Армирование столбчатого фундамента под стальную колонну

Обновлено: 20.05.2024

Армирование столбчатого фундамента под стальную колонну

Армирование монолитной плиты — это сложная и ответственная задача. Конструктивный элемент воспринимает серьезные изгибающие нагрузки, с которыми бетону не справится. По этой причине при заливке монтируют арматурные каркасы, которые усиливают плиту и не дают ей разрушаться под нагрузкой.

Подробный обзор

Особенности фундаментов под стальные колонны

Существует ряд зданий, где есть особенные требования к типу и прочности фундаментов. В большинстве случаев, это объекты промышленного назначения, а также различные предприятия энергетической отрасли.

Такие здания часто возводятся на фундаментах каркасного типа, где основную нагрузку принимает на себя металлическая колонна, установленная внутри специальной бетонной чаши или углубления.

Все фундаменты под стальные колонны отличаются особенной конструкцией, ведь изначально создается прямоугольная или квадратная бетонная подушка с углублением, где с помощью анкеров устанавливается и фиксируется колонна.

Кроме зданий с анкерными соединительными элементами, также в таких основаниях можно предусмотреть:

трубопроводы различного типа и диаметра;
канализационные системы с анкерными крепежами;
электрические сети;
специальные поддерживающие элементы и конструкции.

Учитывая высокие требования по прочности к таким конструкциям, все расчеты и дальнейшее возведение проводится максимально точно, контроль качества на каждом этапе возведения, а строительные материалы полностью соответствуют нормам.

Армирование фундаментной плиты

Арматура в фундамент в этом случае укладывается неравномерно. Необходимо усилить конструкцию в местах наибольшего продавливания. Если толщина элемента не превышает 150 мм, то армирование для монолитной плиты фундамента выполняется одной сеткой. Такое бывает при строительстве небольших сооружений. Также тонкие плиты используются под крыльца.

Для жилого дома толщина фундамента обычно составляет 200—300 мм. Точное значение зависит от характеристик грунта и массы здания. В этом случае арматурные сетки укладываются в два слоя друг над другом. При монтаже каркасов необходимо соблюдать защитный слой бетона. Он позволяет предотвратить коррозию металла. При возведении фундаментов величина защитного слоя принимается равной 40 мм.

Диаметр армирования

Перед тем как вязать арматуру для фундамента, потребуется подобрать ее сечение. Рабочий стержни в плите располагаются перпендикулярно в обоих направлениях. Для соединения верхнего и нижнего ряда используют вертикальные хомуты. Общее сечение всех прутов в одном направлении должно составлять не менее 0,3% от площади сечения плиты в этом же направлении.

Если сторона фундамента не превышает 3 м, то минимально допустимый диаметр рабочих прутов назначается равным 10 мм. Во всех остальных случаях он составляет 12 мм. Максимально допустимое сечение — 40 мм. На практике чаще всего используют стержни от 12 до 16 мм.

Перед закупкой материалов рекомендуется посчитать массу необходимой арматуры для каждого диаметра. К полученному значению прибавляют примерно 5 % на неучтенные расходы.

Укладка металла по основной ширине

Схемы армирования монолитной плиты фундамента по основной ширине предполагают постоянные размеры ячейки. Шаг прутьев принимается одинаковым независимо от расположения в плите и направления. Обычно он находится в пределах 200—400 мм. Чем тяжелее здание, тем чаще армируют монолитную плиту. Для кирпичного дома рекомендуется назначать расстояние 200 мм, для деревянного или каркасного можно взять большее значение шага. При этом важно помнить, что расстояние между параллельными прутами не может превышать толщину фундамента более чем в полтора раза.

Обычно и для верхнего, и для нижнего армирования используют одинаковые элементы. Но если есть необходимость уложить пруты разного диаметра, то те, которые имеют большее сечение укладывают снизу. Такое армирование плиты фундамента позволяет усилить конструкцию в нижней части. Именно там возникают наибольшие изгибающие силы.

Основные армирующие элементы

С торцов вязка арматуры для фундамента предполагает укладку П-образных стержней. Они необходимы для того, чтобы связать в одну систему верхнюю и нижнюю часть армирования. Также они предотвращают разрушение конструкции из-за крутящих моментов.

Зоны продавливания

Связанный каркас должен учитывать места, в которых изгиб ощущается больше всего. В жилом доме зонами продавливания будут участки, в которых опираются стены. Укладка металла в этой области осуществляется с меньшим шагом. Это значит, что потребуется больше прутов.

Например, если для основной ширины фундамента использован шаг 200 мм, то для зон продавливания рекомендуется уменьшить это значение до 100 мм. При необходимости каркас плиты можно связать с каркасом монолитной стены подвала. Для этого на этапе возведения фундамента предусматривают выпуски металлических стержней.

Что такое пучение грунта и как оно влияет на выбор фундамента

Как действуют силы пучения на столбчатый фундамент

Также чтобы столбы не выталкивало вверх, нижнюю часть делают расширенной. Эту область называют пяткой и по размерам она обычно в два раза превышает размеры самого столба, а ее высота равна 1/3 сечения столба. Например, под столб 40 см делают пятку 80*80 см, высотой 13 см или около того.

Швы между блоками/кирпичами/камнями в сборных столбах далеко не всегда способны противостоять боковым нагрузкам, потому для уменьшения влияния сил пучения на сборных столбчатых фундаментах их делают со скошенными стенками. Это повышает их надежность в пучинистых грунтах. На нормальных грунтах столбы складывают с ровными стенками.

Сборный столбчатый фундамент делают со скошенными стенками

Особенности заливки столбов

Если заливается столбчато ленточный фундамент с монолитной стяжкой с большим количеством столбчатых опор, то понадобится большой объем бетона, который можно заказать на заводе-изготовителе. Заливка бетона при помощи миксера не должна производиться с высоты более 2 метров, чтобы не расшатать армокаркас опоры. При заливке бетона любым способом, если высота столба в грунте более 60 см, раствор нужно уплотнять через каждые 40-50 см. Делается это штыкованием или вибратором. При работе с вибратором его насадка не должна дотрагиваться до арматуры, чтобы не деформировать ее. Строительная технология предусматривает использование бетона марки не ниже M 100, причем, если столбы и лента ростверка заливаются зимой, то в раствор необходимо добавлять противоморозные присадки, а место заливки обеспечить подогревом – локальным или общим.

При нормальных погодных условиях (средняя влажность воздуха и температура на улице +200С) бетонная смесь набирает расчетную прочность в течение недели, поэтому раньше этого срока снимать опалубку нельзя. Открытые поверхности бетона должны быть защищены от дождей рубероидом или полиэтиленом.

Столбчатый фундамент под колонну из отдельных столбов, не связанных ростверком, прослужит намного меньше, чем основание, усиленное лентой. Обустройство ростверка из разных стройматериалов проходит так:

Металлический ростверк делается из швеллеров или двутавров;
Ростверк монолитный железобетонный – монтируется съемная опалубка с армированием, в нее заливается бетонный раствор;
Брусовый ростверк обустраивается для легких домов из бруса, бревна, щитов, легких бетонов.

Ростверк для столбчатого фундамента

Для металлических или деревянных лент ростверков рекомендуется оборудовать оголовки для связки столбчатых опор с лентой: с деревянным ростверком оголовки скрепляются саморезами, с металлической лентой – при помощи сварки.

Если серия опор связывается бетонным ростверком, то нижние щиты опалубки должны быть прочно закреплены по следующей технологии:

Щиты делаются размером, соответствующим расстоянию между опорами;
Крепятся щиты при помощи вбитых в почву деревянных колышков и перемычек между ними;
Щиты по бокам опалубки прикрепляются к нижним щитам тоже при помощи деревянных реек;
Боковые щиты должны быть высотой больше уровня грунта.

Для небольшого столбчатого фундамента можно произвести расчет строительства опалубки одновременно и для опор, и для ростверка – это сэкономит и время, и материалы, и расходы. При такой технологии возведения столбчатого основания столбы следует залить немного раньше, и ростверк – только после схватывания раствора в опорах (через 2-4 часа). Если большой объем раствора доставить на площадку или приготовить самостоятельно нет возможности, то первыми бетонируются опоры, а ростверк залить отдельно.

Столбчатое основание с бетонным ростверком

Расчет столбчатых фундаментов металлического каркаса

Пример расчета столбчатых фундаментов. Исходные данные

Площадка строительства характеризуется следующими атмосферно-климатическими воздействиями и нагрузками:

Геология

Схема маркировки фундаментов

Относительная разность осадок (Δs/L)u = 0,004;

Максимальная Sumax или средняя Su осадка = 15 см;

Нагрузки на столбчатые фундаменты получены из ПК ЛИРА.

Для ручного расчета рассмотрим фундаменты Фм3 и Фм4

1. Ручной расчет

Определение размеров подошвы фундамента

Основные размеры подошвы фундаментов определяем исходя из расчета оснований по деформациям. Площадь подошвы предварительно определим из условия:

где P- среднее давление по подошве фундамента, определяем по формуле:

N – вертикальная нагрузка на обрезе фундамента

G – вес фундамента с грунтом на уступах

P · A = N + A · γ · d

Для предварительного определения размеров фундаментов, P определяем по таблице В.3 [СП ]

Р = 250 кПа = 25,48 т/м2.

Для фундамента Фм3, N = 35,049 т

Принимаем габариты фундамента b = 1,5 м

Для фундамента Фм4, N = 57,880 т

Принимаем габариты фундамента b = 1,8 м

1. Определение расчетного сопротивления грунта основания

5.6.7 При расчете деформаций основания фундаментов с использованием расчетных схем, указанных в 5.6.6, среднее давление под подошвой фундамента р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по формуле

где γс1 и γс2 коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4[1];

k- коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (φп и сп) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам приложения Б[1];

Mγ, Мq, Mc- коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5[1];

kz- коэффициент, принимаемый равным единице при bd (d- глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (5.7)[1] принимают d1 = d и db = 0.

6 Расчетное сопротивления грунтов основания R, определяемое по формулам (В.1)[1] и (В.2)[1] с учетом значений R0 таблиц [1] приложения B[1], допускается применять для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5-6[1].

Исходные данные:

Для фундамента Фм3 : b = 1,50 м;

Для фундамента Фм4 : b = 1,80 м;

Для фундамента Фм3:

R = (1,10 ·1,00) / 1,00· [0,72 · 1,00 · 1,50 м · 1,780 т/м3 + 3,87· 3,30 м· 1,691 т/м3 +

+ (3,87 – 1,00) · 0,0· 1,691 т/м3 + 6,45·1,1 т/м2] = 1,10· (1,922 т/м2 +21,596 т/м2 +

+ 0,0 + 7,095 т/м2) = 33,674 т/м2.

Для фундамента Фм4:

R = (1,10 ·1,00) / 1,00 · [0,72 · 1,00 · 1,80 м·1,780 т/м3 + 3,87 · 3,30 м·1,691 т/м3 +

+ (3,87 – 1,00) ·0,0·1,691 т/м3 + 6,45·1,1 т/м2] = 1,10 · (2,307 т/м2 + 21,596 т/м2 +

+ 0,0 + 7,095 т/м2) = 34,098 т/м2.

2. Определение осадки

Осадку основания фундамента s, см, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства (см. 5.6.6[1]) определяют методом послойного суммирования по формуле

Связывание арматурного каркаса

Если до проведения строительных работ были произведены расчеты максимальной нагрузки, создаваемой конструкцией здания на фундамент, способ соединения выносится непосредственно в рабочий чертеж. Но на практике для объединения элементов металлического каркаса применяется метод связывания или сварка. При этом от сварки строители постепенно отказываются, поскольку нагрев металла становится причиной его деформации и изменения структуры. Метод связывания лишен подобных недостатков, обеспечивая решетку дополнительной гибкостью.

Лучше всего для связки прутков подходит стальная проволока диаметром 4 мм. Обладая необходимой прочностью, она остается гибкой, с ней достаточно просто работать, применяя обычные плоскогубцы.

Несколько советов по правильной вязке арматуры:

При соединении прутков по длине оставляется нахлест порядка 250 мм или больше;
Используя стержни различного диаметра, более тонкие следует расположить сверху;
Вязка предпочтительнее сварки, только в исключительных ситуациях следует переходить на сварочный метод;
В зонах повышенного прогиба конструкция усиливается дополнительными прутками.

Пример схемы (чертежа) армирования плитного фундамента.

Порядок возведения каркаса для армирования фундаментных плит:

Создание опалубки по внешнему периметру, установка рулонного гидроизолирующего материала;
Монтаж горизонтального пояса арматуры на высоте 50 мм от нижерасположенной песчано-гравийной подушки. Необходимо следить, чтобы прутки не касались стенок опалубки и подушки;
Установка вертикальных прутьев с шагом 20-40 см. Они связываются с элементами горизонтального пояса в нижнем основании. По углам вертикальные прутки можно устанавливать с меньшим шагом, укрепляя их продольными прутками, чтобы увеличить прочность конструкции;
Для элементов горизонтального пояса лучше выбрать интервал в 15 см или меньше (в зависимости от толщины плиты);
Верхняя кромка вертикального пояса должна находиться выше плиты, чтобы объединить армирующий слой плиты фундамента с конструкцией стен.

Далее вся конструкция будет залита бетоном.

Особенности армирования

Это рабочий этап считается залогом надежности и прочности всего объекта. Малейшие усилия на изгиб способны разрушать бетон, и это является его основным и едва ли не единственным недостатком.

На опорный столб оказывают воздействие несколько видов нагрузочных явлений:

на сдвиг – смещается грунтовый слой нормальной консистенции по водонасыщенному, или почва двигается горизонтально;
на сжатие – сооружение давит всем своим весом на фундаментное основание;
на разрыв – в зимний сезон во время пучения почвы стенки сжимаются, и столбы начинают отслаиваться от опорных подошв.

Если принимать во внимание только процесс сжатия, то армирование столбов можно не выполнять – достаточно вокруг столбов устроить трехслойный рубероидный ряд.

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.

Обустройство

На дне ямы должна быть обустроена подушка из гравия – она принимает немного нагрузки. Гладкие боковые поверхности конструкции смазывают битумом, мастикой или солидолом для снижения негативного воздействия грунта. Вокруг здания выполняют утепленную отмостку. Эти дополнительные меры необходимы для уменьшения воздействия грунта на основание.

Выбор размеров столбов зависит от применяемых материалов согласно сметной разработке. Учитываются ГОСТ и ГЭСН для каменной укладки, бута, бутобена, монолитного железобетона. Размеры столбов должны быть больше стены на 10 см. Чтобы фундамент мог выдержать, стена должна быть на середине опорной конструкции и выступать по бокам на 5 см и больше.

Стройку начинают с расчистки земельного участка. Далее выполняется разметка. Если решено построить бюджетный столбчатый фундамент своими руками, то лучше делать в конструкции горизонтальный уровень. Для этой цели используется отвес или профессиональный инструмент. Плодородный слой почвы удаляется. Разметка выполняется по периметру, после чего устанавливают обноску. Она представляет прибитые на столбы планки. Далее с помощью шнура обозначают ширину и периметр.

Ямы роют с использованием лопаты или применяют специальное оборудование. Под элементные части железобетона не требуется глубины более 1 метра. Копать яму следует максимально ровно. После выхода на нужную глубину, копают ещё запас – 20 см. Дно выравнивается.

Монтаж плитного фундамента:

РАСЧЕТ ОТДЕЛЬНО СТОЯЩИХ ФУНДАМЕНТОВ ПОД ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОЛОННЫ

2.1. Расчет прочности фундаментов и определение ширины раскрытия трещин производится в соответствии с требованиями СНиП «Основания зданий и сооружений», СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП «Нагрузки и воздействия», а также «Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры».

2.2. Расчет фундаментов по прочности включает определение высоты плитной части фундамента, размеров ступеней, арматуры плитной части, расчет поперечных сечений подколонника и его стаканной части и производится на основное или особое сочетание расчетных нагрузок, вводимых в расчет с коэффициентом надежности по нагрузке gf > 1.

2.3. Расчет элементов фундамента (плитной части и подколонника) по образованию и раскрытию трещин производится на основное или особое сочетание расчетных нагрузок при gf = 1.

2.4. Исходными данными для расчета фундаментов по прочности, кроме сочетаний расчетных нагрузок, являются:

размеры в плане b и l подошвы плитной части фундамента, определяемые в соответствии с п. 1.2;

полная высота фундамента h, определяемая глубиной заложения и отметкой обреза фундамента;

Армирование столбчатого фундамента

В процессе строительства многочисленных современных зданий, а также сооружений со средней тяжестью широко используется армирование столбчатого фундамента с ростверком. Известно, что для бетона характерны высокие показатели прочности на сжатие. Что делает его максимально подходящим материалом в случае возведения фундаментов для лёгких построек.

Однако, с другой стороны, ему приписывают и значительный недостаток — плохая переносимость нагрузок на изгиб, а также растяжение. В данной статье мы подробно и понятно расскажем Вам об актуальной современной технологии армирования столбов, а также об особенностях и тонкостях армирования именно такого вида фундамента.

Схема столбчатого фундамента Схема столбчатого фундамента

Что дает армирование в случае столбчатого фундамента.

С его помощью можно грамотно перенести большинство критически важных напряжений, возможных на поверхности столбчатой опоры, во внутренние, более глубокие слои бетона;
Профессионально выполненное армирование помогает с высокой эффективностью соединить два основополагающих элемента столбчатого фундамента – бетонные столбчатые опоры и ростверк из железобетона;
С помощью арматуры в существенной степени увеличивается ресурс элементов из железобетона.

В некоторых случаях применение арматуры помогает избежать самых плачевных и катастрофических итогов, касающихся процесса разрушения бетона. В результате вместо скачкообразного разрушения происходит пластичное и медленное расползание имеющейся конструкции.

Особенности технологии армирования столбов

Требования для армирования столбчатого фундамента Требования для армирования столбчатого фундамента

В конструкцию арматурного каркаса столба из бетона входит несколько вертикальных прутков. Диаметр используемой арматуры составляет от 10 и вплоть до 12 мм.

Армированный каркас столба фундамента

Следует знать, что с целью армирования столбчатых фундаментов применяют исключительно арматуру, принадлежащую к классу А-III ( или ребристую).

В роли горизонтального компонента каркаса выступает более тонкая и гладкая монтажная арматура с диаметром 6 мм. Основное назначение горизонтальных компонентов — служить правильному соединению вертикальных стержней в целую единую конструкцию.

Как грамотно вычислить длину вертикальных элементов: их верхние концы должны выступать над поверхностью заливки из бетона на 10-20 см. Оставшиеся свободные концы впоследствии применяются с целью привязки ростверка к необходимым столбам.

Все для ПИТЕРА

ВНИМАНИЕ ССЫЛКА: Песок прям из карьера >>>

Типичная схема армирования столбчатого фундамента

Для того, чтобы грамотно и беспроблемно выполнить армирование, необходимо пройти следующие этапы:

Четко рассчитать требуемое количество арматуры;
Отрезать стержни с необходимой длиной;
Связать каркас;
Выполнить спуск полученной конструкции внутрь опалубки. Немаловажное значение на этом этапе имеет то условие, что между арматурой, а также досками опалубки должен выдерживаться зазор до 50 мм;
Выполнение заливки бетона. Следует помнить, что при правильном заполнении каркаса смесью из бетона его требуется периодически встряхивать. Немаловажно, чтобы арматура была полностью чистой. В ином случае станет явным прилипание имеющегося бетона к металлу. Очистить арматурные прутья от краски, ржавчины, а также окалины можно с использованием специальных антикоррозийных растворов.

В целом, следует помнить, что невозможно получить точные данные, а также размеры стальных прутков, глубину и форму их закладки в бетон, используя несколько простейших формул всем известной строительной механики. На современном этапе зачастую армирование столбчатого фундамента производится с использованием программного способа. По его результатам можно подобрать наиболее оптимальный способ армирования, а также вычислить необходимую мощность и даже построить так называемые эпюры напряжений касательно арматуры.

Армирование столбчатого фундамента: полезные рекомендации

Определение необходимого количества прутка для армирования в бетонном элементе происходит следующим принципом – суммарное сечение арматуры в используемом бетоне должно составлять от 02 до 0, 25 % от имеющегося сечения столбчатой опоры либо балки;
Наиболее оптимальным и грамотным соотношением диаметра армирующего прутка к поперечному размеру устанавливаемой балки считается от 1 к 20 и от 1 к 25;
Элементы, подлежащие закладке, должны размещаться в бетон на минимальном расстоянии 2,5 (и вплоть до 3,5 см) от поверхности требуемой балки;
Армировать столбчатые опоры фундамента можно в форме пространственного каркаса. Отдельные его пруты необходимо перевязать мягкой проволокой с целью фиксации их местоположения в опалубке вплоть до заливки имеющейся формы бетоном.

Вязка арматуры

Вязка арматурного каркаса (опора и столб) Вязка арматурного каркаса (опора и столб)

Разберемся подробнее, как вязать арматуру для столбчатого фундамента.

Прежде всего, таким фундаментам присущи некрупные размеры. По этой причине с целью вязки арматуры может применяться обычный либо автоматический крюк.

Рассмотрим довольно нехитрую схему вязки:

Необходимо отрезать кусок проволоки с длиной в 300 мм и сложить её пополам;
Полученную петлю необходимо занести по диагонали крестовины арматуры и вынести к её концам;
В проволочную петлю помещается крюк;
Необходимо прокрутить инструмент, цепляя в процессе концы проволоки.

Требуемые расчеты

Схема арматурного каркаса Схема арматурного каркаса

В случае индивидуального строительства армирование столбчатого фундамента сводят к четкому и продуманному определению требуемого количества арматуры. К примеру, для того, чтобы получить каркас из арматуры под столб с диаметром 200 мм, а также с необходимой глубиной заложения в 2 метра, достаточными станут 4 вертикальных прутка со следующим диаметром — 12 мм.

Расстояние между ними будет составлять 200 мм. Причем прутки необходимо будет перевязать с использованием горизонтальных элементов в 4-ёх местах (с требуемым шагом – 500 мм).

1.Для расчета количества ребристой арматуры на 1 столб необходимо выполнить следующие вычисления: (2 + 0,2) х 4 = 8,8 метра. В расчете уже учтен припуск в 0,2 м, необходимый с целью привязки ростверка;

2. Для расчета количества необходимой гладкой арматуры с диаметром 6 мм необходимы следующие вычисления: 0,2 х 4 х 4 = 3,2 метра;

3. Для расчета вязки каркаса требуется заготовить следующее количество проволоки: 0,3 х 4 х 4 = 4,8 метра.

Полученные в итоге результаты необходимо умножить на требуемое количество столбиков.

Таким же самым образом происходит расчет требуемого количества арматуры с целью армирования столбчатых фундаментов монолитного типа и любых геометрических размеров.

Подведем итоги. Армирование столбчатого фундамента – трудоёмкий процесс, который требует грамотных расчетов и продуманного подхода. Однако не стоит забывать, что от этого в итоге зависит прочность, а также надежность всего строящегося объекта. Поэтому стоит приложить некоторые усилия на начальном этапе, чтобы пожинать приятные плоды собственного труда в процессе эксплуатации нового сооружения.

Армирование столбчатого фундамента под стальную колонну

В зданиях без мостовых кранов устраивают колонны без консолей, а в зданиях с мостовыми кранами — колонны с консолями, на которые опирают подкрановые балки. По расположению в плане различают колонны крайних и средних рядов: первые устанавливают также в рядах, примыкающих к продольным температурным швам.

Железобетонные колонны могут иметь прямоугольное и двутавровое сечения, а также быть двухветвевыми. По сравнению с колоннами прямоугольного сечения двухветвевые колонны имеют повышенную жесткость, но они более трудоемки в изготовлении. Применяют их в здании с высотой более 10.8 м.

В зданиях, оборудованных более чем двумя мостовыми кранами в пролете, по условиям безопасности обслуживающего персонала предусматривают сквозные проходные галереи вдоль подкрановых путей. В этих случаях применяют двухветвевые колонны с лазами, расположенными в уровне верха подкрановых балок.

Ветви колонн сквозного сечения связаны распорками через 1.5-3.0 м по высоте.

В железобетонных колоннах предусматривают стальные закладные элементы, с помощью которых крепят стропильные конструкции, подкрановые балки, стеновые панели (в колоннах крайних рядов) и вертикальные связи. В У1естах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок укладывают стальные листы: крепят их анкерными болтами. При

безанкерном креплении стропильных конструкций к колоннам в головки их заделывают стальные пластины.

Для повышения устойчивости зданий в продольном направлении предусматривают систему вертикальных связей между колоннами и в покрытиях. В зданиях без мостовых кранов и с подвесным транспортом межколонные связи ставят только при высоте помещений более 9.6 м. В целях снижения усилий в элементах каркаса от температурных и других воздействий вертикальные связи располагают в середине температурных блоков в каждом ряду колонн.

Рядовые колонны соединяют с связевыми колоннами распорками, размещаемыми по верху колонн, а в зданиях с мостовыми кранами — подкрановыми балками. Связи выполняют из уголков или швеллеров и крепят к колоннам с помощью косынок на сварке.

Фундамент для колонн

Особенность этой категории основы заключается в том, что она устанавливается под отдельными элементами строения (непосредственно под колонной).

Устройство такой основы состоит из одно- или многоступенчатого башмака, а также стакана, в который помещается колонна. Для армирования необходимо использовать сваренную стальную сетку.

Монолитная основа

Данный тип основания для колонны имеет монолитную структуру. Для его заливки в земле выкапывается яма необходимых размеров, и монтируется опалубка. Высота каждой ступени не должна быть меньше 300 миллиметров. Монолитный вариант более прост и надежен в монтаже и эксплуатации

Важно, чтобы все грани отдельных ступеней были симметричными. Полная глубина такого фундамента (до стакана для колонны) может составлять от 1,2 до трех метров

Сборная основа

Устройство такого основания проще изготавливать. Для этого делается опалубка, и заливается бетонная плита необходимых размеров. Толщина изделия не должна быть меньше 30 сантиметров. Элементы не нуждаются в дополнительной фиксации. Вес отдельной колонны, а также элементов конструкции здания, закрепленных на ней, не позволит им смещаться. Посмотрите видео, как установить колонну на основание.

Колонна может крепиться несколькими способами. Первый – в специальный паз, отлитый во время создания плиты (с последующей подливкой цементного раствора после установки опоры). Второй – крепление к закладным (металлические балки, уголки, или швеллеры), залитых бетоном.

Если на промышленном предприятии используются металлические колонны, тогда они крепятся особенным способом. Во время заливки основания к армирующему слою крепятся шпильки с нарезанной резьбой. После застывания к конструкции подсоединяется металлическая опора. Она фиксируется либо при помощи сварки, либо винтовым методом к приваренной пластине внизу столба.

Создавая основание для вертикальных элементов здания, важно выдерживать идеально прямой угол (90 градусов). В этом случае все элементы здания будут надежно закреплены на своих местах

Особенности конструкции

Обычный столбчатый фундамент представляет собой конструкцию в виде отдельных столбов, чаще прямоугольной формы, которые устанавливаются под такими несущими элементами здания, как колонны или стойки. Традиционный ленточный фундамент устраивается в виде протяженной ленты, на которую опираются несущие стены. Если совместить эти два типа фундаментов, то получится конструкция, похожая на свайный фундамент с ростверком, объединяющим сваи. Однако столбчато-ленточный фундамент имеет принципиальные отличия от свайного, которые заключаются в следующем:

Cвайные фундаменты используются преимущественно в грунтовых условиях со слабыми грунтами, имеющими невысокую несущую способность. Функция сваи заключается в том, что она должна пройти сквозь слой слабого грунта и найти опору в слое с высокой несущей способностью. Чтобы найти этот слой делают геологическое исследование. Поэтому длина свай может достигать 10-ти и более метров. Столбчато-ленточные фундаменты применяются в грунтовых условиях с нормальной несущей способностью основания, при этом заглубление столбов в грунт должно составлять величину, которая всего лишь на 200—250 мм превышает глубину сезонного промерзания грунта, то есть в пределах 1,5 – 2,0 метров.
Сваи передают нагрузку от здания через нижнюю и боковую поверхность. В отличие от свай, столбы в столбчато-ленточном фундаменте передают нагрузку только через подошву.
Поперечное сечение свай в большинстве случаев гораздо меньше, чем поперечное сечение подошвы столбов.
Свайные фундаменты могут применяться практически для любых зданий и сооружений, ленточно-столбчатые фундаменты используются преимущественно для легких строений – одно и двухэтажных жилых домов – каркасных и каркасно-щитовых, деревянных из бруса или бревна, из СИП-панелей, для домов из газобетона, газобетонных и пенобетонных блоков, бань, гаражей, заборов и т.п.

Единственное общее у этих двух типов фундаментов – это ростверк или лента, которые связывают отдельные опорные элементы конструкции. При этом в ленточно-столбчатом фундаменте лента выполняет те же функции, что и ростверк в свайном – играет роль многопролетной балки на опорах, передающей нагрузку от стен здания на столбы, которые в свою очередь передают нагрузку на грунт. В этом и кроется одно распространенное заблуждение: ленту в ленточно-столбчатом фундаменте считают элементом, который передает часть нагрузки на грунт наряду со столбами.

С тем, что лента в столбчато-ленточном фундаменте играет роль висячего ростверка, связан и характер ее армирования. Лента армируется пространственным каркасом, в котором и верхние и нижние арматурные стержни рабочие.

Монтаж монолитного ростверка

Для заливки бетонного раствора необходимо смонтировать качественную опалубку

Для заливки бетонного раствора необходимо смонтировать качественную опалубку. Начинают с нижних удерживающих щитов. Для этого необходимо нарезать доски, равные шагу между колоннами фундамента. Для их крепления рекомендуется вбить в грунт удерживающие колья. Доски опалубки укладывают на колья вровень с верхним краем столбов.

Боковые щиты опалубки крепят по краям и надежно фиксируют. Боковые планки опалубки можно устелить рубероидом.

Следующим этапом проводят армирование всей конструкции. Здесь стандартно используют армопояс из горизонтальных прутьев сечением 12-16 мм и продольных элементов сечением 6-8 мм

Важно в местах столбов связать арматуру с выступающими из колонн прутьями

Заливку раствора для ростверка нужно проводить в один этап. Поэтому лучше заказать строительный миксер или бетономешалку нужного объема. При заливке бетона необходимо трамбовать раствор через каждые 30 см. Общая толщина (высота) ростверка, как правило, не превышает 60 см.

Через 7-10 дней при условии хорошей сухой погоды бетон считается полностью застывшим. Теперь можно снимать опалубку и давать фундаменту устояться. Все поверхности ростверка также покрывают гидроизоляционными материалами.

После полного высыхания конструкции необходимо провести обратную засыпку котлована с трамбовкой грунта вокруг колонн. Котлован засыпают вровень с отметкой надземной части колонн фундамента. Для декорирования опорных столбов и снижения уровня теплопотерь можно использовать декоративную обшивку столбов сайдингом или же произвести кладку природного камня.

Особенности фундамента под железобетонные колонны

Основания под столпы из железобетона выбираются исходя из положительных и отрицательных характеристик каждого вида в отдельности. В указанном случае самым оптимальным будет использование стаканного основания, имеющего следующие положительные характеристики:

Они надежны;
Имеют повышенную прочность.

В строительстве применяется два вида оснований:

Этапы строительства

Соблюдение правил при строительстве фундамента под железобетонные колонны, способствует увеличению срока службы конструкции, качества.

Столпы устанавливаются в грунт на глубину не меньше 70 сантиметров;
На участке строительства почва не должна быть подвижной или подвергаться температурному пучению;
Грунтовые воды должны залегать не менее, чем на 1,5 метра вглубь;
Рекомендуется выравнивать площадку, чтобы она не имела резких наклонов и поворотов;
Чтобы обеспечить прочность фундамента, ростверк должен быть смонтирован из железобетона. Конечно, устройство ростверка потребует финансовых затрат, но это сделает каркас более долговечным;
Для стен рекомендуется использовать строительные материалы, относящиеся к легким: пеноблоки, брус, панели, бревно.

Предварительное проектирование позволяет сделать основание крепким, но должны соблюдаться нормы:

Сечение колонн – 20х20 см. Практика показывает использование столпов с сечением 25х25см;
Рекомендуется делать башмак под каждую колонну. Это значит расширить нижнюю часть скважины под сваю. В результате получают распределение и снижение нагрузки от здания;
Колонны размещать на расстоянии от 1 до 2 метров. При этом столпы должны находиться по углам строения, в местах стыка стен, под выступами: камин, печь.

Для увеличения прочности столпы армируют прутами с сечением от 12 до 16 мм. В зависимости от материала для ростверка, регулируется высота арматуры:

Для деревянной связки прутья не должны достигать верхней части 1-2 см;
Когда планируется железобетонный ростверк, то арматура должна выступать на 40 см.

Работать с арматурой следует только после того, как бетон наберет нужной прочности.

Монтаж башмака

Как уже было сказано, в скважинах рекомендуется делать увеличение нижней части для создания башмака. На песчано-щебневой подушке устанавливается опалубка из фанеры. Высота 20-30 см. Диаметр подготавливаемой опалубки должна быть в 1,5 раза больше, чем диаметр будущих столпов. Теперь в подготовленную емкость заливается раствор. В течение 10 дней бетон застывает, при условии, что стоит теплая сухая погода.

Монтаж колонн

Следующим шагом идет монтаж непосредственно опалубки под столпы. Деревянные доски необходимой длины скрепляют хомутами. Внутренние стенки рекомендуется укрыть рубероидом. В результате выполненных мероприятий стены колонн получаются гладкие, а главное, что при снятии опалубки отсутствуют повреждения.

Теперь установить арматуру и можно заливать раствор бетона марки 200М. Если строительство происходит в зимний период, то лучше добавить пластифицирующие добавки, улучшающие застывание раствора. Специалисты рекомендуют такие работы проводить, когда температура воздуха держится выше 15 градусов тепла. С помощью металлического штыря из жидкого бетона удаляется воздух. При температуре внешнего воздуха 20 градусов и сухой погоде, раствор застывает в течение 7 дней.

Необходимо дождаться полного высыхания и только тогда снимать опалубку. Теперь по всей высоте колонн и башмака наносят гидроизоляцию.

Ростверк

Самый надежной считается монолитная конструкция. Но есть и другие варианты связки фундамента и здания:

Крепление с помощью швеллера или двутавра. В этом случае элемент укладывается полкой вниз и крепится с помощью болтов. Такой связке не страшны большие нагрузки;
Железобетонный или монолитный ростверк. Для его сооружения потребуется опалубка и установка армирующей конструкции. Как правило, монолитный ростверк применяется для панельного дома, каркасного строительства, деревянного сруба;0
Деревянный ростверк. Использование бруса считается самым дешевым вариантом для связки столбчатого фундамента.

Кондуктор-шаблон для анкерных соединений

При заливке бетонного основания под металлические колонны используют специальный кондуктор, с помощью которого контролируется глубина и высота установки анкерных болтов. По сути, это своего рода шаблон для установки анкеров. Чаще всего изготовление кондуктора проводится из металла, на верхней поверхности которого нанесены риски для совмещения с осями и последующей проверке правильности установки с помощью теодолита. Отверстия для крепления болтов делаются в соответствии с диаметром анкеров.

Перед заливкой бетоном болты привариваются к арматурному каркасу основания, а после заливки бетоном, до того момента как он наберет свою техническую твердость проводится проверка правильности расположения болтов. Следующим этапом проводится контроль жесткости опалубки и анкеров. В завершении данной контрольной операции проверяется высотно-плановый показатель расположения.

Кондуктор-шаблон для анкерных соединений

Под тяжелые стальные конструкции используются тяжелые или усиленные варианты анкерных болтов. Размеры как диаметра болта, так его длины и шага резьбы существенно отличаются от легких анкерных соединений. Установка усиленных тяжелых болтов проводится с помощью шаблонов, в нужном положении до заливки основания бетоном. Для большей фиксации таких шаблонов используют дополнительную фиксацию каркасными стойками, придающих конструкции более жесткий вид.

После заливки бетоном, шаблоны анкерных болтов убираются, при этом, как правило, каркас остается на месте установки

При проведении этого этапа работ особое внимание уделяется правильному расположению болтов, обязательно контролируются буквально все параметры – высота, глубина вертикальность установки. Это один из самых трудоемких процессов, но от него зависит насколько верно проведено установка фундамента

Для облегчения работ на этом этапе используется несколько эталонных шаблонов-кондукторов. Сваренный из металлического швеллера или иного металлического профиля большой толщины с нанесенными координатами осей он должен обладать большой массой и жесткостью. В намеченных местах просверливаются отверстия под диаметр анкерных болтов. Для легких болтов, как правило, используется обычный деревянный брус.

Перед установкой болтов проверяется правильность установки кондуктора. Он совмещается по осям координат, а по высоте устанавливается согласно меток, на стойках каркаса.

Читайте также: