Устройство фундамента под монолитный каркас

Устройство монолитного фундамента для дома

Для возведения любого строительного объекта требуется основание. Монолитный фундамент из бетона, армированный металлическим прутком, обладает необходимой прочностью. При самостоятельном строительстве жилья важно правильно выбрать тип фундамента, определить его толщину, предусмотреть все технологические этапы возведения. Прочное основание – гарантия прочного дома, который простоит много лет, не растрескается и не просядет в землю.

Виды монолитных фундаментов

Существуют различные типы монолитов, их классифицируют по конструкции:

• Ленточный формируется только под несущими стенами. Достоинства таких оснований – возможность обустройства подвала, погреба, цокольного помещения. Для возведения расходы минимальные. Ленточные фундаменты неустойчиво ведут себя на подвижных, пучинистых грунтах, велик риск деформации бетона, разрушения зданий при сезонных подвижках почвы.
• Плитный представляет собой сплошной монолит по всей площади нижнего этажа. Это непотопляемый плавающий фундамент, который устойчив на рыхлых почвах и подвижных пластах. Не подходит только для сильно заболоченных участков. Для возведения монолитного основания требуются большие денежные затраты, но зато строение будет базироваться на прочной опоре, плита способна нивелировать неустойчивый грунт.
• Свайно-ростверковый тип формируется на винтовых сваях или бетонных столбах, установленных ниже уровня промерзания. Опоры принимают на себя избыточную нагрузку, спасают бетон от разрушения.

По степени углубления в землю:

• Заглубленный делают для домов с подвалами, цокольным этажом, многоэтажных каменных строений. Когда бетон опирается на плотный, не промерзающий зимой слой почвы, получается устойчивая строительная конструкция.
• Мелкозаглубленный выбирают для легких одноэтажных или полутораэтажных сооружений из бруса, пенобетона. Такой фундамент не рассчитан на большую нагрузку, для него не требуются большие денежные расходы.

В геологических условиях умеренных широт чаще выбирают плитный тип фундаментов, возводят их самостоятельно или с привлечением строительных организаций.

Достоинства и недостатки

Монолитный железобетонный фундамент зданий отличается высокой прочностью, надежностью, долговечностью. Выдерживает большую статическую и динамическую нагрузку, не реагирует на перепады температуры.

Бетонное основание хорошо работает на сжатие, рекомендуется для участков с нестабильной почвой, склонной к пучению. Ограничений по установке монолита практически нет.

Главные недостатки – большой расход строительных материалов, огромные трудозатраты.

Устройство монолитного фундамента

Плитное основание как любое другое возводится по определенной технологии. Железобетонная основа формируется под всю площадь дома, образуя большую плиту.

Выделяют пять значимых этапов, которые необходимо учитывать при самостоятельном строительстве капитальных домов, хозяйственных построек на плавающем незаглубленном или заглубленном фундаменте.

1. Земляные работы включают разметку, подготовку котлована, уплотнение грунта, укладку слоя песка. Этап не сложный, но трудоемкий.
2. Установка опалубки предусматривает создание несъемных и съемных конструкций. Для опалубки используется древесина или металлические щиты, которые можно взять в аренду.
3. Изготовление армирующего каркаса. Объем арматуры рассчитывается на стадии проекта, металл обеспечивает необходимую прочность, усиливает бетон. Важно правильно собирать армирующий каркас.
4. При бетонировании внимание уделяют рецептуре смеси, плотности, структуре наполнителя. Лучше использовать готовый раствор. Заливать фундамент нужно за один раз, чтобы не было стыков. Для уплотнения используют вибратор, удаляют лишний воздух из смеси.
5. Гидроизоляция необходима для защиты монолитной плиты от погодных факторов, бетон способен впитывать влагу, влажный при замораживании трескается.

Соблюдая все операции, можно соорудить надежную фундаментную плиту.

Расчет

Для примера лучше рассматривать монолитную плиту, в условиях умеренных широт, средней полосы России при строительстве жилых домов чаще выбирают такой фундамент. Показатель прочности возводимого здания всецело зависит от толщины монолита. Слишком тонкое монолитное основание не обладает необходимой несущей способностью, возведение слишком толстого фундамента приведет к необоснованному увеличению расходов.

В расчетах необходимых стройматериалов учитывают особенности строений, определяют возможную нагрузку на монолитный железобетон. Он подвергается давлению сверху и снизу в период сезонных подвижек почвы.

Фундамент под дом зависит от характеристики грунтов, их способности противостоять оказываемой нагрузке. Глинистая почва без деформации выдерживает давление до 300 кПа, щебень крупной фракции – до 600. При небольшом сопротивлении возможна сильная усадка. Если легкий объект будет возведен на плотных почвах, возможно сезонное вспучивание, тонкий слой бетона деформируется. Рекомендуемая толщина монолитного основания под различными видами построек для устойчивых грунтов и склонных к пучению (см):

• объекты хозяйственного назначения (гаражи, бани, летние кухни, сараи, дровенники) – 15/20;
• 1,5, 2-этажные дома из газобетонных блоков, бруса, кругляка – 25/30;
• кирпичные и монолитные строения до двух этажей с цоколем – 30/35.

Значения оптимального давления зданий и сооружений в зависимости от используемых стройматериалов для разных видов грунта являются постоянными, их можно найти в СНиПе.

Порядок расчетов монолитной основы следующий:

1. После анализа грунта по справочным данным определяется оптимальное удельное давление на фундамент.

2. Рассчитывается масса постройки с учетом:

• несущих стен и перегородок;
• перекрытий;
• стропильной системы;
• кровли с возможной снеговой нагрузкой;
• утепления;
• финишной отделки;
• мебели.

Полученная сумма делится на площадь сооружения. Результат сравнивается с нормативным значением удельной нагрузки на грунт. Полученная разница умножается на формат закладываемого фундамента, определяется масса монолитного фундамента. Расхождение с рекомендуемой не должно превышать 20% в сторону уменьшения или увеличения.

3. Расчет объема бетонной смеси получают путем деления массы на плотность бетона. Зная объем и площадь фундамента, легко определить высоту монолита.

4. Под фундамент монолит необходима песчаная подушка, толщина которой колеблется от 15 до 60 см. Объем песка зависит от глубины промерзания почвы, уровня залегания грунтовых вод. При промерзании земли до метра на пучинистых почвах делают максимальный слой. На сухих участках с каменистым грунтом достаточно 30 см. Необходимо предусмотреть от 5 до 10 см на уплотнение, по технологии песок смачивается и трамбуется. Для сложных грунтов делается запас 5 см. Зная площадь монолитного основания, толщину слоя, требуемый объем песка высчитать просто.

5. Расчет количества арматуры производится по общим правилам. Процент армирования зависит от марки используемого цемента. По СНиПам для М300 составляет 0,15%, для М200 – 0,3%. Арматура придает монолитному основанию необходимую жесткость, увеличивает запас прочности. Арматурную сетку на фундаменте 15 см укладывают в два слоя. Бетон снизу и сверху должен заливать арматуру на 5 см. Армосетку располагают по следующим правилам:

• на расстоянии 5см от краев;
• соблюдая интервал между слоями не менее 7 см;
• минимальное сечение арматурных прутков – 12 мм, максимальное – 20;
• марка арматуры выбирается не ниже В30;
• сетка выкладывается с шагом до 200 мм.

При самостоятельной вязке армирующего каркаса высчитывают необходимое количество стержней. Для этого ширину или длину плиты делят на размер шага и добавляют 1 прут.

Монтаж монолитного фундамента: пошаговая инструкция

Технология строительства любого фундамента предусматривает подготовительный этап:

• проводятся изыскательские работы, разрабатывается проект;
• для строительства монолитного фундамента необходимо подготовить участок.

Когда определен характер грунта, установлены уровни промерзания и залегания грунтовых вод, можно приступать к расчистке участка. Необходимо подготовить проезд для спецтехники, при создании монолитного фундамента своими руками подготовку котлована лучше механизировать.

Разметка

Периметр будущего фундамента намечают с помощью колышков и шнурки (веревку выбирают эластичную, не впитывающую воду). Контур намечают по углам. Перпендикулярность проверяется строительным угольником.

Обустройство котлована

Перед рытьем котлована полностью удаляется плодородный слой, в грунте не должно быть растительных остатков. Глубина выемки грунта определяется с учетом толщины песчаной подушки и монолитного слоя бетона, он должен быть выше уровня земли не менее 10 см. Фундамент для частного дома с цокольным этажом делается ниже уровня земли, глубина котлована соответствует проектной.

Дно и стенки уплотняют, выравнивают по уровню, затем устилают геотекстилем. Листы укладывают внахлест, чтобы обеспечить изоляцию песчаной подушки от почвы. Стыки рекомендуют проклеивать влагостойкой лентой, чтобы материал не расползался под весом песчано-гравийной смеси.

Формирование песчаной подушки

Песок или песчано-гравийная смесь засыпается в несколько этапов, каждый слой заполняет весь котлован, увлажняется, трамбуется для уменьшения количества пустот. Чтобы бетон не намокал, поверх песка укладывают слой полимера. Влагостойкая мембрана снижает риск растрескивания, бетонный монолит сохранит прочность. Мембранная пленка укладывается внахлест так, чтобы по порам вода уходила наружу. Мембраной укрывают с нахлестом на конструкцию опалубки.

Дренаж

Прежде, чем залить монолитный фундамент, стоит подумать об отведении дождевых и талых стоков. Параллельно с обустройством песчаной подушки делается дренажная система. С отступом от периметра по всей длине роется траншея глубиной до 80 см, делается песчаная или гравийная подушка высотой 10–20 см в зависимости от влажности почвы на участке, укладывается геотекстиль, затем перфорированные трубы. Необходимо предусмотреть наклон для стока воды. Дренажный канал монтируют в единую систему, предусматривают ливневку или открытый слив стоков. Сверху на трубу укладывают щебень, затем слой дерновой земли.

Возведение опалубки

Для заливки бетона необходима опалубка. Конструкцию делают из необрезных досок или фанеры (если планируется съемная опалубка). Конструкцию усиливают с внешней стороны раскосами, чтобы дерево выдержало натиск бетона.

Формирование железобетона

Бетонный слой необходимо армировать. Сначала делают цементную стяжку, затем приступают к гидроизоляции и утеплению основания со всех сторон. При утеплении листы пенополистрола укладываются в два слоя со смещением на стыках. Следующая операция – создание армирующего каркаса. Капитальный фундамент для дома усиливают готовой сварной сеткой или прутьями, связывая их вязальной проволокой. Когда каркас готов, приступают к прокладке коммуникаций. После этого производится заливка бетона.

Полезные советы

Когда грунтовые воды залегают высоко, на дне котлована предусматривают укладку слоя глины до 10 см.

Для усиления грунта до 50% песка заменяют щебнем крупной и средней фракции. Лучше выбирать кубические и округлые камни, не используя слоистые сыпучие материалы.

Важно правильно производить забор почвы, скважины делаются в разных местах участка. Уровень залегания вод определяют по соседским колодцам или заполнению скважин, сделанных для забора грунта.

Пучинистая почва поднимается и опускается в течение года до нескольких сантиметров, если монолитное основание будет слабым, по дому пойдут трещины. Лучше предусмотреть 20% запас прочности.

Источник

Фундаменты под колонны

В современном строительстве жилых и коммерческих зданий, мостов и иных сооружений часто в качестве основных несущих основную нагрузку элементов выступают колонны. Различные по способу производства и своим характеристикам, эти элементы зданий служат основой каркаса, на который устанавливаются все остальные конструкции здания. Вместе с тем для надежной, прочной, но главное правильной конструкции всего сооружения, колонны должны быть установлены с минимальными отклонениями от расчетных величин проекта. Именно поэтому в процессе расчета проекта и практической его реализации много внимания уделяется устройству фундаментов.

Фундаменты под колонны: виды оснований для железобетонных и металлических конструкций

Основой строительства любой капитальной постройки сегодня, независимо от того какое планируется его дальнейшее применение, является фундамент, тип и особенности которого зависят в первую очередь от типа грунтов на участке и той нагрузки, которая будет передаваться на него от остальных элементов здания.

Для устройства основания под такие специфические строительные элементы, как колонны в отличие от остальных видов конструкций применяются фундаменты, способные не только выдержать вес колон и остальных частей здания, но и обеспечить необходимую проектом заданную вертикаль.

Для выполнения этих задач в современных технологиях применяются два основных варианта устройства фундамента под колонные конструкции:

• монолитные основания;
• сборные фундаменты.

Виды фундаментов под колонны: слева — монолитный, справа — сборный

Оба варианта в основе своей имеют схожую конструкцию, выполненную из армированного железобетона. Такое исполнение позволяет надежно зафиксировать нижние точки опор в соответствующем положении. Отличие заключается в том, что каждый вид имеет свое направление применения:

• монолитные фундаменты более универсальны и могут использоваться как под железобетонные колонны, независимо от формы, так и под стальные или металлические;
• составные или сборные основания используются в основном под бетонные колонны.

Для обеспечения соединения колонн и фундаментов в одно целое, применяются два основных вида соединения:

• для железобетонных конструкций применяются метод вставки основания колонны в специально созданное углубление с последующей его фиксацией заливкой бетоном;
• для стальных элементов предусматривается соединения с помощью болтов. Такая конструкция, когда в фундаментном блоке заранее установлены болты под отверстия в основании колонны обеспечивает наиболее удобное соединение.

к оглавлению ↑

Расчет фундаментов под колонны

Отправными данными для расчета фундамента под одну колонну здания являются:

• масса непосредственно самой колонны;
• масса перекрытия;
• масса стеновых материалов;
• масса конструкций здания, опирающихся на колонны.

Вычисление давления, которое воздействует на одну опору, проводится с использованием расчета площади опоры непосредственно самой колонны. Так, при размерах опоры 50*50 см. искомая площадь будет составлять 2500 кв. см. Далее проводится суммирование всех масс здания и деления полученного результата на площадь одной опоры.

Для расчета количества самих колон, требуются данные о свойствах грунта, глубине грунтовых вод, их насыщенности, при этом как показывает практика, количество опор рассчитывается с запасом не менее 50% запаса по прочности на каждую из колонн. При получении меньшего результата, как правило, увеличивают количество точек опор.

Устройства фундамента под железобетонные колонны

Монолитные и сборные основания под колонны предусматривают в своей конструкции специальную форму, в которую устанавливается железобетонная колонна. По сути это железобетонная форма, получившая в строительстве название «стакан».

Фундамент стаканного типа

Непосредственно сами фундаменты под железобетонные колонны могут быть представлены в двух основных вариантах конструкции:

• в монолитном исполнении;
• сборные конструкции.

Основой такой конструкции является прямоугольная плита, на которой располагаются другие меньшие плиты, образуя, таким образом, пирамиду в виде ступеней с венчающем ее вверху стаканом под опору. В монолитном исполнении все основание является одним целым, а вот сборная конструкция является чем-то вроде детской пирамидки – снизу самая большая плита, а далее плиты поменьше.

Устройство фундамента под металлические колонны

В качестве фундамента под металлические колонны используются в основном монолитные железобетонные основания. Каркасом такого монолита является армированная конструкция, вверху которой в определенном порядке в соответствии с размерами подошвы стальной колонны установлены анкерные болты.

Технология изготовления такого фундамента ничем не отличается от заливки монолитного фундамента для железобетонных опор, с той поправкой, что вместо стакана устанавливаются с помощью кондуктора анкерные болты.

Еще одной особенностью таких основания является точность разметки всех линий и точек установки болтов.

Монолитный фундамент под колонны

Монолитные основания, выливаемые одним монолитным сооружением, имеют грани ступеней под углом 90 градусов. Такие фундаменты в основном оборудуются непосредственно на строительной площадке сооружения. Для заливки на дне котлована на заранее оборудованном и подготовленном месте проводится разметка осей будущих колонн. Под каждое основание сооружается опалубка либо собирается съемная конструкция опалубки, использование которой значительно упрощает работу, поскольку не требуют дополнительных затрат на проверку правильности установки.

Для опалубки, согласно, технологических карт, проводится установка положения, как по вертикали, так и по горизонтали. Последним этапом проверки перед заливкой бетоном монолитного основания является проверка на соответствие правильности размещения по монтажным осям. После установки опалубки нижних ярусов, проводится проверка и установка подколонника (стакана).

При заливке основания под сложную форму железобетонной колонны используется усиление каркаса металлической сеткой или сварным арматурным каркасом. Для установки на легких грунтах, сложных почвах, там, где требуется повышенная прочность под фундаментом возможно устройство дополнительной площадки или устройство свайного фундамента, обеспечивающего большую прочность.

Анкерные соединения для устойчивости колонны

Сборные металлические колонны соединяются с фундаментным основанием при помощи анкерных болтов. Сами болты для крепления колонн устанавливаются в тело фундамента в процессе его заливки. Для закладки анкеров используются стандартные кондуктора, позволяющие установить болты с максимальной точностью. Согласно нормам и правилам погрешностью в установке анкерных болтов в основание является отклонение от заданного положения не более чем 2 мм в ту или иную сторону.

Сборные металлические колонны

При промышленном изготовлении основания допускается отклонение одного из креплений, но не более чем на 5 мм. При этом все остальные анкера должны на 100% соответствовать стандарту.

В любом случае разметка и установка фундаментных блоков под стальные колонны проводится с помощью теодолита, по оси установки анкерных болтов.

Кондуктор-шаблон для анкерных соединений

При заливке бетонного основания под металлические колонны используют специальный кондуктор, с помощью которого контролируется глубина и высота установки анкерных болтов. По сути, это своего рода шаблон для установки анкеров. Чаще всего изготовление кондуктора проводится из металла, на верхней поверхности которого нанесены риски для совмещения с осями и последующей проверке правильности установки с помощью теодолита. Отверстия для крепления болтов делаются в соответствии с диаметром анкеров.

Перед заливкой бетоном болты привариваются к арматурному каркасу основания, а после заливки бетоном, до того момента как он наберет свою техническую твердость проводится проверка правильности расположения болтов. Следующим этапом проводится контроль жесткости опалубки и анкеров. В завершении данной контрольной операции проверяется высотно-плановый показатель расположения.

Кондуктор-шаблон для анкерных соединений

Под тяжелые стальные конструкции используются тяжелые или усиленные варианты анкерных болтов. Размеры как диаметра болта, так его длины и шага резьбы существенно отличаются от легких анкерных соединений. Установка усиленных тяжелых болтов проводится с помощью шаблонов, в нужном положении до заливки основания бетоном. Для большей фиксации таких шаблонов используют дополнительную фиксацию каркасными стойками, придающих конструкции более жесткий вид.

После заливки бетоном, шаблоны анкерных болтов убираются, при этом, как правило, каркас остается на месте установки. При проведении этого этапа работ особое внимание уделяется правильному расположению болтов, обязательно контролируются буквально все параметры – высота, глубина вертикальность установки. Это один из самых трудоемких процессов, но от него зависит насколько верно проведено установка фундамента. Для облегчения работ на этом этапе используется несколько эталонных шаблонов-кондукторов. Сваренный из металлического швеллера или иного металлического профиля большой толщины с нанесенными координатами осей он должен обладать большой массой и жесткостью. В намеченных местах просверливаются отверстия под диаметр анкерных болтов. Для легких болтов, как правило, используется обычный деревянный брус.

Перед установкой болтов проверяется правильность установки кондуктора. Он совмещается по осям координат, а по высоте устанавливается согласно меток, на стойках каркаса.

Отдельные фундаменты под колонны

Для проектирования и строительства отдельных фундаментов чаще всего независимо от типа почвы, на которой они планируются располагаться, выбираются сборные или монолитные фундаменты. Основанием является плита или несколько плит с дальнейшим расположением на ней ступенчатой конструкции. На особо ответственных участках площадь основания увеличивают, и дополнительно усиливают сварной решеткой из арматуры. В зданиях, где отдельные фундаменты под колонны планируется размещать в центре постройки для обеспечения больших нагрузок, площадь подошвы делают увеличенной, на дополнительно залитой монолитной площадке.

Заключение

В любом случае колонна должна иметь жесткое, твердое и правильно установленное основание. И хотя в большинстве случаев закладка фундамента проводится индивидуально для каждого сооружения, и в этом деле как кажется на первый взгляд, нет ничего особенного, однако привлечение специалиста, также, как и использование проектной документации, позволит существенно сократить объемы работ и избежать при этом серьезных ошибок.

Источник