Монолітний стовпчастий фундамент: різновиди і типи

Зміст:

1. Встановлення коефіцієнта опору грунту
2. Розрахунок тиску, що чиниться будівництвом на одиницю площі ґрунту
3. приклад розрахунку

Перш ніж приступити до будівництва фундаменту, потрібно зробити його расчёт.Столбчатий фундамент теж вимагає подібної процедури.

Розрахунок стовпчастого монолітного фундаменту полягає в знаходженні тиску, яке він справляє на одиницю площі грунту. Можна проводити і інші розрахунки, наприклад, розрахунок кількості будівельного матеріалу, який потрібно затратити для зведення фундаменту з заданими параметрами.

Розрахунок на тиск складається з декількох основних етапів:

• Встановлення коефіцієнта опору грунту;
• Розрахунок загальної маси споруди, включаючи масу самого фундаменту;
• Розрахунок тиску, що чиниться будівництвом на одиницю площі ґрунту;
• Порівняння коефіцієнта опору грунту і тиску на одиницю площі грунту, і формулювання відповідних висновків, а також при необхідності вжиття заходів.

Встановлення коефіцієнта опору грунту

Для того, щоб уточнити цей показник, який характеризує ступінь міцності грунту при чиниться на нього тиску, потрібно звернутися в геологічну службу вашого міста. Якщо такої служби немає, тобто більш простий варіант самостійного визначення коефіцієнта опору грунту.

Для цього потрібно вирити яму глибиною близько 2 метрів. Взагалі копати потрібно на ту глибину, на якій буде закладатися фундамент. Після це беремо із дна викопаної ями трохи грунту і скочується його в кулю або циліндр. Якщо скачали в кулю, то ця куля потрібно спробувати розчавити.

Тепер може вийти кілька різних ситуацій, які характеризують грунт:

• Коли куля розсипався. Це означає, що перед нами супесь;
• Коли куля перетворилася в коржик, але з тріщинами по краях. Це означає, що перед нами суглинок;
• Коли куля розчавити в коржик без тріщин по краях. Це означає, що перед нами глина.
• Коли взагалі не вдалося скачати кулю. Це означає, що перед нами пісок. При цьому варто звернути увагу, якого розміру піщинки. Якщо піщинки досить великого розміру, то це крупнозернистий пісок, якщо дрібного, то це дрібнозернистий пісок.
  

  Стовпчастий фундамент

Коли тип ґрунту визначено, то не залишиться праці визначить його несучу здатність зробити це можна, скориставшись довідником. Наприклад, супісок суха має коефіцієнт опору 2,5, а крупнозернистий гравелистий пісок близько 5 і навіть вище.

Визначення загальної маси споруди

Щоб визначити загальну масу споруди, потрібно визначити масу складових її частин:

• Фундамент з ростверком;
• Стіни і перегородки;
• Стельове перекриття і підлогу;
• Дах.

Маса фундаменту визначається з розрахунку того, що використовувалося в якості будівельного матеріалу. Якщо стовпи є монолітними, то необхідно розрахувати обсяг стовпів і помножити його на щільність бетону. Середня щільність бетону складає близько 2,5 тонн на метр кубічний.

Обсяг прямокутного стовпа вважається, як твір його довжини, ширини і висоти. Таким чином, вираховуються всі обсяги всіх стовпів, хоча вони повинні бути всі однаковими, так як самі стовпи повинні мати однакові розміри.

Далі слід вирахувати масу арматури, яка була витрачена в ході влаштування залізобетонних стовпів. Якщо стовпи були чисто бетонними, то на цьому їх розрахунок закінчений.

Після цього необхідно вирахувати масу ростверку. Так як ростверк є прямокутником, то його обсяг буде твором всіх його сторін, тобто всю довжину ростверку потрібно помножити на його висоту, і помножити на ширину. Вся довжина ростверку називається периметром.

Вона визначається, як сума довжин всіх сторін. Після того, як обсяг знайдений, потрібно його помножити на щільність бетону, тобто на 2500. Якщо ростверк був армований, то потрібно обчислити обсяг арматури і відняти його з обсягу бетону. Далі цей обсяг арматури потрібно помножити на щільність заліза, яка приблизно дорівнює 13000 кілограмів на метр кубічний.

Після цього залишається до маси ростверку додати масу стовпів, і отримаємо масу всього фундаменту.

На другому етапі підрахунків знайдемо масу стін і перегородок. При цьому один розрахунок і спосіб його проведення може відрізнятися від іншого. Це залежить від матеріалу, з якого зроблена стіна. Якщо з дерева, то слід розрахувати кубатуру деревини і помножити на щільність тієї породи, яка використовувалася при будівництві будинку.

Наприклад, щільність сосни дорівнює 800 кілограмам на метр кубічний, а ось щільність берези дорівнює 900 кілограмам на метр кубічний.

Якщо при будівництві використовувалася цеглина, то потрібно розрахувати або кількість цеглин, а потім помножити їх на вагу одного, або розрахувати обсяг стін і помножити на масу одного метра кубічного. Один кубічний метр червоної цегли важить близько 1800 кілограм. Одна червона цеглина важить близько 3,2 кілограм.

У разі, коли стіни виготовлені з піноблоків, можна скористатися одним з двох вищеописаних способів. При цьому слід брати за масу одного блоку 30 кілограм.

Якщо при влаштуванні стін використовувався цемент, то потрібно враховувати і його вага. Цемент, як правило, використовується при виготовленні стін з цегли, каменю піноблоків і так далі. У деревяних будинках цементний розчин якщо і використовується, то його вага незначний.

Масу використаного цементу розрахувати нескладно. Середній розмір одного шва між рядами цегли дорівнює порядку 0,7-1,2 сантиметра, в крайньому випадку, його можна заміряти. Після виміру встановлюємо ширину шару цементу. Якщо використовувалася кладка в одну цеглину, то відповідно, ширина шару цементу дорівнюватиме 12 сантиметрам.

Далі вираховуємо довжину кожного шару, тобто фактично вимірюємо довжини всіх сторін. Тепер всі ці три показника потрібно перемножити між собою. Число, що потрібно помножити на кількість швів. Слід зазначити, що такий розрахунок потрібно проводити тільки при мети досягти максимально точного значення маси будинку, але, як правило, масу цементного розчину ніхто не вважає.

Тепер знаходимо масу перекриття. Якщо воно виконано з дерева, то потрібно знайти кубатуру деревини і помножити на щільність породи. Якщо настил і підлогу виконані з бетону, то потрібно знайти обєм витраченого бетону і помножити на щільність бетону.

Існує таке перекриття, яке має власний фундамент, тобто на основний фундамент воно не чинить жодного тиску. Отже, масу такого настилу не варто враховувати при розрахунках. Така ж ситуація буває і з підлогою. Статеві лаги можуть перебувати на власних стовпах, і не чинити тиску на фундамент.

Тепер потрібно визначити масу даху. Зробити це теж не складно. Так як дах складається з двох частин, то і розрахунок маси буде теж складатиметься з двох етапів.

На першому визначимо вагу каркаса даху, тобто крокв і обрешітки, вважаючи кубатуру дерева і помноживши її на щільність деревини. Вага таких елементів, як цвяхи, куточки, малі шматки арматури і так далі, можна не враховувати, так як він занадто малий в порівнянні з усіма іншими елементами.

Після цього можна знайти вага покриття. Якщо воно виконано з металевих профілів, то потрібно вирахувати кубатуру всього профілю і помножити на вагу одного метра кубічного. Вага метра кубічного можна знайти на упаковці продукції.

Якщо ж покриття виконано з шиферу, то потрібно вирахувати кількість листів і помножити їх на масу одного листа.

На останньому етапі розрахунку маси споруди необхідно встановити загальну масу. Вона складається з мас всіх елементів входять до споруду. Тому для того, щоб обчислити загальну масу, потрібно скласти всі отримані маси в результаті поетапних розрахунків.

Розрахунок тиску, що чиниться будівництвом на одиницю площі ґрунту

Тепер знаючи масу споруди, можна без праці обчислити який чиниться нею тиск. Для цього не дістає одного числа - площі опори фундаменту.

Щоб вирахувати загальну площу опори фундаменту, потрібно ширину одного стовпа помножити на довжину цього стовпа. Так ми знайдемо площа одного стовпа. Оскільки всі стовпи повинні бути однаковими, то для знаходження загальної площі, потрібно площу опори одного столу помножити на кількість стовпів. Так отримаємо повну площу опори всього фундаменту.

У тому випадку, якщо стовпи не рівні за розмірами між собою, то потрібно вирахувати площу опори кожного стовпа, а потім підсумувати їх між собою.

Якщо стовп має не прямокутне, а круглий перетин, то потрібно вирахувати площу опори круглої основи. Зробити це можна за простої геометричної формулою, як число П = 3,14, помножене на радіус, зведений в квадрат.

На цьому площа опори обчислена.

Тепер для знаходження тиску на грунт потрібно всю масу розділити на загальну площу опори. При цьому слід врахувати, що масу найкраще висловлювати в кілограмах, а площа опори в сантиметрах квадратних. Таким чином, тиск буде мати одиницю виміру кілограм на сантиметр квадратний.

Порівняння коефіцієнта опору грунту і тиску на одиницю площі ґрунту

На цьому етапі потрібно порівняти між собою результати, які вийшли в першому пункті і в третьому. Якщо коефіцієнт опору грунту виявився більше чиниться тиску хоча б на 0,5, то це означає, що і тип фундаменту, і кількість стовпів, і перетин кожного стовпа обрані вірно. Ніяких більше переробок фундаменту не потрібно. Зведення розрахункового фундаменту буде безпечно.

Якщо ж коефіцієнт опору грунту виявився менше чиниться тиску, то слід прийняти одну з двох можливих заходів:

• Збільшення площі опори кожного стовпа. Це досягається збільшенням підошви стовпів. Можна під кожен стовп підкласти бетонну плиту, яка за площею буде більше площі підстави стовпа. Можна просто зробити довшою і ширшою сам стовп;
• Збільшення кількості стовпів. Додаткові опори у вигляді стовпів потрібно розташовувати на прямих ділянках. Однак цей спосіб важко реалізуємо, так як стовпи потрібно намагатися розташовувати симетрично по всьому споруджуваного будинку, якщо цього не дотримуватися, то зявляється можливість нерівномірного осідання будинку.

Після прийняття таких заходів слід заново провести розрахунок, і знову за його результатами робити відповідні висновки.

приклад розрахунку

Будується будинок прямокутної форми. Сторона більшої стіни дорівнює 5 метрів, сторона меншою стіни дорівнює 3 метри. Висота дорівнює 3 метри.

Фундамент робиться монолітним залізобетонним. При цьому стовпи виготовляються з квадратним перетином і довжиною сторони в 50 сантиметрів. Висота стовпа дорівнює 1 метр. Ростверк виконаний з армованого бетону з шириною стрічки в 30 сантиметрів. Висота відпливної частини дорівнює 0,2 метра.

Стіни виконані з блоків, при цьому блок укладався на ребро.

Дах виготовлений із деревяного каркаса і шиферного настилу. Пол і горищне перекриття виконано теж з дерева.

При цьому витрачено 5 кубічних метрів деревини. Всі деревяні елементи зроблені з сосни. На дах витрачено 23 листів шиферу.

Опір грунту встановлено і дорівнює 3.

безпосередній розрахунок

Так як встановлено опір грунту, то можна відразу приступати до розрахунків маси споруди.

Спочатку вважатимемо сам фундамент. У нас не вказано кількість стовпів. При будівництві на стадії проектування ця цифра вибирається самостійно виходячи з трьох основних правил улаштування стовпчастого фундаменту. Якщо слідувати цим правилам, які були описані трохи вище, то отримаємо, що у нас повинно бути:

4 + 4 = 8 стовпів. Перші чотири стовпи це кутові стовпи. Другі 4 стовпа це по одному стовпа посередині кожної стіни, так як відстань між стовпами не повинно бути більше 2,5-3 метрів.

Відомо, що висота один метр, а довжина і ширина рівні 50 сантиметрам, звідси можна вирахувати обсяг одного стовпа:

0,5 * 0,5 * 1 = 0,25 метра кубічного. Так як все у нас 8 стовпів, то загальний обсяг стовпів дорівнює 2 кубічним метрам. Знаючи, що середня щільність бетону дорівнює 2500 кілограм на метр кубічний, отримаємо загальну вагу всіх стовпів, як:

2500 * 2 = 5000 кілограм.

Тепер розрахуємо масу ростверку. Довжина ростверку становить:

5 * 2 + 3 * 2 = 16 метрів, тобто 2 стіни по 5 метрів і дві по 3 метри. Далі обчислимо обсяг:

0,2 * 0,3 * 16 = 0,96 метра кубічного. Тоді його маса дорівнює:

0,96 * 2500 = 2400 кілограм.

Тепер обчислимо масу стін. Так як відомо, що блок укладався на ребро, можна порахувати його площа:

0,3 * 0,6 = 0,18 метра квадратного. Таку площу покриває один блок. Тепер знайдемо загальну площу стін:

5 * 2 * 3 + 3 * 2 * 3 = 48 метрів квадратних.

Тепер цю цифру розділимо на площу одного блоку, отримаємо:

48 / 0,18 = 267 блоків. Така кількість блоків потрібно затратити, щоб звести стіни. Знаючи, що маса одне блоку дорівнює 30 кілограмам, можна порахувати загальну масу стін:

267 * 30 = 8010 кілограм.

Тепер залишилося порахувати масу всіх деревяних частин і масу шиферу. Маса дерева вираховується, як загальний обсяг, помножений на щільність породи. Так як сказано, що всього витрачено 5 кубічних метрів сосни, отримаємо:

5 * 800 = 4000 кілограм.

Тепер розрахуємо масу шиферу, як кількість листів, помножене на масу одне листа:

23 * 26 = 598 кілограм.

Тепер залишилося обчислити вагу всієї споруди, як сума всіх мас:

5000 + 2400 + 8010 + 4000 + 598 = 20000 кілограм.

До цієї маси варто так само додати масу внутрішніх перегородок. Іноді також розраховують і масу снігу, яка лягає на дах взимку, при цьому товщину снігу приймають рівною 15-20 сантиметрам.

Тепер з масою розібралися, залишилося вирахувати площу опори фундаменту. Так як один стовп у нас має квадратний перетин зі стороною 0,5 метра, отримаємо:

50 * 50 = 2500 квадратних сантиметрів - площа опори одного стовпа.

Тепер знайдемо площу опори всіх стовпів:

2500 * 8 = 20000 сантиметрів квадратних.

Тепер, знаючи і загальну площу опори, і масу можна знайти тиск:

20000/20000 = 1 кілограм на сантиметр квадратний.

Порівнюємо цю цифру з опором грунту:

1lt; 3, отже, кількість стовпів вибрано вірно.

Даний розрахунок не враховує багатьох особливостей будівництва і є зразковим. Для проведення більш детальних розрахунків, потрібно враховувати маси утеплювачів, масу арматури і так далі.

Конструкція стовпчастого фундаменту

Конструкція монолітні стовпчасті фундаменти мають найрізноманітнішу, а особливо якщо мова йде про приватному будівництві. Однак є загальна конструкція, яка є класичною конструкцією. На глибині ями лежить так звана піщана або щебенева подушка.

На ній може розташовуватися бетонна плита підстави, проте при влаштуванні монолітного фундаменту, як правило, вона не використовується. Якщо це так, то на подушці укладають будь-вологонепроникний матеріал, який потрібен для того, щоб подушка не вбирала вологу з бетону, тим самим погіршуючи його якості після застигання.

На такому матеріалі, який може бути представлений руберойдом або звичайною поліетиленовою плівкою, варто сам монолітний бетонний стовп. На його поверхні укладають гідроізоляційний матеріал, який буде запобігати попадання атмосферних опадів на поверхню фундаменту. Так само шар гідроізоляції може бути і на всій поверхні стовпа, включаючи бічні стіни.

На стовпах розташовується останній елемент стовпчастого фундаменту - перекриття. Воно може бути так само монолітним або бути виконано зі збірних елементів.

Фундамент стаканного типу

Стовпчасті монолітні фундаменти стаканного типу є однією з безлічі різновидів звичайного стовпчастого фундаменту. Різниця між столбчатим фундаментом і столбчатим фундаментом стаканного типу полягає тільки лише в тому, що всі складові частини останнього виготовляються, як правило, на заводах, тобто є частинами промислового виготовлення.

Використовують такі фундаменти найчастіше під будівлі виробничого характеру, а також при будівництві підземних гаражів.

При влаштуванні фундаменту стаканного типу слід особливу увагу звернути на рівень морозостійкості і міцності стиснення. Для такого фундаменту водостійкість не має значення.

Самі колони, або склянки представляють собою піраміди з бетонних плит, а точніше залізобетонних. Основна плита, тобто сама нижня має найбільшу довжину сторони, кожна наступна плита має трохи меншу довжину сторони.

Такий фундамент слід влаштовувати тільки в тих грунтах, які не схильні до просідання, тобто для грунтів з дуже високою несучою здатністю.

Установка фундаменту проводиться за допомогою спеціальної вантажопідйомної техніки. Як і будь-який фундамент, склянковий вимагає для себе підготовленого підстави. Підготовка полягає в насипу на дно ями піщаної подушки або щебеневої подушки. Після насипу обидва з цих матеріалів вимагають утрамбовки. Обидві подушки влаштовують з такими розмірами, що їх сторона дорівнює стороні склянки доданій до тридцяти сантиметрам.

Після того, як подушка влаштована, потрібно перевірити її і взагалі все підставу на горизонтальність. Зробити це можна за допомогою будівельного рівня або нівеліра.

після цього слід етап нанесення контурів. Фіксувати контури за шаблоном можна скобами і кілочками.

На цьому підготовчі роботи повністю завершені, залишилося тільки встановити плити. У цьому процесі бере участь підйомний кран і кілька робочих, які знизу допомагають плиті стати на своє місце.

Таким же чином збираються всі стакани, не має значення, перебувають ці склянки на кутах або на прямих ділянках стін, при цьому плити скріплюються між собою цементним розчином. зверху кожної плити не зайвим буде зробити тонку цементну стяжку.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!