Fundația coloanei - faceți-o singur calcul și construcție.
Numele „fundație coloană” vorbește de la sine. Această fundație constă din mai mulți stâlpi îngropați în pământ într-o anumită ordine și conectați într-un singur cadru prin intermediul unei legături din lemn (uneori metalice) sau a unui grătar din beton armat.
Fundațiile pe coloane sunt utilizate în principal pentru construcția de case din lemn (cherestea, bușteni) sau cu rame (nu mai mult de 2 etaje), băi, verande și alte dependințe, precum și garduri și garduri de piatră pe acestea. Mai rar, pereții caselor cu un etaj sunt ridicate pe ele din materiale ușoare de piatră (beton celular etc.), a căror greutate specifică nu depășește 1000 kg / m³. Nu este recomandabil să construiți case mai grele pe astfel de fundații, datorită rezistenței relativ scăzute a stâlpilor și suprafeței totale insuficient de mari a tălpii.
Cea mai importantă contraindicație pentru alegerea unei fundații coloane este un nivel ridicat de apă subterană. Nu trebuie permis să se apropie mai mult de 50 cm de tălpile stâlpilor. În plus, stâlpii trebuie neapărat așezați mai adânc decât stratul de soluri organice fertile instabile.
Avantajele unei fundații coloane sunt economiile în bani și costurile forței de muncă datorate unei scăderi a volumului de excavare și a lucrărilor de beton, precum și a unei viteze mari de construcție a ciclului zero. Principalul dezavantaj este comportamentul imprevizibil al pilonilor individuali de fundație, cu atitudinea frivolă a dezvoltatorului față de studiul proprietăților solului pe amplasament. Acest lucru este valabil mai ales pentru fundațiile fără un grătar monolitic.
Cea mai frecventă greșeală a dezvoltatorilor privați atunci când ridică o fundație coloană este lipsa a cel puțin unora, chiar și a unui calcul aproximativ. Numărul stâlpilor, precum și zona bazelor lor, sunt luate din tavan. Aproape toate șantierele de construcții spun același lucru - puneți stâlpi în colțuri și la intersecția pereților, dacă este necesar, adăugați mai mulți pe pereții lungi, astfel încât distanța dintre ei să fie de la 1,5 la 2,5 metri. Aceasta este o răspândire normală! În plus, practic nu există nicăieri un cuvânt despre zona de bază. Dar depinde de acești indicatori, dacă casa ta va sta liniștită sau în timp va începe să se deformeze și să se așeze.
Calculul unei fundații coloane
Eu)În primul rând, este necesar să se investigheze locul pentru construcția viitoare. Acest lucru este discutat în detaliu în articol În plus față de cele de mai sus, trebuie remarcat următoarele: luând decizia de a construi o fundație coloană, este imperativ să se efectueze foraje de testare cu 0,5-0,6 metri sub adâncimea estimată a stâlpilor. Dacă sub solul portant întâlnești un strat de soluri slabe saturate cu apă (nisip curgător), atunci este mai bine să abandonezi fundația coloană, deoarece stâlpii sub sarcină pot pur și simplu să taie prin solul de susținere și să cadă.
II) Al doilea pas va fi determinarea sarcinii pe care o va exercita casa cu fundația asupra solului de susținere, cu alte cuvinte, calculul greutății casei. Valorile aproximative ale greutății specifice pentru elementele structurale individuale sunt prezentate în tabelul următor:
Note:
1) Când unghiul de înclinare a pantei acoperișului este mai mare de 60 °, sarcina de zăpadă este presupusă a fi zero.
2) La calcularea fundației, greutatea aproximativă a fundației în sine se adaugă la greutatea casei. Volumul său aproximativ este calculat și înmulțit cu greutatea specifică a betonului armat, egală cu 2500 kg / m³.
III) După determinarea greutății casei, calculăm suprafața totală minimă necesară (S) a bazelor tuturor stâlpilor de fundație:
S = 1,3 × P / R®,
unde 1.3 este factorul de siguranță;
P este greutatea totală a casei împreună cu fundația, kg;
R® este rezistența calculată a solului purtător, kg / cm².
Valoarea Ro, numită și capacitatea portantă a solului, poate fi preluată aproximativ din tabelul de mai jos:
Notă:
Valorile rezistenței calculate sunt date pentru solurile situate la o adâncime de aproximativ 1,5 metri. La suprafață, capacitatea portantă este de aproape o dată și jumătate mai mică.
După ce am calculat valoarea suprafeței totale a bazelor tuturor stâlpilor, putem determina acum numărul necesar al acestora în funcție de diametrul sau dimensiunile secțiunii. Pentru claritate, luați în considerare un exemplu simplu.
Un exemplu de calcul simplificat al unei fundații coloane
Să calculăm o fundație coloană (pe stâlpi rotunzi) pentru o casă mică cu panou de cadre (a se vedea figura din stânga) de 5x6 metri. Înălțimea etajului 1 este de 2,7 m, înălțimea frontonului este de 2,5 m. Acoperișul este de ardezie. Solul portant este lut (Ro = 3,5 kg / cm²). Adâncimea de îngheț este de 1,3 metri.
1) Suprafața tuturor pereților, inclusiv a frontoanelor, în cazul nostru va fi egală cu 72 m2, iar masa lor este de 72 × 50 = 3600 kg
2) Casa are un subsol (etajul etajului 1) și se interpune între etaj (între etajele 1 și mansardă). Suprafața lor totală este de 60 m², iar masa lor este de 60 × 100 = 6000 kg.
3) Sarcina operațională este disponibilă și la etajul 1 și la mansardă. Valoarea sa va fi egală cu 60 × 210 = 12600 kg
4) Suprafața acoperișului din exemplul nostru este de aproximativ 46 m². Masa sa cu acoperiș din ardezie este de 46 × 50 = 2300 kg
5) Luăm sarcina de zăpadă egală cu zero, pentru că unghiul de înclinare a pantelor acoperișului este mai mare de 60º.
6) Determinați masa preliminară a fundației. Pentru a face acest lucru, trebuie să selectați condiționat diametrul viitorilor stâlpi și numărul acestora. Să presupunem că avem un burghiu cu un diametru de 400 mm și îl vom lua. Numărul stâlpilor este preluat preliminar în funcție de condiție - un stâlp la 2 metri din perimetrul fundației. Obținem 22/2 = 11 bucăți.
Volumul unui stâlp de 2 metri înălțime (adâncim 0,2 m sub adâncimea de îngheț + 0,5 metri crește deasupra solului): π × 0,2² × 2 = 0,24 m³, iar masa acestuia 0,24 × 2500 = 600 kg ...
Masa întregului fond de ten este de 600 × 11 = 6600 kg.
7) Rezumăm toate valorile obținute și determinăm greutatea totală a casei: P = 31100kg
8) Suprafața totală minimă necesară a bazelor tuturor stâlpilor va fi egală cu:
S = 1,3 × 31100 / 3,5 = 11550 cm²
9) Suprafața de bază a unui stâlp cu diametrul de 400 mm va fi egală cu 1250 cm². Prin urmare, fundația noastră ar trebui să aibă minimum 11550/1250 = 10 stâlpi.
Cu o scădere a diametrului stâlpilor, numărul lor va crește și invers. De exemplu, dacă luăm un burghiu de 300 mm, atunci vor trebui realizate cel puțin 16 stâlpi.
După determinarea numărului minim admis de stâlpi de fundație, acestea sunt defalcate de-a lungul perimetrului. În primul rând, acestea sunt instalate în cele mai încărcate locuri - acestea sunt colțurile casei și îmbinările pereților exteriori și interiori. Stâlpii rămași sunt distribuiți uniform în jurul perimetrului, dacă este necesar, adăugând câteva piese la numărul minim rezultat pentru simetrie. Principala regulă aici este că mai mult este posibil, mai puțin este imposibil.
Notă importantă: dacă casa are o extensie mai ușoară, de exemplu, o verandă, numărul minim de stâlpi pentru aceasta este considerat separat de casă. Evident, va fi mai mic.
Adesea, atunci când construiți case mai grele pe soluri cu o capacitate portantă redusă, numărul stâlpilor se dovedește a fi foarte mare și, pentru a-l reduce, este necesar să creșteți semnificativ diametrul tălpii. Burghiile simple de pământ nu sunt potrivite pentru acest lucru. Aici vine în ajutorul tehnologiei TISE. Este discutat în articol.
Să luăm acum în considerare cele mai comune scheme structurale ale fundațiilor coloane.
Fundație plictisită
Stâlpii sunt creați prin turnarea betonului în găuri pre-forate. Lucrările la construcția unei fundații plictisite se efectuează în următoarea ordine:
1)
2) Cu ajutorul unui burghiu manual (mecanizat) sau a unei mașini speciale de găurit, sonde sunt făcute cu 20-30 cm sub adâncimea de îngheț.
Notă:în cadrul acestui articol, nu luăm în considerare fundațiile coloane de mică adâncime, care sunt utilizate practic numai pentru anexele mici din lemn.
3)
Din materialul obișnuit de acoperiș, cilindrii sunt înfășurați (de-a lungul diametrului puțurilor) și înfășurați cu bandă. Acestea îndeplinesc două roluri: în primul rând, este un cofraj permanent pentru stâlpi și, în al doilea rând, impermeabilizarea acestora.
Dacă ați stropit material pentru acoperiș, rulați partea netedă. Cu cât solul se lipeste de suprafața stâlpilor în timpul înghețului, cu atât forțele mai puțin tangențiale care tind să scoată stâlpii din sol în timpul iernii vor acționa asupra lor.
4) Cilindrii materialului de acoperiș sunt introduși în puțuri. În imaginea de mai sus, puteți vedea că materialul pentru acoperiș nu ajunge chiar la bază, rămân aproximativ 20 cm. Acest lucru se face dintr-un motiv. Prin partea neacoperită a grămezii, la turnarea betonului, laptele de ciment se scurge în pământ și îl leagă suplimentar. În același timp, în funcție de tipul de sol, capacitatea portantă a coloanei poate crește de până la 2 ori. Această creștere nu este inclusă în calcul. În plus, crește marja de siguranță a fundației. În plus, stâlpii se vor ancora mai bine în pământ.
5) Puțină beton (20-30 cm) este turnat în fântână, după o scurtă pauză, se introduce o cușcă de armare, astfel încât să nu se scufunde sub propria greutate până când nu atinge solul. Apoi întregul stâlp este turnat în vârf. Contactul armăturii cu solul nu este de dorit, deoarece acest lucru duce la coroziunea sa mai rapidă.
De obicei, cadrul este format din trei sau patru bare de armătură de lucru A-III ∅10-12 mm, legate împreună cu armături auxiliare Bp-I ∅4-5 mm. Este de dorit ca armarea să nu fie mai aproape de 5 cm de suprafața exterioară a stâlpului.
Dacă, după turnarea stâlpilor, se va construi un grătar monolitic pe ele, armătura de lucru este eliberată din stâlpi la înălțimea acestui grătar. Dacă o legare este făcută din grinzi de lemn pe stâlpi, atunci o tijă filetată (de exemplu, M16) este introdusă în partea superioară pentru a o fixa la turnarea betonului.
Notă: fundațiile coloane cu grătar monolitic din beton armat sunt descrise în articol.
La o temperatură a aerului de 15-20 ° C, fundația coloană poate fi încărcată în 4-5 zile. Acest lucru se datorează faptului că după această perioadă, capacitatea portantă a fundației nu mai este determinată de rezistența stâlpilor, ci de rezistența solului sub ele. În plus, nu veți putea da rapid sarcina totală de proiectare pe fundație (pereți, podele, acoperiș, sarcini operaționale). În timp ce construcția este în desfășurare, betonul se va „matura”.
IMPORTANT: Nu puteți lăsa fundația coloană descărcată pentru iarnă. Forțele tangențiale ale ridicării înghețului pot ridica și deformarea stâlpilor, totul în moduri diferite.
Fundații de coloane din țevi de azbest, plastic sau metal
Stâlpii sunt creați prin turnarea betonului în țevi de azbest, plastic sau metal preinstalate în foraje. Lucrările se desfășoară în următoarea ordine:
1) Pe baza calculului, fundația este marcată pe site.
2) Cu ajutorul unui burghiu manual (mecanizat) sau a unei mașini speciale de găurit, sonde sunt făcute cu 20-30 cm sub adâncimea de îngheț. Diametrul forajului este cu 10 cm mai mare decât diametrul țevilor selectate. În absența unui burghiu, puteți săpa găuri cu o lopată.
3) Aproximativ 20 cm de beton sunt turnate în puț pentru a crește capacitatea portantă a stâlpilor, așa cum s-a menționat mai sus. După o scurtă pauză, mai întâi se introduce în fântână o rolă învelită de jachetă din pâslă pentru acoperiș, care va proteja umplerea nisipului de înmuiere, apoi o țeavă de azbest, plastic sau metal și o cușcă de armare.
4) Decalajul dintre țeavă și jacheta din pâslă de acoperiș este umplut cu nisip, iar betonul este turnat în țeavă. Nisipul previne înghețarea solului către țevi iarna și creșterea lor de către forțele tangențiale ale înghețului.
Notă: Conductele de azbest nu au o rezistență foarte mare la îngheț, prin urmare, destul de des la punctul de intrare în pământ, sunt distruse din cauza saturației cu umiditate. Pentru a evita acest lucru, este recomandabil să acoperiți locul periculos cu un strat de hidroizolație.
Stâlpi dreptunghiulari (pătrati) din beton, cărămidă, blocuri
Stâlpii dreptunghiulari sau pătrati se realizează atunci când nu există un burghiu cu un diametru adecvat la îndemână. Gropile sunt săpate manual cu o lopată. Această lucrare consumă mai mult timp, iar volumul de sol excavat, în comparație cu forajul, este, de asemenea, mai mare.
Secvența de lucru este aproape aceeași ca și în cazul țevilor. Diferența este că în loc de țevi, un cofraj din lemn prefabricat este introdus în gropi sau stâlpii sunt așezate din cărămizi (blocuri).
Completarea se efectuează după îndepărtarea cofrajului în 2-3 zile. Stâlpii de cărămidă pot fi umpluți a doua zi.
Notă: După cum s-a menționat mai sus, umplerea cu nisip (material neporos) se face pentru a preveni creșterea stâlpilor iarna. Dar are un dezavantaj. Când apa (de exemplu, apa de ploaie) pătrunde în groapă, nisipul se udă și își pierde proprietățile portante. În acest caz, stâlpii devin instabili în direcția orizontală. Pentru a evita acest lucru, este necesar să se ia în considerare cu atenție drenarea apei de la fundație: pentru a face pante necesare, zona oarbă și furtuni de ploaie.
Adesea stâlpii sunt combinați, adică în sol sunt betonate, iar deasupra nivelului solului sunt așezate din cărămizi sau blocuri. Această opțiune nu este potrivită pentru construcția ulterioară a grătarului. Și-a pierdut semnificația, care constă în fabricarea unui cadru rigid.
Există un alt tip de stâlpi - din lemn, nu ne vom concentra asupra lor, pentru că în prezent sunt folosite foarte rar. Reținem doar că pentru astfel de stâlpi este necesar să se utilizeze specii de lemn rezistente la umiditate (stejar, leuștean etc.) și înainte de instalare acestea trebuie protejate de umiditate (acoperite cu hidroizolații sau învelite în pâslă de acoperiș, sau este mai bine să o faceți ambii).
În comentariile la acest articol, puteți discuta cu cititorii dvs. experiența dvs. în construcția și funcționarea fundațiilor coloane sau puteți pune întrebări care vă interesează.
