Отдельностоящие (столбчатые) фундаменты
Отдельностоящие (столбчатые) фундаменты применяются главным образом в зданиях каркасной системы.
Наиболее характерной конструкцией отдельностоящего фундамента является фундамент под колонны каркасного здания. Такие фундаменты могут быть монолитными, сборными и сборно-монолитными. Сборные проектируются из элементов заводского изготовления: фундаментных плит (подушек), подколонников стаканного типа (под ж\б колонны). Под металлические колонны и кирпичные столбы подколонники выполняются сплошными, сборными или монолитными (пеньковые фундаменты). Стены при таком устройстве фундамента устанавливаются на фундаментные балки, опираемые на подливаемые к основному фундаменту столики.
Под стены в малоэтажных зданиях при незначительных нагрузках на фундамент (когда давление на грунт меньше нормативного) и в тех случаях, когда основанием служат грунты, имеющие высокие прочностные и деформационные характеристики также могут выполняться столбчатые фундаменты.
Столбы располагаются через 3-6метров один от другого с градацией 0,2м, в углах здания и в местах пересечения стен, а также на других участках, где передаются значительные нагрузки. По обрезу фундаментов укладываются фундаментные балки, на которые опираются надземные конструкции. На рис.15 приведены планы, сечения и общий вид столбчатых фундаментов.
Столбчатые фундаменты могут выполняться из кирпича, бута, цементогрунта, бетона.
Рис. 15 Отдельностоящие фундаменты под колонной и под стеной
Столбчатый фундамент с ростверком из сборных типовых элементов: 1 –подушка; 2 — столб; 3 — ростверк из железобетонных перемычек; 4 — проволочная скрутка; 5 — армированный монолитный пояс
Минимальное сечение фундаментных столбов принимается в зависимости от материала, из которого они изготовлены (бетон – 400мм, бутобетон – 400мм, кладка из естественного камня – 600мм, из бута-плитняка – 400мм, из кирпича выше уровня земли – 380мм, а при перевязке с забиркой – 250мм).
В местах устройства ворот фундаментные балки не выполняются в виду исключения передачи через них вибрации на остальные конструкции здания.
Достоинства: экономичны, не трудоемки.
Недостатки: недостаточная устойчивость в горизонтально подвижных грунтах, ограниченное применение на слабонесущих грунтах при строительстве зданий с тяжелыми стенами, сложность с устройством цоколя.
Рис.16 Пример план фундаментов, запроектированного с использованием нескольких видов фундаментов мелкого заложения
Источник
Практичное и экономное решение – монолитно-столбчатый фундамент
При постройке сооружения быстрота возведения и его стоимость являются одними из главных составляющих. Монолитно-столбчатый фундамент — элемент, позволяющий удешевить и ускорить строительство. В тех ситуациях, когда можно обойтись без ленточного фундамента, экономное решение является одновременно качественным и надежным. При этом необходимо заблаговременно просчитать нагрузку.
Понятие и возможность применения
В строительстве фундаментов столбчатые монолитные являются одними из разновидностей столбчатых фундаментов (в отличие от сборных) и представляет собой совокупность точечных опор, заглубленных на проектную глубину и возвышающихся над поверхностью.
Роется не траншея, как при ленточном фундаменте, а отдельные ямы нужной глубины. Затем насыпается песчаная подушка и устанавливается арматура. После чего делается и заливается фундамент. При постройке небольших сооружений с использованием техники, возможно рытье сплошного котлована.
Монолитный столбчатый фундамент состоит из двух основных элементов: подошвы (более широкой части) и стакана.
Опоры могут иметь любую форму: круглую, квадратную, прямоугольную, коническую.
Установка целесообразна в случаях:
- если строение имеет небольшой вес. Сюда относят одноэтажные деревянные жилые и хозяйственные постройки, беседки, небольшие кирпичные строения, каркасные дома;
- если требуется глубокое залегание опор под строительство кирпичных домов;
- если строение возводится на грунтах, дающих сильную усадку;
- если необходимо использовать монолитный столбчатый фундамент под колонну;
- если возвести другой вид фундамента не позволяют климатические условия.
Если на участке имеются подземные воды неглубокого залегания, их нужно предварительно отвести.
Расчет проекта
Рассчитать нагрузку на фундамент необходимо для того, чтобы определить необходимое количество столбиков и место их расположения. Далее составляется план:
- Указать расположение осей координат и размеров постройки.
- Поверхности и детали сооружения необходимо привязать к осям координат строения.
- Нанести отметки уровней фундамента и его составляющих (таких как подошвы, песчаные подушки).
- Указать марки деталей составляющих фундамента.
При проведении расчетов нагрузки на монолитный столбчатый фундамент нужно установить:
- какой будет нагрузка на основание;
- сколько необходимо опор и материалов для их изготовления.
Чтобы определить вес, который будет давить на опоры, нужно суммировать: - вес всех стен (наружных и внутренних) с учетом материала, из которого они изготовлены;
- вес кровельного пирога;
- климатические условия, в которых будет эксплуатироваться сооружение;
- вес обстановки, оборудования, животных, товаров либо техники, которые будут находиться внутри.
Расчет производится с помощью 2-х формул, которые позволяют вычислить нужное количество опорных столбов:
- Позволяет определить площадь подошвы для опоры: S=D Х 3,14: 4. Где D — это диаметр самой широкой части подошвы. Например, диаметр подошвы 100 см. Подставляем в формулу: S=100 Х 3,14: 4. Площадь основы подошвы будет равняться 7850 см.
- Позволяет определить нужное число опор. Сначала нужно узнать сопротивления грунта. Данные содержатся в специализированных справочниках. Состав грунта на месте определяется его комковатостью. Затем расчетную нагрузку нужно разделить на взятые данные и вычисленную площадь подошвы. К полученному результату добавляют по 1 опоре на каждые 10 штук, так как они имеют собственный вес.
Готовится технологическая карта на возведение столбчатого монолитного фундамента. Чтобы рассчитать арматуру, нужно знать размеры свай. При их диаметре меньше 20 см, берутся 3-4 прута с диаметром 1 см. Чем больше диаметр, тем больше нужно прутов. Горизонтальным прутьям достаточно иметь в разрезе 6 мм.
Когда проект будет готов на бумаге, его переносят на местность – разбивают чертежный план. Схему наносят на участок, где будет построен объект.
Столбчатый монолитный фундамент должен быть шире стены с обеих сторон на 12-15 см.
Этапы монтажа
На местности переносят данные чертежа на почву. Для этого используют колышки. Линии посыпают песком или известью. Размечают места установки опор. Их устанавливают по углам, в местах стыковки внутренних стен, по длине внешней стены. Углы проверяют с помощью треугольника, а длину – рулеткой. Диагонали напротив углов должны быть одинаковыми, иначе все здание будет кривым. Отступив от намеченного периметра по 40-50 см в каждую сторону (для опалубки), вбивают дополнительные колышки и натягивают шпагат.
Перед разметкой участок следует выровнять с использованием уровня. Иначе опоры окажутся на разной глубине.
Начальный этап
В намеченных местах делают ямы (вручную, буром или техникой). Если глубина установки опор превышает 1 метр, то делают опалубку. На песчаную подушку добавляют не менее 30 см глубины. Ширина ямы должна быть достаточной для возможности установки опалубки.
На следующем этапе работ дно ям нужно засыпать песчаной подушкой (слой песка и слой щебня) и тщательно утрамбовать. Желательно смочить подушку водой для лучшей утрамбовки. Именно поэтому желательно не копать по периметру сплошную траншею, а ограничиться выкопкой ям. На уплотненную поверхность кладут изоляционный материал: полиэтилен, рубероид либо мастику.
Если вырыто отверстие, то песчаная подушка просто насыпается и утрамбовывается. Она должна быть шире опоры. Если же врыт котлован, то следует установить ограничители для подушки. Для этого соединяют доски требуемой высоты и закрепляют их в грунте штырями. Ограничители не вынимаются при засыпке ям с готовой опорой.
Для ускорения монтажа используют столбчатый фундамент с монолитной плитой. На подушку под опору может укладываться железобетонная плита, если это предусмотрено проектом.
Опалубка
Съемная форма, в которую заливают бетон, называется опалубкой. Предпочтение отдается деревянным конструкциям. Из основных деталей делают несущую раму по размеру опоры фундамента. Далее на нее закрепляют щиты с нанесенными краской отметками. Деревянная опалубка должна быть влажной, чтобы не вытягивать воду из бетона.
Опалубку опускают в яму на песчаную подушку и крепят снизу штырями. Отметки, нанесенные краской, должны быть хорошо видны. Если опора имеет несколько уровней, то следующий формируют аналогично сверху нижней подошвы.
Изнутри опалубку можно обернуть рубероидом. Это сделает поверхность ровной и позволит легко снять опалубку.
Применение пенопластовой неснимаемой опалубки при монтаже столбчатого монолитного фундамента не целесообразно. Оно не даст утепляющий эффект, а лишь приведет к ненужным материальным затратам.
Между досками опалубки (в щитах) не должно быть больших щелей, иначе бетон вытечет.
Как монтируют арматуру
На дно опалубки наливают бетон толщиной в несколько сантиметров. В него вставляют арматурные прутья диаметром от 10 мм и более. Прутья могут заглубляться в песчаную подушку. Затем прутья закрепляют хомутами через каждые 20 см. Следует зафиксировать анкеры.
Длина прутьев должна быть такой, чтобы после заливки фундамента бетоном, несколько сантиметров возвышалось над опорой для ростверка.
Анкеры закрепляют на выбор следующими способами:
- в подготовленные отверстия. Для этого применяют клеящую смесь;
- до заливки бетоном. При этом анкеры контактируют с прутьями бетона.
Создание шаблона для анкеров упростит их монтаж. В шаблоне имеются отверстия под крепеж. Шаблон выставляется по уровню, обеспечивая ровное крепление всех анкеров.
Заливка бетона
Бетон можно укладывать в несколько слоев либо заливать едино разово. Если подошва имеет большой размер, то сначала заливают ее. При этом необходимо постоянно мешать раствор для выхода воздуха и уплотнения. Бетон берут с цементом марки М200 и выше. Для влажных грунтов применяется М400 или М500. Бетон делают в соотношении: на 1 часть цемента – 3 части песка и 5 частей щебня. Застывание бетона до 70% в летних условиях происходит за неделю. Затем заливают столб.
При другом способе раствор наносят слоями в 20-50 см при тщательном помешивании. Процедуру осуществляют строительным вибратором либо вручную куском арматуры. Важно не затронуть при этом арматуру. Перерыв между заливкой слоев составляет 45-50 минут. Это необходимо для уплотнения смеси – она готова, когда на поверхности появится «молочко».
После выполнения заливки нужно выровнять поверхность вручную. Полное застывание опор в естественных условиях занимает 28 дней. Для ускорения процесса могут применяться тепловентиляторы.
В случае, если почва влажная, то в бетонный раствор следует класть укрепляющие добавки с учетом показателей на месте.
Если строительство осуществляется в зимнее время, то бетонный раствор нуждается в подогреве перед заливкой.
Снятие опалубки
Опалубку убирают после полного застывания опор. Снимают осторожно, чтобы не повредить опоры.
Деревянные щиты снимаются легко, если же использовался другой материал (дсп, металл, пенопласт) – могут возникнуть трудности из-за повышенного сцепления. Поэтому следует соблюдать осторожность.
Опалубка снимается в порядке обратном монтажу.
На готовые опоры обязательно наносят гидроизоляцию. Это может быть рулонный материал, праймеры глубокого проникновения, пленка либо мастика (битум). Чем влажнее почва, тем надежнее должна быть гидроизоляция.
Засыпка
В пазухи ям производится засыпка. Если котлован был цельным, то внутрь насыпают выкопанную изначально землю. Ее увлажняют и утрамбовывают. Использование земли возможно и при выкопке ям, но глина – лучше. Ее насыпают слоями, увлажняют и трамбуют. Можно применять смесь глины и песка.
Возведение ростверка
Заключительным этапом устройства фундамента является монтаж ростверка или рандбалки. Несоединенные опоры не являются готовой конструкцией, не могут нести равномерно нагрузку сооружения и не могут использоваться. Столбчато-плитный фундамент
Ростверк создают при помощи опалубки. Высота ее до 40-50 см. Опалубка должна быть плотной, чтобы раствор не протекал. Заполнение раствором производится в один заход. Поэтому если бетон готовится на месте, то используют бетономешалку. Через каждые 30-40 см залитую смесь уплотняют строительным вибратором.
Возводиться столбчатый фундамент может с плитой перекрытия на ростверке. При этом плита на столбчатом фундаменте надежно закрепляется.
Пространство между опорами по внешней стене закрывают забиркой (фальш-цоколем).Она имеет не только внешнее декоративное значение, но и защищает от продувания.
Делают из дерева каркас, а на него монтируют забирку. Популярный материал – цокольный сайдинг. Обязательно в верней части забирки следует сделать вентиляционные отверстия, которые запрещается закрывать.
Достоинства и недостатки
Фундаменты столбчатые железобетонные монолитные имеют преимущества:
- затраты финансов по сравнению с ленточным в два раза ниже;
- быстрая постройка (меньше работы);
- не дает усадки и перемещается с грунтом;
- не требует применения специальной техники и знаний.
Негативным качеством при устройстве монолитного-столбчатого фундамента является возможность использования его только под легкие конструкции и сложности с подвалом.
Монтаж монолитно столбчатого фундамента при правильных расчетах является практичным и экономным вариантом.
Источник