Расчет
Расчетное сопротивление грунта основания
Данные для расчета взяты из СП 22.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*).
, где
коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 5.4;
коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 5.4;
коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта ( и ) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;
ширина подошвы фундамента, м;
осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3;
осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;
расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;
угол внутреннего трения грунта основания;
коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;
коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;
коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;
Коэффициент, принимаемый равным единице при b < 10 м; kz= z0 ÷ b+ 0,2 при b ≥ 10 м (здесь z0 = 8 м)
глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (5.8);
глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;
Более подробную информацию можно посмотреть: Расчет сопротивления грунта основания
Данные для расчета взяты из приложения В СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83*).
Формула при d ≤ 2:
, где
расчетное сопротивление грунта основания (при d=2м и b=1м), кПа;
коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;
ширина проектируемого фундамента, м;
глубина заложения проектируемого фундамента, м;
ширина фундамента равная 1м (Ro);
глубина заложения фундамента равная 2м (Ro).
Формула при d>2:
, где
расчетное сопротивление грунта основания (при d=2м и b=1м), кПа;
коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;
коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и
песчаными грунтами, — k2 = 0,25, супесями и суглинками — k2 = 0,2 и глинами — k2 = 0,15;
ширина проектируемого фундамента, м;
глубина заложения проектируемого фундамента, м;
ширина фундамента равная 1м (Ro);
глубина заложения фундамента равная 2м (Ro);
расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3.
Расчет общей длины ленты
Размеры указаны по внешним границам фундамента
, где
– общая длина ленты;
– расстояние между осями А-Г;
– расстояние между осями 1-2;
– ширина фундамента.
Расчет бетона осуществлен по методике описанной в книге В.П. Сизова: Руководство для подбора составов тяжелого бетона.
Особенности столбчатых фундаментов
Строительство
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:
- 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:
- Выкапываются котлованы, выравнивается дно, укладывается и трамбуется песчано-гравийная подушка.
- 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:
Нужна или нет?
Согласно СП (СНиП *) перед закладкой монолитной плиты фундамента под сооружение необходимо устраивать специальную подушку.
Ее роль заключается в следующем:
- формирует ровное и качественное дно основания;
- отвечает за равномерное распределение давления на грунт в следствие сопротивления сжатию почвы;
- противостоит промерзанию фундамента зимой;
- обеспечивает стабильность сооружения в процессе эксплуатации;
- сводит к минимуму возможные усадки конструкции;
- является изолирующим слоем от попадания почвенной влаги в основание дома.
Исходя из вышеизложенных аспектов, устройство демпферной подложки является необходимым этапом строительства плитного фундамента. В противном случае сохраняется риск преждевременной деформации и разрушения всего сооружения в условиях промерзания грунта.
Особенности для различных конструкций
Столбчатое снование дома рассчитывается с учетом типа постройки, которая будет на него опираться.
Для бани
Для бани подойдет заглубленный или мелкозаглубленный столбчатый фундамент с высоким ростверком. Рассчитывать количество столбов нужно как для небольшого коттеджа.
Подробнее читайте тут.
Для веранды
Проектируя новый дом, следует рассчитывать конструкцию столбчатого фундамента только для основной части здания. Под пристройку в виде крыльца или веранды создается отдельный фундамент. Его глубина должна быть такой же, как и под основной постройкой.
Но требования к его прочности не такие строгие. Столбы под верандой могут быть меньшего сечения, и устанавливать их можно с большим шагом. Это касается и пристройки веранды к уже построенному дому, независимо от его типа фундамента.
Как сделать столбчатый фундамент для веранды, можно узнать из этой статьи.
Под колонны
Под колонны промышленных зданий может быть возведен опорный фундамент. Его столбы могут монолитными или наборными. Материал, высота, диаметр и шаг опор рассчитывается с учетом характеристик самого здания и его каркаса в виде комплекса колонн. Более подробно читайте тут.
Для каркасного дома
Такие дома строятся на скальных и крупнокаменных породах с применением мелкозаглубленного столбчатого основания.
На сыпучих почвах сооружаются заглубленные фундаменты. Их количество и сечение рассчитывается с запасом прочности.
Для расчетов используется вес здания, включающий массу всего, что будет в нем находиться в процессе эксплуатации:
- отделка,
- мебель,
- бытовая техника,
- сантехническое оборудование.
Монтаж ленточного фундамента с колонной
На начальном этапе происходит подготовка площадки для строительства всего дома в целом, вместе с одной колонной или несколькими. Характерной чертой этого способа является то, что заливка бетоном будет производиться в течение одного дня для всех архитектурных элементов: стен и колонн.
Как правило, при таком подземном способе соединения колонн и стен важен материал, используемый впоследствии для возведения стен. Это могут быть шлакоблоки, кирпич, газобетон и другие варианты.
Разметка и земляные работы
До начала разметки с участка под строительство удаляется сор, камни, ветви и опавшие листья. На пересеченной местности производят выем почвы в верхней части склона для создания ровной площадки. Затем начинают разметку с нитями и колышками при помощи уровня и других специальных инструментов.
Рытье траншеи под фундамент, в том числе для колонн, начинают с нижней части склона, если на участке имеется уклон, а также следят за углом образующегося котлована, чтобы не допустить осыпания грунта. Работы не должны вестись без сверки с проектной документацией.
Существуют два основных способа усиления ленточного фундамента в местах возведения колонн:
- усиление армированного пояса
- углубление самого заливного фундамента
Один или оба способа выбираются исходя из проектных расчетов. Во втором случае могут производить не только углубление, но и расширение мест для оснований колонн. Как правило, эта система используется для установки готовых заводских «стаканов» в состав цельного ленточного фундамента.
Армирование
Для плетения армированной сетки для фундамента под стены используется арматура с толщиной до 20 мм, которая связывается вязальной проволокой достаточной толщины. Для мест планируемого монтажа колонн выбирают арматуру с большим диаметром.
К тому же если при стандартной заливке фундамента под стены арматура остается в толще застывшей бетонной смеси, то колонны нарушают эту плоскую картину торчащими вверх пучками арматуры. Она необходима для возведения после застывания бетонной смеси. Так называемые «выпуски» арматуры, анкера для крепежа и закладные устанавливают до того, как будет производиться заливка.
Заливка
Чтобы залить траншеи бетоном без воздушных карманов, понадобится автоматический вибрирующий инструмент. Используется бетонная смесь на основе щебня и бетона марок М400 – М600 – в зависимости от проектных расчетов и предполагаемой нагрузки на колонны.
После заливки фундамент накрывается специальной пленкой. Заливка производится в траншею из опалубки с распорками, выстланную рубероидом. Уже через 3-5 дней происходит первичное схватывание смеси.
Воспользовавшись основными рекомендациями, изложенными в статье, можно досконально разобраться в тонкостях и нюансах обустройства ленточного фундамента под колонны.
Виды
Монолитный железобетон — основа строительства современных многоэтажек
Этапы монтажа
Фундаменты стаканного типа предъявляют повышенные требования к механическому составу грунта. Вечномёрзлые, насыпные и проседающие земли непригодны, так как под полной массой здания возможны проседания и разрушение всего строения. Подвижки также возможны на пучинистых грунтах в зимний период.
Перед выбором типа фундамента проводят геологические изыскания, в которых кроме прочности определяют гидрологическое состояние, минимальный и максимальный уровень грунтовых вод по данным многолетних наблюдений.
При необходимости местность осушают, изготавливают дренаж. От высоты залегания воды зависит возможность углубления в грунт.
При положительном решении об использовании стаканного фундамента приступают к предварительным мероприятиям.
Подготовка к монтажу
Подготовка участка к строительству
Участок строительства очищают от строительного мусора и всей растительности, деревья выкорчёвывают с корнем. Проводят планировку местности с помощью бульдозеров. Если проектом предусмотрен котлован, проводят выработку грунта тяжёлыми экскаваторами. Помимо общего, может быть вырыт котлован по периметру здания или для каждого стакана по отдельности.
Уплотняющая подсыпка, если она предусмотрена проектом, должна выступать за пределы опорной плиты на 300 мм с каждой стороны. Исходя из этого проводят выборку грунта.
По окончании выборки земли дно котлована выравнивают и трамбуют с помощью механических средств.
На грунтах, склонных к проседанию, устраивают уплотняющую подушку из щебня мелкой фракции и песка. Вначале насыпают слой щебня, который трамбуют с помощью механических приспособлений или навесного оборудования на строительные механизмы. Следующий слой — песок. После проливки водой песчаную подушку трамбуют аналогично щебёночной.
Следующий этап – разметка мест установки фундаментов. С помощью обносочных досок, шнура (проволоки 2 мм) и отвеса отмечают точную точку установки блоков. Далее с помощью размерного шаблона на грунте вымеряют положение боковых сторон фундаментов. Для удобства установки фундамента в грунт забивают колышки, которые соединяют бечёвкой.
Монтажные работы
Установку проводят с помощью тяжёлой строительной техники, так как масса блоков может быть от 1,5 до 5,8 т.
К монтажу допускаются работники, прошедшие обучение и имеющие разрешения на работу с подъёмными механизмами.
- Проверяют состояние и исправляют при необходимости монтажные петли. Краской наносят положение сторон согласно проекту.
- Строповку выполняют двумя или четырьмя крюками с зависимости от массы изделия.
- После подъёма, нижнюю часть опорной плиты очищают от налипшего грунта.
- Точную ориентацию фундамента проводят вручную на высоте 15–20 см от земли.
- Окончательная корректировка проводится ломами после опускания блока на землю.
- Перед засыпкой грунта проводят защиту фундамента от влаги. Используют клеевой метод или обмазку специальными составами.
- После установки всех стаканов начинают монтаж колонн.
Достоинства
Главным образом, этот фундамент является наиболее практичным, т. к. его можно использовать на грунте любого типа. Если на песчаной почве не рекомендуется строить дом на монолитном основании или ленточном, то столбовые опорные системы можно обустраивать даже на таких «зыбучих» поверхностях. Рассмотрим основные преимущества такой конструкции:
Можно устанавливать без дополнительной системы гидроизоляции. В отличие от монолитного, который нужно при помощи дренажных систем дополнительно защищать от подтопления, опорные столбы в этом не нуждаются;
Ленточно-столбчатый фундамент легко ремонтировать своими руками. По нормам, косметический ремонт можно проводить каждый год, а капитальный раз в пять лет
Обращаем внимание, что для лент и монолита требуется использовать специальную технику подкопа, в это же время для опор нужно просто установить дополнительный армирующий пояс;
Низкая стоимость. Устройство такой несущей системы можно осуществить из кирпича, пеноблоков, раствора, асбестоцементных плит и даже строительного мусора, залитого цементом. Купить материалы можно в любом строительном магазине или на рынке;
Скорость возведения
Даже простой незаглубленный ленточный фундамент должен сохнуть по меньшей мере неделю, не говоря уже про более тяжелый – монолитный. Свайный винтовой и столбчатый требует только нескольких дней для застывания раствора между проветриваемыми швами строительного материала (если не используется заливной вариант)
Купить материалы можно в любом строительном магазине или на рынке;
Скорость возведения. Даже простой незаглубленный ленточный фундамент должен сохнуть по меньшей мере неделю, не говоря уже про более тяжелый – монолитный. Свайный винтовой и столбчатый требует только нескольких дней для застывания раствора между проветриваемыми швами строительного материала (если не используется заливной вариант).
Фото — особенности
Но у такого каркаса есть и некоторые недостатки. Во-первых, эта конструкция считается не ГОСТированной, т. е. могут возникнуть проблемы с оформлением документов на строительство такого домика. Во-вторых, его можно использовать только для легких построек. К примеру, для дачи, гаража, забора, под сарай или деревянный дом из бруса или бревен. В-третьих, в такой системе нельзя оборудовать подвал. Народные умельцы всячески пытаются устранить этот минус конструкции, но при этом они уменьшают несущую способность и без того «легкой» опорной системы.
Фото — конструктивные особенности
Нужно отметить, что в холодных регионах нужно дополнительно закрыть цоколь, иначе здание будет продуваться снизу, теряя большое количество тепла. Утепление может производиться различными материалами, начиная от пенопласта и заканчивая фанерными листами с фиброцементными панелями.
Монтаж железобетонных столпов
Фундаменты под железобетонные колонны укладываются с учетом всех плюсов и минусов определенного типа. Для такого вида наилучшим образом подходит стаканное основание. Оно по своим характеристикам отличается прочностью и надежностью. Основания могут быть двух видов: монолитным или сборным.
Монтаж колонны
Выстраивать ступени начинают тогда, когда основание достегает 35 см в высоту. Сборное основание может быть с наклонной или горизонтальной поверхностью. Монолитный фундамент под колонну имеет горизонтальную поверхность.
Первым этапом является вырывание котлована. На самое дно передаются оси будущего строения. Потом по главным осям прикрепляется проект. Эти крепления делаются кольцами
Важно знать, что сборный тип можно смонтировать только в пределах получившейся конструкции, которая была закреплена изначально
Используя отвесы, необходимо определить фиксированные строительные оси. Потом опустить в короб. Опускаются с помощью проволоки. После хорошо и надежно закрепляются полученные конструкции.
Последующей работой является монтаж подставки под используемую конструкцию. Она фиксируется пониже пометок на полученном коробе. Это делается для того, чтобы в дальнейшей работе была возможность доливать бетон. Возможно, получится так, что основание вышло ниже проектной отметки, то уже при самой установке конструкции подлаживается подкладка из металла необходимой толщины. Материал прокладки выбирают, учитывая размеры конструкции.
Очень важно фиксацию осей выполнить правильно. Это проводится непосредственно перед укладкой опоры
Если объект, который строится, не очень большой, то крепление производится от осей
Они крепятся стунами. Сама основа укладывается в запланированном положении с использованием отвеса
Если объект, который строится, не очень большой, то крепление производится от осей. Они крепятся стунами. Сама основа укладывается в запланированном положении с использованием отвеса.
Основание под колонну
Когда укладывается фундамент под колонны стаканного типа, то на последнем этапе наносятся пометки. Эти отметки проводятся по краям стакана. Также нужно сделать отметки на углах, и если есть какие-то отклонения от необходимых размеров, то нужно отметить их.
Устройство ростверка
Работы по разметке периметра основания
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.
Основные этапы изготовления
Независимо от особенностей технологии изготовления, комплекс мероприятий, согласно которому изготавливаются столбы из бетона, включает следующие этапы:
- сборка опалубки, от качества которой зависит товарный вид полученных изделий;
- изготовление арматурного каркаса, обеспечивающего прочность элементов;
- подготовку цементной смеси, прочность которой после твердения определяет эксплуатационные характеристики опор;
- заполнение раствором, после твердения которого, можно извлекать готовые столбы для забора.
Стоит помнить, что срок службы напрямую зависит от качества материала, используемого при изготовлении опор
Альтернативные методы изготовления позволяют заливать бетонный столб своими руками непосредственно на месте, где он будет эксплуатироваться в ограждающей конструкции. Остановимся детально на особенностях этапов работ.
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.
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.
- Монолитный – готовое сооружение, в которых столбы установлены по определенной схеме. Колонны закрепляют на фундамент болтами.
- 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:
- 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.
- Кирпичные – выдерживают меньшую нагрузку и используются для малоэтажных зданий.
- Деревянные – подходят только для деревянных или каркасных зданий.
- В частном строительстве встречаются опоры из бетонных или асбестовых труб.
