Прочное основание — залог успеха любого строительства, но его долговечность и способность выдерживать нагрузки зависят от правильно подобранного типа. В строительной практике широко применяется несколько распространенных видов, но критерием выбора выступает не демократичная стоимость или нетрудоемкость возведения конкретной модификации, а рациональные соображения и проведенные расчеты. Фундаменты стаканного типа считаются одной из разновидностей столбчатого основания, используемого обычно для монтажа опорных колонн.
Этимология модификации
Столбчатый фундамент весьма условно считается хорошим основанием под легкие постройки, вроде дачного домика или загородного коттеджа, однако это несколько примитивное понимание, основанное на простоте его возведения и пригодности к использованию на грунтах проблемного типа — песчаных, склонных к сдвигам, болотистых, переувлажненных, торфяных и глубоко промерзающих.
Опоры способны давать усадку, если в строительстве здания используется кирпич или камень. За этим неизбежно следует повреждение стен и их дальнейшая деструкция. Однако в возведении такого фундамента в экстремальных условиях, например, в условиях вечной мерзлоты, может использоваться спецтехника и особые технологии, благодаря которым они применяются в строительстве жилых и промышленных зданий.
Есть разные типы опорно-столбчатых оснований, основным методом дифференциации которых выступает материал изготовления. Однако у этих разновидностей есть и некоторые конструкционные отличия:
- монолитный фундамент, в возведении которого используется железобетон, самое прочное основание из всех столбчатых;
- кирпичный — востребован и встречается часто, он долговечен, но требует только определенного вида и качества материала возведения;
- блоки — в обыденной реальности под этим названием в строительных магазинах продаются вариабельные изделия, их прочность и длительность эксплуатации определяется приобретенным видом;
- из асбестовых труб, металлических свай, дерева, бутобетона, бутового камня — все это представляет собой потенциальный материал, обладающий прекрасными характеристиками для отдельных случаев.
Есть и другие признаки, по которым выделяют типы столбчатого фундамента — степень заглубленности (мелкого и глубокого типа). Стаканный фундамент, как одна из его разновидностей, отличается повышенной прочностью и надежностью, высокими эксплуатационными характеристиками, поэтому чаще применяются в промышленном, чем в частном строительстве. Название он получил благодаря подколоннику в форме стакана, обеспечивающему прочностные характеристики.
Конструкция и особенности
Столбчатый фундамент стаканного типа — не сплошное (как монолитный или ленточный), а точечное основание, предназначение которого — распределение созданной постройкой нагрузки на места наибольшего давления:
- Преимущественно используется для малоэтажных промышленных зданий со значительными габаритами, помещений социальной инфраструктуры, вроде подземных гаражей, паркингов и стоянок, переходов и переездов над ж/д путями, ангаров, теплостанций, одноуровневых спортивных и торговых сооружений.
- Заказ монтажа фундаментов стаканного типа поступает преимущественно от госструктур и властей муниципалитетов, промышленных и частных предприятий. Эксплуатация сооружений происходит при участии значительного количества людей и транспортных средств. Их сооружение производится с соблюдением ГОСТов, технических регламентов и требований.
- Составные элементы конструкции — опорная плита, подколонник, ЖБ колонна, которая выполняет роль поддерживающего элемента габаритного одноэтажного строения
- Тип расположения на грунте — точечный. Благодаря ему давление тяжелого готового сооружения из армированного бетона в местах установки колонн минимально.
- Использование фундамента под прочные колонны стаканного типа допускается и под многоэтажные здания, но только при условии, что грунт под постройкой гарантированно твердый, точка промерзания расположена низко, а грунтовые воды протекают в достаточном удалении от поверхности.
- Необходимую жесткость конструкции придает соединение ростверком всех опор по верху, фундаментные стаканы в этом прочном единстве приобретают прочность и надежность.
Технические требования к постройкам с фундаментом такого типа были приняты во времена Советского Союза подробно описан необходимый тип бетона, арматурный каркас, степень водопоглощения и допустимость формата трещин. Обратившись к ГОСТу 23972, утвержденному в начале 80-х, можно найти другие рекомендованные параметры и последовательность монтажа.
Специфика обустройства
Стаканы из железобетона под колонны стандартно применяются в двух ипостасях: как промежуточная конструкция, которую монтируют на фундамент или как самостоятельное точечное основание. Проем стакана соответствует габаритам монолитной опоры, и это означает, что необходимости корректировать их положение после установки в полости нет необходимости. Стаканы под фундамент изготавливаются только на промышленных предприятиях:
- железобетонные конструкции могут быть монолитными или полыми;
- в первом случае для насадки колонны есть арматурные выпуски, во втором она вставляется в отверстие, расположенное сверху;
- фундаментный стакан, предназначенный для боковой нагрузки — прямоугольной формы, а для центральной— квадратной;
- стандартное сечение проема — 400×400 или 300×300;
- другие параметры тоже не отличаются разнообразием: высота 65 или 90 см, бетонная оболочка толщиной 5 см, стенка стакана — не менее 20 см;
- стаканы могут быть с пьедесталом (на плите с армированным каркасом) и без него.
Основное преимущество в монтаже — простота возведения: готовые блоки, из железобетона, поступающие на стройплощадку, не требуют ни опалубки, ни армирования, ни заливки бетоном. Не нужен длительный период ожидания, пока бетон приобретет необходимую несущую способность. Так можно строить мосты, трубопроводы и эстакады, экономить площадь, размещая их на высоте, легко демонтировать при необходимости сноса или перемещения.
К ГОСТу 23972 есть приложение, в котором подробно описаны требования к армированию: оно выполняется из горячекатаной стали периодического и гладкого профиля, с определенным диаметром (12 и 6 мм), класса А. Процесс должен выполняться только по схемам, имеющимся в нем. Такое обеспечение прочности — обязательное условие.
Процесс установки
Выполняется поэтапно, в определенной последовательности, (он вполне возможен в частном строительстве, но своими руками это сделать сложно, понадобится специальное оборудование) и выглядит следующим образом:
- на предварительном этапе проводятся все необходимые расчеты, составляется план, согласно которому на земельном наделе планируется размещение фундамента стаканного типа;
- проведение расчетов даст цифру необходимого для постройки количества материала, его нужно приобрести заблаговременно и желательно из одной партии;
- фундамент под колонну должен соответствовать требованиям ГОСТа: выполнен из качественного бетона, с указанными параметрами и армирование по схеме из приложения к нормативному документу;
- технические характеристики при этом должны непременно соответствовать выбранному для реализации проекту;
- перед началом строительства снимается весь плодородный слой грунта;
- проводится разметка, согласно плану, с использованием специальных инструментов, вбиваются колышки в оси точечных опор, между ними натягивается шнур;
- выкапываются ямки, глубиной не более 10 см, и на такое же количество сантиметров шире плиты со всех четырех сторон.
В месте проведения строительного процесса обязательно проводится выравнивание почвы: ее подсыпают или удаляют при необходимости, замеряя нужный параметр лазерным уровнем и измерительной рейкой. Грунт уплотняется с помощью трамбовки. Она понадобится немного позже, когда десятисантиметровые подушки из песка и щебня проливают водой для придания плотности и тоже уплотняют специальными устройствами (ручное трамбование не подходит).
Непосредственный монтаж
Если намечено строительство стен между уже оборудованными площадками роют траншеи под балки фундамента. Их можно строить из ФБС блоков или кирпича. Обойтись в установке без транспортных спецсредств и работников не получится:
- автокран подает стакан к месту его установки;
- рабочие контролируют точность установки в приямке, двигая блок по мере необходимости;
- как только стакан оказывается над нужным местом, груз под весом опускается точно в центр;
- после этого проводят контроль горизонтальности расположения опорной плиты;
- корректировку, при необходимости, проводят с помощью того же средства, подсыпая щебень со стороны, где отмечено отклонение.
Колонна тоже устанавливается в отверстие опоры автокраном, с помощью рабочих. После проверки уровнем вертикали, одна из сторон может быть выправлена вбиванием клина в зазор между гранью и стенкой составных элементов сооружения.
С колонны снимается транспортировочный трос, если остались щели, их необходимо зачеканить раствором из качественного цемента и дать застыть.
Поскольку модификации разнообразны, нужно подбирать стаканы, рассчитанные по нагрузке, приходящейся на колонну. Это поможет справиться с подбором опорных блоков из железобетона.
Защитные меры
Гидроизоляция — непременное условие прочности возводимого сооружения: в любом фундаменте она потребуется, и стаканный, ФЖ — не исключение. Эксперты рекомендуют изолировать от воздействия влаги все бетонные поверхности, для надежности соединения и сохранности основания. Для этого можно использовать изготовленные в строительной промышленности специальные мастики (продаются в готовом виде, применяются холодными) или состав из битума, в горячем.
Стакан может находиться и на поверхности, тогда достаточно покрытия из водостойкой краски. Гидроизоляция, которая необходима для поверхностей, скрытых под обратной засыпкой, тоже проводится в определенной последовательности:
- обнаруженные дефекты предварительно заделывают цементом и дают высохнуть;
- битум на фундамент наносят квачом или большой кистью определенной жесткости;
- мастику наносят специальным приспособлением, если применяется состав из резины и битума, потребуется установка для его напыления.
Затем в устройстве защитного слоя используют рубероид — его накладывают наобноску, края — внахлест, места состыковок промазывают горячим битумом. Для спецмастик рубероид тоже наносится, пока она еще не застыла.
Распространенные ошибки
Даже профессионалы ошибаются, поэтому не удивительно, что у дилетантов случаются погрешности, несущие с собой неустойчивость и даже аварийность сооружения, забирающие время и денежные средства.
Проявив интерес к рекомендациям экспертов, и неукоснительно выполняя инструкции, можно избежать распространенных ошибок:
- Недостаточной толщины подушки, которая неизбежно приводит к просадке стаканов (щебень и гравий кладут слоем не менее 100 мм).
- Если оставляется рыхлый плодородный слой с корнями растений и органическими соединениями, перекашивается плита фундамента.
- Разрушение бетонного массива, впитывающего в себя влагу, произойдет, если на фундаментном сооружении не оборудована гидроизоляция.
- Ручная трамбовка почвы, примененная из экономии, означает недостаточную плотность грунта и дренажных подушек, а это очень опасно для всего сооружения, которому нужен особый показатель плотности.
Новичку, занимающемуся сооружением сложного по устройству основания, простительно незнание всего необходимого, поэтому можно часто встретить рекомендации по приглашению специалистов, у которых есть необходимое оборудование, багаж знаний и практических навыков. Это сэкономит не только время, но и денежные средства, непременно затраченные на исправление погрешностей.
Преференции основания стаканного типа
Результаты проведенных исследований показывают, что прочность, обеспеченная заводским изготовлением, типом армирования, маркой бетона высокой прочности, обеспечивает устойчивость сооружений определенного типа. Оборудование сборного фундамента происходит за короткое время, дает минимальную нагрузку на почву, но при этом обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики сооружения.
Надежность в сочетании с простой перемещения, минимизация расходов на строительство, компенсирует расходы на привлечение спецтехники (ленточный фундамент по всему периметру обойдется в разы дороже). В частном домовладении так может быть оборудована терраса, каркасный дом, коммерческая постройка. Достаточно точно рассчитать нагрузку: она зависит от типа, веса и размеров предполагаемого сооружения.
Использование каждой серии из тех, которые разработаны проектировщиками, безопасно и конструктивно, если расчеты проводились специалистами, состав и качество продукции соответствует требованиям ГОСТа. Здания на стаканном фундаменте можно увидеть в городской и сельской местности, на железных дорогах и автомагистралях. Они — самого разного назначения — от спортивных и культурных, до промышленных и торговых.