Монтаж железобетонных колонн одноэтажных зданий

Эти основания различаются конструкцией, особенностями установки и способны выдерживать значительные нагрузки. Особая форма, напоминающая стакан, применяется при установке круглых и прямоугольных колонн из железобетонного материала или металла. По сути это один из подвидов столбчатых фундаментов, применяемых при обустройстве объектов промышленного предназначения, отличающихся большими высотами и шириной секционных пролетов. Сегодня рассмотрим, как выполнять монтаж колонн в стаканы фундаментов.

Область использования стаканных фундаментов

Предназначением такого необычного снования считается передача нагрузочных воздействий от несущих элементов и перекрытий посредством колонных столбов, вмонтированных в стаканные заготовки.

Верха опорных элементов тоже прочно соединены с ростверковой конструкций, которую разрешается монтировать на значительном превышении по отношению к уровню земли.

Фундаменты под колонны стаканного типа применяются:

Читайте также: Арболитовые блоки: производство и кладка

• во время строительства колонных сооружений промышленного предназначения;
• при устройстве многоярусных парковок под землей;
• в качестве несущих основ под мостовые конструкции, эстакады и электролинии;
• для монтажа каркасных сооружений, отличающихся большой длиной и располагающихся на зыбких почвенных составах, имеющих разнообразные горизонтальные расслоения;
• в ситуациях, когда возникает необходимость обеспечения показателя прочности объектов, располагающихся в регионах, отличающихся сейсмической нестабильностью;
• когда проектным заданием предусматривается расстановка колонн под перекрытия, значение размеров пролетов которых варьируется от шести до девяти метров.

Фундаменты стаканного типа для монтирования колонн представляют собой единственно оптимальный способ, соответствующий ГОСТу, для возведения машинных ангаров, конденсаторных и компрессорных помещений в атомной энергетике.

Фундамент под колонны стаканного типа

Фундамент стаканного типа под колонны из металла или железобетона обустраиваются на непучинистых грунтах, вынужденных нести на себе каркасное сооружение. Обычно, подобная конструкция подводится под легкие постройки. Но в паре со стаканной подушкой из готового железобетонного блока, повышающей общую несущую способность, колонна столбчатого фундамента удержит вес и более массивного сооружения.

В итоге, такие конструкции используют в строительстве габаритных промышленных объектов и даже небольших мостов. И в этой статье мы рассмотрим процесс сооружения подобного фундамента и его конструкцию, попутно оценив достоинства и недостатки подобных сооружений.

Фундаменты стаканного типа: особенности конструкции

Сборный фундамент стаканного типа состоит из следующих элементов:

• Опорной плиты (ФП — блока), монтируемой на дно котлована, поверх песчано-гравиевой подсыпки, увеличивающей несущую способность грунта.
• Подколенника (Ф блока) – особого железобетонного изделия выполненного в форме стакана, растущего из широкого основания. Причем в облегченных конструкциях подколенник (Ф-блок) заменяют конической оболочкой, принимающей колонну в специально обустроенный стакан.
• Колонны – опорного элемента удерживающего каркас строения. Монтаж колонн в стаканы фундаментов предполагает сварку арматурных выпусков подколенника и устанавливаемой детали. Оставшиеся швы заливаются бетоном М300.
• Бетонного столба – элемента, монтируемого на основании подколенника. Эта деталь удерживает железобетонную балку (БФ-типа), на которую опираются стены каркасных строений.

В итоге получается конструкция с общей площадью подошвы фундамента от 12 до 52 квадратных метров. Причем нижний предел предполагает отказ от ФП блока, а верхний предел – напротив – монтаж подколенника на две опорные плиты.

Достоинства и недостатки стаканных фундаментов

К основным достоинствам стаканных фундаментов можно причислить следующее:

• Быстроту и простоту процесса монтажа основания — фундаменты под колонны – стаканного типа – собираются намного быстрее и свайных и ленточных конструкций.
• Нормированный размерный ряд элементов сборного фундамента. Все колонны, подколенники, опорные плиты и фундаментные балки изготовлены в соответствии со специальными ГОСТ. Поэтому такие фундаменты конструируют на основе типовых расчетов, производимых по готовым рекомендациям.
• Типичные эксплуатационные и рабочие характеристики, сравнимые с усредненными качествами других конструкций. То есть, по эксплуатационным характеристикам стаканные фундаменты не выделяются из общего ряда столбчатых и свайных оснований.

К отрицательным качествам стаканных фундаментов можно отнести следующее:

• Высокую стоимость, как самого изделия, так и процесса транспортировки продукта от склада до строительной площадки. Вес крупных блоков, готовых принять колонну сечением 610х360 миллиметров, превышает 1100 килограмм. И даже малогабаритные изделия, рассчитанные под колонны сечением 430х260 миллиметров, весят около 300 килограмм.
• Необходимость использования в процессе сборки фундамента, как минимум одного крана, что сказывается на стоимости сборочных операций.
• Необходимость точного расчета количества блоков, используемых при строительстве основания. Причем просчеты в большую и меньшую сторону – неприятны одинаково. Ведь они провоцируют дополнительные траты. В первом случае на площадке останутся лишние детали, а во втором – заказчику придется докупить пару-тройку блоков, потратившись на транспортировку и погрузку-разгрузку.

Монтаж стаканного основания: обзор процесса

Сборка фундамента выполняется с помощью кранов, расположенных на некотором отдалении от границ будущего основания.

Обычно сборочный процесс реализуется путем поэтапного выполнения следующих работ:

• Обустройства строительной площадки, заключающегося в очистке грунта от плодородного слоя.
• Маркированию границ будущего основания с последующей разметкой осей для каждого монтируемого элемента сборной конструкции.
• Поэтапной строповки, перемещения и укладки каждого блока сборной конструкции. То есть, вначале на песчаную подсыпку укладывают ФП блок, далее на него монтируют Ф блок, к которому прислоняют два бетонных столба. После чего на столбы опускают БФ блок, а в стакан Ф блока монтируют колонну. Причем в конце каждой операции установленный элемент сборного основания следует откалибровать по маркированным осям и расстроповать.

Указанные работы следует проводить в теплое время года. Поскольку укладка плит на мерзлую или заснеженную землю категорически воспрещается.

Ну а сам процесс монтажа, а точнее контроль положения блока относительно осей, невозможен без предварительного маркирования граней фундамента. Эта операция предполагает нанесение на опорные поверхности установочных рисок.

В итоге, детали основания устанавливают по монтажным отметкам (осям), зафиксированным на обносках, вынесенных за верхнюю или нижнюю кромку котлована. Причем противоположные обноски соединяют проволокой или леской, на которой крепят маркирующие отвесы. Проекция линий между обносками и точек пересечения отвесов и дна котлована обозначается цветными кольями.

Читайте также: ПЕЧАТНЫЙ БЕТОН — ДЕКОРАТИВНЫЕ БЕТОННЫЕ

Такая разметка упрощает коммуникацию между крановщиком и стропальщиками.

Источник: https://www.bobrovka.ru/fundament-pod-kolonny-stakannogo-tipa

Особенности конструкции

Конструктивные различия стаканного фундамента под опорную колонну, максимальные параметры и разрешенные нагрузки, размеры опорной подошвы и тип каркасной арматуры определены специальным ГОСТом 23 972 80. Основными элементами фундаментной конструкции являются:

• опорная подушка монолитного типа, отличающаяся большими круглыми или прямоугольными формами и имеющая гидроизоляционную защиту. Подушка может изготавливаться в заводских условиях или заливаться непосредственно на месте монтажа с предварительным устройством песчано-гравийного слоя;
• подстаканника из железобетона, располагаемого в центральной части фундаментной плиты;
• колонны определенной длины, изготовленной из металла или железобетона, которая устанавливается в стакан;
• опорного столба, удерживающего несущую балку, на которой располагаются элементы перекрытий будущего здания.

Опорные столбы могут отличаться по длине, но кромка, остающаяся сверху, в обязательном порядке остается только горизонтальной.

Согласно расчетам, плита фундамента стаканного типа под колонны с учетом предполагаемых нагрузочных воздействий может занимать площадь от двенадцати до пятидесяти двух квадратных метров. Может быть монолитной или сборной, при этом поверхность ее в первом случае горизонтальная, а во втором – наклонная.

В промышленной сфере предпочтение отдается монолитному типу, как более простому в установке и не требующему особых финансовых затрат на аренду специальной техники.

Стакан и плита могут быть исполнены в виде единой монолитной конструкции, либо оба эти элемента соединяются за счет армирующих каркасов. Этот вопрос определяется характеристиками почвенного состава и предполагаемыми нагрузками от сооружения.

Стаканные элементы усилены горизонтальным и вертикальным армированием, жестко соединенными между собой. Монтаж фундаментов такого типа осуществляется на устойчивую почву.

На площадках с пучинистыми и просадочными почвенными составами стаканные конструкции применять запрещается из-за неравномерности воздействия на фундаментную основу в разных местах.

Виды бетонных оснований под колонну

Фундамент под колонну может быть либо сборным, либо монолитным.

• Сборный тип производится на заводах железобетонных изделий по специальным стандартам – это так называемые «стаканы». Монтаж их производится уже в готовом для дальнейшей эксплуатации виде.
• Монолитный фундамент отливают из бетона прямо на месте установки будущей колонны. Изготавливается он с учётом целого ряда нюансов – прежде всего, типа грунта и предполагаемой нагрузки.

Особенность конструкции с использованием колонн состоит в том, что каждая опора «работает» индивидуально. Поэтому, при неправильном устройстве основания, возможно проседание или перекос отдельных колонн, что чревато разрушением всей постройки.

Каркас для заливки монолитного основания колонны

По типу устройства монолитные фундаменты под колонны (как их ещё называют в архитектуре – «столпы»), бывают:

Читайте также: Основные виды фундаментов мелкого заложения

1. Ленточными.
2. Сплошными.
3. Столбчатыми.
4. Свайными.

Рассмотрим подробнее разные виды монолитных железобетонных фундаментов для столбчатых опор.

Столбчатый фундамент

Как видно из названия, он имеет форму заглублённого в землю столба. Изготавливается в основном из железобетона, и предназначен для установки несущих опор на слабых и болотистых грунтах. Может также применяться и на твёрдых почвах как наименее затратный вариант – на его устройство уходит гораздо меньше материала и времени.

В малоэтажном частном строительстве столбчатые основания могут выполняться из металлических и асбоцементных труб, кирпича или готовых бетонных блоков.

Ленточный фундамент

Конструкция ленточного основания под размещение колонн
Ленточное основание под каркасное здание применяется в том случае, если проектом предусмотрено заполнение пространства между колоннами капитальными стенами из кирпича, шлакоблока, газобетона и т.д. Конструктивно он представляет бетонную полосу, залитую по периметру будущего здания, а также под внутренними капитальными стенами. Главным отличием ленточного основания под столбчатые опоры от обычного ленточного фундамента – это усиление в местах монтажа будущих колонн.

Сплошное основание

Представляет собой монолитную бетонную плиту, залитую по всей площади будущей постройки. Монтаж опор при этом производится по периметру плиты. В точках их установки производится усиление металлического каркаса, или углубление бетонного основания.

Применяется такой тип фундамента, как сплошная железобетонная плита, в основном при возведении складских помещений, ангаров, заводских корпусов.

Свайные основания

Монтаж опор на сваях производится в основном там, где из-за характеристик грунта невозможно устройство других типов фундамента. Например, при строительстве зданий на насыпных грунтах и в болотистой местности с высоким уровнем грунтовых вод.

В зависимости от размеров здания могут применяться сваи различной величины и конструкции. Для возведения лёгких построек вполне достаточно будет винтовых или буронабивных свай, которые без труда можно смонтировать своими руками.

Номенклатура и технические требования

Монолитные фундаментные плиты стаканного типа используют под установку сборных железобетонных колонн. Сечение стаканов может различаться, и от этого зависит масса конструкции. К примеру, фундамент стаканного типа под колонны 400 х 400 мм весит около пятисот килограмм, а фундамент стаканного типа под колонны 300 х 300 мм будет несколько легче, но для его установки все равно потребуется кран.

В любом случае, для производства фундаментных плит такого типа применяют бетонный раствор с показателем прочности B 15 и устойчивостью к воздействию низких температур F 50.

Кроме того, внешние поверхности плит обрабатываются органическими пластичными материалами, защищающими от воздействия влаги, так что уровень водонепроницаемости стаканных плит варьируется в пределах W2 – W8.

В соответствии с техническими условиями, определенными ГОСТом, изготовление фундаментов выполняется с соблюдением определенных требований:

• используется бетонный раствор, марка которого не менее В2;
• конструкции монтируются после полного набора прочности;
• водопоглощение не превышает пяти процентов, и данный показатель достигается после устройства надежного гидроизоляционного покрытия;
• все пояса фундаментной конструкции жестко армируются;
• толщина бетона вокруг арматурных прутьев должна быть не менее трех сантиметров;
• трещины в бетонном изделии не должны быть более 0.1 мм;
• стропальные петли удаляются болгаркой, методика ударного типа категорически запрещена;
• наличие обнаженных стальных прутков в фундаменте не допускается.

Технология строительства

Возводятся фундаменты с элементами стаканного типа в полном соответствии с правилами ГОСТов под контролем опытных строителей. Собирается основание просто, для чего существует целая технология:

• перед строительством основания выполняются расчеты на отдельные монолитные или сборные конструкции. Обратив пристальное внимание на разрез, можно увидеть усложненное армирование каркаса, являющегося основой для плитной части и стакана. Элементы каркасной основы рассчитываются по отдельности, как и значение ширины самого стакана. Параметры плиты остаются стандартными;
• готовится поверхность. Площадка, отведенная под застройку, очищается от мусора, поверхность земли выравнивается, выполняется разметка. Выравнивать поверхность необходимо идеально, потому что фундаментные плиты нельзя смещать (разрешенное отклонение – 1 – 1.5 градуса). В случае, когда поверхность недостаточно ровная, разрешается выполнить подсыпку песка, слой которого должен быть не менее тридцати сантиметров по отношению к подошве фундамента;
• размечаются оси предполагаемого основания. С этой целью на обноске выполняется монтаж проволоки либо стального троса, делается протяжка по осям. Места соединений четко определены проектным решением, как и длины промежуточных балок. С помощью которых выполняются соединения;
• наносятся границы будущей фундаментной основы, выкапывается нужной глубины траншея. Дно ямы выравнивается, устраивается песчаная подушка, насыпной слой уплотняется;
• по выполнению подготовительных работ переходят к монтажу. Работы выполняются в соответствии с технологиями, постоянно контролируется вертикальная и горизонтальная точность. После монтажа вся конструкция армируется, при этом открытая стаканная плоскость укрепляется металлическими прутьями;
• установка блочных элементов заканчивается тем что бетонный раствор набирает требуемую прочность. Затем разрешается выполнять установку колонн в стаканы фундаментов.

Железобетонные колонны одноэтажных зданий монтируют целиком. Колонны большой длины, доставленные на стройку отдельными частями, предварительно укрупняют.

Как правило, железобетонные колонны одноэтажных зданий устанавливают на фундаменты стаканного типа. Подливку бетоном или раствором (в зависимости от толщины слоя) выполняют заранее или непосредственно перед установкой колонн. Толщину слоя определяют не только отклонением от проектной отметки дна стакана, но и с учетом длины колонны, предназначенной к установке на данный фундамент, чтобы отклонения в длине колонны от проектной можно было погасить толщиной этого слоя. Подливка, выполненная заранее, ко времени установки колонн должна иметь прочность не ниже 50% от марочной. Для подливки, которую выполняют непосредственно перед установкой колонн, применяют жесткие смеси, которые хорошо уплотняют, чтобы они не выжимались под давлением опорного торца колонны.

В подготовку к монтажу колонн входит нанесение по четырем граням вверху и на уровне верха фундаментов осевых рисок. На колоннах, предназначенных для подкрановых балок, кроме того, с двух сторон консолей или траверс двухветвевых колонн наносят риски осей этих балок. На колонны высотой более 12 м закрепляют хомуты или струбцины с двумя расчалками, которыми эти колонны будут временно расчалены за соседние фундаменты или специальные якоря в плоскости ряда колонн.

В случаях, когда колонны монтируют не с транспортных средств, их предварительно раскладывают у мест монтажа. Колонны можно раскладывать по-разному: в зависимости от их массы, типа, грузоподъемности монтажных кранов, а также числа колонн, которые кран монтирует с одной стоянки. При использовании самоходных стреловых кранов колонны раскладывают следующим образом: опорным концом ближе к фундаменту, а оголовок направляют в пролет по ходу монтажа, предусматривая, чтобы место строповки колонны и центр опоры колонны и фундамента находились на одной окружности, описываемой радиусом, равным вылету крюка крана с монтажной стоянки.

Монтаж ведут способом «на весу». Строповку колонн выполняют рамочными захватами, а при наличии в колоннах сквозных отверстий, предназначенных для строповки, — одно- и двухштыревыми захватами с дистанционной расстроповкой.

Одноштыревые захваты выполняют в виде подвешенной к стропам П-образной обоймы, в нижней части которой есть отверстия с входящим в них штырем. При расстроповке штырь вытягивают из отверстия в колонне с помощью специального каната.

Если надо сохранить расчетную схему опирания колонны в процессе перевода ее из горизонтального положения в вертикальное, стропить необходимо за две точки. В этом случае применяют двухштыревой балансирный захват. Он состоит из траверсы с двумя блоками, через которые перекинуты стальные канаты с укрепленными на них верхней и нижней рамками со штырями. При расстроповке колонны верхний штырь извлекают из отверстия дистанционно, штырь нижней рамки извлекает монтажник.

Кран опускает колонну в стакан фундамента, совмещая осевые риски в нижней части колонны с осевыми рисками, нанесенными на верхней поверхности фундамента. Затем с помощью двух теодолитов, установленных в створах продольной и поперечной разбивочных осей, проверяют вертикальность установки колонны, совмещая положение нижних и верхних рисок на колонне с вертикальной визирной осью теодолита.

Для временного закрепления колонн в стаканах фундаментов до их замоноличивания бетоном применяют клинья и инвентарные клиновые вкладыши. Клинья могут быть железобетонные, стальные и деревянные. Целесообразно применять железобетонные клинья, которые после замоноличивания остаются в бетоне стыка.

Читайте также: Технология устройства полимерцементных покрытий «Эластобетон-В»

Клинья делают в зависимости от глубины стакана фундамента длиной 250-300 мм со скосом одной вертикальной грани на 1/10. При закреплении колонн у каждой грани шириной до 400 мм устанавливают по одному клину, а у граней большей ширины — по два.

При использовании деревянных клиньев колонны заделывают в стаканах бетонной смесью в два приема: первый раз до уровня низа клиньев, второй раз — после затвердения бетона и удаления клиньев.

По экономическим соображениям металлические клинья применяются в исключительных случаях.

Инвентарный клиновой вкладыш удерживает низ колонны до замоноличивания стыка бетоном. Он очень удобен в использовании. Принцип действия следующий. При вращении винта клин перемещается в корпусе на шарнире, создавая усилие распора между своей наружной гранью и корпусом вкладыша.

Клиновые вкладыши устанавливают в зазоры между гранями колонны и стенками стакана фундамента. До заделки стыка бетонной смесью на клиновой вкладыш устанавливают ограждение, которое извлекают из стакана после уплотнения смеси или после начала ее схватывания.

При монтаже колонн высотой более 12 м для дополнительного временного закрепления колонны в плоскости продольных осей здания ее приходится раскреплять двумя расчалками. Для этого хорошо подходят инвентарные расчалки с карабином и винтовой стяжкой, которые можно быстро устанавливать и снимать.

Для временного закрепления колонн применяются также кондукторы различных типов. Наиболее простой состоит из двух частей, соединенных четырьмя стяжными болтами. На поверхность фундамента после установки в него колонны устанавливают две части кондуктора и стягивают их болтами. При этом устойчивое положение колонны обеспечивается расширением ее базы за счет кондуктора.

Положения колонны относительно разбивочных осей выправляют при помощи специальных домкратов, упираемых в стенки стакана фундамента.

Во всех случаях колонны надо устанавливать и выверять так, чтобы не были превышены допуски, регламентируемые СНиПом или проектом производства работ.

До тех пор, пока бетон заделки колонны не достигнет 70% проектной прочности, на колонны нельзя устанавливать следующие конструкции, кроме проектных или монтажных связей и распорок, обеспечивающих их устойчивое положение.

Железобетонные колонны прямоугольного или квадратного сечения, с консолями или без них монтируют на один, два и более этажей каждую отдельно, хотя в отдельных случаях колонны с ригелями заранее укрупняют в плоские рамы или блоки, что целесообразно при достаточной грузоподъемности крана.

Эти колонны монтируют способом «на весу», строповку выполняют по-разному.

Как правило, нижние колонны устанавливают на фундаменты стаканного типа, выверяют и закрепляют в них, как и колонны одноэтажных зданий. А колонны последующих этажей устанавливают уже на верхние торцы колонн, расположенных ниже, или на ригели.

Практикуются установка, выверка и временное закрепление колонн тремя следующими способами:

— установка по рискам с выверкой вертикальности отвесом и сваркой деталей стыковых соединений. Для обеспечения вертикальности колонн при выверке в необходимых случаях используют оттяжки. Этот способ применяют при монтаже колонн со стыками платформенного типа. Его можно использовать и при монтаже колонн с фрезерованными стальными плитами по торцам, но тогда временное крепление выполняют болтами, для чего к закладным деталям заранее приваривают уголки;

— установка колонн на оголовки колонн, на которых заранее закрепляют винтами одиночные кондукторы (оголовки нижних колонн обычно выше уровня перекрытия на 0,5-0,8 м). Колонну, установленную в кондуктор, крепят регулировочными винтами и выверяют по разбивочным осям и по вертикали. Применяются различные конструкции одиночных кондукторов;

— установка колонн на оголовки нижних колонн с временным закреплением и выверкой при помощи групповых кондукторов на четыре колонны. Групповой кондуктор устанавливают и крепят хомутами к оголовкам колонн, установленных ниже. Каждую из четырех колонн устанавливают, закрепляют и выверяют аналогично установки с одиночными кондукторами. Настил с ограждениями наверху кондуктора позволяет монтировать конструкции перекрытий. После окончания монтажных работ и закрепления элементов в одной ячейке здания кондуктор передвигают в следующую ячейку. На следующий этаж кондукторы поднимают краном.

Наиболее распространенный групповой кондуктор — рамно-шарнирный индикатор (РШИ). РШИ представляет собой устройство, состоящее из пространственных решетчатых подмостей, на которых расположена шарнирная (плавающая) рама с угловыми упорами для крепления в верхнем положении сразу четырех колонн, выдвижных и поворотных люлек для монтажников и сварщиков. По углам рамы для временного крепления колонн в проектном положении установлены угловые граненые фиксаторы (упоры) — два поворотных и два откидных, которые могут занимать транспортное или рабочее положение и не препятствуют установке ригелей и плит.

С помощью такого кондуктора колонны монтируют без дополнительной выверки. Их поочередно поднимают, подводят краном к соответствующим фиксаторам кондуктора и плавно опускают на головки нижерасположенных колонн. Боковые грани низа монтируемой колонны крепят натяжным устройством нижнего фиксатора, закрепленного за оголовок колонны, вплотную подтягивая к граням фиксатора. Таким способом обеспечивается точное совмещение их с соответствующими гранями оголовка колонны. Верх колонны закрепляют верхним захватом — фиксатором индикаторной рамы, приводя колонну в строго вертикальное положение.

Контроль положения монтируемых колонн высотой на 2 этажа многоэтажных зданий проверяют на каждом этаже.

Обустройство гидроизоляции

Необходимо учесть, что фундаментное основание, изготовленное в виде стакана, заливается из бетонного раствора, который от воздействия влажной среды постепенно разрушается.

По этой причине необходимо в обязательном порядке устраивать гидроизоляционный слой по всей внешней поверхности. Разберемся, каким образом выполнить такую работу:

• вся поверхность фундаментного основания тщательно очищается от грязи и мусора, неровности выравниваются тощим бетонным раствором;
• после того, как поверхность затвердеет, ее обрабатывают битумом или иной смазкой с водоотталкивающим эффектом и несколько часов выжидают ее полного высыхания;
• по битумному слою раскатывается рубероидный материал, места соединений полос промазываются разогретой смолой либо мастикой;
• иногда рубероид укладывается несколькими слоями. Такая мера предосторожности выполняется, когда грунтовые воды находятся близко к поверхности земли.