Просто и быстро: строим столбчатый фундамент своими руками

Фундамент стаканного типа — одна из разновидностей столбчатого фундамента, которая используется в качестве основания под монтаж опорных колонн.

Расчет монолитного столбчатого фундамента под колонну.

При выполнении расчета фундамента считается, что грунты основания не имеют пучинистых свойств. Поэтому глубина заложения фундамента не связывается с глубиной промерзания грунта. Также учитывается, что нагрузка на фундамент передается от колонны (Мmax=157,69 кНм, N=723,16 кН, Q=18,18 кН) и панелей ограждения (Nпанел.=(17,83+13,3)1,10,95+21,21,050,95=69,7+2,4=72,1 кН, М=72,10,4=28,84 кНм). Направление действия нагрузок см. рис.6.1.

усилия: N=723,16+72,1=795,26 кН, М=157,69+28,84=186,53 кНм, Q=18,18 кН,

Расчет монолитного столбчатого фундамента под колонну.

материалы: бетон В15 (Rbt=0,75 МПа), арматура класса А400,

условное расчетное сопротивление грунта R=0,25 МПа

Определение размеров подошвы фундамента

Площадь подошвы фундамента:

Расчет монолитного столбчатого фундамента под колонну.

R=0,20МПа— условное расчетное сопротивление грунта;

m=20кН/м 3 – среднее значение объемного веса материала фундамента и грунта на обрезе фундамента,

Н=1м – предварительно назначенная высота фундамента.

стороны фундамента Размеры подошвы фундамента принимаютсяb=1,8 м, а=2,1м (а/b1,2). Площадь подошвы фундамента составляет А=1,82,1=3,78 м 2 , момент сопротивления – W=

Расчет монолитного столбчатого фундамента под колонну.

Определение высоты фундамента

Высота фундамента назначается из условийанкеровки колонны и арматуры колонны в фундамент. Высоту фундамента составляет длина анкеровки плюс 250 мм (смотри рисунок 6.1).

Высота фундамента из условия анкеровки колонны:

Высота фундамента из условия анкеровки арматуры колонны 20 А400 :

Расчет монолитного столбчатого фундамента под колонну.

, .

При определении расчетного сопротивления сцепления арматуры с бетоном Rbond принимаются следующие значения коэффициентов: 1=2,5 (для класса арматуры А400) и 2=1 (для 20). Подставляя в формулу базовой длины анкеровки l0,an значения коэффициентов 1, 2 , а также выражая площадь поперечного сечения арматуры и периметр арматуры через диаметр (), преобразуем формулу:

Длина анкеровки арматуры колонны при  =0,75 (для сжатых стержней периодического профиля) и отношении площади поперечного сечения арматуры колонны требуемой по расчету и фактически установленной 0,68/12,56=0,054 составляет:

Вычисленную длину анкеровки арматуры необходимо сравнить с минимально допустимой: 0,3l0,an=0,3947=285 мм, 15d=15х20=300 мм и 200 мм.

Расчет монолитного столбчатого фундамента под колонну.

Окончательно высота фундамента принимается — Нф=0,95 м. По высоте фундамент формируется из трех ступеней. Высота ступеней 350+300+300=950 мм. Минимальная толщина стенок неармированного стакана должна приниматься не менее 0,75 высоты верхней ступени, то есть 0,75300=225 мм (см. рис.6.1).

Проверка прочности основания под подошвой фундамента.

Нормативное значение нагрузок на уровне подошвы фундамента:

М n =,

Расчет монолитного столбчатого фундамента под колонну.

N n = 691,53+77,98=769,51 кН.

Максимальное значение давления под подошвой фундамента:

pmax=>1,2R=

=1,2250=300 кН/м 2 , условие не выполняется. Требуется увеличение размеров подошвы фундамента: а=2,4 м, b=1,8 м. При этом изменяются A=4,32 м 2 , W=1,73 м 3 , G n =77,98 кН, N n = 691,53+77,98=769,51 кН.

Расчет монолитного столбчатого фундамента под колонну.

Максимальное значение давления под подошвой фундамента:

pmax= — условие выполняется.

Минимальное значение давления под подошвой фундамента:

Pmin=— условие выполняется.

Расчет монолитного столбчатого фундамента под колонну.

Определение площади рабочей арматуры.

Расчет ведется в плоской постановке: рассматривается сечение по фундаменту в плоскости рамы и в перпендикулярном плоскости рамы направлении (см. рис. 6.1).

Фундамент будет изгибаться под действием давления грунта р. Так как высота фундамента переменная, то расчет ведется в предположении изгиба как консоли нижней ступени (сечение 1-1), затем вместе нижней и средней ступеней (сечение 2-2) и, наконец, всего фундамента (сечение 3-3). На рис. 6.1 показаны ординаты эпюры давления грунта от расчетных нагрузок, необходимые для выполнения вычислений. Значения определены графически.

Момент в консоли определяется по формуле М=(нагрузка равномерно распределенная со средним значениемр в пределах длины консоли). Длина консоли l, например при расчете нижней ступени, равна . Размерностьр в формуле определения момента М — в кН/м, в то время как до этого р было определено в кН/м 2 . Для перехода к размерности плоской задачи: p=pb (сечение в плоскости рамы), p=pа (сечение перпендикулярное плоскости рамы)

Расчет монолитного столбчатого фундамента под колонну.

М=.

Фундамент армируется сеткой, укладываемой с соблюдением защитного слоя 40 мм у подошвы фундамента. Для армирования фундамента диаметр арматурных стержней принимается не менее 12. Площадь рабочей арматуры определяется по формуле алгоритма расчета изгибаемых элементов по нормальному сечению:

Читайте также:  Выбор арматуры для ленточного фундамента, расчет и правила армирования

Рабочая высота сечения составляет h=h—a (a принимается 0,05 м, где а — расстояние от середины сечения продольной рабочей арматуры до нижней грани поперечного сечения фундамента).

Краевые ординат эпюры давления грунта (расчетные нагрузки):

Расчет монолитного столбчатого фундамента под колонну.

М=,

N n = 795,26+85,78=881,0 кН.

Максимальное значение давления под подошвой фундамента:

pmax=.

Расчет монолитного столбчатого фундамента под колонну.

Минимальное значение давления под подошвой фундамента:

Pmin=.

Источник

Классификация

Перед началом работ рекомендуется провести расчеты, чтобы определить какой тип столбчатого фундамента с монолитной плитой целесообразно использовать в данном случае.

  • Низкий. Подходит для тех местностей, где УГВ незначителен и глубина промерзания невысока.
  • Повышенный. Для устойчивых почв не подверженных оползням, избытку влаги и другим явлениям.
  • Высокий. Используется для заводненных почв, где высока вероятность сезонного подтопления.
  • Широко распространено основание высокого типа: в этом случае полностью исключено давление грунта на фундамент. Оно отличается простотой монтажа опалубки, и значительно сокращает сроки работ.

<<<Весь каталог смет>>>

Ленточный Свайно-ростверковый Монолитный
Свайно-винтовой Плита на сваях Цокольный

Примеры расчета сметы фундаментов

(нажать для просмотра)

4х4

6х6 8х8 10х10

Ленточный

Монолитный

Столбчато-ростверковый

Свайно-винтовой

<<<Весь каталог смет>>>

Ленточный Свайно-ростверковый Монолитный
Свайно-винтовой Плита на сваях Цокольный

Получите бесплатный расчет сметы

(Специалист задаст уточняющие вопросы и расчитает индивидуальную смету)

Устройство столбчатого фундамента

Различают монолитные железобетонные, столбчатые фундаменты под сборные и монолитные колонны. Сборные железобетонные фундаменты под монолитные и сборные колонны. Сборные и монолитные железобетонные фундаменты под металлические колонны. При проектировании придерживаются следующих правил: подошву фундаментов заглубляют не менее чем на 0,5 м от земной поверхности или уровня пола (исключения составляют лишь скальные породы). Подошвы фундаментов желательно закладывать на одной глубине, глубина заложения в несущий слой должна быть не менее 0,1 — 0,2 м. Подошва фундамента должна бытьт выше уровня грунтовых вод.

Важно

Не стоит забывать, что строительство дома на пучинистых грунтах должно вестись непрерывно, так как если оставить фундаменты в таких грунтах на зиму, то весной фундаменты могут получить значительные деформации и изменить свое проектное положение.

Обязательно при строительстве нужно учесть, что веранды, гаражи и другие пристройки к зданиям, должны отделяться от основного строения деформационным швом, так как работа фундаментов под пристройки отличается от работы фундаментов зданий сооружений.

Недостатками столбчатых фундаментов при строительстве зданий и сооружений является отсутствие подвала. Достоинствами по сравнению с другими видами фундаментов могут стать низкая цена и уменьшение сроков производства работ.

Инструкция по закладке стаканов

Сборка такого типа фундаментов нуждается в применении дополнительных средств механизации и спецтехники, поэтому план проекта сооружения должен отражать эту необходимость, например, обеспечивать подъездные пути и место для дислокации техники, наличие обслуживающего персонала и стоянки.

Спецтехника для сборки стаканного основания

  • Первый шаг – подготовка площадки, которая заключается в расчистке участка под основание и рытье котлована, размеры которого указаны в проекте,
  • Трамбовка песчано-щебневой подушки, уложенной на дно траншеи. Подушка нужна, чтобы выровнять дно котлована и обеспечить гидроизоляцию,
  • Столбчатый стаканный фундамент возводится согласно гост и с использованием контрольных и измерительных инструментов для проверки уровней конструкции,
  • Следующая операция – разметка площадки под фундамент – для этого нужны деревянные колышки или металлические прутья, и строительный шнур. Разметка проводится для каждого стакана отдельно,
  • Перед монтажом бетонных стаканов их очищают от грязи, и подъемным краном устанавливают на место. Для перемещения в стаканах залиты монтажные петли, а крановщик и стропальщики должны иметь соответствующие допуски. После установки каждого стакана контролируется его положение – пир помощи нивелира, отвеса и уровня,
  • По окончании монтажа всех стаканов делается обратная засыпка – вынутый грунт засыпается в оставшееся пространство вокруг стаканов и трамбуется. Далее на стаканы устанавливаются бетонные опоры. Лишний грунт равномерно распределяется по стройплощадке или вывозится,
  • Чтобы выровнять колонну в промышленном фундаменте, под нее подкладывают клинья. Материал для клиньев – металл, дерево или железобетон. После центровки колонн деревянные клинья нужно убрать, остальные – можно оставить.

Строительство стаканного фундамента

Все строительные, измерительные, исследовательские и проектировочные операции необходимо проводить в соответствии с требованиями гост 24476-80 и техническими условиями, предъявляемыми к столбчатым основаниям из сборных железобетонных узлов и элементов. Рассчитывать прочность и состав материалов следует заранее, на заводе-производителе.

Виды фундаментов стаканного типа

Классификация фундаментов стаканного типа выполняется в зависимости от конструкционных особенностей используемых блоков. Они могут отличаться:

  • По габаритам;
  • По способу соединения колоны с башмаком.

Железобетонные колоны квадратного сечения закрепляются в стаканах с помощью бетонного раствора класса М200 и М300. Также существует технология закрепления колон с помощью анкерных болтов, однако в отечественном строительстве она слабо распространена. Металлические колоны стыкуются со стаканом посредством сваривания с выпусками арматуры подколонника.

Рис 1.5: Основные марки блоков для стаканного фундамента согласно ГОСТ

Типы стаканных блоков, согласно нормативам ГОСТ № 2447680, определяются исходя из габаритных размеров и несущей способности. Все фундаменты имеют унифицированную маркировку, рассмотрим ее на примере стаканного фундамента 1Ф 13-9-2:

  • 1Ф — фундамент стаканный под колонну сечением 300*300 мм (2Ф — под колонну 400*400 мм);
  • 13 — площадь сечения опорной подошвы, округленная до дециметров (в данном фундаменте она составляет 1300*1300 мм);
  • 9 — высота посадочного гнезда в подколоннике;
  • 2 — тип фундамента согласно несущей способности конструкции.

Совет эксперта! Также стаканные блоки могут делиться на виды в зависимости от гидрофобности бетона, если изделие соответствует группе водонепроницаемости В2 его маркировка не содержит никаких дополнительных указателей, однако если бетон имеет пониженную водопроницаемость, это указывается литерой «П» в конце маркировки.

Этапы строительства под монолитную колонну

При возведении частного коттеджа или дачи строительстве сооружают монолитный фундамент. Чтобы сэкономить материалы, опорные столбы выполняются в виде ступеней. Высота и число ступеней зависит от нагрузки.

Для основания выкапывают яму необходимого размера и укладывают на дно слой песка и щебня толщиной в 20 см. Если глубина фундамента большая, устраивают бетонную подушку. Затем возводят опалубку из фанеры или дерева.

Если размеры основания значительные, используют стальную опалубку. Асбестоцементные или бетонные трубы могут применяться как несъемная опалубка.

Этапы строительства под монолитную колонну

Армирование опор

Армирование выполняется по мере возведения фундамента. Используют для этого прутки диаметром в 12–16 мм, связанные или сваренные в готовые каркасы.

Величина подколонника может совпадать с сечением столба. Если требуется именно стакан, сооружают опалубку сложной формы.

Изготовление каркаса можно посмотреть в этом видео:

Монтаж башмака

Этапы строительства под монолитную колонну

Чтобы равномерно распределить нагрузку от здания, рекомендуют делать башмак – расширение нижней части скважины:

  1. Изготавливают опалубку, диаметр которой в 1,5 раза больше, чем сечение будущих столбов и устанавливают на песчаную подушку.
  2. Заливают бетоном марки М300–М400 только башмак.
  3. Бетон застывает не менее 10 дней.

После схватывания раствора продолжают возведение фундамента.

Установка колонн

Начинают работу с сооружения армирующего каркаса:

Этапы строительства под монолитную колонну
  1. Монолитная колонна армируется прутками. При большом сечении прутки дополнительно усиливаются горизонтальными хомутами.
  2. Для опалубки используют деревянные доски нужной длины. Их скрепляют хомутами. Рекомендуется изнутри простелить опалубку рубероидом, чтобы позднее ее легче было снять. Поверхность колонны будет гладкой.
  3. Для заливки используют бетон марки М200 или выше. Чтобы удалить воздух, раствор протыкают металлическим штырем. Опалубку снимают только после полного высыхания.

Оптимальная температура строительства – выше +15 С. Если здание сооружают зимой, в бетон добавляют пластифицирующие добавки с тем, чтобы ускорить застывание.

Ростверк

Под железобетонные колонны возводят монолитный ростверк, по сути, это бетонная лента, усиленная стальными прутками. Используется при строительстве каркасных и панельных зданий, деревянных срубов:

  1. Изготавливают опалубку необходимых размеров.
  2. Укладывают арматуру. Для усиления плитной части используют арматурную сетку, которую размещают в 2 слоя. Между ними должен быть изолирующий слой бетона – не менее 20 см, поэтому заливку выполняют в 2 стадии.
  3. Горизонтальные сетки соединяют вертикальными фрагментами прутков. Длина минимально возможная, чтобы каркас со временем не утратил устойчивости.
Этапы строительства под монолитную колонну

Связывание каркаса выполняется в опалубке или на основании, а не на земле.

Читайте также:  Как построить фундамент из блоков – советы специалистов

Как выбрать оптимальное устройство фундамента под опоры

  1. Столбчатый фундамент целесообразно использовать, когда допустимые нагрузки на почву незначительны;
  2. На одну стойку расчетная нагрузка составляет до 100 тонн;
  3. При выборе допустимого сечения стойки, отклонения от нормы не допускаются;
  4. Можно также использовать отдельно стоящее основание под каждую колонну отдельно, но такую конструкцию часто используют при реставрационных работах.

Ленточный фундамент можно использовать при строительстве промышленных и частных зданий общего назначения. Причем высота здания будет зависеть от нагрузок на основании и особенностей почвы. Также стоит учесть, что свайный фундамент передает нагрузку на конкретную его часть, которая расположена над землей.

Схема монтажа столбчатого фундамента.

Как выбрать оптимальное устройство фундамента под опоры

Что нужно помнить при расчете такого основания:

  • Особенности почвы, под которое подбирается устройство основания;
  • Вероятность и уровень сезонных подвижек;
  • Высота будущей стойки и наличие по соседству других зданий;
  • Тип будущего строения общего назначения, его габаритные размеры;
  • Толщина стенок основания;
  • Полезную площадь подошвы основания, наличие и количество стаканов.

Описание и характеристики

Сама конструкция опорно-столбчатого основания представляет собой бетонные или балочные опоры, на которых в последствие будет располагаться ростверк. Ростверком называется верхний участок фундаментной основы под будущее здание, который в равной мере распределяет нагрузку всей конструкции.

Опорно-столбчатый вариант имеет ряд значительных достоинств:

  • при его возведении расходуется значительно меньше материала, примерно в два раза;
  • минимальное количество стройматериалов приводит к удешевлению установки самой основы;
  • возвести опорные столбы самостоятельно под силу практически каждому владельцу земельного участка;
  • не потребуется использование специальной техники или дополнительного строительного оборудования;
  • время, которое потребуется на завершение работ по созданию фундамента, минимально – примерно 2-3 дня;
  • конструкция подразумевает под собой небольшую глубину заложения – до уровня промерзания почвы; когда грунт начнет вспучиваться, основание поднимется вместе с ним;
  • подобный вариант требует минимум гидроизоляции, что также приводит к уменьшению расходов на строительство.
Описание и характеристики

Фундамент данного типа обладает и своими недостатками:

  • для его использования подходит только твердый грунт, поэтому следует предварительно провести все исследования, связанные с анализом почвы;
  • если дом находится на возвышенности и не примыкает вплотную к земле, то устройство цокольного или подвального этажа не представляется возможным.
  • фундамент данного типа может выдержать только строения определенного веса – придется серьезно подойти к вопросу расчета конструкции;
  • Необходима дополнительная теплоизоляция пола.

Где лучше использовать фундамент на столбах

Самостоятельно построить столбчатый с ростверком поверх опор фундамент своими руками несложно. Приведенная пошаговая инструкция и описанные выше нюансы изготовления подобной опоры помогут справиться с задачей даже начинающему строителю. Все выполняется буквально за несколько дней. Правда придется подождать до месяца, пока застынет бетон в ростверке, но иначе никак.

Пример дома

Если строение в планах возводить легкое, то подобный фундамент для него по стоимости и срокам работ сделать будет выгодней всего. Проект можно подготовить даже самому. А вот расчеты для основания под массивным коттеджем лучше заказать у профессионала.

Где лучше использовать фундамент на столбах

про другие виды оснований:

Смотрите также видео мнение о столбчатом виде фундамента

Читайте про другие наши материалы:

Основные принципы возведения надежного столбчатого основания

Технология изготовления столбчатого фундамента из железобетона в разы проще привычного свайного основания

Чтобы монолитный фундамент столбчатого типа прослужил долго и качественно, при его монтаже необходимо соблюдать такие правила:

Основные принципы возведения надежного столбчатого основания
  • Столбы из железобетона углубляют не менее чем на 70 см в грунт;
  • Почва на участке под столбчатый каркас должна быть спокойной и не склонной к сдвигам/пучениям;
  • Уровень грунтовых вод ниже отметки 1,5 метра;
  • Желательно, чтобы участок не имел крутых рельефных «поворотов»;
  • Для крепости фундамента необходимо монтировать ростверк из железобетона;
  • Стены дома должны быть выполнены из относительно легкого материала (пеноблок, брус, бревно, панель).

Важно: монтаж ростверка слегка завышает расходы на устройство такого фундамента, однако и в разы усиливает долговечность каркаса.