Столбчатый фундамент для откатных ворот

Как сделать фундамент под откатные ворота

Для установки откатных ворот необходимо надёжное основание, выполненное с учётом нескольких специфических требований. Предлагаем рассмотреть основные вопросы относительно степени заглубления такого фундамента, расположения закладных элементов, схемы армирования и этапов выполнения работ.

Конфигурация фундамента под откатные ворота

Из-за значительной длины вылета створки основание откатных ворот испытывает существенные нагрузки в виде продольного крена. Чтобы противодействовать им, фундамент должен обладать достаточной площадью соприкосновения с грунтом, правильной схемой распределения воздействий и высокой конструкционной прочностью. При этом важно обеспечить минимальный расход материалов — арматуры и бетонной смеси.

Как показала практика, наиболее выгодным форм-фактором фундамента для откатных ворот служит П-образная конструкция, состоящая из двух столбов и верхнего пояса, связывающего их между собой. Первый столб располагается параллельно столбу, ограничивающему проём ворот со стороны расположения приводного механизма. Второй столб удалён от проёма ровно на расстояние вылета нижней балки, соединённой со створкой раскосом. В общем случае производители откатных ворот делают вылет балки длиной не меньше половины ширины основной створки.

1 — швеллер №20; 2 —арматурный каркас; 3 — электрический привод; 4 — роликовые опоры; 5 — поддерживающие ролики; 6 — створка ворот; 7 — зубчатая рейка; 8 — концевой ролик; 9 — нижний уловитель; 10 — верхний уловитель

Верхний связывающий пояс должен содержать закладные элементы анкеровки, предназначенные для крепления опорных роликов и приводного механизма. В ряде случаев можно рекомендовать укладку в верхнюю грань стального швеллера за номером от 16 до 20. При такой конструкции фундамента гораздо проще позиционировать привод с блоками опорных роликов и закрепить их при помощи сварки, но подобное устройство не лишено недостатков. Главным фактором риска считаются коррозионные процессы, возникающие из-за отсутствия защитного слоя бетона, при этом возможно разрушение структуры не только верхнего пояса, но и всего фундамента. Также гладкая поверхность швеллера не обеспечивает достаточно высокого сцепления с бетонной массой, поэтому армирование в любом случае должно присутствовать.

Если комплект приводных механизмов для откатных ворот закуплен до начала строительства фундамента, гораздо проще будет обойтись анкеровками, которые устанавливают в толщу бетонного изделия. Если точные установочные размеры для привода неизвестны, следует обустроить универсальную монтажную плоскость. В наиболее надёжном варианте устройства она представлена широкой металлической пластиной, имеющей множественные точки крепления к арматуре фундамента.

Действующие нагрузки

Чтобы устроить фундамент под откатные ворота с минимальными затратами материалов и трудовых усилий, следует понимать механику его работы. Здесь на руку играет тот факт, что конструкция имеет ограниченное число сосредоточенных нагрузок.

Поскольку основное воздействие на фундамент от створки осуществляется в её закрытом положении, схема распределения нагрузок может быть рассчитана довольно просто. Столб фундамента, расположенный ближе к проёму, служит точкой опоры и воспринимает основную массу ворот, направленную по вертикальной оси. Поскольку в закрытом положении крайняя свободная часть створки опирается на уловитель, моментом искривления и ветровыми нагрузками можно пренебречь.

Второй столб, расположенный на удалении от проёма, испытывает нагрузку в обратном направлении. Устойчивость фундамента во многом определяется мощностью связывающего пояса и формой второго столба. Для противодействия вырывающим нагрузкам его грань, обращённая внутрь, выполняется скошенной под углом в 10–15°. При этом прочность верхнего пояса можно рассчитать по сопротивлению изгибу обычной бетонной балки: сила, действующая вертикально вверх, будет равна массе ворот, умноженной на соотношение длин плеч рычага, то есть отношению основной ширины створки к длине вылета нижней балки.

Не следует пренебрегать и временными нагрузками. П-образная форма фундамента не особо выгодна для противодействия силам морозного пучения, поэтому столбы должны либо иметь длину, превышающую глубину промерзания, либо окружаться гигроскопичной несжимаемой оболочкой.

Как проще провести земляные работы

Проведение земляных работ начинается с рытья траншеи под верхний армопояс. Он примыкает вплотную к основанию забора без жёсткой связи с ней, имеет ширину не менее 40 см и глубину, соответствующую действующему классу нагрузок. Чтобы быть уверенным в прочности связывающего пояса, можно руководствоваться простой схемой: глубина подземной части в 25 см при массе створки до 1000 кг и 35–40 см при массе створки свыше 1000 кг и её длине не более 5 метров.

На втором этапе роются ямы для бетонирования столбов. Стенки ям можно использовать в качестве готовой опалубки, только если грунт не слишком рыхлый. Если стенки сильно осыпаются, ямы следует рыть на ширину в 10–15 см больше с каждой стороны для устройства щитовой опалубки. Сечение столбов — квадрат, сторона которого равна ширине верхнего связывающего пояса.

Вырыть ямы под столбы можно достаточно просто обычной штыковой лопатой. После зарубки по краям и разрыхления дна выемка грунта производится штукатурным ковшиком. Когда глубина ям становится слишком большой и выемку не произвести руками, ручку ковша следует удлинить стальной трубой и выгребать разрыхленный грунт, прижимая ковш к стенке ямы.

При выкапывании ямы под второй столб необходимо увеличить её ширину с внутренней части примерно на 1/5 от глубины залегания фундамента. Другой вариант — заглубить второй столб хотя бы на 1/3 больше длины первого. Чтобы обеспечить наклон внутренней грани, в яму укладывается отрезок пенопластовой плиты.

После того как ямы вырыты, на их дно насыпают ПГС слоем около 20 см и трамбуют подушку колодой. Далее в опалубку вкладывают мешки из полиэтиленовой плёнки, соответствующие размерам «ног» фундамента. Верхние края мешков нужно подрезать и завернуть на дно траншеи под армопояс. Надземная часть фундамента формируется опалубкой из досок шириной в 200–250 мм, верхняя грань которых выводится в общий горизонт. В опалубку и траншею также укладывается гидроизоляция — полиэтиленовый рукав, верхние края которого выворачивают наружу и крепят скобами к внешним сторонам палуб. Внутри перехлёсты плёнки фиксируются обычным скотчем.

Сборка арматурного каркаса

Армирование фундамента под откатные ворота представлено тремя прямоугольными каркасами, в каждом из которых имеется по четыре ряда рабочей арматуры толщиной около 14 мм. Два каркаса собираются для столбов с тем расчётом, чтобы со всех сторон образовались защитные слои бетона не менее 60 мм, а выпуск стержней вверх составлял порядка 30–35 см.

Армирование фундамента под откатные ворота: 1 — рабочая арматура Ø14 мм; 2 — песчано-гравийная смесь; 3 — бетон В15; 4 — конструкционная арматура Ø10 мм; 5 — рабочая арматура Ø 16 мм; 6 — закладные анкеры

Армирование связывающего пояса должно обеспечивать достаточную прочность для удержания массы ворот. Ввиду направления действия нагрузок усиленное армирование устанавливается в верхней части пояса — это две нитки рифлёной арматуры диаметром 16–18 мм. Нижний ряд из двух прутьев толщиной по 12–14 мм предназначен для обеспечения общей стабильности бетонной конструкции и противодействия временным нагрузкам. Между собой рабочая арматура соединяется прямоугольными хомутами из конструкционной гладкой арматуры толщиной 8–10 мм.

После укладки верхнего арматурного каркаса он связывается с армированием столбов. Прутья, расположенные с внутренней стороны, загибают на уровне нижнего ряда армирования пояса, наружные — на уровне верхнего. Перевязка прутьев разных каркасов должна осуществляться как минимум двумя проволочными хомутами, длина перехлёста — не менее 20 диаметров используемой арматуры.

Установка закладных для крепления ворот

Закладные анкеровки для крепления привода устанавливаются группами в трёх местах: по центру каждого столба, где будут установлены опорные ролики, и в произвольном месте между ними, где планируется размещение самого приводного механизма.

В качестве закладных элементов используют шпильки с резьбой на конце. Обратные концы шпилек загибают в виде полукруглого крюка длиной около 150 мм, а резьбу защищают липкой лентой. Вопреки устоявшемуся мнению, закладные такого типа не должны привязываться к прутьям рабочей арматуры чтобы не оказывать на них изгибающего воздействия. В общем случае крюки располагаются внутри верхнего арматурного каркаса и направлены к центру бетонного изделия.

Чтобы обеспечить правильность юстировки закладных с основаниями роликов и приводного механизма, для них изготавливают установочный шаблон. Это может быть металлическая пластина, лист ОСП или каркас из деревянных реек. В шаблоне согласно схеме разметки сверлятся отверстия, в которые продевают прямые части закладных крюков и контрят их гайками с двух сторон. Полученная сборка погружается в фундамент сразу после заливки бетона и выравнивается по планируемой плоскости установки ворот.

Заливка фундамента

Если глубина ям для столбов фундамента достигает 2-х метров, при сбрасывании бетонной смеси имеется риск её расслоения. В таком случае заливку проводят при установленном каркасе и тщательно уплотняют бетон штыреванием слоями по 40–50 см. Бетон не будет расслаиваться при сбросе с высоты до 1,5 метров, в этом случае рекомендуется сперва заполнить ямы на 1 метр от дна, а затем погрузить в них каркас столбов.

Для фундамента под откатные ворота следует использовать бетон класса прочности не ниже В15 с фракцией наполнителя в 4–5 раз меньше расстояния между наиболее близкими элементами армирования. Для увеличения подвижности смеси имеет смысл готовить её на слабом мыльном растворе.

После заливки смеси верхнюю плоскость разглаживают и укрывают фундамент полиэтиленовой плёнкой. Через 3–4 дня надземную опалубку можно снимать и подштукатурить обрушенные грани при необходимости. Монтаж приводной техники для ворот рекомендуется начинать не ранее середины общего срока выдержки, то есть спустя две недели после заливки.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник

Как сделать фундамент под откатные ворота?

Конструктивные особенности ворот откатного типа приводят к значительным весовым нагрузкам на их опоры из-за возникающего продольного крена при рабочем закрытом положении. Для того, чтобы не произошло перекоса и искривления всей конструкции, а также чтобы не допустить соприкосновения нижней части ворот с землей, для их монтажа требуется надежная и прочная фундаментная конструкция.

В результате крепление откатных ворот к фундаментному основанию должно обеспечить правильное распределение существующих нагрузок и обеспечить достаточной опорной площадью.

Общее описание оптимальной конструкции фундамента

Практический опыт показал, что лучшая схема фундамента для откатных ворот выполняется в виде буквы П, которая состоит из двух опорных столбов, заглубленных в землю, и армированной перемычки в их верхней части. Такая форма позволяет добиться оптимальной прочности и надежности при наименьшем расходе строительных материалов.

Первый опорный столб монтируется параллельно оси воротного столба, в сторону которого отъезжают открывающиеся ворота. Вторая фундаментная опора должна располагаться на расстоянии, которое равно длине вылета бокового раскоса. Чаще всего эта длина равняется половине ширины ворот.

В массив верхней соединяющей створки устанавливаются закладные анкера для того, чтобы укрепить приводной механизм и опорно-скользящие ролики.

В наилучшей, но и более дорогой конструкции, поверхность этой балки закрывается швеллером соответствующего номера. В этом случае крепления роликов и приводного механизма можно легко зафиксировать при помощи электросварки. Установка самого швеллера производится при помощи тех же закладных анкерных болтов.

Более дешевой, но менее прочной заменой может быть стальная полоса толщиной 6-8 мм. Ее жесткость несколько ниже, чем у П-образного сечения, а поэтому количество фундаментных болтов должно быть увеличено.

В случае отказа от использования несущего швеллера, комплект приводных элементов необходимо приобрести до начала монтажа фундаментной конструкции. Это позволит произвести точное позиционирование закладных деталей и правильную установку оборудования в дальнейшем.

Определение возможных нагрузок на конструкцию

Наибольшие нагрузки на фундамент происходят в то время, когда подвижная створка находится в почти закрытом положении. В этот момент плечевое усилие от веса створки максимальное. После того, как ворота закрылись, их дальняя от фундамента часть попадает в уловитель и нагрузка с обеих сторон уравновешивается.

Бетонный столб, который расположен ближе к проему ворот, служит опорной точкой, воспринимающей наибольшую часть нагрузки, направленной почти вертикально вниз. На второй столб, удаленный от проема, приходится нагрузка, направленная в противоположном направлении. Поэтому для лучшей устойчивости его рекомендуется заливать под углом до 15˚ по отношению к вертикали.

Прочность горизонтального несущего пояса рассчитывается как сопротивление на изгиб обычной армированной бетонной балки. При этом сила, направленная вертикально, соответствует массе ворот, умноженной на соотношение рабочей ширины створки к длине вылета этой горизонтальной балки.

Глубина положения нижнего края опорных столбов должна быть ниже глубины промерзания грунтов. Это защитит конструкцию от воздействия сил пучения почвы в холодное время года.

Этапы проведения работ

Комплекс работ по монтажу фундамента для откатных ворот выполняется в 4 этапа:

• земляные работы;
• сборка каркаса из стальной арматуры;
• изготовление закладных деталей и их установка;
• заливка фундамента.

Каждый этап имеет свои особенности и требования к его выполнению. О том, как сделать такую фундаментную конструкцию, рассказывается в приведенной далее инструкции, а в конце статьи вы сможете посмотреть весь этот процесс на видео.

Выполнение земляных работ

Разработка грунта начинается с выкапывания траншеи под заливку верхней горизонтальной балки, которая должна проходить рядом с нижним основанием забора.

Ширина 400 мм обеспечит надежное закрепление на ее поверхности приводных и подвижных механизмов. В случае сильно осыпающегося грунта ширину необходимо принять на 150-200 мм для возможности установки опалубки.

Глубина зависит от расчетной нагрузки и составляет:

• 300-350 мм при массе створки до 800 кг и длине до 5 метров;
• 350-400 мм при массе створки 800-1000 кг и длиной 5 метров;
• 400-450 мм при массе створки 1000-1200 кг и длиной 6 метров.

После того, как горизонтальная траншея будет отрыта, можно приступать к выкапыванию вертикальных ям для армирования и заливке столбов. Достаточное сечение первого столба — 400х400 мм, а глубина этой ямы должна быть на 20-30 см ниже точки промерзания грунта.

Сечение ямы для второго столба — 500х400 мм. Увеличение размера необходимо для возможности устройства наклона столба, которое обеспечивается наклонной установкой доски или подобного материала.

В вырытые ямы засыпается песок слоем 15-20 см и хорошо трамбуется с проливом воды. По стенкам ям и на дно нужно уложить полосы геотекстиля. Проще всего это сделать, сшив мешки из этого материала в соответствии с необходимым сечением столбов.

По краям горизонтальной траншеи устанавливается опалубка из деревянных досок, верх которых возвышается над уровнем земли на 2-4 см.

Он определит высоту установки створки ворот. Дно траншеи и опалубка так же должны быть покрыты слоем геотекстиля. Все стыки между отдельными полосами полотна соединяются скобами или с помощью термической пайки.

Сборка и установка армирующего каркаса

Полная конструкция состоит из трех каркасов прямоугольной формы, изготовленных из стальной арматуры диаметром 12-18 мм и имеющих в сечении по 4 рабочих прута. Для обеспечения поверхностного бетонного слоя для защиты арматуры от коррозии, размер сечения каркасов для столбов — 280х280 мм, с выпуском стержней вверх на 300 мм.

Готовый каркас.

Для горизонтальной балки чертеж сечения каркаса зависит от ее размеров, но в любом случае он должен обеспечивать защитный слой бетона не менее чем в 50 мм. Верхние пруты должны иметь увеличенное сечение 16-18 мм, а нижние могут быть 12-14 мм. Это связано с повышенной нагрузкой на поверхность балки.

Рабочие пруты могут соединяться между собой отрезками арматуры диаметром 8-10 мм с проволочным увязыванием или с использованием сварки. Второй способ менее желателен, поскольку приводит к сильному термическому нагреву материала и изменению его свойств.

Арматурные каркасы столбов устанавливаются в ямы. После этого укладывают горизонтальную часть и все три элемента соединяют в единую конструкцию.

Установка закладных фундаментных болтов

В конструкции фундамента закладные анкера должны быть установлены:

• над серединой каждого из несущих столбов для возможности монтажа опорных роликов;
• в любом удобном месте между двумя анкерами для установки приводного механизма.

Государственным стандартом предусматривается 6 видов закладных фундаментных болтов и их можно приобрести в магазине и сделать на заказ. Но если вы делаете фундамент для откатных ворот своими руками, то можно использовать самые простые анкера, которые представляют собой металлический прут с одним загнутым краем и резьбой с другой стороны.

При установке загнутые крюки должны быть направлены внутрь бетонной конструкции.

Юстировку положения анкеров лучше всего сделать с использованием доски или другого плоского материала, который можно использовать для изготовления установочного шаблона. В доске нужно просверлить отверстия в местах установки закладных элементов вставить в них анкера, так чтобы часть резьбы была на поверхности, а затем закрепить их при помощи гаек.

После заливки бетонной смеси такая, конструкция опускается в свежий бетон до того момента, пока доска не ляжет плотно на поверхность. Точность такой установки закладных будет обеспечена. Привязывать и закреплять закладные элементы на арматурный каркас не следует, поскольку могут возникать изгибающие усилия, которые не обеспечат точной установки направляющих роликов и привода.

Укладка бетонной смеси

Основным затруднением при укладке бетона в частном строительстве является его качественное уплотнение. Погружных вибраторов во время этой работы обычно нет и уплотнение приходится делать «штыреванием» при постепенной заливке смеси слоями по 30-50 см. Если глубина ямы превышает 2 метра, то рекомендуется сперва залить бетонную смесь слоем 0,5-1,0 метра, а после этого установить в них арматурный каркас.

Бетонная смесь должна соответствовать марке М200 с классом прочности не ниже B15. На фото показано, как правильно залить фундамент для откатных ворот.

Применение винтовых свай для устройства фундамента

Свайный фундамент будет хорошо удерживать конструкцию ворот и обеспечит их достаточную устойчивость. Однако выполнение таких работ часто оказывается более дорогим и сложным.

Фундамент для откатных ворот на винтовых сваях может быть собран только до момента строительства забора. В противном случае у вас не будет технической возможности провернуть сваи, а значит и установить их.

Кроме того, в качестве горизонтальной балки (ростверка) потребуется устанавливать стальной швеллер, поскольку только он способен обеспечить устойчивость при возникающих диагональных нагрузках.

Видео по теме

Источник