Устройство фундамента под колонны стаканного типа

Фундамент стаканного типа представляет собой не сплошное точечное основание. Применяется в основном для строительства зданий, значительных по площади, но малой этажности, чаще всего производственного, хозяйственного, инфраструктурного назначения. Для многоэтажных строений может использоваться только на прочных непучинистых и неосыпающихся грунтах при глубоком расположении грунтовых вод.

Технологические особенности

Возведение стаканов под будущее размещение колонн осуществляется посредством подготовки предварительного основания и усиленной технологии армирования, благодаря чему названные фундаменты имеют высокие эксплуатационные характеристики. Как правило, стаканные основания за счет высокой прочности и жесткости конструкции находят свое применение при строительстве промышленных объектов, однако встречаются случаи их применения и в частном секторе.

Конструкция основания

Стаканный фундамент является разновидностью столбчатого основания и включает в свой состав следующие элементы:

• плитное основание, устанавливаемое на песчаную или щебневую подложку в оборудованном котловане;
• стаканный подколенник (элемент для будущего размещения колонны);
• опорные колонны под каркас здания.

По завершении сборки всех перечисленных составляющих образуется фундаментная конструкция со значительной площадью подошвы, как правило, от 15 до 50 кв.м.

Столбчатый фундамент стаканного типа применяется в виде двух форм: сборной и монолитной. Принципиальное отличие названных видов оснований заключается в их устройстве – сборный предусматривает выполнение соединения составных частей стакана непосредственно на месте, а монолитный – установку готовой цельной конструкции. В каждом случае подколонник размещается на предварительно оборудованной подложке.

За счет достаточно широкой площади опорной части возводить такие фундаменты рекомендуется на устойчивых грунтах, исключая строительство на пучинистых и подверженных просадке почвах.

Устройство (схема)

Согласно нормативным документам фундамент стоит из следующих элементов:

1. Опорная монолитная железобетонная подушка с крупными размерами. Она может быть круглой или квадратной. Обязательна иметь верхний защитный гидроизоляционный слой. Изготовить подушку можно на стройплощадке или заказать готовые изделия у производителя. Основа укладывается на утрамбованный песчано-гравийный слой.
2. По центру основы монтируется железобетонный подстаканник. Имеет прямоугольную форму, отцентрированное углубление для установки опорного элемента. Обязательно происходит армирование стаканов в горизонтальном и вертикальном направлениях.
3. Далее в стакан устанавливается стальная или железобетонная опора. Сечение колонны может быть в форме квадрата или круга. При этом длина и размеры зависят от особенностей грунта и расчетных нагрузок.
4. Затем на опору устанавливается колонна. Она является главным несущим компонентом, берущей на себя основную часть нагрузок от будущих сооружений.

Сборные опорные подушки имеют форму в виде трапеции со скошенными боковыми гранями. Монолитные плиты — прямоугольную форму. Если изготовление фундамента происходит из монолитной плиты, то стакан также должен выполняться из монолита и быть единым целым с плитой за счет их общего армирования.

Преимущества и недостатки

«Стаканы» основания
Фундаменты стаканного типа обладают рядом достоинств, отличающих их от других типов оснований:

• высокое качество материалов (производство элементов осуществляется непосредственно в промышленных условиях и масштабах при четком соблюдении правил и требований, предписанных строительной документацией);
• простая сборка (монтаж составных частей осуществляется в максимально короткие сроки и с минимальным количеством трудозатрат);
• продолжительный срок эксплуатации;
• надежность (за счет широкой площади опоры элементы равномерно распределают как продольные, так и поперечные нагрузки);
• невосприимчивость к влаге (положенный в основу составных частей тяжелый бетон способен поглощать до 5% воды).

Как и любой строительный элемент, фундамент стаканного типа имеет ряд недостатков:

• завышенная стоимость (обусловлена заводским производством);
• обязательное использование спецтехники как в процессе транспортировки, так и при монтаже основания (значительный вес и размеры частей).

Области использования

Этот тип фундамента наиболее эффективен для:

• инженерных объектов – мостов, переходов и переездов, сооружаемых над железнодорожными путями:
• инфраструктурных сооружений – подземных парковок, гаражей;
• строений на тепловых и электрических станциях;
• складских объектов, предназначенных для складирования материалов, заготовок, готовой продукции;
• небольших производственных зданий;
• одноэтажных спортивных, торговых, выставочных комплексов небольшого веса;
• жилых каркасных домов.

Если основание используется для строений из дерева, то количество этажей может достигать трех.

Монтаж стаканного основания

Монтаж основания
При возведении стаканного фундамента следует руководствоваться классическими правилами и стандартами. Схема монтажа проста и интуитивно понятна при соблюдении следующей последовательности действий:

• Подготовка строительной площадки. Перед началом работ поверхность под будущее размещение фундамента расчищается от строительного и иного мусора. Вместе с этим для упрощения будущих разметочных работ и выравнивания площадки нелишним будет снять 20-30 см слой дерна. Оборудованную для монтажа площадку необходимо дополнительно засыпать слоем мелкофракционного песка или щебня и тщательно утрамбовать. Впоследствии выполнение предварительной подложки позволит надолго сохранить возведенное основание за счет отвода и исключения застаивания излишков воды.

В ходе выполнения работ на данном этапе необходимо учитывать, что подготавливаемая площадка должна быть на 40-50 см больше опорной части фундамента.

• 
  Смонтированные опоры
  Разметка. Осуществляется разметка будущих мест размещения опор с размерами 400х400 мм и по их периметру вбиваются колышки. После определения угловых мест установки приступаем к разметке центра фундамента. Для этого следует попарно соединить по диагонали 4 центра угловых опор посредством натягивания проволоки или веревки, а место пересечения обозначить по аналогии с представленным выше способом.

• Копка и подготовка ям. По периметру установленных граничных колышков выкапываются ямы в зависимости от высоты и веса будущих колонн. Далее, на дно засыпается 15-20 см слой мелкофракционного песка или щебня и осуществляется его утрамбовка.
• Установка составных элементов: стакана и колонны. Как перед, так и после размещения опорных площадок следует качественно вымерить горизонтальность и вертикальность осей с помощью строительного уровня или нивелира. Закончив с обустройством стаканной части и выждав время полного высыхания раствора, в случае самостоятельного изготовления, целесообразно провести дополнительное армирование колонн и опорных элементов.
• Финишное бетонирование стакана и колонн.

Все выполняемые процедуры реализуются в совокупности с ручными манипуляциями, направленными на качественный подгон составных частей и горизонтальности линий. По завершению установки стаканных элементов необходимо позаботиться об их защите. Кроме этого на стадии обустройства стаканов не стоит забывать о морозостойкости и пределах прочности.

Рекомендуем посмотреть видео, иллюстрирующее процесс заливки «стакана».

Этапы работ

Стаканные основания устанавливаются в четком соответствии с действующими нормами и правилами. Монтаж производится с привлечением тяжелой спецтехники и под контролем опытных строителей. В общем, техника сооружения имеет ряд основных этапов работ.

Земляные

Участок, который отведен под постройку здания, нужно очистить. Причем удаляется как мусор, так и верхний слой грунта с растительностью.

Помимо этого, требуется подготовить ямы для плит. Они могут быть вырыты отдельно для каждого элемента либо траншея может быть вырыта в виде одной линии, проходя по контуру будущего сооружения. После организации котлована дно очищают, ровняют и хорошо трамбуют.

Подсыпка

Уплотнение требуется, если сооружение производится на слабых почвах, имеющих усадку под воздействием массы основания и здания. Для устройства подсыпки применяют гравий и песок.

Толщина уплотнения зависит от веса плиты, причем оба слоя обязаны быть одинаковыми. Вначале засыпают гравий, равномерно распределяя его по траншее, ровняют и трамбуют. Затем насыпаю песок, увлажняют его и тоже тщательно утрамбовывают.

Разметка

На дне вырытой траншеи производится разметка участков месторасположения плит. Для чего на обносочных досках крепят ось разбивки. При пересечении осей ставится отвес, он и указывает точку для установки опорного блока.

Затем делается шаблон плиты, и контуры переносятся на грунт. Отметки делают с помощью веревки и кольев. Разметив месторасположение на дне траншеи, проверяют горизонтальный уровень подсыпки. Если требуется, ее выравнивают.

Установка

Для быстрой установки блоков в разрезы фундамента стаканного типа установлены монтажные петли. За них цепляют крючки тросов крана, при этом производить зацеп можно 2 или 4 крючками с учетом размера плиты. Блок чуть приподнимают над уровнем земли и убирают прилипший грунт. Затем стрелочный кран переставляет монолит на требуемый участок.

Перед завершением монтажа нужно вручную скорректировать расположение плиты. Если требуется, ее поворачивают и перемещают в необходимом направлении. Затем можно установить на положенное место. Так производится установка всех элементов.

На последнем этапе выполняется засыпка образовавшегося пространства возле блоков. После завершения землю хорошо трамбуют.

Для усиления основания производят армирование блоков, колонн, стаканов. Причем стержни крепят друг с другом сварочным аппаратом. Арматура укладывается во все элементы фундамента во время производства.

Гидроизоляция

Даже небольшая площадь контакта стаканного фундамента с землей является причиной нарушения целостности бетонной плиты под действием влаги. То есть внешнюю поверхность блока нужно защитить гидроизоляцией. Для чего производят такие действия:

1. С поверхности блока удаляют грязь и выравнивают цементным составом.
2. Промазывают битумом и дают полностью высохнуть.
3. Сверху укладывают рубероид и обрабатывают соединения мастикой.

Внимание: При близком прохождении подземных вод гидроизоляция делается в несколько слоев.

Монтаж колонн

Предварительно привезенные колонны необходимо разложить так, чтобы спецтехника смогла с легкостью добраться до них и переставить на необходимое место. Колонны замеряют, чтобы узнать, где выполнить захват стропами.

Установка колонн подразумевает нанесение специальных рисок. Кран передвигается вдоль ряда и может монтировать на одной стоянке одновременно два этих элемента. Соосность колонн и основания обязана быть максимально точной, чтобы в дальнейшем избежать смещения балок.

Монтируются фундаментные балки. Выполняют заново разметку и определение проектных показателей места установки колонн. Затем удаляют грязь с монтажных элементов, крепят их тросом, приподнимают и навешивают над колонной.

Балки вначале фиксируются болтами, заново проверяется соосность и, лишь затем прочно закрепляются в консоли колоны.

Сфера применения стаканного фундамента довольно обширна, но в частном домостроении имеется ряд ограничений. Прочность стаканного основания значительно зависит от соблюдения всех правил и технологии монтажа бетонных плит. Во время проведения монтажа нужно обязательно учесть все требования ГОСТ и рекомендации производителя.

Армирование подошвы фундамента сетками

Минимальный защитный слой бетона для этой арматуры принимается: при наличие под фундаментом подготовки из тощего бетона — 40 мм, при отсутствии — 70 мм.

Если нормальное сечение подколонника как бетонного элемента не обес­печено по прочности, подколонник армируют плоскими сварными сетками при проценте армирования всей продольной арматуры не менее 0,2% (рис.ниже).

Армирование железобетонного подколонника пространственным каркасом, собранным из сеток

В железобетонных подколонниках, где по расчету сжатая арматура не требуется, а количество растянутой арматуры не превышает 0,3%, допуска­ется устанавливать сетки только по граням подколонника, перпендикуляр­ным плоскости действия большего из двух действующих на фундамент мо­ментов. При этом толщина защитного слоя бетона должна быть не менее 50 мм и не менее двух диаметров арматуры.

При необходимости армирования стенок стакана в бетонных подколонни­ках следует устанавливать пространственный каркас в пределах стаканной час­ти с заглублением ниже дна стакана на величину не менее 35 диаметров про­дольной арматуры. При этом площадь всей продольной арматуры принимается не менее 0,04% от площади подколонника вне стакана (рис. ниже).

Армирование бетонного подколонника со стаканом

Кроме того, при е0 > Iс/b в стаканной части подколонника следует уста­навливать горизонтальные сварные сетки с расположением стержней у на­ружных и внутренних поверхностей стенок стакана. При этом вертикальная арматура размещается внутри сеток (рис. ниже). Диаметр стержней сеток принимается не менее 8 мм и не менее четверти диаметра продольной ар­матуры.

Фундамент стаканного типа видео

Для лучшего понимания технологии обустройства фундамента стаканного типа предлагаем вашему вниманию видео, объясняющие основные нюансы данного процесса:

Видео №1 — Особенности разбивки фундамента

Видео №2 — Теоретические основы установки колонн в стаканные блоки

Важные особенности строительства

Для обеспечения надежной защиты сооружения от трещин и перекосов стен как перед осуществлением монтажа, так и в его ходе, важно учитывать следующие моменты:

• обязательное использование качественного бетона марки М250 не ниже;
• выполнение мероприятий по армированию колонных и опорных элементов;
• финишный слой по периметру каждой части конструкции от 3 см;
• ширина трещин после полного высыхания должна составлять менее 0,1 мм.

Посмотрите видео, как производится установка стаканов под колонны.

Всю схему мероприятий по монтажу и обустройству основания стаканного типа целесообразнее выполнять в теплое время года, поскольку, во-первых, в соответствии с требованиями СНиП установка бетонных изделий на замерзшие грунты строго запрещена, а во-вторых, такая часть монтажа, как бетонирование в холодную погоду для качественного схватывания состава требует обязательного использования специальных присадок, приобретение которых пагубно отражается в денежном эквиваленте на итоговой смете.

Маркировка

Обозначение фундамента выполняют краской на боковой поверхности конструкции. Маркировка состоит из одной или двух буквенно-цифровых групп, разделённых дефисом.

В первой группе, согласно ГОСТ, указывают размеры подошвы и высоту изделия в дециметрах, которые округляют до целых цифр.

Вторая группа раскрывает несущую способность, а также тип проницаемости, если фундамент предназначен для размещения в агрессивных средах.

Примеры обозначений:

1. 1Ф13.8-1. Фундамент для колонны 300х300 мм с размером подошвы 1300х1300 мм, высотой 800 мм. Несущая способность 1 группы для стен толщиной до 250 мм.
2. 2Ф20.9-2П. Поперечный размер колонны 400х400 мм, подошва 2000х2000, высота 900 мм. Возможно строительство стен толще 250 мм, использован бетон пониженной проницаемости.