Столбчатые фундаменты

Фундаменты малоэтажных жилых и общественных зданий, а также одно- и двухэтажных кирпичных зданий подсобно-производственного назначения, входящих в большом количестве в комплекс промышленного и сельского строительства, чаще всего выполняют ленточными из сборных бетонных блоков вне зависимости от характеристики грунтового основания. Такие фундаменты неэкономичны по расходу материалов, а стоимость их составляет 15-25% общих затрат ввиду необходимости выполнения большого объема земляных работ, особенно в районах с большой глубиной сезонного промерзания грунтов. Применение сборных ленточных фундаментов для зданий такого типа, несмотря на кажущиеся преимущества, экономически неоправданно вследствие их высокой стоимости, а также из-за незначительного использования несущей способности сборных блоков. При замене сборных ленточных фундаментов монолитными, что нечасто имеет место в практике строительства, их стоимость сокращается почти в два раза. Стоимость нулевого цикла одно- и малоэтажных кирпичных зданий можно еще уменьшить, если ленточные фундаменты зданий заменить столбчатыми, на возведение которых требуется меньше материалов и трудозатрат.

Столбчатые фундаменты одно- и малоэтажных кирпичных зданий выполняются из типовых бетонных блоков ФБС 9.5,ФБС 9.4,устанавливаемых на железобетонные плиты ФЛ 12.12; ФЛ 14.12; ФЛ 16.12. Для опирания стен чаще всего используются типовые несущие перемычки или фундаментные балки.

Для производственных одноэтажных зданий шаг столбов принимается 6,0 или 3,0 м в соответствии с шагом несущих простенков, а для жилых малоэтажных зданий-2,40-3,60 м. Столбы устанавливают под углами зданий, в местах пересечения стен и под несущими простенками.

Применение столбчатых фундаментов для малоэтажных зданий целесообразно в тех случаях, если прочные грунты, которые могут служить основанием, залегают на глубине 2,4-3,0 м. При необходимости более глубокого заложения фундаменты выполняют свайными.

Сборные столбчатые фундаменты имеют следующие преимущества перед ленточными:

• Столбчатые фундаменты в зависимости от шага опор при одинаковой глубине заложения примерно в 1,5-2 раза экономичнее ленточных по расходу материалов и стоимости;
• Применение сборных столбчатых фундаментов значительно сокращает построечную трудоемкость, дает возможность использовать малую механизацию, вследствие чего сокращаются объем ручного труда и продолжительность работ нулевого цикла примерно вдвое;
• Стоимость столбчатых фундаментов можно снизить еще примерно в 1,5-2 раза. Если столбы выполнять монолитными в инвентарной опалубке, уменьшив их сечение вдвое по сравнению со сборными

Столбчатые фундаменты для зданий с внутренним каркасом выполняются с опорными башмаками стаканного типа для установки колонн.

Столбчатые фундаменты под колонны каркаса, выполненные из сборных элементов, могут быть использованы в случае малых эксцентристов нагрузки. Это условие выполняется, если величина эксцентриситета не превышает 1/6 ширины опорной части подколонника (башмака).

Столбчатые фундаменты имеют еще положительное качество, которое заключается в том, что грунты основания под отдельно стоящими опорами работают лучше, чем под сплошными ленточными, вследствие чего и осадка под ними при равных давлениях на грунт значительно меньше, чем у ленточных.

Снижение величины осадки дает возможность соответственно повысить давление на грунт на 20-25% и, следовательно, уменьшить общую площадь фундамента.

Надежность устройства сборных столбчатых фундаментов, не обладающих достаточной жесткостью в продольном направлении, гарантируется тем, что при строительстве на однородных суперпесчаных и песчаных грунтах неравномерные осадки и деформации сооружения весьма незначительны. Применение сборных столбчатых фундаментов на площадках с неоднородными, сжимаемыми или пучинистыми грунтами без специальных конструктивных мероприятий не рекомендуется.

Для одно- и малоэтажных зданий различного назначения с кирпичными или панельными стенами могут быть рекомендованы столбчатые фундаменты с круглой подошвой, выполняемые из сборных стеновых блоков ФБС 9.5 или ФБС 9.4, устанавливаемые на песчаные подушки, заключенные в железобетонные кольца колодцев КС 15.6 или 20.6 диаметром соответственно 1,5-2,0 м. Песок или песчано-щебеночную смесь необходимо послойно уплотнять трамбовкой с проливкой каждого слоя водой. В качестве рандбалок могут быть использованы типовые несущие перемычки или типовые фундаментные балки в зависимости от шага столбов. Стоимость таких фундаментов значительно сокращается за счет исключения дорогостоящих сборных железобетонных плит-подушек (ФЛ). Применение фундаментов с круглой подошвой дает возможность механизировать трудоемкие земляные работы при помощи бурильно-крановых машин БИ-7, БИ-7М или бурового станка МБС-1,7, разработанного НИИ транспортного строительства для бурения скважин диаметром 1,70 м на глубину 20 м. С помощью этого станка выполняются также скважины с уширением до 3,5 м для устройства монолитных столбчатых фундаментов. Как показал опыт, применение буровых машин более чем вдвое сокращает продолжительность работ нулевого цикла. Преимуществом такого метода является возможность выполнения земляных работ круглогодично, так как бурильная машина способна разрабатывать и мерзлый грунт.

Такая конструкция фундаментов обеспечивает возможность их заглубления на 1,6; 2,20; 2,80 м и более за счет установки железобетонных колец друг на друга. Увеличение глубины заложения фундаментов в этом случае незначительно влияет на расход стали и бетона, так как на кольцо КС 20.6 или КС 25.6 диаметром соответственно 2,0 и 2,5 м. Такие фундаменты могут выполняться также с использованием подколонник имеют следующие преимущества: в круглой формы или типовых сборных подколонников стаканного типа ФК-10 высотой 700-900 мм по отмененной серии ИИ-04-01 или Ф13 серии 1.020.1, а также сборно-монолитными из колец колодцев диаметром 0,7 из 1,0 и высотой 90 см.

Большой интерес представляют фундаменты, выполняемые из железобетонного подколонника (башмака) круглой формы, устанавливаемого на уплотненную гравийно-песчаную подушку, заключенную в железобетонную оболочку-кольцо разного диаметра. Фундаменты такого типа обладают большой несущей способностью (в 2-4 раза превышающей обычную) и имеют незначительные осадки. Надежность таких фундаментов объясняется сопротивлением грунта в обойме, трением, возникающим между стенками оболочки и грунтом, и участием большого объема грунта в сопротивлении выпиранию.

Круглые фундаменты на песчаной подушке, заключенной в обойму (оболочку), имеют следующие преимущества: Устойчивы к сейсмическим воздействиям, так как песчаная подушка является своего рода амортизатором, смягчающим воздействие при подземных толчках всех направлений.

Имеют минимальное число не только типоразмеров, но и марок в номенклатуре изделий, так как усилия в кольцах зависят от глубины заложения, а армирование подколонников зависит только от их размера и рассчитывается на нормативное давление на песчаную подушку 4-4,5 кгс/кв.см-6,0 кгс/кв.см.

Пригодны для любых грунтов, которые могут служить естественным основанием, и при любой глубине заложения, за исключением просадочных грунтов, когда применение песчаных подушек возможно лишь после предварительного уплотнения или замачивания грунтов на глубину сжимаемой толщи.

Отмеченные преимущества фундаментов такой конструкции дают право на их широкое применение, как в обычных районах строительства, так и в сейсмических районах.