Столбчатый фундамент под колонну — виды и особенности укладки

Как рассчитывается фундамент под металлические колонны

Изображение металлической колонны на обустроенном фундаменте Несмотря на огромную популярность каркасных ленточных или монолитных фундаментов, в некоторых случаях они не могут использоваться из-за особенностей почвы, нагрузок на единицу площади конструкции, особенностей самого здания. Как правило, колонные фундаменты часто строятся для промышленных предприятий тяжелой энергетики, машиностроения и для военных нужд.

Такие бескаркасные фундаменты выдерживают огромные нагрузки, но расчет делается всегда каждой колонны отдельно, ведь тут проводится полный сбор всех допустимых нагрузок со стороны самого здания, почвы и климатических условий в регионе строительства.

Какие бывают колонны?

Эскиз обустройства фундамента под металлической колонной Железобетонные. Они отличаются прочностью, производятся в промышленных условиях, поэтому соответствуют всем нормам качества, а также марке бетона. Внутри таких колонн уже предусмотрено несущее армирование, но колонны такого типа тяжелые и для их монтажа приходится использовать мощную строительную технику.

Металлические. Они более легкие, чем железобетонные, но при этом тут используются совсем иные методы монтажа. К тому же, при расчете нужно однозначно определиться изначально, какой тип колонны лучше использовать.

Как сделать столбчатый фундамент из разных материалов

Для каркасного дома данный вариант самый дешевый и распространенный. Опорные столбы размещают в местах сильного воздействия нагрузок. На них возводится нижняя обвязка каркасного дома, которая выполняется из бруса. Высота надземной части столбов должна быть не менее 50 сантиметров.

При использовании кирпича для устройства столбов, должно выбираться только качественное жженое изделие. Из него можно выполнить как заглубленный вариант фундамента, так и малозаглубленный. Основные столбы обычно изготавливают в 2,5 кирпича. Остальные разрешено выполнять в 1,5.

При использовании блоков с хорошими качественными показателями столбы не уступают кирпичным вариантам. Предпочтение стоит отдать бетонным блокам, так как они лучше выдерживают большие нагрузки.

Вариант с ростверком представляет собой жесткую конструкцию, которая состоит из отдельных столбов, связанных сверху между собой поясом. Ростверк усиливает опоры, придает ему большую надежность. Также он распределяет более равномерно нагрузки между отдельными элементами.

При возведении небольших строений, таких как беседки, теплицы, сарая, гаража и бани, самым популярным вариантом фундамента является именно столбчатый, так как он не только позволяет выполнить все работы очень быстро, но и является самым бюджетным.

Фундамент столбчатого типа под колонны выполняется, если необходимо передать нагрузку от отдельных колонн на грунт. Чаще всего это стаканный вариант.

Столбы из асбестовых труб используется не часто. Такой вариант можно применять на сложном рельефе, а также при необходимости быстроты выполнения всех строительных работ. Внутри труб выполняется армирующий каркас, который заливается бетонным раствором.

В роли опалубки могут быть использованы пластиковые трубы, которые не боятся влаги. В данном случае нет необходимости выполнять дополнительную гидроизоляцию.

Шлакоблоки для возведения столбчатого основания используются крайне редко, только под очень легкие постройки, так как они не выдерживают сильных нагрузок.

При строительстве домов из бруса самым экономичным вариантом будет служить столбчатая система. Материалами выполнения отдельных столбов, в данном случае, могут служить кирпич, железобетон, монолит, а также асбестовые трубы.

Фундамент из канализационных труб диаметром 110 миллиметров имеет очень долгий срок службы, а также обладают достаточной прочностью и жесткостью.

При правильном выполнении всех этапов строительства можно получить тот фундамент, который увеличит срок эксплуатации всего строения.

Видео о том, как заливать столбчатый фундамент:

Особенности фундаментов под стальные колонны

Металлическая колонна с анкерными креплениями

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.

Монолитный фундамент под металлическую колонну

Устройство монолитного основания под металлическую стальную колонну

Как правило, при строительстве таких фундаментов редко используются сборные конструкции, ведь тогда приходится делать дополнительные расчеты несущих способностей зданий.

В таких случаях лучше монолитный бетонный фундамент, ведь он и прочнее, и быстрее заливается. Этапы возведения монолитной подушки для колонны приблизительно следующие:

Расчет максимально допустимых нагрузок на подошву.
Проведение разметки мест установки колонн, подготовка почвы.
Рытье котлована на заданную глубину и соответствующих размеров.
Подготовка внешней опалубки. Она делается с досок или влагостойкой фанеры, в большинстве случаев несъемная.
Выравнивание внутренней поверхности котлована, формирование песчано-гравийной подушки.
Создание основного армирующего пояса по периметру подушки в горизонтальном и вертикальном направлениях.
Заливка котлована бетоном. В это время заблаговременно устанавливаются геодезические уровни и высотные знаки. Они используются при дальнейшем монтаже колонн, а также при ремонте фундамента через просадку.

Как правило, при возведении колонных фундаментов делаются различные высотные отметки, они наносятся на внешний слой бетона, также указывается уровень расположения анкерных соединений, закладочных элементов и других монтажных аксессуаров.

Анкерные соединения

Конструктивная схема с указанием нахождения анкерных соединений

В зависимости от типа выбранной колонны, анкерные соединения подбираются в индивидуальном порядке. Установки и фиксация колонны выполняется с помощью больших болтов или анкеров, которые затем привариваются к арматурному слою и надежно удерживают колонну в вертикальном положении.

Отличительная особенность монтажа соединительных элементов в том, что после их закрепления фундамент разбивают. Если после этого отклонения болтов не произошло, то монтаж считают выполненным правильно, а если есть отклонения центров на расстояние от 2 мм, тогда анкера заменяют.

Расчет фундаментов под колонны

Схема установки стальных колонн на фундаменты

Такие основания всегда рассчитываются под конкретное геодезическое обеспечение. Для правильного обеспечения геодезических параметров проводится контроль вертикальных и горизонтальных высотных положений болтовых соединений. Для таких целей отлично подходят готовые шаблоны или специальный кондуктор.

Шаблоны – это металлические или деревянные рамки конкретных размеров, в которых уже есть готовые гнезда под будущие анкера. Они соединяются по опалубке с осями монолитного фундамента, закрепляются.

Шаблоны должны быть установлены абсолютно ровно, поэтому проводится дополнительное измерение вертикали с помощью строительного уровня или нивелира. В некоторых случаях оправданным будет использование сварочных работ, когда шаблоны жестко устанавливают на арматуру монолитной бетонной подушки.

Основные этапы изготовления

Независимо от особенностей технологии изготовления, комплекс мероприятий, согласно которому изготавливаются столбы из бетона, включает следующие этапы:

сборка опалубки, от качества которой зависит товарный вид полученных изделий;
изготовление арматурного каркаса, обеспечивающего прочность элементов;
подготовку цементной смеси, прочность которой после твердения определяет эксплуатационные характеристики опор;
заполнение раствором, после твердения которого, можно извлекать готовые столбы для забора.

Стоит помнить, что срок службы напрямую зависит от качества материала, используемого при изготовлении опор

Альтернативные методы изготовления позволяют заливать бетонный столб своими руками непосредственно на месте, где он будет эксплуатироваться в ограждающей конструкции. Остановимся детально на особенностях этапов работ.

Монтаж ленточного фундамента с колонной

На начальном этапе происходит подготовка площадки для строительства всего дома в целом, вместе с одной колонной или несколькими. Характерной чертой этого способа является то, что заливка бетоном будет производиться в течение одного дня для всех архитектурных элементов: стен и колонн.

Как правило, при таком подземном способе соединения колонн и стен важен материал, используемый впоследствии для возведения стен. Это могут быть шлакоблоки, кирпич, газобетон и другие варианты.

Разметка и земляные работы

До начала разметки с участка под строительство удаляется сор, камни, ветви и опавшие листья. На пересеченной местности производят выем почвы в верхней части склона для создания ровной площадки. Затем начинают разметку с нитями и колышками при помощи уровня и других специальных инструментов.

Рытье траншеи под фундамент, в том числе для колонн, начинают с нижней части склона, если на участке имеется уклон, а также следят за углом образующегося котлована, чтобы не допустить осыпания грунта. Работы не должны вестись без сверки с проектной документацией.

Существуют два основных способа усиления ленточного фундамента в местах возведения колонн:

усиление армированного пояса
углубление самого заливного фундамента

Один или оба способа выбираются исходя из проектных расчетов. Во втором случае могут производить не только углубление, но и расширение мест для оснований колонн. Как правило, эта система используется для установки готовых заводских «стаканов» в состав цельного ленточного фундамента.

Армирование

Для плетения армированной сетки для фундамента под стены используется арматура с толщиной до 20 мм, которая связывается вязальной проволокой достаточной толщины. Для мест планируемого монтажа колонн выбирают арматуру с большим диаметром.

К тому же если при стандартной заливке фундамента под стены арматура остается в толще застывшей бетонной смеси, то колонны нарушают эту плоскую картину торчащими вверх пучками арматуры. Она необходима для возведения после застывания бетонной смеси. Так называемые «выпуски» арматуры, анкера для крепежа и закладные устанавливают до того, как будет производиться заливка.

Заливка

Чтобы залить траншеи бетоном без воздушных карманов, понадобится автоматический вибрирующий инструмент. Используется бетонная смесь на основе щебня и бетона марок М400 – М600 – в зависимости от проектных расчетов и предполагаемой нагрузки на колонны.

После заливки фундамент накрывается специальной пленкой. Заливка производится в траншею из опалубки с распорками, выстланную рубероидом. Уже через 3-5 дней происходит первичное схватывание смеси.

Воспользовавшись основными рекомендациями, изложенными в статье, можно досконально разобраться в тонкостях и нюансах обустройства ленточного фундамента под колонны.

Области применения

Для частного домостроения и комплексного строительства многоуровневых домов выбирают монолитные либо ленточные основания. Сооружение стаканного фундамента в таком случае недопустимо. Его используют в следующих сферах:

Торговые помещения и другие одноуровневые строения с незначительной массой конструкции.
Здания инфраструктуры – подземные парковки, машинные отделения на электрических и тепловых станциях, помещения для складирования товаров.
Промышленные конструкции – мосты, переходы над железнодорожными рельсами.
Железобетонный фундамент стаканного типа УБ-1 имеет повышенную прочность и применяется для оснований опорных столбов СВ. Основание армируется каркасами из высококачественной стали с антикоррозийным покрытием. Арматура имеет предварительно напряженное состояние, используется класс А4 и A5, стержни в диаметре 14-22 мм.
Железобетонные 3-х лучевые фундаменты стаканного типа применяются для монтажа отдельно находящихся бетонных или железных опор контактных электросетей на участках железнодорожных развязок. Удерживают ЛЭП в вертикальном состоянии, не допускают опрокидывания при значительных механических нагрузках.

Как правило, столбчатый фундамент собой представляет конструкцию железобетонного основания стаканного типа. Отличие состоит в том, что чаще всего заказчиками этого вида основания являются госструктуры, муниципальные органы либо крупные заводы. Это требует полного соответствия конструкции с учетом технических норм и ГОСТ.

Для характеристик применяемого во время сооружения здания стройматериала, а также участков, на которых устанавливаются стаканные фундаменты, применяются специально созданные версии оснований определенной серии, которые утверждены и проверены государственными проектными организациями. В разных версиях указаны все требования, которым обязан соответствовать фундамент.

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.

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.