Меню

Высота столбчатого фундамента под колонну



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.

  • Железобетонная – производится из армированного бетона марки М300, М400, М600. Конструкция типовая. При малом сечении она выдерживает высокую несущую нагрузку и в отличие от металлической не боится воды. Форма круглая, квадратная и прямоугольная. Круглая чаще встречается у декоративных элементов.
  • 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.

    Читайте также:  Деформационный шов фундамент снип

    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.

    Читайте также:  Фундамент для дома интерьер

    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.

    Источник

    4.3.3. Отдельные фундаменты под колонны (ч. 1)

    Основным типом фундаментов, устраиваемых под колонны, являются монолитные железобетонные фундаменты, включающие плитную часть ступенчатой формы и подколонник. Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (см. рис. 4.1, а), монолитных — соединением арматуры колонн с выпусками из фундамента (рис. 4.8, а), стальных — креплением башмака колонны к анкерным болтам, забетонированным в фундаменте (рис. 4.8, б).

    Размеры в плане подошвы ( b, l ), ступеней ( b1, l1 ), подколонника ( luc, buc ) принимаются кратными 300 мм; высота ступеней ( h1, h2 ) — кратной 150 мм; высота фундамента ( hf ) — кратной 300 мм, высота плитной части ( h ) — кратной 150 мм.

    ТАБЛИЦА 4.22. ВЫСОТА СТУПЕНЕЙ ФУНДАМЕНТОВ, мм

    Высота плитной части
    фундамента h , мм
    h1 h2 h3
    300 300
    450 450
    600 300 300
    750 300 450
    900 300 300 300
    1050 300 300 450
    1200 300 450 450
    1500 450 450 600

    Модульные размеры фундамента следующие:

    hf 1500—12000
    h 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1500, 1800
    h1, h2, h3 300, 450, 600
    b 1500—6600
    l 1500—8400
    b1, b2 1500—6000
    buc 900—2400
    luc 900—3600
    l1, l2 1500—7500

    Высота ступеней принимается по табл. 4.22 в зависимости от высоты плитной части фундамента [1]. Вынос нижней ступени вычисляется по формуле c1 = kh1 , где k — коэффициент, принимаемый по табл. 4.23.

    Форма фундамента и подколонника в плане принимается: при центральной нагрузке — квадратной, размерами b×b и buc×buc ; при внецентренной нагрузке — прямоугольной, размерами b×l и buc×luc , отношение b/l составляет 0,6–0,85.

    Габариты фундаментов под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям КЭ-01-49 и КЭ-01-55, для одноэтажных промышленных зданий принимаются по серии 1.412-1/77. Буквы в марках фундаментов обозначают: Ф — фундамент; А, Б, В и AT, БТ и ВТ — тип подколонников для рядовых фундаментов и под температурные швы (табл. 4.24), а числа характеризуют типоразмер подошвы плитной части фундамента и его типоразмер по высоте.

    ТАБЛИЦА 4.23. КОЭФФИЦИЕНТ k

    Давление на грунт, МПа Значения k при классе бетона
    В10 В15 В20 В10 В15 В20 В10 В15 В20 В10 В15 В20
    0,15 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
    0,2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2,9 3 3
    3
    0,25 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2,5 2,8 3
    2,6 3
    0,3 3 3 3 3 3 3 2,7 3 3 2,3 2,5 3
    2,8 2,4 2,6
    0,35 2,8 3 3 2,7 3 3 2,4 2,7 3 2,1 2,3 2,7
    3 2,9 2,6 2,9 2,2 2,4 2,9
    0,4 2,6 2,9 3 2,5 2,8 3 2,3 2,5 3 2 2,1 2,5
    2,7 3 2,7 3 2,4 2,7 2,2 2,6
    0,45 2,4 2,7 3 2,3 2,6 3 2,1 2,3 2,8 1,9 2 2,3
    2,5 2,8 2,5 2,7 2,2 2,5 3 2,1 2,5
    0,5 2,3 2,5 3 2,2 2,4 3 2 2,2 2,6 1,8 1,9 2,2
    2,4 2,7 2,3 2,6 2,1 2,3 2,8 2 2,3
    0,55 2,2 2,4 2,8 2,1 2,3 2,7 1,9 2,1 2,5 1,7 1,8 2,1
    2,3 2,5 3,8 2,2 2,4 2,9 2 2,2 2,6 1,9 2,2

    Примечание. Над чертой указано значение без учета крановых и ветровых нагрузок, под чертой — с учетом этих нагрузок.

    ТАБЛИЦА 4.24. РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТОВ

    Размеры колонн, мм Рядовой фундамент Фундамент под температурный шов Размеры стаканов, мм Объем стакана, м 3
    lc bc тип подколон-
    ника
    размеры, мм тип подколон-
    ника
    размеры, им hg lg bg
    luc buc luc buc
    400 400 А 900 300 AT 900 2100 800
    900
    500 500 0,22
    0,25
    500
    600
    600
    500
    400
    600
    Б 1200 1200 БТ 1200 2100 800
    900
    800
    600
    700
    700
    600
    500
    600
    0,31
    0,34
    0,41
    800
    800
    400
    500
    В 1200 1200 ВТ 1500 2100 900
    900
    900
    900
    500
    600
    0,44
    0,52

    По высоте приняты следующие размеры: тип 1 — 1,5 м; тип 2 — 1,8 м; тип 3 — 2,4 м; тип 4 — 3 м; тип 5 — 3,6 м и тип 6 — 4,2 м. В табл. 4.25 и 4.26 приводятся в качестве примера эскизы и размеры рядовых фундаментов и фундаментов под температурные швы. Эти фундаменты могут применяться при расчетном сопротивлении основания 0,15—0,6 МПа.

    Читайте также:  Ленточный фундамент 6х4 расчет

    Все размеры фундаментов приняты кратными 300 мм. Применяется бетон класс В10 и В15. Армирование осуществляется плоскими сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Защитный слой бетона принят толщиной 35 мм с одновременным устройством подготовки толщиной 100 мм из бетона В3,5.

    ТАБЛИЦА 4.25. РАЗМЕРЫ РЯДОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ

    Эскиз Марка фундамента Размеры, мм Объем бетона, м 3
    l b l1 b1 h1 h2 hf
    ФА6-1
    ФА6-2
    ФА6-3
    ФА6-4
    ФА6-5
    ФА6-6
    2400 2100 1500 1500 300 300 1500
    1800
    2400
    3000
    3600
    4200
    2,9
    3,2
    3,6
    4,1
    4,6
    5,1
    ФА7-1
    ФА7-2
    ФА7-3
    ФА7-4
    ФА7-5
    ФА7-6
    2700 2100 1800 1500 300 300 1500
    1800
    2400
    3000
    3600
    4200
    3,2
    3,3
    4,0
    4,5
    4,9
    5,4
    ФА8-1
    ФА8-2
    ФА8-3
    ФА8-4
    ФА8-5
    ФА8-6
    2700 2400 1800 1500 300 300 1500
    1800
    2400
    3000
    3600
    4200
    3,5
    3,7
    4,2
    4,7
    5,2
    5,7
    ФА9-1
    ФА9-2
    ФА9-3
    ФА9-4
    ФА9-5
    ФА9-6
    3000 2400 2100 1500 300 300 1500
    1800
    2400
    3000
    3600
    4200
    3,8
    4,1
    4,6
    5,0
    5,5
    6,0

    ТАБЛИЦА 4.26. РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ ПОД ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШВЫ

    Эскиз Марка фундамента Размеры, мм Объем бетона, м 3
    b l b1 h1 h1 hf
    ФАТ3-1
    ФАТ3-2
    ФАТ3-3
    ФАТ3-4
    ФАТ3-5
    ФАТ3-6
    1800 2100 300 1500
    1800
    2400
    3000
    3600
    4200
    3,4
    4,0
    5,1
    6,2
    7,4
    8,5
    ФАТ6-1
    ФАТ6-2
    ФАТ6-3
    ФАТ6-4
    ФАТ6-5
    ФАТ6-6
    2400 2100 1500 300 300 1500
    1800
    2400
    3000
    3600
    4200
    4,2
    4,7
    5,9
    7,0
    8,1
    9,3
    ФАТ7-1
    ФАТ7-2
    ФАТ7-3
    ФАТ7-4
    ФАТ7-5
    ФАТ7-6
    2700 2100 1800 300 300 1500
    1800
    2400
    3000
    3600
    4200
    4,5
    5,1
    6,2
    7,4
    8,5
    9,6

    Для опирания фундаментных балок предусмотрена подбетонка (рис. 4.9). Пример конструктивного решения фундамента приведен на рис. 4.10.

    Габариты монолитных фундаментов под типовые колонны двухветвевого сечения, в частности для серии КЭ-01-52 одноэтажных промышленных зданий, принимаются по серии 1.412-2/77. Размеры подколонной части таких фундаментов приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части имеют типоразмеры от 1 до 18, а также типоразмер 19, при котором размер подошвы составляет 6×5 м. По высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77.

    Железобетонные фундаменты под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям ИИ-04, ИИ-20 и 1.420-6 для многоэтажных производственных зданий, принимаются по серии 1.412-3/79.

    ТАБЛИЦА 4.27. ТИПЫ И РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННИКОВ

    Размеры колонн, мм Рядовой фундамент Фундамент под температурный шов Размеры стаканов, мм Объем стакана, м 3
    lc bc тип подколон-
    ников
    размеры, мм тип подколон-
    ников
    размеры, мм hg lg bg
    luc buc luc buc
    300 300 А 900 900 AT 900 2100 450
    450
    400 400 0,08
    0,12
    400 400 650
    1050
    500 500 0,18
    0,29
    600 400 Б 1200 1200 БТ 1200 2100 650
    1050
    700 500 0,25
    0,40

    Отличие в маркировке фундаментов по сравнению с другими сериями заключается в том, что после цифры, обозначающей типоразмер подошвы, приводится высота плитной части. Размеры подколонной части фундамента приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части включают типоразмеры от 1 до 18 и типоразмер 19 (с размером подошвы 5,4×6 м). по высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77. Монолитные железобетонные фундаменты под железобетонные типовые фахверковые колонны прямоугольного сечения, в частности по шифрам 460-75, 13-74 и 1142-77, принимаются по серии 1.412.1-4. Размеры фундаментов приведены в табл. 4.28. Сопряжение колонны с фундаментом шарнирное. Фундаменты разработаны для давления 0,15- 0,6 МПа. Применяется бетон класса В10. Армирование осуществляется сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Пример узла опирания колонны на фундамент дан на рис. 4.11.

    Под колонны зданий применяются сборные фундаменты из одного или нескольких элементов. на рис. 4.12 приведены решения сборных фундаментов под колонны каркаса для многоэтажных общественных и производственных зданий из элементов серии 1.020-1. Элементы фундамента типа Ф применяются на естественном основании, типа ФС — для составных фундаментов (табл. 4.29). Толщина защитного слоя бетона нижней рабочей арматуры принимается 35 мм, а остальной арматуры — 30 мм. Глубина заделки колонны в фундамент должна быть не менее величин, приведенных в табл. 4.30.

    Источник

    Adblock
    detector