Фундамент стаканного типа под колонны. монолитный и сборный

Фундамент стаканного типа под колонны

Схема стаконного фундамента

Стаканный тип оснований отличается своей конструкцией, сложностью в монтаже и выдерживает большие граничные нагрузки.

Благодаря своей особенной конструкции в виде стакана, он используется для монтажа железобетонных или металлических колонн круглой и прямоугольной формы, отвечают требованиям ГОСТ 23972-80 по типу бетона, выбору строительных материалов, а также допустимым нагрузкам.

Фундамент стаканного типа – это разновидность столбчатого основания, используется для возведения промышленных зданий большой высоты и широких пролетов по секциям.

Основное преимущество – это возведение в строгом соответствии с ГОСТом и высокая прочность несущей конструкции. Недостаток – это стоимость, но она нивелируется другими техническими характеристиками основания.

Основная задача стаканного фундамента – это передача нагрузки от несущих перекрытий на подушку ленточного основания, причем делается это с помощью железобетонных опор, жестко установленных внутри стакана.

Верхняя кромка колонны также жестко соединяется с ленточной или сборной конструкцией ростверка, который может быть смонтирован даже на большой высоте от уровня почвы.

Где используются стаканные фундаменты

Монолитные железобетонные фундаменты стаканного типа

• При возведении колонных промышленных зданий;
• Для обустройства подземных гаражей в несколько ярусов;
• Как несущее основание для мостов, эстакад и высоковольтных линий электропередач;
• Как единственно правильный вариант в соответствии с ГОСТОМ при строительстве машинных залов, конденсаторных и компрессорных в атомной энергетике;
• При монтаже каркасных зданий большой длины на сыпучих почвах с различным расслоением по горизонтальным направлениям;
• Когда нужно обеспечить надежность здания в сейсмически активных зонах;
• Если при проектировании промышленного здания предусмотрены колонны, на которых устанавливаются несущие перекрытия шириной пролета от 6 до 9 метров в соответствии с ГОСТом 23972-80.

Особенности конструкции такого основания

Устройство стаканных фундаментов

В ГОСТе 23972-80 четко указано, какая должна быть конструкция самого стаканного фундамента, допустимые параметры и нагрузки, а также размеры подошвы и тип арматуры. В целом, он состоит с нескольких сборных элементов:

• Монолитной опорной подушки большого размера круглой или прямоугольной формы, обработанной гидроизоляцией. Подушка может быть фабричной или сделана прямо на месте, устанавливается на прочную песчано-гравийную подушку;
• Железобетонного подстаканника в центре плиты;
• Железобетонной или металлической колонны фиксированной длины и толщины, устанавливаемой в стакан;
• Бетонного столба, который удерживает несущую железобетонную балку. Уже на балке стоят несущие конструкции будущего сооружения. Это разновидность столбчатой конструкции, поэтому столбы могут быть различной длины, но верхняя кромка обязательно делается строго горизонтальной.

Сама железобетонная плита, в зависимости от расчетных нагрузок, должна составлять площадь от 12 до 52 квадратных метра. Бывает сборной и монолитной, причем сборные конструкции имеют наклонную поверхность, а монолитные – горизонтальную.

Как правило, в промышленности чаще используют монолитную конструкцию, которая легче в монтаже, быстрее возводится и требует минимум затрат на механизированную технику.

Стакан можно делать монолитным вместе с плитой или соединенным с ней армированием, тут многое зависит от характеристик почвы на строительной площадке и нагрузок от самого здания. Все стаканы имеют усиленное горизонтальное и вертикальное армирование, соединительные элементы жесткие.

Монтируются стаканные фундаменты на устойчивых почвах, предусматривающих послойную деформацию на большой площади.

На пучинистых и просадочных почвах использовать стаканные конструкции нельзя через неравномерность воздействия на основания в различных местах.

Номенклатура стаканных фундаментов в соответствии с ГОСТ 23972-80

Монолитные стаканные плиты марок ФЖ18-м-2 и ФЖ-1м используются специально для установки железобетонных колонн сборного типа. Сечение стакана составляет 700-500 и 300-300 мм соответственно, при производстве плит используется бетон с прочностью В15 и морозостойкостью F50.

Также внешняя поверхность плиты обрабатывается органической пластичной гидроизоляцией в несколько слоев, поэтому водонепроницаемость составляет в пределах W2-W8.

Фундамент стаканного типа: технические требования по ГОСТ 23972-80

Государственный стандарт союза сср фундаменты железобетонные для параболических лотков технические условия гост 23972-80

• Бетон марки не меньше М200 В2;
• Монтаж конструкций только после достижения необходимой прочности бетона;
• Уровень водопоглощения не более 5%, достичь показателя можно с помощью гидроизоляции;
• Жесткое армирование по всем поясам;
• Толщина бетонного слоя вокруг арматуры не менее 3 см;
• Толщина трещин в бетоне не более 0,1 мм;
• Полное удаление монтажных петель с помощью болгарки, удаление ударным методом строго запрещено;
• Арматуры в обнаженном виде в основании быть не должно.

Фундамент стаканного типа довольно дорогие в монтаже, ведь тут используется мощная толстая арматура, опалубка и сложная система гидроизоляции. Сейчас по ГОСТу можно купить несколько по размерам стаканных оснований:

Размеры, мм (ДхВхШ)

Преимущества и недостатки стаканных оснований

• Учитывая, что производятся стаканные конструкции только в заводских условиях по требованиям ГОСТа, они отличаются высокой прочностью и надежностью;
• Можно возвести основание в сжатые сроки;
• Выдерживают большие нагрузки.

Но есть и недостатки таких фундаментов, среди которых – это стоимость изделий, их большая масса и необходимость использования мощной строительной техники.

Ведь стаканные сборные конструкции имеют большую массу и размеры, поэтому тут предусмотрена сложная транспортировка к месту строительства.

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.

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. Затем наносятся контуры будущего основания и копаются траншеи на заданную глубину. На дне ям делается песчано-гравийная подушка, увлажняется и трамбуется.
5. 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.
6. После установки блоков нужно подождать, пока бетон наберет марочную прочность и потом начинать монтаж столбов для несущих конструкций.

Гидроизоляция стаканного фундамента

Гидроизоляционный материал для фундамента в рулонах

Учитывая, что основание стаканного фундамента делается с бетона, то он неизбежно будет разрушаться за счет воздействия грунтовых вод. Соответственно, нужно обязательно делать монтаж гидроизоляции по внешнему контуру плит прямоугольной формы. Как правильно делать гидроизоляцию плиты?

1. Сначала нужно тщательно очистить поверхность фундамента от загрязнений и выровнять с помощью жидкого бетонного раствора;
2. Затем на чистую поверхность нанести слой битума или другой водоотталкивающей смазки и подождать несколько часов, пока она высохнет;
3. Поверх битума установить слой рубероида, все соединительные швы герметизировать мастикой или жидкой смолой;
4. В некоторых случаях допускается покрывать гидроизоляцию в несколько слоев, особенно если грунт отличается высоким уровнем залегания грунтовых водяных горизонтов.

Если возводить фундаменты стаканного типа строго в соответствии с нормами ГОСТа, делать правильный монтаж и использовать только заводские бетонные изделия, тогда основание получится прочным, способным выдержать огромные нагрузки. Не стоит его возводить «на глаз», тут нужен четкий и правильный расчет каждого элемента, вплоть до максимальной глубины погружения несущей плиты.

Фундаменты стаканного типа под колонны

Фундамент стаканного типа предназначается для устройства основания под колонны (металлические либо железобетонные). Его относят к разновидности фундаментов столбчатого характера. Именно конструкции стаканного типа под колонны отличаются высокой прочностью.

Верхняя часть стаканного типа не подлежит заливке бетоном, а собирается из отдельных, готовых фрагментов.

Функция стакана заключается в разгружающем действии.

В основном его задача та же, что и у подушки в ленточном фундаменте. Эти виды (ленточный и стаканный) имеют и отличия. Главное из них – то, что монолитный либо сборный столб располагается выше стакана.

Проще говоря, его верхняя часть не подлежит заливке бетоном, а выполняется с использованием готовой конструкции (сборные). Теперь более подробно рассмотрим все особенности и параметры, характеризующие фундамент стаканного типа.

Изготовление конструкции

Схема устройства фундамента стаканного типа.

Изготовление стаканов под колонны производится с использованием бетона и усиленной схемы армирования. Именно за счет этого такие типы обладают более высоким сроком службы. Фундамент стаканного типа не предназначен для использования в сфере индивидуального строительства. Его прямое назначение – возведение промышленных объектов и мостов.

Еще один важный факт: такой фундамент под колонны нельзя устраивать на грунте, имеющем просадочный либо пучинистый характер. Самым частым использованием такого типа является устройство металлических или железобетонных колонн, установка которых выполняется в специальный стакан, после чего проводится фиксация.

Если говорить об основных требованиях, то они изложены в ГОСТе 23972-80. К ним относятся:

• используемый для изготовления бетон должен соответствовать марке 200, а характеристики водонепроницамости – марке В2;
• характерная отметка для водопоглощения бетонной конструкции не должна быть выше 5%;
• поставка готовых изделий возможна только после набора бетоном должного предела прочности;
• армирование при изготовлении фундамента является обязательным условием, толщина слоя вокруг арматуры не может быть меньше чем 3 сантиметра;
• обнаженная арматура в готовой конструкции расценивается как брак, использование таких изделий категорически запрещено;
• наличие в бетонном изделии трещин, превышающих значение в 0,1 миллиметра, требует замены на более качественный экземпляр;
• при выполнении строительных работ имеющиеся на изделии монтажные петли аккуратным способом удаляются, вбивать их в бетонную конструкцию запрещается.

4.3.3. Отдельные фундаменты под колонны (ч. 1)

Библиотека / Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения / Глава 4. Конструкции фундаментов мелкого заложения

Основным типом фундаментов, устраиваемых под колонны, являются монолитные железобетонные фундаменты, включающие плитную часть ступенчатой формы и подколонник.

Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (см. рис. 4.1, а), монолитных — соединением арматуры колонн с выпусками из фундамента (рис. 4.8, а), стальных — креплением башмака колонны к анкерным болтам, забетонированным в фундаменте (рис. 4.

8, б).

Рис. 4.8.

Соединение колонн с фундаментома — монолитной; б — стальной; 1 — арматурные сетки; 2 — анкерные болты

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

Таблица 4.22. высота ступеней фундаментов, мм

Модульные размеры фундамента следующие:

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

Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий

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

Монолитный железобетонный фундамент под колонны

Фундамент под колонны является одной из разновидностей железобетонных оснований. Колонна – железобетонная или металлическая – это основная деталь конструкции сборных каркасных зданий. На них опираются железобетонные или металлические фермы свода, также на колонны крепится обшивка постройки – бетонные плиты, сэндвич панели, профнастил и т.п.

Виды бетонных оснований под колонну

Фундамент под колонну может быть либо сборным, либо монолитным.

• Сборный тип производится на заводах железобетонных изделий по специальным стандартам – это так называемые «стаканы». Монтаж их производится уже в готовом для дальнейшей эксплуатации виде.
• Монолитный фундамент отливают из бетона прямо на месте установки будущей колонны. Изготавливается он с учётом целого ряда нюансов – прежде всего, типа грунта и предполагаемой нагрузки.

Особенность конструкции с использованием колонн состоит в том, что каждая опора «работает» индивидуально. Поэтому, при неправильном устройстве основания, возможно проседание или перекос отдельных колонн, что чревато разрушением всей постройки.

Каркас для заливки монолитного основания колонны

По типу устройства монолитные фундаменты под колонны (как их ещё называют в архитектуре – «столпы»), бывают:

1. Ленточными.
2. Сплошными.
3. Столбчатыми.
4. Свайными.

Рассмотрим подробнее разные виды монолитных железобетонных фундаментов для столбчатых опор.

Столбчатый фундамент

Как видно из названия, он имеет форму заглублённого в землю столба. Изготавливается в основном из железобетона, и предназначен для установки несущих опор на слабых и болотистых грунтах. Может также применяться и на твёрдых почвах как наименее затратный вариант – на его устройство уходит гораздо меньше материала и времени.

Ленточный фундамент

Конструкция ленточного основания под размещение колонн

Ленточное основание под каркасное здание применяется в том случае, если проектом предусмотрено заполнение пространства между колоннами капитальными стенами из кирпича, шлакоблока, газобетона и т.д.

Конструктивно он представляет бетонную полосу, залитую по периметру будущего здания, а также под внутренними капитальными стенами.

 Главным отличием ленточного основания под столбчатые опоры от обычного ленточного фундамента – это усиление в местах монтажа будущих колонн.

Сплошное основание

Представляет собой монолитную бетонную плиту, залитую по всей площади будущей постройки. Монтаж опор при этом производится по периметру плиты. В точках их установки производится усиление металлического каркаса, или углубление бетонного основания.

Свайные основания

Монтаж опор на сваях производится в основном там, где из-за характеристик грунта невозможно устройство других типов фундамента. Например, при строительстве зданий на насыпных грунтах и в болотистой местности с высоким уровнем грунтовых вод.

В зависимости от размеров здания могут применяться сваи различной величины и конструкции. Для возведения лёгких построек вполне достаточно будет винтовых или буронабивных свай, которые без труда можно смонтировать своими руками.

Расчёт основания

Перед расчетом количества колонн всегда необходимо рассчитать вес будущего здания

Перед тем, как приступить к работе, следует составить проект будущей конструкции.

Для этого нужно произвести расчёт предполагаемой нагрузки на основание здания.

Исходя из этого, можно определить необходимое число опор, их размер, структуру армирования каркаса, выбрать, какой тип фундамента будет наиболее предпочтительным.

При выборе того или иного вида основания также обязательно учитываются особенности грунта, на котором будет производиться строительство. В зависимости от массы постройки и от типа грунта определяется глубина закладки основания.

При проектировании фундамента нужно учитывать следующие нюансы:

1. Более плотный грунт может выдержать большие нагрузки.
2. Чем больше площадь основания, тем большую массу оно может принимать на себя.
3. В случае высокого уровня подпочвенных вод, нижняя точка фундамента должна находиться ниже уровня промерзания грунта.

При составлении проекта будущей постройки нужно стремиться к тому, чтобы вся её масса более или менее равномерно распределялась на все опоры. Кроме того, необходимо учитывать особенности почвы в каждой отдельной точке заложения опор. Все они должны находиться в однородном слое грунта, с аналогичными характеристиками.

Этапы устройства основания

При разметке участка желательно использовать геодезическое оборудование

После того, как будут закончены работы над проектом будущего здания, следует приступать непосредственно к строительным работам. Прежде всего, производится перенесение проектных чертежей на местность.

Участок строительства разбивается с помощью осевых линий – тонкой проволоки или шпагата, натянутых на колышки.

Эти колышки устанавливаются таким образом, чтобы осевые линии, пересекаясь между собой, образовывали периметр будущего здания. Затем производятся земляные работы. Их характер и объём полностью зависят от типа запроектированного фундамента.

Для равномерного распределения веса здания на опоры, необходимо максимально точно рассчитать на местности точки заложения оснований под столбы.

Ниже рассмотрим особенности устройства монолитных фундаментов для колонн, производимых по различным технологиям.

Столбчатое монолитное основание

Для устройства столбчатого монолитного фундамента достаточно выкопать яму нужной глубины под заливку монолитного стакана, либо для установки готового «стакана». На дне также сооружается песчано-гравийная подушка. Перед заливкой монолитного столбчатого фундамента вымеряется точка установки колонны и сооружается опалубка.

Внутрь нее помещается каркас с закладной или с выступающими вверх штырями для крепления будущей опоры. Конструктивно столбчатое основание может быть исполнено как в виде монолитной плиты, так и в виде ступенчатой пирамиды из двух-трёх уступов. В последнем случае каждая ступень заливается по отдельности, начиная с самой нижней.

Посмотрите видео, как производится установка колонны в стакан.

Ленточное монолитное основание

В этом случае выкапывается траншея по всему периметру постройки, а также там, где будут проходить внутренние несущие стены. В точках монтажа колонн делаются расширения или углубления в грунте, если проектом предусматривается установка или заливка в этих местах бетонных «стаканов».

Конструкция ленточного основания под колонны

В случае если общая масса строящегося здания не такая уж и большая, можно обойтись без подобного усиления конструкции. Достаточно будет в точках монтажа несущих опор лишь усилить каркас с помощью более толстой арматуры, выпуска вертикальных стержней или установки металлических пластин – «закладных».

По всему периметру траншеи, на дно засыпается подушка из крупного песка, гравия или щебня, а затем укладывается объёмный каркас. Он собирается и монтируется таким образом, чтобы возвышаться над уровнем траншеи на определённую высоту (не менее 30-40 см), необходимую для защиты стен здания от потоков талой и дождевой воды. Выступающая часть каркаса забирается в опалубку.

Сплошное монолитное основание

Для заливки сплошной железобетонной плиты необходимо снять верхний слой почвы на всей площади будущей постройки.

Затем площадка выравнивается в горизонтальной плоскости и засыпается щебнем, песком или гравием.

Поверх песчано-гравийной подушки укладывается объёмный каркас, в точках монтажа опор также делается усиление каркаса, выпускаются стержни (анкерные болты) либо монтируется металлическая закладная пластина.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как производится монтаж колонны на готовое основание.

Свайные монолитные основания

По типу устройства такие основания могут быть нескольких типов, но к монолитным фундаментам под колонны можно отнести, пожалуй, только буронабивную технологию. В местах монтажа будущих колонн с помощью бура делается отверстие, куда устанавливается опалубка.

Устанавливать закладные, анкера или выпуски арматуры под будущую колонну лучше до заливки монолита. В этом случае возможно скрепить данные детали с каркасом, что делает связь колонны с основанием более прочной. Кроме того, это отнимет гораздо меньше сил и времени.

Поскольку от правильного выбора фундамента зависит надёжность здания и долговечность его эксплуатации, подходить к расчётам нужно очень ответственно. Наилучшим вариантом будет обратиться к специалистам, которые смогут составить проект с учётом всех мельчайших нюансов.

Фундамент под металлическую колонну

Монолитные основания стаканного типа

Равномерное распределение нагрузок в каркасных конструкциях зданий и сооружений на подстилающие грунты необходимо для устойчивости всей постройки, поэтому важно правильно рассчитать и смонтировать фундамент под колонны, обеспечивающий долговременную эксплуатацию стен и перекрытий. Колонны часто применяются в качестве нагруженных элементов при строительстве не только промышленных, но и жилых зданий и устанавливаются с такими же жесткими требованиями по надежности и допустимым отклонениям от проектного расчета, независимо от способа их производства и монтажа.

Значимые требования к фундаменту

В типовом строительстве каркасные здания возводятся только промышленного назначения. С развитием сегмента индивидуальных построек из нескольких этажей большой площади стали востребованы несущие опоры в виде колонн как в самих домах, так и в придомовых сооружениях (балконы, ограждения, навесы, гараж на несколько автомобилей).

Часто каркасная конструкция наружных стен, поддержки перекрытий выполняется в виде столбов из армированного монолита с заполнением промежутка между ними легкими газобетонными блоками.

Неравномерная просадка бетонных стоек приведет к растрескиванию материала стен.

Поэтому нужно ответственно подойти к правильному устройству фундамента под несущими элементами, которые изготавливаются в виде столбов.

Основным документом для такого строительства будет «Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий».

Готовые железобетонные изделия

При проектировании опорной части строения в расчет можно закладывать стандартные элементы заводского производства с уже известными характеристиками и монтажными петлями для быстрой установки.

Исходные условия

Размеры подошвы под стоящую опору выбирают, чтобы нагрузка на плоскость контакта с грунтом не оказалась выше его несущей способности. Типовые показатели для усадки каждого отдельного нагруженного элемента в фундаменте не превышали допустимых значений, указанных в нормативах.

Колонна может стоять на отдельном фундаменте или располагаться в группе, для которой имеется единое основание (ленточного или плитного типа).

Группа колонн на едином основании

Выпуски арматуры под будущие колонны в монолитной бетонной плите.

При расчете столбчатого фундамента под колонну в качестве отправного значения берется площадь подошвы 1 столба. Необходимое количество таких опор нужно принимать с запасом не меньше 50% по прочности на каждый устанавливаемый элемент.

Материалами для изготовления одиночных фундаментов служат:

• изделия из железобетона;
• бутовый камень;
• кирпич;
• наливной бетон.

К жестким видам оснований относят конструкции из монолитного марочного бетона и выполненные кладкой из кирпича.

Колонны, устанавливаемые на подготовленный фундамент, различаются по виду материала изготовления: металлические, железобетонные изделия. Каждая разновидность имеет свой способ крепления в нижней точке. Подколонники под них изготавливаются в заводских условиях (стандартного типа) или прямо на строительной площадке по месту установки (проектный расчет).

Подошвы для железобетона

Несущие конструкции из колонн устанавливают на отдельно стоящие фундаменты стаканного типа, чтобы не заливать большой объем бетона в ленты или плиты.

Они примут и распределят нагрузку от сооружения в самых ответственных точках. Стандартные изделия для типового строительства промышленных объектов делают на заводах в готовом для сборки виде.

Они состоят из расширяющейся к низу подошвы под колонну и вставляемого в стакан столба.

Такие сборные элементы должны соответствовать ГОСТ 24476-80.

Пример готового фундамента (с различными вариантами габаритов) для колонны показан на чертеже:

Увеличение площади контакта с грунтом за счет расширяющейся опорной пятки приводит к следующим результатам:

• повышается несущая способность колонны;
• уменьшается нагрузка на грунт от общего веса фундаментной конструкции за счет разницы в сечении подошвы и вертикальных столбов – их Ø считается по способности выдержать здание, но не зависит от площади опоры.

Стаканы с балками

В многоэтажном строительстве допустимо выбирать такой тип опоры, если залегающие под зданием грунты непучинистые, спокойные и не склонны к просадке. Стаканы могут стоять на прочных неподвижных породах с глубоким уровнем залегания грунтовых вод.

Соединение отдельных колонн и их фундаментов в единую жесткую конструкцию ленточного типа выполняют 2 основными видами соединений:

1. Железобетонные изделия связывают вставками балок в основания колонны с последующей заливкой цементным раствором.
2. Стальные элементы скрепляют анкерными болтами, которые залиты в фундаментном блоке под отверстия в пятке колонны и обеспечивают прочную неподвижную фиксацию.

Заливка фундамента по месту

Для заливки фундамента по месту установки колонны выполняют индивидуальный расчет с определением площади подошвы, веса и высоты стакана.

Нужно правильно изготовить арматурный каркас по усиленной схеме, чтобы создаваемая конструкция имела высокую степень прочности. Закладка анкерных болтов производится согласно ГОСТу 24379.1-80, отклонения допускаются в пределах ±0,02 см от проекта.

Как должно выполняться армирование подколонника под отдельно стоящую металлическую опору оценивается на этом видео:

Изготавливать фундамент под металлическую колонну необходимо по следующим требованиям стандартов:

• использовать марочный бетон не ниже М 200;
• предельная водонепроницаемость не выше 5% (соответствовать В2);
• защитный слой бетона на арматурных прутках не меньше 3 см (наличие видимых участков стального каркаса запрещено);
• трещины в застывшем монолите не могут превышать 0,1 мм.

Геометрия должна выдерживаться

Под устраиваемый фундамент устанавливают надежную опалубку, которая выдержит нагрузки при заливке жидкой массы и сохранит заданную геометрию изделия, выход стальных стержней жестко фиксируется.

Фундаменту под колонну, заливаемому по месту, проводят детальный расчет всех параметров в специализированной проектной организации или при помощи компьютерной программы, которая определяет нужные геометрические размеры каждой части и требуемое армирование подошвы и столба.

В процессе бетонирования необходимо сделать закладку специальных геодезических уровней (реперов) и высотных отметок. Они потребуются и для контроля монтажа остальных конструкций здания, и для геодезических исследований в процессе эксплуатации по выявлению осадки основания.

Установка колонны

Железобетонные столбы квадратного или круглого сечения ставятся на фрезерованные башмаки, которые выставляются по требуемой отметке геодезистами на бетонный раствор.

С такой же тщательностью выставляется заложение анкерных болтов под металлические колонны. Выступающая над бетоном часть стержня размечается заранее и фиксируется в специальном кондукторе, чтобы выдержать горизонтальный и вертикальный размер.

В некоторых разновидностях заводских столбов анкера не закладывают, а оставляют в верхней части колодец для самостоятельной установки по месту.

В каждом случае любая колонна должна ставиться на геометрически выверенное, жесткое основание согласно разработанной проектной документации. В каждом индивидуальном случае для нового сооружения необходимо привлекать специалиста, чтобы оптимизировать объем работ, финансовые затраты и избежать непоправимых ошибок.

Фундамент под колонну (металлическую): монолитный, столбчатый, расчет

Железобетонные фундаменты зданий стаканного типа (или отдельные столбчатые основания зданий) используются при строительстве многоэтажных каркасно-панельных домов. Чтобы монтаж и крепление были более простыми и быстрыми, фундаменты стаканного типа изготавливают в виде отдельно-сборной конструкции.

Фундамент стаканного типа

При этом железобетонный стакан для основания устанавливают в яму, а внутри него находится колонна, в которой отдельно используется армирование. Благодаря тому, что все элементы для зданий поставляют в готовом виде, сроки установки, а также крепление конструкции существенно сокращаются — что является основным преимуществом таких промышленных технологий.

Назначение и особенности

Столбчатые фундаменты под колонны стаканного типа (или столбчатый каркас — еще одно распространенное название технологии) используют в основном при строительстве малоэтажных зданий, промышленных площадей.

В большинстве случаев таковыми являются различного рода постройки в сельскохозяйственной отрасли или малых промышленных предприятий.

Еще пример подобных решений активно применяют тогда, когда делают монтаж каркасов в подвальных помещениях зданий.

Столбчатый фундамент для колонн устанавливают на устойчивых грунтах, при этом стоящие конструкции позволяют выдерживать большую нагрузку на опирание.

Пример их применения хорош еще тем, что они имеют низкую степень водопроницаемости. Эти параметры контролируются по ГОСТ 12730.0-78 и ГОСТ 12730.5-84 (эти же стандарты нормируют и армирование металлических сеток, и ряд других качественных промышленных характеристик).

Сам стакан такого основания(или еще пример — «башмак», как его называют), представляет собой ступенчатый квадрат на который происходит опирание, который имеет суженную верхнюю часть и более расширенную нижнюю. Размеры стаканов изготавливаются по ГОСТ 24476-80. При этом их минимальные размеры равны 1200 мм, а максимальные — 2100 мм.

Для таких конструкций берутся железобетонные колонны, которые имеют поперечное сечение 300×300 и 400×400 мм.

Пример того, что фундамент стаканного типа включает в себя:

1. Подколонник (сам стакан).
2. Плита (основа стакана).

Стакан фундамента

Конструкции могут различаться в зависимости от места работ, то есть нагрузки, структуры грунта и от того, как происходит монтаж. Сделав необходимый расчет, выбирают подходящие габариты элемента.

Типы конструкций могут отличаться по таким критериям как:

• метод стыковки «башмака» с колонной;
• высота подколонников;
• сумма плит оснований (то есть 1 или 2).

Что касается способа стыковки, то он зависит от того, какие материалы будут использоваться при создании столба. Так, например, устройство стыковки или крепление металлических колонн к стакану отличается от метода стыковки железобетонного столба. В России при строительстве железобетонные колонны с «башмаком» принято соединять при помощи бетонов марки М 200 или М 400.

к оглавлению ↑

Нюансы монтажа

Заслуживающий внимания нюанс использования стаканного фундамента заключается в том, что при установке на них металлических колонн необходимо использовать только специализированные анкерные болты. Такие болты изготавливают по ГОСТ 2437.1-80. При этом располагаться они должны точно с проектными расчетами, допустимо отклонение не более 2 мм.

Размеры конструкции и анкерное устройство увеличивают в диаметре, если требуется удерживать большие нагрузки.

Если говорить о создании фундамента под бетонные колонны, то здесь обязательным условием в любом случае является то, чтобы пометка верхней точки фундамента была расположена ниже пола на расстоянии 15 см.

Если встала задача создать основание повышенной прочности — для этих целей следует использовать армирование (также заливается ленточный фундамент). Для этих целей из стальных прутьев собирают специальный каркас, который впоследствии заливают бетоном.

Армирование состоит из нескольких этапов: сперва собирают сетку для основания (обычно ее делают в два слоя). Затем — делают армирующий каркас для стакана. То, насколько будет армирование увеличивать прочность, будет зависеть от его качества сборки, а также диаметра используемых прутьев.

к оглавлению ↑

Нюансы монтажа (видео)

к оглавлению ↑

Нюансы выбора и подготовки

Фундамент сборный стаканного типа бывает двух видов: это вариант в виде монолитной конструкции и сборный вариант из металлических (стальные столбы) и железобетонных оснований. Технические отличия заключаются в том, что сборные конструкции в итоге образуют наклонную поверхность (они имеют шарнирное соединение), а в монолитных — поверхность и ее крепление является ровно горизонтальной.

Обычно монолитные основания устанавливают в тех случаях, если возводимое здание будет иметь большие размеры и как следствие массу. Также устройство монолитного фундамента имеет более простой монтаж чем ленточный, поэтому он используется чаще.

Если же возводимое здание будет небольшим и при строительстве важна скорость, то целесообразнее использовать не монолитный или ленточный вариант, а сборные конструкции и стальные фахверковые опоры. Выбрать подходящий вариант можно, сделав правильный расчет.

Прежде чем делать монтаж основания, специалисты проводят ряд экспериментов и делают расчет нескольких параметров. В первую очередь это анализ почвы, это позволит определить будет ли проседать фундамент после строительства. Также происходит обязательный анализ наличия грунтовых вод, делается разрез грунта.

Фундамент под колонну стаканного типа

Если эти параметры известны, необходимо сделать расчет того, какая нагрузка будет оказана на каждую опору при возведении здания. Для этих целей нужно вычислить массу сооружения, а также узнать, какова общая площадь опоры.

Если расчет покажет, что здание будет оказывать на фундамент большее давление, чем способен выдержать грунт, размеры (площадь) фундамента расширяют, также рассчитывают и ленточный фундамент.

Фундамент стаканного типа и стальные фахверковые опоры изготавливают из бетонов двух марок: М200 и F50. Если необходим результат, который бы хорошо выдерживал отрицательные температуры, лучше всего отдавать предпочтение фундаменту на основе бетона F50.

Что касается прочности бетона, то она определяется по ГОСТ 10180-78.

Монтаж фундаментов стаканного типа

Многоэтажные каркасно-панельные дома возводятся на специальных столбчатых основаниях. Они отличаются от монолитных, которые устраиваются для малоэтажных зданий.

В промышленном строительстве для них возводится фундамент стаканного типа, представляющий собой сборную конструкцию. Она устроена так: заводской железобетонный стакан устанавливается в яму, а в нем располагается армированная колонна.

Все элементы поставляются в готовом виде, что сокращает сроки работ.

Как выглядит стакан?

Стакан, в народе называемый «башмаком», имеет особенную форму. Практически всегда это — ступенчатый квадрат с широким основанием и узкой верхней частью.

Размеры фундамента под колонну рассчитываются индивидуально для каждого объекта. Однако они контролируются ГОСТ 24476-80 и имеют стандартное минимальное значение 1200 мм, максимальное — 2100 мм.

Для них берут железобетонные колонны с поперечным сечением 300 мм и 400 мм.

Основания данного типа имеют следующие преимущества:

• высокая грузоподъемность;
• низкий класс водопроницаемости;
• быстрый монтаж при помощи тяжелой техники.

Устройство стаканных фундаментов

Сегодня сборные фундаменты под колонны устраиваются в качестве оснований для производственных цехов, хозяйственных строений, подземных паркингов. Наиболее часто — для возведения многоэтажных производственных зданий каркасного типа. Важно: монтаж стаканного фундамента возможен лишь на грунтах, устойчивых к просадке и имеющих низкую степень пучинистости.

Фундамент состоит из следующих элементов:

1. Плита (основание).
2. Подколонник (стакан).

Отличительные параметры оснований стаканного типа

В зависимости от нагрузки и свойств грунта выполняется расчет фундамента. Конструкции отличаются следующими параметрами:

• высота подколонника;
• количество плит-оснований (1 или 2);
• способ стыковки колонны с «башмаком».

Последний параметр зависит от материала столба. Например, фундаменты под металлические колонны отличаются креплением столба к стакану по сравнению с железобетонным столбом. Соединение ж/б колонны с «башмаком» происходит при помощи бетона марок М200, М300. Так принято строить в России.

Опыт других стран

В других странах строители используют свои способы крепления. Например, в Венгрии колонну соединяют с «башмаком» при помощи выпущенных прутьев арматуры и бетона.

В США используют сварку выпусков металлических стержней или крепление анкерными болтами. Для болтов между основанием и стаканом устанавливается стальная плита, выполняющая роль прокладки.

В Японии основой для башмака служит песчаная подушка, заключенная в ж/б обойму соответствующего размера.

Монтаж пошагово

Если устраиваются сборные фундаменты под металлические колонны, крепление осуществляется только анкерными болтами. Применяются специальные анкерные болты, изготовленные по ГОСТ 24379.1-80. Их расположение должно соответствовать проектным расчетам, допускается отклонение ±2 мм.

Монтаж осуществляется под контролем следующих параметров:

• совмещение осей стакана с разбивочными осями;
• отсутствие отклонений в выравнивающем слое из песка и в опорах;
• фундамент должен примыкать к основанию всей площадью подошвы.

Последовательность монтажа:

1. Подготовка ямы.
2. Создание песчаной или гравийной подушки, ее трамбовка.
3. Установка стаканного основания при помощи подъемного крана.
4. Размещение колонны (требуется подъемный кран) и ее фиксация в «башмаке».

Монтаж осуществляется по расположению осей, которые обозначаются при помощи рисок по краям стакана. Эти риски наносятся перед началом работ несмываемой краской. Разбивочные оси обозначаются при помощи струн и отвеса, или проволоки и гвоздей. Во время установки «башмака» следует следить, чтобы оси на подошве и стакане совпадали с разбивочными осями.

Фундамент стаканного типа под колонны

Возведение сооружений всегда начинается с вопроса, какой фундамент целесообразно выбрать.

Есть разнообразие вариантов фундамента, и каждый отличается своими особенностями, положительными и отрицательными моментами. Самый надежный — стаканный фундамент.

Он используется для основы под металлические и бетонные колонны. Главным его преимуществом перед другими видами является его надежность и высокопрочность.

 Фундамент стаканного типа: технология, использование

Фундамент стаканного типа очень похож со столбчатым из-за своей конструкции в виде столба.За счет своей конструкции он является самым прочным. Главнейшая функция данного фундамента – опора основания здания. Монолитный столб устанавливается, а впоследствии заливается бетоном в так называемые железобетонные стаканы.

Они обеспечивают особую устойчивость основания любого сооружения. Такой фундамент часто используется в строительстве производственных зданий. Эту конструкцию можно видеть при строительстве мостов. Часто используется в строительстве подземных и многоуровневых парковок и гаражных обществ.

Безусловно, эта технология используется в строительстве промышленных, а также каркасных сооружениях.

Конструкция фундамента стаканного типа состоит:

1. Опорной плиты или блока, которая устанавливается на дно котлованная и щебневой грунт, делая основу конструкции.
2. Подколенника — специального мощного железобетонного изделия, по своей форме напоминающего стакан. Также бывает более облегченная конструкция, где колонная устанавливается в стакан конической формы.
3. Колонны – это та часть, которую можно наблюдать на поверхности. Она является каркасом здания и удерживает всю конструкции. Она устанавливается в подколенник, где свариваются армированные элементы, после чего стакан заливается бетоном.

Если соединить все элементы, то получится конструкция стаканного фундамента.

При изготовлении подколенных стаканов используют высокую марку бетона, высокопрочные армированные каркасы. Стакан является основой прочность, поэтому ему отводится особое внимание. За счет него конструкция считается самой высокопрочной и устойчивой.

Тип данной основы предполагает под собой устойчивый ровный грунт без оползней и внутренних колебаний. Если же грунт может давать усадку, то такой тип нельзя использовать, целесообразнее будет заменить его на другой. Можно сделать вывод, что стаканный вид основы здания основан на том, чтобы одинаково распределить все давление на почву, после чего получить долговечную конструкцию.

 Плюсы и минусы стаканного фундамента

Явным достоинством основы стаканного типа является:

• высокая скорость установки – такой фундамент достаточно просто собирается в конструкцию, при этом не требует больших трудозатрат;
• стандарты качества – конструкции данного вида изготавливаются исключительно на фабриках, по типовым расчетам, а это значит, высококачественная и долговечная, отвечающая всем нормам ГОСТа;
• долговечность – за счет своих технических и качественных характеристик, такая базовая основа является наиболее популярной у строительных компаний.

К отрицательным качествам фундамента стаканного вида можно отнести:

• высокая стоимость производства самого изделия, из-за большого количества высококачественного бетона и арматуры, и затрат на производство. А также его транспортировка. Конструкция большая по своим габаритам и весу, что делает ее доставку до места строительства очень дорогой;
• сборка – в этом процессе необходимо использование хотя бы одного подъемного крана, что сказывается на повышении сметы по стоимости;
• расчеты – необходимы точные расчеты количества используемых материалов. Недочет, как в большую сторону, так и в меньшую недопустим, вследствие чего будут лишние затраты.

Фундамент стаканного типа: технология монтажа

Одной из разновидностей оснований, часто использующихся при строительстве производственных зданий и различных объектов гражданского и промышленного назначения, является фундамент стаканного типа. Благодаря конструктивным особенностям такое основание может выдерживать значительные нагрузки.

По форме изделие напоминает стакан, поэтому используется в качестве основания под колонны прямоугольного и круглого сечения из металла и железобетона. При конструировании этих оснований (подборе материалов, расчёте нагрузок) руководствуются ГОСТ с маркировкой 23972-80.

В нашей статье мы подробно расскажем о сфере использования таких фундаментов, их конструктивных особенностях, преимуществах и недостатках, а также технологии монтажа.

Кратко о главных особенностях

Основания стаканного типа – это одна из разновидностей столбчатых фундаментов

Основания стаканного типа – это одна из разновидностей столбчатых фундаментов.  Изделие применяется при монтаже промышленных зданий и сооружений, а также при сооружении широких секционных пролётов у сооружений различного назначения.

Главное достоинство таких конструкций – их высокая несущая способность и прочность. Монтаж выполняется в строгом соответствии с ГОСТ. Основной недостаток – дороговизна конструкции, но она компенсируется высокими техническими характеристиками и долговечностью.

Нагрузка от основных конструкций здания или другого сооружения передаётся на железобетонные опорные элементы, а от них на подошву фундамента, которая способствует равномерному распределению и передаче нагрузки на грунт.

Эти опоры жёстко крепятся внутри стакана. В верхней части все опоры соединяются при помощи ростверка в единую конструкцию, что придаёт сооружению жёсткость.

Такой ростверк может быть установлен даже на определённом расстоянии от поверхности земли.

Сфера использования

Фундаменты стаканного типа применяются при строительстве промышленных зданий каркасного типа

Фундаменты стаканного типа применяются в следующих случаях:

• При строительстве промышленных зданий каркасного типа (с несущими колоннами).
• При монтаже многоярусных подземных гаражей.
• Также такие конструкции основания незаменимы при сооружении эстакад, мостов и установке высоковольтных ЛЭП.
• Согласно ГОСТ при строительстве компрессорных и конденсаторных на АЭС, а также при возведении машинных залов разрешено использовать только основания стаканного типа.
• Если необходимо соорудить каркасное здание большой протяжённости на сыпучих слоистых грунтах.
• При строительстве в сейсмоопасных районах.
• В соответствии с ГОСТом при строительстве каркасных промышленных зданий шириной пролёта 6-9 метров необходимо использовать только фундаменты со стаканами.

Конструктивные особенности

Согласно нормативным документам фундамент стаканного типа состоит из крупногабаритной опорной подушки из монолитного железобетона

Согласно нормативным документам фундамент стаканного типа состоит из следующих составляющих элементов:

1. Крупногабаритной опорной подушки из монолитного железобетона. Конфигурация подушки может быть квадратной или круглой. Она обязательно покрывается слоем гидроизоляции. Для изготовления подушки можно использовать готовые заводские изделия или выполнять монолитную конструкцию прямо на стройплощадке. Подушка укладывается на трамбованную прослойку из смеси гравия и песка.
2. По центру подушки устанавливается железобетонный подстаканник. Это изделие прямоугольной формы с углублением в центральной части для установки туда опорного элемента. Все стаканы в обязательном порядке армируются в горизонтальном и вертикальном направлении.
3. Стальной или железобетонный опорный элемент, устанавливаемый в стакан. Сечение колонным может быть квадратным или круглым. Её длина и размеры сечения зависят от особенностей грунта и расчётных нагрузок.

Выше на опорный элемент монтируется колонна, которая является главным несущим элементом, воспринимающим нагрузки от ограждающих конструкций, подвешиваемого оборудования, балок или ферм перекрытия, а также покрытия промышленного здания или другого сооружения.

Сборные опорные подушки имеют трапециевидную форму со скошенными боковыми гранями, а монолитные плиты, заливаемые на участке строительства, обычно выполняются прямоугольной формы. При изготовлении монолитной плиты стакан также выполняется из монолита и должен составлять единое целое с плитой за счёт общего армирования.

Чаще всего для установки сборных железобетонных колонн используются монолитные опорные основания стаканного типа ФЖ-1 и ФЖ-18-м-2. В первом случае отверстие стакана равно 30х30 см, у второго изделия – 70х50 см.

Для изготовления элементов используется бетон с морозостойкостью не ниже 50 и прочностью не менее В 15.

Наружная поверхность таких конструкций имеет многослойное эластичное гидроизоляционное покрытие, благодаря чему водонепроницаемость конструкций находится в пределах W2-W8.

Технические требования

Любой фундамент стаканного типа должен изготавливаться согласно ГОСТ и соответствовать техническим требованиям

Любой фундамент стаканного типа должен изготавливаться согласно ГОСТ и соответствовать следующим техническим требованиям:

1. Для изготовления можно использовать бетон не ниже 200 марки.
2. Установка конструкций здания разрешается только после того, как бетонные элементы фундамента, заливаемые на участке строительства, наберут необходимую прочность.
3. Уровень водопоглощения конструкций должен быть не больше 5 %. Для этого обязательно выполняется гидроизоляция.
4. Обязательно используется жёсткое армирование из сварных каркасов.
5. Все арматурные каркасы должны быть защищены от коррозии слоем бетона не менее 3-5 см.
6. Допустимый размер трещин на бетонных поверхностях основания – 0,1 мм.
7. После монтажа заводских конструкций все монтажные петли должны быть удалены. Для этого разрешено использовать только болгарку. Удаление петель ударными методами запрещено.
8. На поверхности основания не должно быть участков с оголённой арматурой.

Преимущества и недостатки

Основания стаканного типа обладают высоким качеством готовых заводских элементов, которое достигается благодаря соблюдению всех нормативных требований.

Основания стаканного типа обладают целым рядом достоинств:

• Высокое качество готовых заводских элементов, которое достигается благодаря соблюдению всех нормативных требований.
• Быстрота и простота монтажа конструкций из готовых элементов.
• Высокие технические и эксплуатационные характеристики.
• Долговечность и надёжность. При условии соблюдения технологии монтажа срок эксплуатации строения составляет не менее 100 лет.
• В сравнении с расходами на устройство ленточного фундамента затраты на основания стаканного типа намного ниже.

Среди недостатков стоит упомянуть следующее:

• Монтаж конструкции обходится довольно дорого из-за необходимости использования крупногабаритной строительной техники.
• Массивность и большой вес одного изделия требуют использоваться грузоподъёмной строительной техники при монтаже.
• По той же причине транспортировка элементов затруднена.

Технология монтажа

Сборка такого основания, как и изготовление отдельных элементов, выполняется с соблюдением требований ГОСТ

Сборка такого основания, как и изготовление отдельных элементов, выполняется с соблюдением требований ГОСТ. Сама процедура монтажа довольно простая и выполняется в такой последовательности:

1. Прежде всего, подготавливается территория строительства. Она очищается от мусора и ненужных зелёных насаждений. Поверхность выравнивается и трамбуется, чтобы после монтажа не произошло смещение железобетонных балок. Согласно ГОСТ неровность поверхности может быть в пределах 1-1,5 градуса. Слишком неровное основание допускается выравнивать, подсыпав песок. Обычно делают прослойку песка высотой 30 см, которая после смачивания тщательно трамбуется.
2. После этого можно выполнять разбивку осей сооружения. Для этого используются теодолиты, стальные тросы или проволока, которые закрепляются на обноске. На пересечении тросов подвешивают отвесы и переносят точки расположения опор на подготовленную территорию.
3. Далее наносят контур согласно шаблонам и обозначают границы колышками.
4. После этого в ограниченных колышками местах копают ямы под фундаментные конструкции.
5. Дно ямы тщательно выравнивается и трамбуется. Делается засыпка из смеси песка и щебня высотой 30 см, которая после смачивания трамбуется.
6. Теперь можно приступать к установке блоков. Для этого используют подъёмные краны. Для выполнения правильного монтажа по центру каждой грани стакана наносят риски при помощи несмываемой краски. Во время монтажа следят, чтобы риски на стакане совпадали с разбивочными осями, которые ранее были обозначены при помощи тросов или струн. Также проверяют горизонтальность установки каждого элемента. Для этого используют уровень и нивелир.
7. После этого в башмаки (стаканы) устанавливаются колонны. Ровность их установки также проверяется при помощи нивелира и уровня.
8. Производится обратная засыпка ям.

Гидроизоляция

Если фундамент со стаканом заливался на участке, то перед засыпкой ям нужно выполнить гидроизоляцию конструкции

Если фундамент со стаканом делался не из готовых заводских блоков, которые уже имеют гидроизоляцию, а заливался на участке, то перед засыпкой ям нужно выполнить гидроизоляцию конструкции. Она выполняется в такой последовательности:

1. Поверхность бетона очищается от загрязнений и выравнивается при помощи жидкого бетонного раствора.
2. Затем поверхность обмазывается битумной мастикой и застилается слоем рубероида. Стыки между соседними полосами материала проклеиваются при помощи той же мастики с нахлёстом листов не менее 15 см.
3. Затем аналогично выполняется второй слой гидроизоляции. То есть снова наносится мастика и прокладывается слой рубероида.