Расчет фундамента монолитного стаканного типа

Фундамент стаканного типа

Фундамент стаканного типа — одна из разновидностей столбчатого фундамента, которая используется в качестве основания под монтаж опорных колонн.

• Устройство фундамента стаканного типа
• Где применяется фундамент стаканного типа
• Виды фундаментов стаканного типа
• Фундамент стаканного типа технология монтажа
• Фундамент стаканного типа видео
• Наши услуги

В данной статье мы детально рассмотрим конструкцию стаканных фундаментов, основные сферы их применения и виды таких оснований. Также будет приведена технология работ по монтажу фундаментов стаканного типа.

Устройство фундамента стаканного типа

Фундамент стаканного типа представляет собой сборную конструкцию из железобетонных блоков заводского производства. Такое блоки состоят из двух частей — базовой опорной плиты и выходящего из нее подколонника (башмака) пирамидальной формы с полостью в центральной части, в котором фиксируется ЖБ колона.

Рис 1.1: Железобетонные блоки для стаканного фундамента

Важно! Стаканные блоки, в зависимости от места монтажа колонны, могут иметь центральную и боковую нагрузку. Опорная плита в блоках, предназначенных для центральной нагрузки, имеет квадратное сечение, для боковой нагрузки используются прямоугольные плиты, обладающие соотношением сторон не меньше 0.6.

Сечение башмака зависит от размеров устанавливаемой в него колонны. Стандартные изделия выпускаются под колонны сечением 300 и 400 мм, их габариты увеличиваются с шагом в 100 мм. Минимальная толщина нижней стенки башмака составляет 20 сантиметров.

Изготовление фундаментов стаканного типа регулируется требованиями ГОСТ № 24476-80 «Сборные фундаменты из железобетона». Данный нормативный документ выдвигает к стаканным основаниям следующие требования:

• Все элементы сборной конструкции должны изготавливаться из бетона марки М200, который соответствует группе водонепроницаемости В2 (впитывание влаги не более 5% от собственного объема);
• Подошва и подколонник подлежат обязательному армированию. Для укрепления плиты используется арматурная сетка серии 1.410-3, для укрепления подколонников — горячекатаная арматура класса А2 и А3.

Важно! В дополнение к стержневому армированию подколонники также укрепляются арматурной сеткой, из которой формируется объемный каркас, расположенный по четырем стенкам башмака на всю их высоту. Армокаркас при укреплении стаканного фундамента утапливается вглубь бетона минимум на 5 сантиметров.

Рис 1.3: Схема армирования стаканного фундамента

Где применяется фундамент стаканного типа

Стаканный фундамент классифицируется как основание неглубокого заложения, при его возведении нет необходимости производить большой объем земляных работ. За счет того, что вся конструкция поставляется с завода в уже готовом к монтажу виде, установить сам фундамент и возвести перекрытия и стены здания можно в минимальные сроки. После монтажа стаканного фундамента не требуется выжидать паузу в строительных работах, как в случае с монолитными фундаментами, которые требуют месячного простоя для отвердевания бетона.

Вышеуказанные преимущества являются ключевыми факторами, обуславливающими востребованность стаканных фундаментов в производственном строительстве. Такие основания незаменимы при обустройстве сельскохозяйственных помещений — свинарников, стойл для крупного рогатого скота, курятников, хранилищ для продукции растениеводства.

Рис 1.4: Использование стаканного фундамента при строительстве двухэтажного промышленного здания

Также стаканные фундаменты задействуются при строительстве инфраструктурных промышленных объектов — складов и ангаров, гаражей, канализационных станций.

В автодорожном строительстве стаканный фундамент используется при возведении мостов, также он нередко применяется при обустройстве подвальных конденсационных этажей на атомных электростанциях.

Важно! В индивидуальном строительстве стаканный фундамент, из-за высокой стоимости, используется крайне редко. На нем могут возводится некоторые виды каркасных домов, однако для частной застройки применение свайного фундамента предпочтительнее по всем параметрам.

Виды фундаментов стаканного типа

Классификация фундаментов стаканного типа выполняется в зависимости от конструкционных особенностей используемых блоков. Они могут отличаться:

• По габаритам;
• По способу соединения колоны с башмаком.

Железобетонные колоны квадратного сечения закрепляются в стаканах с помощью бетонного раствора класса М200 и М300. Также существует технология закрепления колон с помощью анкерных болтов, однако в отечественном строительстве она слабо распространена. Металлические колоны стыкуются со стаканом посредством сваривания с выпусками арматуры подколонника.

Рис 1.5: Основные марки блоков для стаканного фундамента согласно ГОСТ

Типы стаканных блоков, согласно нормативам ГОСТ № 2447680, определяются исходя из габаритных размеров и несущей способности. Все фундаменты имеют унифицированную маркировку, рассмотрим ее на примере стаканного фундамента 1Ф 13-9-2:

• 1Ф — фундамент стаканный под колонну сечением 300*300 мм (2Ф — под колонну 400*400 мм);
• 13 — площадь сечения опорной подошвы, округленная до дециметров (в данном фундаменте она составляет 1300*1300 мм);
• 9 — высота посадочного гнезда в подколоннике;
• 2 — тип фундамента согласно несущей способности конструкции.

Совет эксперта! Также стаканные блоки могут делиться на виды в зависимости от гидрофобности бетона, если изделие соответствует группе водонепроницаемости В2 его маркировка не содержит никаких дополнительных указателей, однако если бетон имеет пониженную водопроницаемость, это указывается литерой «П» в конце маркировки.

Фундамент стаканного типа технология монтажа

Блоки стаканного фундамента отличаются большим весом — от 1.3 до 5.8 тонн, что требует применения крановой техники для их монтажа. Помимо стрелового крана и его машиниста в укладке стаканного фундамента должны быть задействованы два монтажника.

Согласно действующим нормативам, продолжительность установки одного стаканного блока весом в полторы тонны должна составлять 27 минут.

• Этап №1 — подготовительные и земляные работы

Участок, на котором будет устанавливаться стаканный фундамент очищается от строительного мусора и поверхностной растительности. Если в проекте предусмотрен монтаж блоков на дне котлована, выполняется разработка грунта с помощью экскаватора.

При мелкозаглубленной установке блоков котлован вырабатывается на глубину, равную высоте опорной плиты стаканного блока. Котлован может быть обустроен для каждого блока отдельно, либо в виде сплошной линии, повторяющей контуры стен здания.

Рис 1.6: Стаканный блок помещенный в отдельный котлован

При необходимости создания уплотняющей подсыпки длина и ширина котлована должна быть на 30 сантиметров больше аналогичных размеров опорной плиты. После выемки грунта производится зачистка котлована, выравнивание и уплотнение его дна.

• Этап №2 — обустройство уплотнения

Уплотняющая подсыпка под стаканный фундамент обустраивается из песка и мелкофракционного щебня. Необходимость в ней возникает в условиях низкоплотных грунтов, которые склонны к усадкам под весом здания и фундаментной конструкции.

Важно! Уплотняющий слой должен на 30 сантиметров выступать за пределы опорной плиты, в противном случае не будет обеспечено равномерное опирание блока на подготовку, что чревато перекосом железобетонной конструкции.

Рис 1.7: Схема монтажа стаканного фундамента стреловым краном

Толщина уплотнения варьируется в зависимости от веса стаканного блока, однако при любых условиях толщина слоя песка и щебня должна быть идентичной.

Первым слоем выступает щебень — он равномерно распределяется и выравнивается на дне котлована. Щебень уплотняется с помощью ручной трамбовки либо навесного оборудования стрелового крана. Поверх щебня насыпается слой песка, который поливается водой со шланга и уплотняется аналогичным образом.

• Этап №3 — разметка базисных осей

На дне котлована выполняется разметка места монтажа стаканного блока. Оси разбивки закрепляются на обносочных досках с помощью бечевки либо проволоки диаметром 2 миллиметра. В местах пересечения осей устанавливается отвес (массой не мене 0.5 кг) и центральная точка расположения опорной плиты переносится на землю.

Рис. 1.8: Схема разбивки осей стаканного фундамента

С помощью размерного шаблона устанавливаемой плиты на грунт переносятся боковые контуры положения блока, которые размечаются с помощью арматурных колышек и натянутой между ними бечевки.

Совет эксперта! После разметки фундамента горизонтальность подсыпанного слоя проверяется с помощью нивелира и выравнивается до идеально ровного уровня.

• Этап №4 — установка блока

Перед началом установки блоков один из строителей проверяет состояние монтажных петель на железобетонных конструкциях, в случае искривления они выправляются молотком.

Далее на грани стакана с помощью краски наносятся ориентиры, указывающие на проектные стороны расположения осей блока. Один монтажник производит строповку блока, цепляя в монтажные петли зацепы тросов стрелового крана. Строповка может выполняться двумя либо четырьмя крюками, в зависимости от габаритов железобетонной конструкции.

Рис 1.8: Последовательность монтажа стаканного фундамента

Проверив надежность зацепов монтажник отходит от стакана на безопасное расстояние и дает команду оператору крана на поднятие блока. Нижняя стенка поднятого изделия очищается от налипшей земли, после чего кран перемещает стакан на место укладки.

На высоте 15-20 сантиметров над грунтом два монтажника начинают в ручную корректировать установку блока, разворачивая и смещая его в требуемом направлении.

По команде монтажников оператор крана полностью опускает блок на грунт, после чего с помощью ломов строители выравнивают его положение относительно осям разметки. Когда блок занимает требуемое пространственное положение производится демонтаж строповки и начинается установка следующей конструкции.

Фундамент стаканного типа видео

Для лучшего понимания технологии обустройства фундамента стаканного типа предлагаем вашему вниманию видео, объясняющие основные нюансы данного процесса:

Видео №1 — Особенности разбивки фундамента

Видео №2 — Теоретические основы установки колонн в стаканные блоки

Наши услуги

Компания «Богатырь» принимает заявки на следующие типы работ: забивка свай, лидерное бурение под сваи, забивка шпунта. Смотрите подробнее про наши услуги в меню сайта. Чтобы оставить заявку на выполнение работ, заполните форму.

Источник

Расчет фундамент стаканного типа под колонны.

Определение нагрузок и усилий

За расчетный участок принимаем стену длиной L=6м, равную расстоянию между прогонами перекрытий. Нагрузку на 1 м длины стены от междуэтажных перекрытий собираем с площади

Нагрузка от покрытия (согласно таблице ) :

постоянная – нормативная g₁ n = 8557 Н/м 2 ,

расчетная g₁ = 9426 Н/м 2 ;

временная (снеговая) – кратковременная нормативная p n _1cd = 300Н/м 2 , длительная нормативная p n _1ld = 700 Н/м 2 ;

расчетная кратковременная p_1cd = 390 Н/м 2

Нагрузка от междуэтажных перекрытий (согласно таблице ):

постоянная – нормативная g₂ n = 3606 Н/м 2 ,

расчетная g₂= 3976 Н/м 2 ;

временная-длительная нормативная p n _2ld = 1400 Н/м 2 ,

кратковременная нормативная p n _2сd = 600 Н/м 2 ,

расчетная длительная p_2ld = 1820 Н/м 2

кратковременная p_2сd = 780 Н/м 2 .

Согласно расчету принимаем конструкцию стены:

кладка из силикатного кирпича толщиной 640 мм и штукатурка из цементно- песчаного раствора толщиной 20 мм(640+20+20)=680 мм = 0,68 м

1. Нагрузка от колонны:

2. Нагрузка от стены: стена от отметки ±0,0 до отметки 6,36 за вычетом оконных проемов

где, коэффициент k₀ учитывает количество оконных проемов в пределах этажа:

здесь А_0w — площадь оконного проема :

А_w — площадь простенка:

3. Вес оконного остекления на ℓ =1м, считая вес его около 500 Н/м 2 ,

4.Вес подземной части стены из крупных бетонных блоков

N₄ n = hHρ = 0,6*2,7*24000 = 38880 Н/м,

где в формулах плотность ρ- бетонных блоков дана в Н/ м 3

h- высота блока (ФБС 24.6.6т).

5.Подсчет суммарной нагрузки на 1 м стены:

где n_p = 1-число междуэтажных перекрытий:

здесь φ₁ = 0,95— для длительной нагрузки и φ₂ = 0,9 – для кратковременной нагрузки, так как учитываются две кратковременные нагрузки( согласно n.112. СНиП).

p₁ = 390*0,9+910*0,95=1215,5 Н/м 2 = 1,21 кН/м 2 ;

p₂ = 780*0,9+1820*0,95 = 2431 Н/м 2 = 2,43 кН/м 2 ;

Определения ширины подошвы фундаментных блоков

Принимаем расположение блоков в плане вплотную один к другому. Расчетное сопротивление грунта принимаем R₀ = 0,25 МПа.

При длине блока-L=1м, требуемая ширина – b с учетом γ_n = 0,95

γ_mf = 20 кН/м 3 = 0,02 Н/см 3 ;

d=2,7м=270 см глубина заложения фундамента

принимаем b=100 см, кратно 200 мм,

Расчет площади сечения арматуры ленточного фундамента

Прочность фундамента рассчитывают только в поперечном направлении. Изгибающий момент в консоли у грани стены от расчетных нагрузок

N = 160,7 кН/м; При осевом нагружении, площадь сечения арматуры определяют по изгибающему моменту в сечении у грани стены по формуле:

где с– вылет консоли, с= (b-0,6)/2=(1 -0,6)/2=0,2м=200см

с

p-давление грунта на единицу площади подошвы фундамента:

р= N γ_n / (L*b) = 145,3*0,95 / (1*1) =138кН/м²= 0,138мПа ;φ_b2 =0,6 коэффицент учета всех нагрузок (для тяж. бетона=0,6 ). R_bt = 0,85МПа,назначаем окончательно h =10 см и h₀ =10-3,5=6,5 см.

Площадь сечения арматуры

As= M/ (0,9 h₀ Rs) = 2,76*10 5 / (0,9*6,5*280*100) = 1,82см 2 .

Принимаем рекомендуемый минимальный шаг стержней 200 мм, тогда по длине блока в 1 м укладывают 4 Ø 10 АII, As=3,14см 2 .

μ= (As / L*h₀ )*100 = 3,14*100/ 100*6,5 = 0,48% > μ _min = 0,1%.

Расчет фундамент стаканного типа под колонны.

Сечение колонн предварительно принимаем b_c * h_c = 400 * 400 мм.

Расчетная длина колоны в первом-втором этаже равна высоте этажа Ɩ₀ = H_f = 2,7 м, а для первого этажа с учетом некоторого защемления, колонны в фундаменте Ɩ₀ = 0,7 Н₁ =0,7 *2,7 = 1,89 м.

Собственный расчетный вес колонн на один этаж:

Собственный вес 2-х этажей = 11,8+20,2= 32 кН.

Рассчитать и спроектировать фундамент колонны среднего ряда сечением 40х40 см. Бетон фундамента — класса B15, с R_b = 8,5 МПа, R_bt = 0,75 МПа,

γ_b2 =0,9. Рабочая арматура — класса A-III с R_s = 280 МПа; конструктивное армирование — арматура класса А-1.

Расчетные комбинации усилий в колонне у заделки в фундамент следующие:

Нормативная нагрузка N_n = N_l/γ_f m = 787/1,15 = 684кН, где γ_f m = 1,15 — усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

Площадь сечения арматуры подошвы квадратного фундамента находят из расчета фундамента на изгиб:

М₁ = 0,125*R_s (a — h_c) 2 *b= 0,125 * 280*100 (150 — 40) *150 = 577 кН*м.

М₂ = 0,125*R_s (a — a₁) 2 *b = 0,125 * 280*100 (150 — 110) *150 = 210 кН*м.

Грунт основания — маловлажные пески плотности с R₀ = 0,3 МПа. Глубина заложения фундамента 2,86; масса единицы объема бетона фундамента и грунта на его обрезах — γ_mt = 20 кН/м 3 .

Требуемая площадь подошвы фундамента

Размер стороны квадратной подошвы а =√ A_{f cal} = √2,8 = 1,67м. Принимаем размер а = 1,5 м (кратный 0,3 м).

Давление на грунт

Рабочая высота фундамента из условия продавливания

h₀ = (0,4 + 0,4) /4+0,5 √684/0,9*0,75*10 3 +350 = 0,61м.

Полная высота фундамента устанавливается из условий : продавливания Н= 61+4 = 65 см; заделки колонный в фундаменте

Н = 1,5h_cal +25 = 1,5*40+25= 85 см; анкеровки продольной арматуры колонны Ø 28 А-III в бетоне колонны класса В20.

Н= 30d +25 = 30 * 2,8 + 25 = 109 см.

Принимаем трехступенчатый фундамент высотой 110 см, h₀ = 110 — 4 =106 см; высоту каждой ступени принимаем по 30 см; толщину дна стакана 20+5=25см; высоту первой и второй ступеней по 35 см, третьей — 40 см.

Проверяем рабочую высоту нижней ступени фундамента h₀₁ = 30-4 = 26 см по условию прочности на поперечную силу без поперечного армирования в наклонном сечении:

Источник