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.

а — монолитной; б — стальной; 1 — арматурные сетки; 2 — анкерные болты

Размеры в плане подошвы (b, l ), ступеней (b 1 , l 1 ), подколонника (l uc , b uc ) принимаются кратными 300 мм; высота ступеней (h 1 , h 2 ) — кратной 150 мм; высота фундамента (h f ) — 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 . Вынос нижней ступени вычисляется по формуле c 1 = kh 1 , 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 b uc ×b uc ; при внецентренной нагрузке — прямоугольной, размерами b×l и b uc ×l uc , отношение b/l составляет 0,6-0,85.

Габариты фундаментов под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям КЭ-01-49 и КЭ-01-55, для одноэтажных промышленных зданий принимаются по серии 1.412-1/77. Буквы в марках фундаментов обозначают: Ф — фундамент; А, Б, В и AT, БТ и ВТ — тип подколонников для рядовых фундаментов и под температурные швы (табл. 4.24), а числа характеризуют типоразмер подошвы плитной части фундамента и его типоразмер по высоте.

ТАБЛИЦА 4.23. КОЭФФИЦИЕНТ k

Давление на грунт, МПа	Значения k при классе бетона
	В10	В15	В20	В10	В15	В20	В10	В15	В20	В10	В15	В20
0,15	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3
0,2	3	3	3	3	3	3	3	3	3	2,9	3	3
										3
0,25	3	3	3	3	3	3	3	3	3	2,5	2,8	3
										2,6	3
0,3	3	3	3	3	3	3	2,7	3	3	2,3	2,5	3
							2,8			2,4	2,6
0,35	2,8	3	3	2,7	3	3	2,4	2,7	3	2,1	2,3	2,7
	3			2,9			2,6	2,9		2,2	2,4	2,9
0,4	2,6	2,9	3	2,5	2,8	3	2,3	2,5	3	2	2,1	2,5
	2,7	3		2,7	3		2,4	2,7			2,2	2,6
0,45	2,4	2,7	3	2,3	2,6	3	2,1	2,3	2,8	1,9	2	2,3
	2,5	2,8		2,5	2,7		2,2	2,5	3		2,1	2,5
0,5	2,3	2,5	3	2,2	2,4	3	2	2,2	2,6	1,8	1,9	2,2
	2,4	2,7		2,3	2,6		2,1	2,3	2,8		2	2,3
0,55	2,2	2,4	2,8	2,1	2,3	2,7	1,9	2,1	2,5	1,7	1,8	2,1
	2,3	2,5	3,8	2,2	2,4	2,9	2	2,2	2,6		1,9	2,2

Примечание. Над чертой указано значение без учета крановых и ветровых нагрузок, под чертой — с учетом этих нагрузок.

ТАБЛИЦА 4.24. РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТОВ

По высоте приняты следующие размеры: тип 1 — 1,5 м; тип 2 — 1,8 м; тип 3 — 2,4 м; тип 4 — 3 м; тип 5 — 3,6 м и тип 6 — 4,2 м. В табл. 4.25 и 4.26 приводятся в качестве примера эскизы и размеры рядовых фундаментов и фундаментов под температурные швы. Эти фундаменты могут применяться при расчетном сопротивлении основания 0,15—0,6 МПа.

Все размеры фундаментов приняты кратными 300 мм. Применяется бетон класс В10 и В15. Армирование осуществляется плоскими сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Защитный слой бетона принят толщиной 35 мм с одновременным устройством подготовки толщиной 100 мм из бетона В3,5.

ТАБЛИЦА 4.25. РАЗМЕРЫ РЯДОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Эскиз	Марка фундамента	Размеры, мм							Объем бетона, м 3
		l	b	l 1	b 1	h 1	h 2	h f
	ФА6-1 ФА6-2 ФА6-3 ФА6-4 ФА6-5 ФА6-6	2400	2100	1500	1500	300	300	1500 1800 2400 3000 3600 4200	2,9 3,2 3,6 4,1 4,6 5,1
	ФА7-1 ФА7-2 ФА7-3 ФА7-4 ФА7-5 ФА7-6	2700	2100	1800	1500	300	300	1500 1800 2400 3000 3600 4200	3,2 3,3 4,0 4,5 4,9 5,4
	ФА8-1 ФА8-2 ФА8-3 ФА8-4 ФА8-5 ФА8-6	2700	2400	1800	1500	300	300	1500 1800 2400 3000 3600 4200	3,5 3,7 4,2 4,7 5,2 5,7
	ФА9-1 ФА9-2 ФА9-3 ФА9-4 ФА9-5 ФА9-6	3000	2400	2100	1500	300	300	1500 1800 2400 3000 3600 4200	3,8 4,1 4,6 5,0 5,5 6,0

ТАБЛИЦА 4.26. РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ ПОД ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШВЫ

Эскиз	Марка фундамента	Размеры, мм						Объем бетона, м 3
		b	l	b 1	h 1	h 1	h f
	ФАТ3-1 ФАТ3-2 ФАТ3-3 ФАТ3-4 ФАТ3-5 ФАТ3-6	1800	2100	-	300	-	1500 1800 2400 3000 3600 4200	3,4 4,0 5,1 6,2 7,4 8,5
	ФАТ6-1 ФАТ6-2 ФАТ6-3 ФАТ6-4 ФАТ6-5 ФАТ6-6	2400	2100	1500	300	300	1500 1800 2400 3000 3600 4200	4,2 4,7 5,9 7,0 8,1 9,3
	ФАТ7-1 ФАТ7-2 ФАТ7-3 ФАТ7-4 ФАТ7-5 ФАТ7-6	2700	2100	1800	300	300	1500 1800 2400 3000 3600 4200	4,5 5,1 6,2 7,4 8,5 9,6

Рис. 4.9. Фундамент с подбетонкой для опирании балок 1 — фундамент; 2 — подбетонка; 3 — колонна

Для опирания фундаментных балок предусмотрена подбетонка (рис. 4.9). Пример конструктивного решения фундамента приведен на рис. 4.10.

Габариты монолитных фундаментов под типовые колонны двухветвевого сечения, в частности для серии КЭ-01-52 одноэтажных промышленных зданий, принимаются по серии 1.412-2/77. Размеры подколонной части таких фундаментов приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части имеют типоразмеры от 1 до 18, а также типоразмер 19, при котором размер подошвы составляет 6×5 м. По высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77.

Рис. 4.10.

1—6 — арматурные сетки

Железобетонные фундаменты под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям ИИ-04, ИИ-20 и 1.420-6 для многоэтажных производственных зданий, принимаются по серии 1.412-3/79.

ТАБЛИЦА 4.27. ТИПЫ И РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННИКОВ

Отличие в маркировке фундаментов по сравнению с другими сериями заключается в том, что после цифры, обозначающей типоразмер подошвы, приводится высота плитной части. Размеры подколонной части фундамента приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части включают типоразмеры от 1 до 18 и типоразмер 19 (с размером подошвы 5,4×6 м). по высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77. Монолитные железобетонные фундаменты под железобетонные типовые фахверковые колонны прямоугольного сечения, в частности по шифрам 460-75, 13-74 и 1142-77, принимаются по серии 1.412.1-4. Размеры фундаментов приведены в табл. 4.28. Сопряжение колонны с фундаментом шарнирное. Фундаменты разработаны для давления 0,15- 0,6 МПа. Применяется бетон класса В10. Армирование осуществляется сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Пример узла опирания колонны на фундамент дан на рис. 4.11.

Под колонны зданий применяются сборные фундаменты из одного или нескольких элементов. на рис. 4.12 приведены решения сборных фундаментов под колонны каркаса для многоэтажных общественных и производственных зданий из элементов серии 1.020-1. Элементы фундамента типа Ф применяются на естественном основании, типа ФС — для составных фундаментов (табл. 4.29). Толщина защитного слоя бетона нижней рабочей арматуры принимается 35 мм, а остальной арматуры — 30 мм. Глубина заделки колонны в фундамент должна быть не менее величин, приведенных в табл. 4.30.

Рис. 4.11.

1 — закладное изделие колонны; 2 — анкер; 3 — соединительный элемент

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

• 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

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

• 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:

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

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

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.

Фундамент является основой любой постройки вне зависимости от того, для чего она нужна. Это может быть жилой дом – одноэтажный или многоуровневый, промышленный объект, здание складского типа, коммерческое строение или самая обычная хозяйственная постройка. В строительстве используют разные виды оснований. Чаще всего применяют ленточное или плитное. Такое основание, полностью заполненное и цельное, применимо на любой почве. Но для возведения промышленных зданий можно использовать фундамент стаканного типа.

Характеристика стаканного основания

Данный вид основы строения качественно отличается от часто используемой фундаментной ленты или монолитной плиты. Это точечное не сплошное основание, которое забирает на себя часть нагрузки, создаваемой постройкой, и распределяет ее в отдельных местах, где давление будет наибольшим.

Для строительства габаритных, но невысоких объектов в основном промышленного назначения используют фундамент под колонны стаканного типа. Это сборные бетонные конструкции, расположенные в заранее спроектированных местах в виде «ступеней». Если опорой ленты является подошва, то для стакана используют железобетонное изделие. Форма такого фундамента в действительности напоминает трапециевидные ступени, которые все больше сужаются к верху конструкции.

Где применяют стаканный фундамент?

Для индивидуального строительства жилых домов малой этажности, а также комплексного возведения многоуровневых новостроек используют только ленточные или монолитные фундаменты. Использовать точечное стаканное основание в этом случае нельзя. Его следует применять для строительства следующих зданий:

• объекты промышленного назначения – мосты через водоемы, конструкции для переходов и переездов над железнодорожными путями;
• помещения социальной инфраструктуры – подземные гаражи и автомобильные стоянки;
• машинные отделения на теплостанциях и электростанциях;
• складские ангары для хранения готовой продукции или сырья;
• спортивные и торговые комплексы одноуровнего типа с малым весом строения.

Чаще всего столбчатое основание представляет собой железобетонный фундамент стаканного типа. Его главным отличием является то, что обычно заказчиком сооружений выступают государственные структуры, муниципальные власти или крупные промышленные предприятия. Это подразумевает полное соответствие оснований заявленным техническим требованиям и ГОСТам. Для характеристики используемого при строительстве материала, а также места, где может располагаться стаканное основание, используется специально разработанная серия фундаментов определенной версии, утвержденная и проверенная проектными институтами. В серии четко прописаны все нормы и требования, которым должно соответствовать основание.

Состав стаканного фундамента

Его составляющими элементами являются следующие сборные части:

• опорная плита, которую следует установить на щебнево-песчаную подушку, расположенную на дне вырытого котлована;
• подколонник, именно он имеет форму стакана;
• колонна, которая служит поддерживающим элементом каркасного строения;
• бетонный столб, необходимый для поддерживания опорных балок под каркасными стенами.

Устройство фундамента стаканного типа полностью зависит от области применения будущего строения, его веса, размеров. Допускается возведение данного фундамента для многоэтажного строительства, если грунт под основание стабилен, не пучинист и не сыпуч. «Стаканы» используют на прочной неподвижной почве с глубоким залеганием грунтовых вод.

Преимущества использования стаканного основания

1. Конструкции производят из тяжелого армированного бетона, но общая масса готового сооружения давит на почву с минимальной нагрузкой благодаря своему точечному расположению на грунте.
2. Установка проводится относительно быстро, поскольку все элементы являются сборными и имеют монтажные петли. Требуется использование специальной строительной техники для подъема тяжелых частей, но время монтажа все равно остается минимальным.
3. Сборные фундаменты претендуют на высокий срок эксплуатации, который может достигать ста лет при соблюдении технологии строительства.
4. Поглощение воды очень низкое, потому что площадь соприкосновения с почвой небольшая. Вся конструкция расположена на монолитной плите, что не позволяет влаге негативно воздействовать на основание.
5. Надежность стаканного фундамента обусловлена грамотным и равномерным распределением поперечных и продольных нагрузок.
6. Поскольку конструкция является сборной, ее легко перемещать в случае необходимости.
7. Приемлемая стоимость. Если требуется построить здание очень большой площади, то затраты на возведение основания ленточного типа будут грандиозными. Лента сплошная и проходит по всему периметру сооружения. А применение столбчатого основания может в разы сократить расходы.

Пошаговое руководство по возведению стаканов

Монтаж фундаментов столбчатого типа происходит с обязательным использованием строительной техники – экскаваторы, подъемные краны, лебедки.

1. Подготовительный процесс, направленный на тщательное очищение поверхности под фундамент. Она должна быть ровной. Происходит рытье котлована заданного размера. Уровень закладки монолитной плиты не должен быть меньше одного метра, как и при заделке подошвы ленточного основания.
2. Трамбование траншеи при помощи щебня и песка. Благодаря этому можно получить достаточно ровную и равномерную поверхность.
3. Столбчатый фундамент следует возводить, используя строительные мерительные инструменты, постоянно контролируя горизонтальность и вертикальность сборных конструкций. Нужно пользоваться уровнем и нивелиром.
4. Обязательная разбивка и разметка при помощи колышков подготовленной постели осей, на которых будет находиться каждый отдельный стакан.
5. Стаканы, которые уже доставлены на место строительства, следует очистить от возможного мусора. При помощи подъемного крана происходит захват элементов за монтажные петли и доставка его к монолитной опоре. Следует отцентровать положение стакана и медленно установить его на подготовленное место. Проверяется совпадение рисок.
6. Наведение своеобразной сетки при помощи нити между действительно расположенными элементами.
7. Сборные железобетонные фундаменты требуют постоянной проверки геодезическим инструментом. После каждой установки стакана нужно делать замеры.
8. Грунт, который был выкопан, засыпают обратно в котлован до верха блока. После этого проводится установка опорных балок на стаканы или на специальные столбики. Размеры котлована полностью зависят от типа строения и его площади. Иногда приходится выкапывать большое количество земли, если предполагается масштабное строительство.

Под колонны промышленных зданий используют стальные, железобетонные или деревянные клинья, расположенные вокруг элемента по два с каждой грани. Их использование является обязательным. Они поддерживают колонну в процессе бетонирования. Позже деревянные клинья вынимают, а стальные не трогают для большей прочности армировки.

Установка фундаментов стаканного типа ориентирована на постоянное выравнивание поверхностей сборных элементов. Нельзя допустить малейшие смещения, поскольку вся конструкция – это каркас из тяжелого бетона. При работе следует соблюдать все проектные расчеты. Те изделия, которые не соответствуют нормам и гост, нельзя использовать. Это может быть небезопасно.

Все работы, которые связаны с проектированием, проведением необходимых измерений, анализом грунта при помощи специального геодезического оборудования, следует проводить с четким соблюдением норм и требований, которые предъявляются к столбчатому фундаменту. Чаще всего для основания используют железобетонные сборные части. Расчет их прочности и состава выполняют на заводе-изготовителе. Работой занимаются технические специалисты, поэтому изделия просто обязаны соответствовать заявленным проектным требованиям.

Некоторые особенности столбчатого фундамента стаканного типа

Чтобы изделия были очень прочными при изготовлении стаканов, монолитных плит и колонн используют армировочные металлические прутья. Это надежно скрепляет элементы. Кроме того, армирование происходит и на этапе установки колонн. Когда их бетонируют в дно стакана, то стальные прутья не убирают при заливке бетона, а оставляют внутри стакана для большей прочности готовой конструкции.

Возведение стаканного фундамента очень сильно отличается от монтажа ленточного основания. Для столбчатого типа применяют сборные части, изготовленные непосредственно на заводе, потому опалубка для проведения работ является необходимой при закреплении стакана – гнездообразователя. Его обшивают металлическим листом и заливают бетоном до проектной отметки. Колонна устанавливается прямо в днище стакана и образуется достаточно надежный замок.

Для строительства промышленных объектов можно использовать не только сборный, но и монолитный столбчатый фундамент стаканного типа. Он представляет собой более мощную ступенчатую конструкцию, которая способна выдерживать очень большую нагрузку и значительный вес сооружения. Ступени и их высота полностью зависят от габаритов предполагаемой постройки. Колонны привязаны к координатным осям. Монолитные конструкции имеют некоторое преимущество, потому что способны сильнее «разгрузить» давление на основание.

Бетонирование всех элементов является необходимым условием тщательного возведения здания. Сами сборные части выполняют из тяжелого бетона, обязательно использование надёжной армировочной сетки. Бетон берут высокого качества, обычно используют марку не ниже чем М200В2, чтобы сооружение могло выдержать давление строящегося здания. Бетонные конструкции можно вовлечь в строительство только после набора ими высокой прочности.

Фундаментная балка является составным элементом основания. Она расположена на столбиках, упирающихся в подколонники. Несущие стены строения должны располагаться на этих балках. Можно также установить балки на колонные консоли. Сопряжение фундамента стаканного типа с фундаментной балкой должно быть прочным. Это достигается путем бетонирования и качественной металлической армировки готовой конструкции.

Монтаж колонных элементов

Колонны, транспортированные заранее на строительную площадку, нужно разложить так, чтобы техника могла легко и без лишних движений добраться до них и установить эти элементы. Колонны измеряют, чтобы определить, в каком месте проводить строповочный захват и поднятие.

Правильный монтаж колонн включает систему нанесения рисок. Кран перемещается вдоль ряда и может устанавливать сразу две колонны на одной стоянке. Соосность колонн и основания должна быть идеальной, чтобы в последствие не произошел сдвиг балок.

Устанавливают опорные балки. Проводят новую разметку и проверку проектных значений расположения колонн. После этого очищают монтажные элементы, балки закрепляют канатами, поднимают и медленно делают навеску над колонной, опуская балку до упора очень осторожно и в соответствии с рисками.

Балки предварительно крепят на болты, снова проверяют соосность всей конструкции и только после этого тщательно укрепляют в консоли колоны.

Фундамент стаканного типа под колонны иногда даже используют для строительства коттеджей, большая терраса которых выходит, например, прямо к воде. Это очень удобно и красиво. Применение стаканного основания достаточно широко, но в индивидуальном строительстве оно имеет некоторые ограничения.

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. 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.

Внимание: основания стаканного типа должны опираться на устойчивый грунт. На усадочных и пучинистых почвах использование таких конструкций запрещено из-за неравномерного воздействия боковых нагрузок от грунта.

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 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 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.

Важно: опорная железобетонная подушка может иметь разную площадь в зависимости от нагрузок на неё.

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 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 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. 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.

Внимание: работы по монтажу конструкций можно проводить только в тёплое время года, поскольку установка фундаментных изделий на мерзлую землю запрещена.

Гидроизоляция

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.

Разновидностью столбчатого основания является фундамент стаканного типа для легких конструкций. Его изготавливают промышленным способом, при желании стакан тип Ф можно залить в опалубку сложной конструкции самостоятельно.

Модификации стаканных фундаментов

Существует несколько вариантов стаканов для столбчатых фундаментов, отличающиеся характеристиками:

• геометрия – столб квадратного сечения с глухим отверстием аналогичной формы с уширением книзу (плита); усеченный конус с глухим отверстием вверху
• размеры – высота 1 – 0,65 м, ширина, длина 1,7 х 1,7 м – 1,2 х 1,2 м
• назначение – для ограждений (ФО), заборов (1Ф), ЛЭП, колонн (Ф-1), сборный (2Ф)

Стаканы используются в с/х (фермы, ангары), при строительстве мостов, ЛЭП, гаражей, инфраструктуры.

Технология изготовления пошагово

Все железобетонные конструкции заливаются в опалубку, поэтому на начальном этапе необходимо собрать ее из отдельных щитовых элементов. Затем производится закладка армопояса, монтируется внутренняя часть опалубки, происходит заливка. Если опалубка находится на месте эксплуатации, отпадает необходимость транспортировки тяжелого изделия, аренды спецтехники для его перемещения.

После разметки осей стен, изготовления траншеи в месте монтажа создается бетонная подготовка толщиной 7 – 5 см. На бетонную подушку устанавливается каркас:

Под нижнюю сетку подкладываются бетонные прокладки, чтобы конструкция полностью погружалась в бетон при заливке.

Конструкция опалубки выглядит следующим образом:

Внутренняя поверхность щитов обивается рубероидом для сохранения формы ж/б конструкции при распалубке.

Установка внутренней опалубки

Элемент опалубки, необходимый для создания в стакане глухого отверстия, имеет вид:

• 4 сколоченный щита, обернутые рубероидом
• прикрепленное к ним днище
• верхние ручки из бруса для установки, распалубки

Конструкция размещается внутри армирующего каркаса, не должна касаться прутков, отстоять от них минимум на 3 см.

Операция повторяется для всех стаканов либо каждый из них заливается в единственную опалубку поочередно. В любом случае натягиваются шнуры, деревянная конструкция корректируется по центрам осей. Распалубка после заливки, виброуплотнения бетона возможна на четвертые сутки.

Технология столбчатого фундамента из ж/б стаканов

Если стаканы заливаются на ровной площадке для доставки на объект либо используются заводские изделия с маркировкой Ф, изготовление столбчатого фундамента происходит аналогично предыдущему способу с некоторыми поправками.

Земляные работы

В зависимости от назначения объекта, размеров пятна застройки, сложности проекта изготавливаются приямки. Траншеи вдоль стен либо полноценный котлован (очень редко). Затем необходимо выполнить работы:

• засыпка подушки – песок с уплотнением каждых 20 см виброплитой, щебень средней фракции у трамбовкой этим же инструментом
• заливка бетонной подготовки – обязательно по единому уровню во всех приямках (высота 5 – 3 см)

После этого стаканы можно размещать на месте эксплуатации.

Монтаж стаканов

Конструкции из железобетона имеют солидный вес, перемещаются спецтехникой. Перед размещением их на бетонные подготовки натягиваются шнуры по осям либо включается построитель плоскостей, пара лазерных уровней.

Стаканы предназначены для установки бетонных, металлических колонн, столбов силового каркаса здания или отдельно стоящей конструкции, сооружения. При самостоятельном изготовлении необходимо использовать бетон М100 и выше.