиты уже имеют стандартные размеры длины, ширины и толщины.
Подготовка поверхности. Сначала нужно расчистить территорию строительной площадки, провести разметку и выравнивание. Выравнивание делается по той причине, что смещать железобетонные плиты нельзя. Поэтому, поверхность должна быть идеально ровной, допускается смещение не более 1-1,5 градуса по ГОСТу. Если поверхность слишком неровная, тогда допускается подсыпка песком, ее уровень должен составлять не менее30 см выше уровня подошвы основания.
Проводится разметка осей будущего основания. Для этого на обноске делают монтаж жесткой проволоки или стального троса и делают протяжку по направлению буквенных и перпендикулярных осей. Все точки соединения и разметки четко указаны в проекте такого основания, а также четко указаны длины промежуточных соединительных балок.
Затем наносятся контуры будущего основания и копаются траншеи на заданную глубину. На дне ям делается песчано-гравийная подушка, увлажняется и трамбуется.
Когда все подготовительные работы выполнены, начинается монтаж железобетонных блоков. Его делают строго по ГОСТу, соблюдают горизонтальную и вертикальную точность. После монтажа блоков проводят сложное армирование конструкции, причем в открытой плоскости стакана должно быть горизонтальное и вертикальное пересечение прутьев несущей конструкции.
После установки блоков нужно подождать, пока бетон наберет марочную прочность и потом начинать монтаж столбов для несущих конструкций.

Возведение плитного основания

Плитный тип фундамента начинается с рытья котлована. Дальше его дно, стены выравниваются, утрамбовываются. На дне сооружается подушка, состоящая из песка и слоя гравия. Все это накрывается гидроизоляционным слоем, поверх которого делается тонкая бетонная стяжка. После ее высыхания монтируется арматура, весь подготовленный котлован заливается бетоном. В итоге получается однородная монолитная железобетонная плита.

Такие основания входят в типы фундаментов для дома и являются незаглубленными. Они располагаются на глубине 40 см. Жесткое армирование всей площади плиты позволяет ей справляться с нагрузками, возникающими при перемещении почвы.

Эти типы фундаментов можно спокойно использовать для строительства домов на любых почвах и при разном залегании подземных вод. Прочная монолитная железобетонная плита не боится любых смещений почвы. На ней можно строить двухэтажный дом из любых материалов.

Поэтапная инструкция монтажа фундамента стаканного типа

Приступать к строительству фундамента стаканного типа можно только после создания проекта, точно рассчитанного специалистами. В этом проекте должен учитываться вид нагрузки: при центральной используются опорные плиты квадратного сечения, при боковой – прямоугольного. Вид башмака и его сечение зависят от грунта и несущей способности фундамента.

Но независимо от размеров и вида, фундамент должен изготавливаться из бетона марки М200 с впитыванием влаги до 5% максимум от собственного объема (обозначается маркировкой В2). Для армирования используется арматура класса А2 или А3 для сварных конструкций.

Установка фундамента из готовых блоков

Первое, из чего начинается любое строительство – обеспечение подъездной дороги к объекту. Не стоит экономить на щебенке – вес каждого блока варьируется от 1,3 до 5,8 тонн, так что тяжело груженые фуры по грунтовке после дождей могут не проехать. Когда на стройку доставлен кран, экскаватор и все материалы, можно приступать к устройству фундамента:

1. Выкапываются котлованы под стаканные блоки согласно разработанному проекту. Сначала экскаватором, а потом выравниваются по нивелиру вручную лопатами.

На дно обязательно насыпается минимум 30 см песчано-гравийной подушки, которая должна быть больше будущей плиты основания на 30 см. Сначала – гравий, который трамбуется и выравнивается по уровню. Потом такой же толщины слой увлажненного песка. Если песок поливается со шланга, нужно быть предельно аккуратным, чтобы не намочить земляное дно.
Если дно котлована и песчаная подушка не выровнены, не добиться равномерного распределения веса.
Согласно проекту, размечается центральная точка для каждого котлована, по которой будет выверяться положение плиты основания и башмака. С помощью крана блоки переносятся к котловану, а два строителя на весу выравнивают их согласно разметке и после этого кран опускает блок.

Выбранным из котлованов грунтом производится обратная засыпка установленных стаканов.

После того, как все стаканы засыпаны, с помощью крана устанавливаются железобетонные колонны.

Фундаментная балка укладывается на стаканы между колоннами – для нее не нужно дополнительно заливать ленточный фундамент. А уже на эту балку будет ставиться бетонная стеновая панель.

Скорость установки готовых стаканов действительно впечатляет – за неделю можно поставить до 130 стаканов и сразу же приступать к возведению стен, не дожидаясь застывания фундамента, как это происходит при заливке.

Устройство монолитного фундамента

Несмотря на то, что стоимость готовых стаканных блоков не так и высока, практически всю денежную выгоду нивелирует сложная и дорогостоящая доставка многотонных башмаков. В некоторых случаях гораздо проще залить фундамент на месте, заказав несколько бетономешалок с готовой смесью. Самостоятельно замешивать бетон не стоит – добиться нужной марки не получится. Процесс устройства не очень отличается от установки готовых блоков:

1. Выкапываются котлованы, выравнивается дно, укладывается и трамбуется песчано-гравийная подушка.
2. Делается подбетонка – тонкий и ровный слой цементного раствора, который предотвратит потерю бетонного молочка.

На подбетонку устанавливается армирующий каркас для будущего стакана. Сваривать можно арматуру только с соответствующей маркировкой, если арматурные пруты не предназначены для сваривания, их связывают поволокой.

Вокруг армирования устанавливается опалубка, повторяющая форму стаканного блока. Если же планируется установка железных колонн, вместо пустой ниши внутри башмака делается монолитный стакан с вмурованными анкерами из высокопрочного металла.

Когда опалубка готова, можно приступать к заливке бетона. Не стоит забывать вибрировать бетон погружным вибратором до полного исчезновения пузырьков воздуха, поднимающихся из глубины. Если этого не делать, под весом стен и перекрытий основание может начать трескаться.

Снимается опалубка после того, как бетон затвердеет – ориентировочно на третий день после заливки. Остаточную прочность бетон набирает только через месяц, все это время фундамент нужно поливать и укрывать.

Только после того, как фундамент остаточно затвердеет, можно приступать к обратной засыпке и установке колонн.

Для понимания процесса, на видео показано, как заливается подобный тип фундамента: