Как сооружают столбчатые фундаменты под колонны?

Столбчатый фундамент обустраивают при строительстве каркасных и малоэтажных зданий без подвалов.

Также его сооружают, если предполагается большая глубина залегания фундамента – 4–5 м. При этом ленточное основание нерентабельно из-за большого расхода строительных материалов.

О том, как возводится столбчатый фундамент под колонны, поговорим в статье.

Разновидности

Состоит столбчатый фундамент из плитной части из 1–5 ступеней и подколонника, полнотелого или полого – стакана. Вид его зависит от типа и материала колонны.

Колонна – деталь несущей конструкции. Она воспринимает нагрузку между этажами и на уровне фундамента. Может служить декоративной деталью. Колонны выпускают стандартных размеров и изготавливают на заказ.

Различают 2 вида:

Металлическая – состоит из оголовка, к которому крепят ригели и балки, стержня и базы – части, соприкасающейся с фундаментом.

Бывают сплошные и сквозные колонны – решетчатые, перфорированные. Последние меньше весят и проще в монтаже. Изготавливают конструкции из балок и прокатного профиля.

Железобетонная – производится из армированного бетона марки М300, М400, М600. Конструкция типовая. При малом сечении она выдерживает высокую несущую нагрузку и в отличие от металлической не боится воды. Форма круглая, квадратная и прямоугольная. Круглая чаще встречается у декоративных элементов.

Колонна непрерывно взаимодействует с основанием, нарушение положения хотя бы одной опоры приводит к обрушению дома. Поэтому под колонны не рекомендуется использовать сваи.

Материал для столбчатого фундамента выбирают исходя из нагрузки и материала колонны:

1. Бетонные основания – а точнее, железобетонные. Выполняются из тяжелого бетона и упрочняются специальной арматурой. Под металлические колонны ставят только монолитный бетонный, под кирпичные допускается сборный вариант.
2. Кирпичные – выдерживают меньшую нагрузку и используются для малоэтажных зданий.
3. Деревянные – подходят только для деревянных или каркасных зданий.
4. В частном строительстве встречаются опоры из бетонных или асбестовых труб.

Подготовка к возведению

Подготовка включает:

• планировку – опоры монтируют по углам, на участках примыкания и пересечения стен, на протяжении несущей стены через 3–6 м и под каждой колонной;
• разметку и выемку земли на необходимую глубину;
• если глубина залегания велика, то на дно ям укладывают песчаную или бетонную подложку;
• сооружение опалубки.

Глубина залегания и высота бетонной подложки определяется весом здания и рыхлостью почвы.

Инструменты и материалы

Для строительства нужны:

• доска или фанера для опалубки;
• песок, битый кирпич, гравий для подушки;
• бетон марки М300, М400, М600;
• рубероид или другой пленочный материал для гидроизоляции;
• анкерный крепеж для металлических колонн.

Для работы понадобятся следующие инструменты и приспособления:

• капроновый шнур и деревянные колья для разметки;
• совковая и штыковая лопаты;
• отвес, строительный уровень, рулетка;
• ручная трамбовка.

Если бетон изготавливают самостоятельно, то нужна бетономешалка или емкость для размешивания раствора.

Как рассчитать?

Исходными данными для расчета служит нагрузка, которую оказывает колонна, и результаты инженерно-геологических исследований.

К первым относятся:

1. Вертикальная нагрузка – вес колонны и величина нагрузка, передаваемая на нее стенами и кровлей.
2. Изгибающий момент.
3. Поперечная – приходящаяся на опору от базы колонны.
4. Нагрузка при действии крутящих моментов в 2 плоскостях.
5. Полная ветровая и снеговая – рассчитывается по погодным данным региона.

К инженерно-геологическим данным относятся:

• свойства грунта;
• уровень грунтовых вод;
• глубина промерзания грунта.

По полученным данным рассчитывают величину опорных столбов для колонн.

Пример расчета под монолитную колонну

Вычисляют глубину залегания и сечение основания. В простых случаях параметр определяет максимальная глубина промерзания.

Для более точных вычислений используют формулу: df=kh*dfn, где:

• kh – коэффициент, принимаемый для фундамента отапливаемого дома;
• dfn – глубина промерзания.

Размеры основания рассчитывают по формуле: А=N/(R0-ȳd), где:

• N – вертикальная нагрузка, ее получают при расчетах каркаса здания;
• R0 – сопротивление грунта — величина представлена в справочнике СНиП 2.02.01-83;
• ȳ – средний удельный вес фундамента;
• d – глубина.

Для зданий выше 3 этажей расчет производят более сложные, с учетом краевой нагрузки.

Пример расчета под металлическую колонну

Материал не влияет на методику вычислений. Учитывать нужно глубину заглубления самой колонны. Поэтому используется та же самая методика расчета.

Для удобства исчислений непрофессионалам лучше воспользоваться онлайн-калькуляторами в Интернете.

В них указаны все требуемые параметры для вычислений. Расчет производится автоматически.

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.

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

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:

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.

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

Этапы строительства под металлическую (стальную) колонну

Металлическое колонны монтируют в стаканные основания или анкерным способом. Порядок действий сходный, но исключает некоторые этапы:

1. Размечают положение скважин и роют ямы необходимой глубины.
2. На дно укладывают песчано-гравийную подушку. Сооружают опалубку. Армируют конструкцию прутками и сеткой, описанным выше способом.
3. Подготовленные скважины заливают бетоном марки не ниже М300. Перед заливкой в полости устанавливают геодезические уровни и высотные знаки. Они служат указателями места размещения стальной опоры.
4. В поверхности бетонных оснований вмонтируют анкерные болты для фиксации. На них и крепится металлическая колонна. Между собой их связывают балками.

Опирание может выполняться и другим методом. Вместо анкеров на поверхность опоры монтируют металлические плиты и заполняют бетонной смесью. Уровень заливки ниже 5–8 см проектной отметки подошвы. В полученное углубление устанавливают колонну.

Установку на анкера можно посмотреть в этом видео:

Ошибки при строительстве и способы их избежать

Сооружение фундамента – довольно сложная работа, требующая расчета и квалификации. Начинающие строители чаще всего допускают следующие ошибки:

• неправильно рассчитывают распределение нагрузки, при этом фундамент начинает проседать, а стены здания трескаться;
• неверно определяют глубину залегания – слишком большая величина ведет только к расходу материалов, а вот недостаточная – к деформации стен;
• устанавливают опоры на разную глубину;
• используют материал низкого качества – марка бетона должен быть не ниже М200;
• неверно оценивают сопротивление грунта – необходима консультация специалиста;
• не центрируют каркас при монтаже – особенно разрушительно это сказывается на ростверке;
• собирают каркас на грунте – центрирование автоматически исключается;
• соединяют прутки и сетку на углах сваркой – это запрещается.

Опорные основания и колонны – вертикальные элементы. Во время сооружения опалубки, армирования, крепления столбов необходимо постоянно проверять вертикальность.

Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь.

Заключение

Столбчатый фундамент под колонны используется в целях экономии. Для каркасного здания и на твердых грунтах он успешно заменяет ленточный или плиточный. Но чтобы такое сооружение прослужило долго и не стало причиной разрушения дома, необходимо тщательно рассчитать нагрузку.

Выбор фундамента под колонну и расчёты

Основой для любой новой постройки является именно опора. Каким бы строение ни было, большим или маленьким, в любом случае стройка начинается с укладки основы. Учитывая вид конструкции, которую планируется построить, выбирается тип основания. Обычно жилые помещения делаются бескаркасными, а вот каркасными только промышленные. Именно в каркасных конструкциях присутствуют несущие элементы, которые делаются в виде столпов. Как и под все застройки, фундамент под колонну закладывается обязательно.

Какими бывают столпы?

По виду материала, который был применен в изготовлении столпов, различают:

Учитывая то, какой вид будет устанавливаться при постройке помещения, выбирают определенный тип основы.

Каждый из видов имеет свои особенности. Поэтому при выборе учитываются все нюансы. Взвешиваются плюсы и минусы каждого типа.

Столбчатое основание

1. Бетонными.
2. Кирпичными.
3. Деревянными.
4. Блочными.
5. Сделанными с помощью труб.

Такой фундамент под колонну применяют в определенных случаях. Например, если есть необходимость передачи нагрузки каждой конструкции по отдельности на почву. Также если несущий слой лежит на глубине около 5 м.

Стаканные основания

Колонна в фундаменте

Стаканные фундаменты под колонны считаются разновидностью столбчатых опор. Особенностью его является то, что он не делается на месте, а доставляется уже готовым. В постройке применение опоры такого типа имеет свои преимущества:

1. Надежность и прочность.
2. Быстрая установка. Опалубка для колонн не требуется.
3. Никакого влияния погодных условий на установку.
4. Точность значительно выше, чем постройка опоры любым другим способом.

Ленточный тип

Ленточные фундаменты считаются легкими в исполнении. Они используются при строениях небольших помещений. Такую опору очень легко смастерить своими руками. Важно детально изучить особенности его укладки. Он может пригодиться тем, кто задается вопросом: как сделать колонну своими руками. В таком случае использование именно ленточного основания будет самым лучшим вариантом.

Для такого вида основания понадобится щебень, песок, гравий. Закладка делается слоями, которые в толщине около 15-20 см. Армирование производят бетоном.

Монтаж железобетонных столпов

Фундаменты под железобетонные колонны укладываются с учетом всех плюсов и минусов определенного типа. Для такого вида наилучшим образом подходит стаканное основание. Оно по своим характеристикам отличается прочностью и надежностью. Основания могут быть двух видов: монолитным или сборным.

Выстраивать ступени начинают тогда, когда основание достегает 35 см в высоту. Сборное основание может быть с наклонной или горизонтальной поверхностью. Монолитный фундамент под колонну имеет горизонтальную поверхность.

Первым этапом является вырывание котлована. На самое дно передаются оси будущего строения. Потом по главным осям прикрепляется проект. Эти крепления делаются кольцами. Важно знать, что сборный тип можно смонтировать только в пределах получившейся конструкции, которая была закреплена изначально.

Используя отвесы, необходимо определить фиксированные строительные оси. Потом опустить в короб. Опускаются с помощью проволоки. После хорошо и надежно закрепляются полученные конструкции.

Последующей работой является монтаж подставки под используемую конструкцию. Она фиксируется пониже пометок на полученном коробе. Это делается для того, чтобы в дальнейшей работе была возможность доливать бетон. Возможно, получится так, что основание вышло ниже проектной отметки, то уже при самой установке конструкции подлаживается подкладка из металла необходимой толщины. Материал прокладки выбирают, учитывая размеры конструкции.

Очень важно фиксацию осей выполнить правильно. Это проводится непосредственно перед укладкой опоры. Если объект, который строится, не очень большой, то крепление производится от осей. Они крепятся стунами. Сама основа укладывается в запланированном положении с использованием отвеса.

Основание под колонну

Когда укладывается фундамент под колонны стаканного типа, то на последнем этапе наносятся пометки. Эти отметки проводятся по краям стакана. Также нужно сделать отметки на углах, и если есть какие-то отклонения от необходимых размеров, то нужно отметить их.

Установка металлических столпов

Фундаменты под стальные колонны укладываются в несколько этапов:

1. Подготовка основы.
2. Расчеты, которые учитывают геодезические особенности.
3. Проектирование планируемого помещения.
4. Выбор материала, который будет использоваться.

Использование анкеров при укладке опор

Фундамент под металлическую колонну укладывается с применением анкерных болтов. Эти анкера укладывают прямо в саму опору. Укладка должна происходить под строгим контролем и с точной разбивкой. Допустимое отклонение около 2 мм.

Все анкера устанавливаются на осях и крепятся на самом верху опалубки. Важным этапом является контроль над установкой таких болтов. Должна контролироваться высота положения. Для этого используют шаблон или кондуктор. Он помогает правильно установить все болты. Шаблон – специальная рама, которая сделана из металла или дерева. В ней находятся специальные гнезда для прикрепления болтов. Также на ней находятся специальные риски, с помощью которых она крепится на опалубке к осям по всей опоре.

Для того чтобы было сохранено вертикальное положение болтов, их выверяют и приваривают к арматуре. Потом заливается бетон. Обязательно необходимо провести контроль устойчивости болтов и самой опалубки и выполнить схему высотного положения. Возможно, что при работе возникли ошибки. Поэтому размеры снимать после каждого этапа просто необходимо! Исправить их нужно до застывания самого бетона. В ином случае это будет уже сложно выполнить.

Не так давно анкерные болты начали помещать в колодцы, которые оставляют в конструкции и заделываются уже после всей установки. Анкера больших размеров и со значительным весом укладывают в опорах под очень высокие постройки (их используют под колонны промышленных зданий). Чтобы их удержать, делают некие приспособления. При установке таких устройств используют каркасы, которые используют для поддержки шаблонов с анкерными устройствами в необходимом положении при заливании бетонной смеси, и шаблоны, которые используют для прикрепления анкеров.

Устройство анкера очень сложное в установке. Крепления производятся с высокой точностью и делаются очень надежно. При укладке именно замеры и разметка считается самой сложной задачей. Для надежности и большей точности изготавливают специальные шаблоны, которые называют кондукторами. Это по своей сути такие приспособления в виде рам, которые делают из металлических отрезков. На этой раме точно проведены оси, сделаны отверстия для разметки будущих креплений. Если в работе будут использовать легкие болты, то такой кондуктор можно изготовить из дерева.

Расчет металлической колонны должен быть точным. Такие сооружения являются очень крепкими, и в случае, если есть ошибки или отклонения от необходимых размеров, исправить их очень сложно.

Необходимые расчеты перед началом укладки опоры

Проектирование фундаментов под колонны производит специалист. Перед тем как приступить к расчету, ему необходимо владеть определенной информацией:

• Глубину, на которой находятся грунтовые воды. Нужно учитывать, что этот параметр колеблется в зависимости от сезона;
• Расчет по нагрузкам ветра и снега. Этот показатель на различных ландшафтах разнится;
• Температурный режим в регионе зимой. Важно знать, как глубоко промерзает земля. Это очень влияет на устойчивость будущего здания. Такие данные можно найти в специальных справочниках;
• Особенности почвы, на которой будет выполняться постройка. Отдельные фундаменты под колонны имеют свои нюансы;
• Нужно знать приблизительный вес здания, которое будет построено. Оно производит определенное давление на почву. При этом учитывается и то, что будет находиться внутри самого здания;
• Массу самого основания, которое должно закладываться. При этом учитывается вес используемых материалов;
• Если опалубка круглых колонн, то нужно учитывать особенности ее применения.