При обустройстве оснований для построек принимают во внимание их полную стоимость и способность нести массу здания. Разновидностью столбчатых оснований является фундамент стаканного типа, который относят к быстровозводимым и надёжным.
Область применения
Сборные железобетонные фундаменты стаканного типа изготавливают из тяжёлого бетона.
Конструкция применяется в многоэтажном каркасно-панельном строительстве общественных зданий, при возведении производственных и вспомогательных помещений, промышленных предприятий. На таких фундаментах строят мосты, подземные автостоянки, склады, ангары.
Возможно применение в несейсмических и сейсмически-опасных регионах. Допускается монтаж на грунтах неагрессивной, слабо- или среднеагрессивной среде.
Не предназначены фундаментные стаканы для установки на вечномёрзлых, просадочных и насыпных (подрабатываемых) грунтах.
Конструкция стаканного фундамента
Все стаканные основания состоят из двух частей.
Опорная базовая плита толщиной не меньше 250 мм может состоять из нескольких ступеней, образующих монолитную конструкцию пирамидальной или конусной формы. Плита воспринимает вертикальные нагрузки от колонн, на которых собирают здание.
Подколонник пирамидальной или квадратной формы имеет полость, в которую устанавливают колонны. В сборе основание похоже на стакан, от чего произошло название.
Высота подколонника может быть увеличена в зависимости от возможной нагрузки и конфигурации здания.
Весь объём стакана армируют стальными прутьями и арматурной сеткой.
Плюсы и минусы стаканных фундаментов
Столбчатый фундамент стаканного типа имеет ряд преимуществ:
- гарантированное заводским исполнением соблюдение геометрических размеров согласно чертежам;
- прочность бетона, изготовленного в заводских условиях, проверка качества с помощью заводских лабораторий;
- быстрый монтаж основания;
- минимум подготовительных земляных работ, не требующих затратной разработки грунта;
- стройку начинают без ожидания набора бетоном прочности;
- установка на большинстве типов грунтов;
- длительный срок эксплуатации при защите от агрессивного влияния влаги;
- возможность создания любых по размерам и геометрии распределённых фундаментов.
К недостаткам, которые ограничивают использование фундаментных стаканов под колонну в частном строительстве, относят высокую стоимость, сложность транспортировки и необходимость большой свободной площади для монтажных работ.
Нормативы изготовления
При изготовлении заводом должны соблюдаться ГОСТ 24476-80 для стандартных изделий.
ГОСТ 24022-80 применим для сельскохозяйственных одноэтажных зданий, где может понадобиться усиление конструкции.
Технические требования
Фундаменты изготавливают в стальных формах для обеспечения точной геометрии.
Марка бетона не может быть ниже, чем М200. Марку М300 применяют, если такое требование установлено проектом. Фактическая и отпускная прочность бетона при отгрузке не должна быть менее 70% от расчётной, а для зимнего периода не менее 90%.
Морозостойкость выбирают исходя из климатических условий района использования.
Армирование бетона проводят согласно чертежам, указанных в приложении к ГОСТ. Арматура применяется гладкая горячекатаная с классом металла не ниже А-I, либо периодического профиля из стали класса Ас-II. В регионах, где температура опускается ниже 40°С применяют только класс Ас-II c маркой стали 10-ГТ.
Толщина защитного слоя 50 мм с отклонением не более +10 мм и -5 мм. Защитный слой — это расстояние от внешней поверхности конструкции до ближайшей к ней арматуры в сетке.
Каждое место пересечения обязательно соединяют сваркой — скрутки вязальной проволокой не допускаются.
Отклонения размеров стаканов от чертежей не должно превышать 16 мм в горизонтальной и 10 мм в вертикальной плоскости.
Соединение колонны и фундамента
Бетонные колонны устанавливают в полость и укрепляют, выравнивая в вертикальной плоскости. Промежуток между столбом и стенками стакана заливают бетоном, марки не ниже М200.
Стальные колонны приваривают к выпущенной из стенок арматуре, свободные полости также заливают цементным раствором. Возможно крепление анкерными болтами.
Размеры
Стандартные геометрические размеры стаканов под колонны указаны в таблице, размещённой в ГОСТ. Критически важными являются размеры подошвы, которые могут быть от 1200х1200 до 2100х2100 мм. От площади зависит несущая способность всего фундамента.
В отдельных случаях ГОСТ допускает минимальный размер основания плиты 900х900 мм.
Высота всей конструкции варьируется от 750 до 1050 мм, из которых минимум треть приходится на толщину опорной плиты.
Методы классификации и обозначение изделий
С
таканные фундаменты различают по нескольким признакам.
- 1Ф предназначен под колонны-стойки с геометрическими размерами 300х300м.
- 2Ф — фундамент под колонны 400х400 мм.
В зависимости от толщины стен и возможной нагрузки фундаменты делят на 3 типа.
Первый предназначен для возведения стен толщиной до 250 мм включительно, а второй для кладки толще 250 мм. Третий тип предназначен для особо тяжёлых конструкций и предусматривается проектом.
Кроме того, различают два типа в зависимости от эксплуатации в агрессивных средах: Н — нормальной проницаемости, П — пониженной проницаемости.
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:
- 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.
- 2Ф20.9-2П. Поперечный размер колонны 400х400 мм, подошва 2000х2000, высота 900 мм. Возможно строительство стен толще 250 мм, использован бетон пониженной проницаемости.
Этапы монтажа
Фундаменты стаканного типа предъявляют повышенные требования к механическому составу грунта. Вечномёрзлые, насыпные и проседающие земли непригодны, так как под полной массой здания возможны проседания и разрушение всего строения. Подвижки также возможны на пучинистых грунтах в зимний период.
Перед выбором типа фундамента проводят геологические изыскания, в которых кроме прочности определяют гидрологическое состояние, минимальный и максимальный уровень грунтовых вод по данным многолетних наблюдений.
При необходимости местность осушают, изготавливают дренаж. От высоты залегания воды зависит возможность углубления в грунт.
При положительном решении об использовании стаканного фундамента приступают к предварительным мероприятиям.
Подготовка к монтажу
Участок строительства очищают от строительного мусора и всей растительности, деревья выкорчёвывают с корнем. Проводят планировку местности с помощью бульдозеров. Если проектом предусмотрен котлован, проводят выработку грунта тяжёлыми экскаваторами. Помимо общего, может быть вырыт котлован по периметру здания или для каждого стакана по отдельности.
Уплотняющая подсыпка, если она предусмотрена проектом, должна выступать за пределы опорной плиты на 300 мм с каждой стороны. Исходя из этого проводят выборку грунта.
По окончании выборки земли дно котлована выравнивают и трамбуют с помощью механических средств.
На грунтах, склонных к проседанию, устраивают уплотняющую подушку из щебня мелкой фракции и песка. Вначале насыпают слой щебня, который трамбуют с помощью механических приспособлений или навесного оборудования на строительные механизмы. Следующий слой — песок. После проливки водой песчаную подушку трамбуют аналогично щебёночной.
Следующий этап – разметка мест установки фундаментов. С помощью обносочных досок, шнура (проволоки 2 мм) и отвеса отмечают точную точку установки блоков. Далее с помощью размерного шаблона на грунте вымеряют положение боковых сторон фундаментов. Для удобства установки фундамента в грунт забивают колышки, которые соединяют бечёвкой.
Горизонтальный уровень всех оснований выравнивают с помощью нивелира. Уровень должен быть близким к идеальному — при необходимости подсыпают подушку.
Монтажные работы
Установку проводят с помощью тяжёлой строительной техники, так как масса блоков может быть от 1,5 до 5,8 т.
К монтажу допускаются работники, прошедшие обучение и имеющие разрешения на работу с подъёмными механизмами.
- Проверяют состояние и исправляют при необходимости монтажные петли. Краской наносят положение сторон согласно проекту.
- Строповку выполняют двумя или четырьмя крюками с зависимости от массы изделия.
- После подъёма, нижнюю часть опорной плиты очищают от налипшего грунта.
- Точную ориентацию фундамента проводят вручную на высоте 15–20 см от земли.
- Окончательная корректировка проводится ломами после опускания блока на землю.
- Перед засыпкой грунта проводят защиту фундамента от влаги. Используют клеевой метод или обмазку специальными составами.
- После установки всех стаканов начинают монтаж колонн.
Фундаменты стаканного типа активно применяют в промышленном и гражданском строительстве. Конструкция позволяет сократить время на монтаж оснований и сразу после этого начать строительство. Заводское изготовление блоков гарантирует их прочность и геометрические размеры, что ускоряет монтаж и способствует устойчивости строения.