Розділ 5. Розрахунок стовпчастих залізобетонних фундаментів неглибокого закладання
5.1. Загальна характеристика стовпчастих фундаментів
Стовпчасті фундаменти влаштовують під колони, стовпи, а інколи – під стіни (з використанням фундаментних балок). Найчастіше стовпчасті фундаменти виконують із залізобетону, значно рідше з бетону, бутобетону або буту. Під збірні залізобетонні колони, що передають порівняно невеликі навантаження на фундаменти, влаштовують збірні залізобетонні фундаменти. Вони мають обмежені розміри підошви. Такі фундаменти класифікують як «стаканного» типу. Їх виготовляють одноблочними за ГОСТ 24426-80* [21]. В будівництві ці фундаменти не мають широкого поширення. Збірні залізобетонні фундаменти з декількох блоків дають можливість зменшити вагу блоків та збільшити розміри плитної частини (що означає, і можливість сприйняти більші навантаження). Як правило, в цих фундаментах окремо використовують блок підколонника. Такі фундаменти використовували для колон промислових будівель. Окремі блоки в цій конструкції з’єднуються за допомогою закладних деталей та випусків арматури, що наближає її до збірно-монолітних фундаментів. Ці фундаменти використовують для колон спеціальних будівель. Сьогодні в їх використанні необхідність майже повністю відпала. Значно більшого поширення набули фундаменти з монолітного залізобетону. Вони виконуються зі ступінчатою та пірамідальною плитною частиною (рис. 29).
а б
в г
Рис. 29. Стовпчасті монолітні залізобетонні фундаменти: з низьким (а, б) та високим (в, г) підколонником; з ступінчастою (а, в) та пірамідальною (б, г) плитною частиною
Висота підколонника визначається необхідністю закладання підошви фундаменту на заданій глибині. Форма підошви може бути квадратною або прямокутною. Такі фундаменти виготовляються під збірні чи монолітні залізобетонні та металеві колони. Стовпчасті фундаменти можуть влаштовуватись під цегляні стовпи, бути частиною спеціальних споруд.
Висота низького підколонника визначається за умови продавлювання фундаменту колоною. При призначенні мінімальної висоти фундаменту під збірні залізобетонні колони з улаштуванням стакану, приймають, що висота стакану складає не менше більшого перерізу колони, до якого додається 50 мм на вирівнювання цементним розчином дна стакану.
Товщина плитної частини фундаменту під стаканом hп повинна перевищувати 200 мм. Тоді висота фундаменту: hf = lк + 0.05 + hп, а глибина закладання підошви від підлоги з врахуванням конструкції фундаменту:
dmin = hf + 0.15 м.
Практично завжди враховуємо прив’язку фундаменту до підлоги – 150 мм. Вона визначається зручністю виконання зворотної засипки пазух ґрунтом (після влаштування фундаментів) до рівня їх верхнього обрізу; 150 мм залишається на конструкцію підлоги.
Мінімальна висота фундаменту під металеві колони визначається: довжиною анкерних болтів, які заводяться в фундамент ((10…25)da залежно від способу анкерування при можливому діаметрі анкерів da = 12…90 мм); запасом в 50…100 мм від підошви фундаменту.
Позначка верху підколонника залежить від розмірів, прийнятого способу опирання башмака і методу монтажу стальної колони (тобто, верхній обріз фундаментів може бути значно нижче підлоги, ніж для збірних залізобетонних колон, або виступати над нею. Відповідно визначається і глибина закладання підошви фундаменту. При проектуванні дна котловану необхідно враховувати, що під підошвою монолітних стовпчастих фундаментів влаштовується підготовка товщиною 100 мм із бетону класу В 7.5 або В 10. Ця підготовка повинна виходити за межі підошви по 100 мм з кожної сторони. Для виготовлення монолітних стовпчастих фундаментів використовують бетон класу В 12.5…В 20, а в деяких випадках і В 25...В 30. За класифікацією норм [2] стовпчасті фундаменти повинні розглядатись як мілкого закладання.