Фундаменты промышленных зданий

Устройство фундаментов под технологическое оборудование: общие правила

Сооружение фундамента под промышленное оборудование предполагает строительство конструкции с оригинальными качествами, а именно:

• Значительной массой – чем больше вес основания, тем выше сопротивляемость вибрации.
• Повышенной прочностью – чем выше стойкость к статическим и динамическим нагрузкам, тем больше период эксплуатации и самого фундамента, и смонтированного на основании оборудования.
• Высокой устойчивостью к агрессивным средам – чем выше инертность хотя бы верхних слоев фундамента, тем дольше он прослужит в роли основания для станка или механизма.

Причем указанные характеристики дополняются еще и минимальными допусками по габаритам фундамента. То есть, на «своем месте» должны находиться не только болты, с помощью которых производится установка оборудования на фундамент – отклонения от расчетных габаритов (длинны, высоты, ширины) должны сводиться к минимуму.

Уклон ростверка должен отсутствовать в принципе. Иначе эксплуатационные нагрузки распределятся неравномерно, что уменьшит срок службы и основания и станины механизма.

Разновидности конструкций оснований

Подобный набор характеристик могут обеспечить только следующие разновидности конструкций фундаментов:

• Бесподвальное основание плитного типа, гасящее вибрацию своей массой. Такие фундаменты можно залить в опалубку только на первом этаже цеха. Подобная конструкция обойдется в значительную сумму, поскольку на сооружение цельного основания плитного типа тратят максимальный объем строительного материала. Однако самые крупные станки и механизмы монтируют только на таких фундаментах.
• 
  Подвальное основание-перекрытие, монтируемое на втором этаже и выше. Такой фундамент гасит вибрацию, передавая колебания на каркас самого цеха (посредством контакта с межэтажным перекрытием). По сути – это такая же плита, только не залитая, а собранная из железобетонных изделий, установленных на балки межэтажного перекрытия. Подобное основание способно противостоять только статическим нагрузкам или вибрации с минимальной амплитудой.
• Стенчатый фундамент, развивающий идею ленточного основания. Несущую нагрузку и вибрацию в данном случае принимают несущие стены или внутренние перегородки. Как правило, подобные фундаменты подводят под механизмы, расположенные на втором этаже цеха.
• Основания рамного типа (с балочным ростверком). Такая конструкция выдерживает высокочастотную вибрацию. Поэтому в большинстве случаев фундаменты для ударных механизмов имеют «рамную» конструкцию. Ведь в опоры рамы можно вмонтировать демпферы, гасящие вибрацию.

Конструкционные материалы оснований

Разумеется, основания подобного качества невозможно соорудить из первого попавшегося стройматериала.

И в большинстве случаев такие фундаменты строят из:

• Железобетона (методом заливки в опалубку).
• Железобетонных блоков (методом сборки с перевязкой).
• Металла (сборка свайной конструкции с рамным ростверком).
• Железобетона и металла (бетонные сваи или блоки и металлический ростверк).

Подвальные, бесподвальные и стенчатые фундаменты создают из железобетона или железобетонных блоков. Причем железобетон производят на основе раствором М200-М300 (для станков с минимальной массой), или М300-М400 (для действительно тяжелого оборудования).  Рамные основания можно собрать из любой разновидности вышеупомянутых материалов.

Расчет фундамента под оборудование

Любое строительство начинается с расчетов самой важной части дома – его фундамента. И сооружение нового рабочего места начинается с расчетов основания под станок или механизм.

В основе таких расчетов лежит сопоставление несущей способности грунта со статической и динамической нагрузкой, генерируемой установленным на фундаменте оборудованием. Причем передаваемая на площадь подошвы фундамента сумма статической и динамической нагрузки должна соответствовать несущей способности опорного грунта.

Характеристики грунта вычисляют на основе инженерно-геологических изысканий, в процессе которых определяют глубину залегания грунтовых вод, состав почвы, глубину промерзания и так далее.

Статическая нагрузка определяется массой оборудования, вычисляемой по спецификации станка или механизма. Динамическая нагрузка определяется по расчетному давлению на ростверк фундамента.

Причем указанное давление, генерируемое массой станка, корректируют с помощью двух коэффициентов:

• Константы условий работы (от 0,5 для кузнечного молота, до 1,0 для токарно-винторезного станка).
• Константы осадки грунта (от 0,7 до 1,0 – в зависимости от влажности почвы).

В итоге, зная массу станка, тип почвы и условия работы, можно высчитать (по несущей способности грунта) габариты основания.

Выбор, определяемый расчётом

На выбор конструктива фундамента при проектировании промышленных зданий сначала влияет тип основания, на который ему предстоит опираться. Оно может быть как естественным, так и искусственным (насыпным) и иметь разные несущие способности.

Насыпное основание

Согласно с результатами полученных изысканий, определяется тип и конструкционные особенности фундамента, материал его исполнения, размеры в сечении и глубина заложения.

Примечание! Если нужно разрабатывается перечень мероприятий, которые помогают уменьшить зависимость сооружения в процессе эксплуатации от протекающих в грунтовых основаниях деформационных процессов.

Предельные состояния грунтов

Естественные и насыпные основания обязательно просчитываются по двум видам предельного состояния:

1. Деформациям – рассчитываются в любом случае. В расчётах учитывается совокупное действие нагрузок и влияние внешних факторов (например, грунтовых вод, способных ослабить прочность грунта).
2. Несущей способности. Такие расчёты производятся, когда есть опасность воздействия горизонтальных нагрузок – например, сейсмических, либо здание находится на скальном основании или в непосредственной близости с откосом и сместить положение фундамента невозможно. При проектировании подпорных стенок такой расчёт выполняется обязательно.

На подпорные стенки действует горизонтальное давление грунта

Кроме того, при проектировании необходимо предусматривать вероятность изменения гидрогеологии участка застройки не только в процессе исполнения работ, но и в будущем, при использовании здания. Проблемы могут вызваны:

• естественными колебаниями отметки зеркала подземных вод, как сезонных, так и многолетних;
• образованием верховодки (локализации поверхностной воды в пустотах грунта выше УГВ);
• техногенными изменениями, влияющими на уровень залегания подземной воды;
• степенью её агрессивности как по отношению к грунту, так и к материалам заглубляемых конструкций.

Верховодка может доставлять немало неприятностей строителям

Гидрогеология

Возможные изменения гидрогеологической обстановки и вероятности подтопления на участке застройки должны оцениваться в процессе инженерных изысканий. Во всяком случае, для зданий I и II класса (жилые и общественные), это обязательно. При неблагоприятном развитии событий, проект сразу же предусматривает работы по укреплению грунта, дренажу и водопонижению, либо усиленной гидроизоляции (о способах гидроизоляции фундаментов читайте в статье).

На заметку! При закладке фундаментов ниже пьезометрического уровня (в случае с напорными водами), необходимо принять меры, предупреждающие их прорыв. Это чревато вспучиванием днища котлована и всплытием уже установленных конструкций.

Заглубление подошвы фундамента

На выбор глубины заложения фундамента промышленного здания влияют:

1. Назначение сооружения.
2. Конструктивные особенности здания.
3. Расчётные нагрузки.
4. Глубина закладки инженерных коммуникаций и фундаментов соседних зданий.
5. Рельеф территории застройки.
6. Свойства грунта.
7. Характер подземных вод.
8. Сезонное промерзание грунта на местности (УГП).

Принцип закладки фундамента в зависимости от глубины промерзания
Примечание: нормативные данные по глубине промерзания получают путём извлечения усреднённого показателя из суммы данных не менее чем за 10 зимних сезонов. Наблюдения производятся на площадке с ровным рельефом, очищенной от снежного покрова. Такие данные, как и сведения об уровнях грунтовых вод, отражаются на карте.

Карта промерзания грунтов

Фундамент для стен

Основное правило для заливки этой категории фундаментов – они должны быть монолитными. При этом давление на отдельный участок грунта распределяется на всю длину.

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент

Это самый распространенный вид основания для промышленных зданий. Он имеет следующее устройство. В качестве подошвы используется блок-подушка. На него устанавливается стеновой блок (маркировка– СП). Этот элемент имеет стандартные размеры: 600 мм в высоту, толщину в 300-600 миллиметров и длину 2,4 метра. Он не должен иметь пустот. Для перевязки блоков используются модели СПД с длиной в 80 сантиметров. Данный вариант фундаментов заливают под несущие стены, выполненные из кирпича, или блоков.

В случае применения бетонных панелей используется монолитная конструкция. При этом в траншее монтируется армопояс в два раза шире, чем сам фундамент. Затем заливается основная часть конструкции. Для снижения расходов на бетонные работы, подушка может быть выполнена в виде отдельных толстых пластин. Для этого в траншее делается дополнительное углубление, в которое устанавливается металлический каркас. Расстояние между этими элементами составляет от 20 до 90 сантиметров. Если грунт имеет высокий коэффициент усадки, тогда подушка должна быть сплошной. Ленточный фундамент обеспечивает максимальную стабильность габаритного строения.

Столбчатый фундамент

Основное причина использования столбчатого фундамента для промышленных зданий – в случае плотного грунта, который не дает значительную усадку. Устройство такого основания состоит из монолитного башмака и бетонного столба, который устанавливается в специальный паз, благодаря чему не смещается при возникновении вибраций. Его используют, если нагрузка на стены незначительная.

Вибролапа для трамбовки грунта

Максимальное расстояние между этими элементами не должно превышать шесть метров. Они обязательно должны связываться с основными частями строения при помощи бетонных перемычек.

Перед тем как заливать основание для столба, участок грунта под ним нужно уплотнить с помощью вибролапы. Песчаная подсыпка на дне траншеи глубиной от 30 до 60 сантиметров обеспечит минимальное уплотнение в процессе эксплуатации здания. Столбчатые фундаменты промышленных зданий скорее дополнительные, чем основные элементы. Чаще всего их используют в качестве оснований для перегородок внутри помещения. Они позволяют сэкономить средства на заливку основания для внутренних перемычек. Однако если на стене будет установлен габаритный подъемник, или другое устройство, которое будет принимать на себя дополнительную нагрузку, тогда следует заливать более стабильную конструкцию.

Свайный фундамент

Основное использование – в случае слабого грунта с большой усадкой. Устройство такого фундамента состоит из вбитой в землю сваи, на которой расположена монолитная основа здания. Сваи, которые используются в этом случае, могут быть круглыми и квадратными (в разрезе). Чтобы избежать деформации элемента, сверху на него надевается бугель, а снизу – башмак. Это стальные наконечники. Они позволяют бетонной конструкции выдерживать сильные удары молотом копер.

Вбивание свай копером

Реже применяются деревянные сваи. В этом случае они должны быть из хвойных пород древесины (для предотвращения преждевременного гниения основы). В исключительных случаях используется металлический аналог. В обоих случаях следует учесть, что такой фундамент имеет меньший рабочий ресурс, чем бетонная свая. Глубина установки сваи зависит от особенностей грунта, а также размеров здания. Эти расчеты может сделать местная проектно-строительная организация.

Преимущество такого варианта основания – минимальная усадка габаритного здания в зонах с мягким грунтом (песчаная, или болотистая местность), а также меньшие затраты на земляные работы.

Преимущества свайного фундамента

Свайный фундамент на забивных ж/б сваях «Стройматик» имеет ряд преимуществ перед другими типами подобных основ:

• Технология обустройства его довольно проста, так как не требует рытья или бурения ям.
• Забивные сваи могут устанавливаться на любых грунтах, за исключением скалистых.
• Сваи изготавливаются по ГОСТу 19804-2012

Сооружения на забивных ж/б сваях могут дополняться ростверком, который призван создать из опор единую систему и придать фундаменту дополнительную прочность и устойчивость. Свайные фундаменты с ростверком делятся на плитно-свайные и свайно-ленточные. Ростверк свайно-ленточного сооружения очень похож на обычный ленточный фундамент, только между лентой и поверхностью земли остается небольшой зазор. Он нужен для того, чтобы при возможном пучении грунт не упирался в ростверк, а ростверк не тянул вверх весь фундамент.

Для обеспечения этого зазора под ленту фундамента делается подсыпка из песка, гравия, щебня или шлака. Это же касается и плитно-свайных сооружений.

Свайные фундаменты промышленных зданий могут быть устроены по-разному:

• в виде одиночных свай, забитых под отдельные опоры;
• в виде лент под стенами зданий;
• в виде свайного поля под возведение плиты;
• в виде пучков свай, забитых под большие опоры.

Процесс погружения сваи в грунт состоит из следующих операций:

1. Перемещение сваебойной установки «Стройматик» на место забивки.
2. Подъем сваи и ее установка.
3. Забивка сваи. Последовательность забивки установлена проектом выполнения работ. Схема может быть рядовой, спиральной и секционной. Рядовая схема используется на несвязанных грунтах. Сваи забиваются в рядах последовательно. Такая схема может вызвать в связанных грунтах неравномерное напряжение и осадку всего сооружения.
4. Оголовки над поверхностью земли обрезаются на одинаковом уровне.
5. Монтируется опалубка по ширине фундамента (около 40-50 см) высотой 30-40 см.
6. Внутри опалубки закрепляется каркас из арматурных прутьев. Желательно, чтобы прутья были цельными. Диаметр их – 10-12 мм. Между собой и арматурой свай они соединяются вязальной проволокой. Под каркас подкладываются деревянные бруски, чтобы весь он оказался внутри залитого бетона.
7. Опалубка заливается бетоном. Правильно залить фундамент – это выполнить половину всех строительных работ.

Железобетонные сваи

Для строительства малоэтажных промышленных зданий и сооружений используются железобетонные сваи длиной 3-4 м, сечением 150х150 или 200х200 мм.

Железобетонные сваи выгодно отличаются от своих конкурентов следующими признаками:

• Имеют высокую несущую способность. Они способны выдержать огромные нагрузки, не теряя при этом эксплуатационных качеств.
• Отличаются плотным погружением в почву.
• Срок их службы превышает 100 лет.
• Высокая прочность достигается за счет арматуры внутри.
• Сваи устойчивы к перепадам атмосферного давления.
• Обладают высокой влагостойкостью и огнеупорностью.
• Хранятся методом простого штабелирования.
• Забиваются быстро, сокращая общие сроки строительства.

Плитный фундамент

Плитные фундаменты применяют при слабых грунтах, а также при высоком уровне грунтовых вод. Они представляют собой сплошную монолитную плиту, которую усиливают железобетонным каркасом. Используя плитные фундаменты, можно значительно уменьшить просадку грунта. Для его обустройства используется армированная железобетонная плита, которая укладывается на грунт на определенную глубину. При изготовлении плита армируется металлическими прутьями с диаметром от 12 до 25мм, а ее толщина находится в пределах от 30 до 100 см. Фундаментная плита может изготавливаться только в монолитном виде с использованием бетон класса В15-В25.

Перед укладкой плиты в предварительно вырытой траншее выравнивают подстилающий грунт, используя для этого малопрочный бетон класса В7.5 или песок.

Основное достоинство плитного фундамента заключается в том, что он равномерно перераспределяет нагрузки по всей площади, воспринимая при этом как горизонтальные, так и вертикальные деформации.

Плитные фундаменты рекомендуется применять на слабых грунтах, к примеру:

• Водонасыщенных песках;
• Плывунах;
• Насыпных грунтах.

На данном типе фундаментов допускается возводить 2-3 этажные здания с нагрузкой под фундаментной подошвой от 20-25 т/кв.м. В случае если возводимые дома имеют сложную форму или большую длину применяются специальные деформационные швы, которые позволяют разрезать плиту на куски требуемого размера.

Плитный фундамент отличается высокой надежностью и прочностью. Устанавливаемая в грунте плита работает как единое целое, при эксплуатации ее несущая способность остается постоянной, а в случае проседания грунта исключено возникновение каких-либо трещин. Плитный фундамент отличается высокой стоимостью, которая обусловлена повышенным расходом материалов и трудоемкостью процесса обустройства.

Материал фундаментов

Для фундаментов могут использоваться естественные и искусственные материалы. К первым относят дерево и бутовый камень, к последним – кирпич, бутобетон, бетон, железобетон. Сегодня чаще всего применяют железобетонные и бетонные виды фундаментов при строительстве жилых, промышленных и общественных зданий.

Глубина заложения

В каждом конкретном случае глубину заложения следует рассчитывать с учетом глубины промерзания почвы, ее типа, уровня грунтовых вод, а также нагрузки от здания. Выделяют заглубленные и мелкозаглубленные фундаменты. Фундаменты глубокого заложения имеют глубину больше глубины промерзания грунта.

Также фундаменты подразделяются по способу устройства (сборные и монолитные), характеру работы (жесткие и гибкие) и форме (к примеру, с поперечным сечением в виде трапеции или прямоугольника).

Фундаменты для опоры сплошных стен

В зданиях, где основные нагрузки от веса здания воспринимает не каркас, а сплошные стены из блоков или кирпича, фундаменты представляют собой сборную или монолитную ленту. Лента может опираться как на грунт, так и на точечные опоры – столбы или сваи (в этом случае опорную ленту называют ростверком (о строительстве фундамента с ростверком рассказано в нашей статье)).

Сборная и монолитная лента

Лента может быть монолитной, но в целях сокращения сроков строительства на крупных промышленных объектах чаще проектируют сборные фундаменты. Они собираются из неармированных бетонных или железобетонных блоков, плит, подушек, а также укрупнённых или доборных элементов.

Лента в монолитном варианте

• Плиты (подушки) укладываются плашмя в качестве основания и служат для увеличения площади опорной подошвы. Под ними должно быть предварительно выровненное песчаное основание, либо, если грунт нестабильный, выполняется бетонная подготовка. Блоки используют в качестве стен для вывода ленты на поверхность грунта.

Лента в сборном варианте

• Сборный фундамент может быть не только сплошным, но и прерывистым. Укладка блоков с разрывами до 90 см помогает сократить расход материала в тех случаях, когда грунт на участке имеет отличную несущую способность. Сокращаются расходы на оплату труда, и соответственно снижается себестоимость конструкции.

Сплошной сборный фундамент

• При устройстве ленты на просадочном грунте, поверх подушек — прежде чем монтировать блоки, устраивают шов толщиной до 5 см с заложенной в него прослойкой арматуры. Ещё один слой монолита, но уже толщиной до 15 см, предусматривают и поверх самого фундамента.

Прерывистый ленточный фундамент

• Подушку фундамента делают не из подушек, а монолитом, стенку так же собирают из блоков. Чаще всего такое строение необходимо, когда здание имеет подвал. В этом случае блоки выполняют функции только стенового материала, а монолит воспринимает нагрузки от веса здания и распределяет их на грунт.

Монолитные подушки под блочные стены

• Полностью монолитная лента имеет форму тавра с расширенной прямоугольной или ступенчатой подошвой. Она заливается по опалубке, установленной либо на уплотнённое насыпное основание, либо на жёсткий подготовительный слой из тощего бетона (подбетонку).

Сечение полностью монолитной Т-образной ленты

Перед бетонированием в опалубку предварительно монтируется объёмный арматурный каркас.

Столбы и фундаментные балки

Если основание вполне прочное, а здание одноэтажное и больших нагрузок не создаст, вместо более дорогой сплошной ленты проектируют фундаменты столбчатого типа.

Столбчатый фундамент с балками

Это монолитные бетонные столбы, расположенные в местах пересечения и примыкания стен, а также в промежутках между ними, с минимальным расстоянием 3 м (максимум 6 м).

Вариант устройства фундаментных столбов

Все опоры связываются между собой фундаментными балками – железобетонными или металлическими, которым и предстоит воспринимать нагрузку от веса стен.

Узел сопряжения фундаментной балки со столбами

Чтобы уменьшить их деформацию, под балками может быть устроена подсыпка из песка или шлака, толщина которой может достигать полуметра.

Читайте такжеМонтаж фундамента стаканного типа
Под столбом так же должна быть песчаная отсыпка

Под опорным башмаком столба устраивается песчаная уплотнённая подушка.

Сваи и ростверки

В горизонтально подвижных и слабонесущих грунтах для тяжёлых промышленных зданий проектируют не столбы, а сваи. Разница между ними состоит в том, что столбы заливаются по опалубке, а сваи изготавливаются на заводе и достигают длины до 12 м (а составные – и до 36 м). Длину выбирают исходя из толщины нестабильного пласта в грунте, то есть, этот параметр определяется только на основании гидрогеологических инженерных изысканий.

Роль сваи в том, чтобы достичь прочного слоя и зацепиться за него.

Производство работ по устройству свайного поля

В промышленном строительстве используют железобетонные со сплошным сечением и полые сваи (оболочки) (ГОСТ 19804-2012), забивные сваи из стали и высокопрочного чугуна (Серия 1.411.3-11см.13) и винтовые (ТУ 25.11.23-001-46949399-2017). В отдельных случаях проектируются и сталебетонные конструкции.

О строительстве фундамента на забивных сваях рассказано в нашей публикации.

Классифицируют их не только по материалам, но и по способу заглубления в толщу грунта:

• вдавливание или забивка (для железобетонных);

Забивка железобетонной сваи

Техника для вдавливания свай

• стальные погружаются за счёт вытеснения грунта;
• с применением виброударных и вибровдавливающих устройств;
• вибропогружение — круглые полые ж/б сваи, не заполняемые бетоном;

Сваи-оболочки из металла

• вибропогружение полых свай с открытым нижним торцом с полным или частичным заполнением бетонной смесью;
• с вытеснением грунта и укладкой в скважину бетонной смеси;
• винтовое вкручивание свай с лопастями.

Вкручивание винтовых свайПримечание: сваи бывают и деревянные, но в промышленном строительстве их не используют.

По форме сечения забивные сваи бывают круглыми, квадратными, призматическими, иметь наклонные боковые грани, представлять собой тавр или двутавр. Также они могут быть цельными или составляться из отдельных сегментов. Конструкция конца тоже отличается – от заострённого, до расширяющегося булавовидного.

Железобетонные сваи со сплошным сечением, забивные

Винтовые сваи отличаются в основном формой, а также размером лопасти и количеством витков. Сваи из обсадных труб чаще применяются для устройства наземных трубопроводов. В строительстве зданий их проектируют только тогда, когда возможность устройства другого типа фундамента исключена. Для повышения несущей способности, при устройстве свай может применяться сразу несколько технологий.

Винтовые сваиНа заметку! Для заполнения набивных свай применяется бетон класса В15, заводские забивные изделия формируются из бетона В22,5 цельные и В20 составные. При устройстве ростверков используют бетоны классом не ниже В15.

План фундамента промышленного здания – чертёж

Применение свайных фундаментов в масштабном промышленном строительстве выгодно: они дают экономию за счёт сокращения земляных работ, строительства в малые сроки и с минимальным бюджетом. Важно и то, что здание на свайном фундаменте практически не подвержено осадке.

Фундамент для колонн

Стальная армирующая сетка

Особенность этой категории основы заключается в том, что она устанавливается под отдельными элементами строения (непосредственно под колонной).

Устройство такой основы состоит из одно- или многоступенчатого башмака, а также стакана, в который помещается колонна. Для армирования необходимо использовать сваренную стальную сетку.

Фундаменты под сборные железобетонные колонны

Под сборные железобетонные колонны применяют железобетонные сборные или монолитные фундаменты типа стакана. Сборные фундаменты могут состоять из одного железобетонного блока (башмака) стаканного типа или из железобетонного блока-стакана и одной или нескольких опорных плит под ним.

Монолитные железобетонные фундаменты имеют симметричную ступенчатую форму с двумя или тремя прямоугольными ступенями и подколонником в котором размещен стакан для колонны. Дно стакана располагается на 50 мм ниже проектной отметки низа колонны, с тем, чтобы после распалубки фундамента путем подливки слоя цементного раствора (или бетона) компенсировать возможные неточности в размерах и заложении фундаментов.

Фундаменты обычно проектируют с отметкой верха подколонника на уровне планировочной отметки земли — 0,150. Фундаменты могут иметь полную высоту 1,2 — 3,0 м с шагом 300 мм, что соответствует наибольшей глубине заложения подошвы фундамента — 3,150. В этом случае высота фундамента изменяется за счет высоты подколонника при неизменной высоте ступеней.

При необходимости более глубокого заложения фундаментов под ними делают подушку из песка или бетона.

В зданиях с подвалами фундаменты располагают ниже пола подвала за счет увеличения высоты подколенника.

Фундаменты устраивают из бетона марок 150 и 200. Армируют фундаменты сварной сеткой с ячейками 200×200 мм, располагаемой в основании фундамента с защитным слоем 35-70 мм. Для рабочей арматуры применяют горячекатаную сталь периодического профиля класса А — П. Подколонники армируются аналогично соответствующим колоннам. При наличии слабых грунтов под фундаментами устраивают подготовку толщиной 100 мм из бетона. Привязка фундаментов к разбивочным осям определяется привязкой колонны.

Монолитная основа

Данный тип основания для колонны имеет монолитную структуру. Для его заливки в земле выкапывается яма необходимых размеров, и монтируется опалубка. Высота каждой ступени не должна быть меньше 300 миллиметров. Монолитный вариант более прост и надежен в монтаже и эксплуатации. Важно, чтобы все грани отдельных ступеней были симметричными. Полная глубина такого фундамента (до стакана для колонны) может составлять от 1,2 до трех метров.

Во время заливки бетона металлическая армирующая конструкция должна полностью находиться в толще раствора. В яме ее нужно расположить на весу, а не просто положить на землю. Иначе со временем подушка потеряет свою прочность, так как металлический каркас постепенно поржавел.

Сборная основа

Устройство такого основания проще изготавливать. Для этого делается опалубка, и заливается бетонная плита необходимых размеров. Толщина изделия не должна быть меньше 30 сантиметров. Элементы не нуждаются в дополнительной фиксации. Вес отдельной колонны, а также элементов конструкции здания, закрепленных на ней, не позволит им смещаться. Посмотрите видео, как установить колонну на основание.

Колонна может крепиться несколькими способами. Первый – в специальный паз, отлитый во время создания плиты (с последующей подливкой цементного раствора после установки опоры). Второй – крепление к закладным (металлические балки, уголки, или швеллеры), залитых бетоном.

Если на промышленном предприятии используются металлические колонны, тогда они крепятся особенным способом. Во время заливки основания к армирующему слою крепятся шпильки с нарезанной резьбой. После застывания к конструкции подсоединяется металлическая опора. Она фиксируется либо при помощи сварки, либо винтовым методом к приваренной пластине внизу столба.

Создавая основание для вертикальных элементов здания, важно выдерживать идеально прямой угол (90 градусов). В этом случае все элементы здания будут надежно закреплены на своих местах.

Фундаменты под стальные колонны

Под стальные колонны, как правило, устраивают железобетонные монолитные фундаменты.

Подколонники делают сплошными (без стаканов) и снабжают анкерными болтами для закрепления башмака колонны. Верх подколонника располагают с таким расчетом, чтобы башмак стальной колонны и верхние концы анкерных болтов были покрыты полом. С этой целью, в зависимости от типа башмака, отметка верха фундамента назначается равной 0,4 — 1,0 м.

При необходимости заглубления фундаментов стальных колонн на 4,0 м и более возможно применение сборных железобетонных подколонников, изготовляемых по типу сборных железобетонных двухветвенных колонн. Такой подколонник нижним концом закрепляют в стакане фундамента, на верхнем конце он имеет анкерные болты для крепления стальной колонны. Фундамент под смежные колонны устраивают общим даже и в том случае, когда в числе смежных колонн имеются и стальные и железобетонные колонны.

Стальные колонны устанавливают на фундаментах, в которые заранее заделывают анкерные болты для крепления колонн. Проектное положение колонн в плане обеспечивается правильным расположением анкерных болтов на фундаментах, а точность установки по высоте — тщательной подготовкой опорных колонн: поверхностей фундаментов.

Опирание колонн осуществляется одним из следующих способов

1) на поверхность фундамента, возведенного до проектной отметки подошвы колонны, без последующей подливки цементным раствором. Этот способ применяют для колонн с фрезерованными подошвами башмаков;

2) на заранее установленные и выверенные опорные детали (балки, рельсы и др.) с последующей подливкой цементным раствором. Фундамент бетонируют до уровня на 250 — 300 мм ниже проектной отметки опорной плоскости башмака колонны. Затем устанавливают опорные детали и закладные части, бетонируют верхнюю часть фундамента до уровня на 40 — 50 мм ниже верха опорных деталей. Опорная (нижняя) поверхность башмака колонны при этом способе подготовки фундамента должна быть изготовлена строго перпендикулярно к оси колонны;

3) на заранее установленные, выверенные и подлитые цементным раствором стальные опорные плиты. Фундамент бетонируют до уровня на 50 — 80 мм ниже проектной отметки подошвы плиты, затем устанавливают опорные плиты, совмещая их осевые риски с рисками разбивочных осей на деталях, заделанных в фундамент. Положение каждой плиты по высоте регулируется установочными винтами с таким расчетом, чтобы верхняя плоскость плиты расположилась на проектной отметке опорной плоскости башмака колонны. Опорные поверхности плит и колонн должны быть простроганы на заводе.

Виды фундаментов под оборудование

Существует большое количество фундаментных оснований, общие требования к которым были изложены выше.

Конструкция установочной опоры напрямую зависит технологии производства и может быть выполнена в виде:

• массивного монолитного блока или плиты заданных размеров и массы, для оборудования с невысоким уровнем вибрации и механических воздействий;
• сложных рамных конструкций, предназначенных для эффективного гашения вибрационных колебаний.

В свою очередь, разнообразие массивных монолитных фундаментов под оборудование можно классифицировать на несколько подвидов:

• бесподвальные с минимальным возвышением над уровнем пола для установки особо тяжелых станков и агрегатов, например, прокатных станов и грузоподъемных механизмов;
• подвальные, возвышающиеся над уровнем пола и равномерно распределяющие весовые нагрузки на большую площадь для размещения оборудования на плитах перекрытий и слабых грунтах;
• сплошные в виде монолитного блока или плиты;
• стеновые из нескольких вертикальных опорных перегородок;
• подливочные, состоящие из нескольких подставок для создания свободного пространства между полом и оборудованием.

Основным материалом для возведения тяжелого несущего основания является бетон с маркой не ниже М300.

Фундаменты рамного типа бывают:

• железобетонные монолитные;
• сборными из монолитного железобетона и стального металлопроката;
• полностью металлическими с бетонированием заглубленных в грунт элементов;
• комбинированными в виде сочетания тяжелых и рамных конструкций.

Регламентации по обустройству

Выше были рассмотрены основные требования, которым должен удовлетворять любой фундамент, предназначенный для установки на нем промышленного оборудования. Однако существуют и другие требования — для фундамента под оборудование с динамическими нагрузками, которым он должен соответствовать.

1. Проектировочные работы, как и практическая часть по обустройству основания, должны проводиться лишь компетентными специалистами, которые, кроме этого, имеют еще и опыт проведения данного вида работ.
2. Для того чтобы создать правильный и полноценный проект, необходимо, чтобы в наличии были все требуемые данные.
3. Во время устройства фундамента под оборудование необходимо периодически проводить контроль качества.
4. Очень важно, чтобы действия всех участников рабочего процесса были строго скоординированы.
5. Те фундаменты, что уже были возведены, должны эксплуатироваться лишь с тем оборудованием, для которого они предназначаются. Для этого имеется техническая документация.
6. Для строительства можно использовать лишь те материалы, которые подходят по проектной документации.
7. В будущем нужно проводить обслуживание фундамента, чтобы конструкция эксплуатировалась максимально долго.
8. В качестве крепления рекомендуется использовать максимально простые детали. К примеру, это могут быть анкерные болты, которые вмуровываются в бетон.

Фундаменты группового и индивидуального типа

На сегодняшний день фундаменты под монтаж оборудования могут быть индивидуальные и групповые.

Что касается группового вида, то данный фундамент предназначается для размещения нескольких промышленных агрегатов легкого или среднего веса — до 8 тонн. При этом у них должна быть жесткая станина, нормальная точность работы, а эксплуатироваться они должны в основном в статическом режиме. Толщина обычно составляет от 150 до 250 мм. Жестко станиной считается та, у которой соотношение длины к высоте — не более чем 2 к 1.

Что же касается строительства фундамента под оборудование индивидуального типа, то в данном случае на основание устанавливается механизм, масса которого позволяет его отнести к среднему или тяжелому классу. Кроме этого, обычно такие механизмы характеризуются динамическими нагрузками среднего или значительного класса. Такое основание не только успешно гасит вибрации, но и изолирует агрегаты друг от друга. Это важно, так как в таком случае отсутствует колебания между ними.

Можно добавить, что машины, которые имеют средний или легкий вес, а также характеризуются статическим периодом работы, нередко монтируются прямо на железобетонный пол или же перекрытие. Если необходимо такое основание, можно дополнительно усилить бетонной стяжкой, чтобы не заливать отдельный фундамент.

Фундамента для ударных механизмов

Этот тип оснований предусматривает наличие пружинных и резиновых демпферов. В особых случаях для гашения нагрузок используются сменные подкладки из древесины твердых пород. В самых сложных случаях рассматривается вариант комбинированных свайных фундаментов.

Наша компания выполняет монолитные фундаментные работы по возведению несущих оснований под установку оборудования любого типа. Для более подробной информации и оформления заказа свяжитесь с нами по телефону.

Какие грунты под фундаментом?

Важнейшим этапом проектирования фундамента являются инженерно-геологические изыскания. Правильнее изыскания выполнять еще до начала проектирования.

[Инженерно-геологические изыскания – комплекс работ по изучению грунтов и грунтовых вод в основании будущего сооружения. Включают в себя как минимум бурение разведочных скважин с отбором образцов грунта и грунтовой воды и последующим испытанием их в грунтовой лаборатории]

Дело в том, что фундамент, как отмечалось выше – важнейшая часть любого сооружения, и правильность выбора параметров фундамента напрямую зависит от правильности и полноты сведений о грунтах в его основании.

Пример инженерно-геологического разреза

Даже лучшие инженеры-проектировщики в области фундаментов не смогут правильно запроектировать конструкцию, если у них неверные или неполные сведения о грунтах в основании. Проект будет заведомо ошибочным, или фундамент окажется избыточно дорогим и трудоемким.

[Недостаток сведений о грунтах при проектировании фундамента можно перекрыть только большими запасами по прочности и, как следствие, перерасходом финансов, но и это не дает гарантии надежности]

Если вы не знаете какие грунты залегают под вашим будущим фундаментом то попробуйте поспрашивать соседей которые уже начали или даже окончили строительство на своих участках. Если и у соседей не окажется информации о инженерно-геологических изысканиях то рекомендую прочитать статью  определяем тип и характеристики грунта самостоятельно без лаборатории.

Применение и виды блок-подушек

Схематическое отображение составляющих фундамента

Блок-подушки применяются для увеличения размера подошвы основания. Имеют следующие размеры:

• длина – 1,2-2,4 м;
• толщина – 0,3-0,4 м;
• ширина – 1-2,4 м.

Блок-подушки толщиной 1−1,6 м помимо стандартных размеров могут изготавливаться меньшей длины, то есть доборными. Изготавливаются из бетона марок М150 и М200. В качестве рабочего материала для армирования применяют класса А-П горячекатаную сталь. Чтобы уберечь от дополнительных нагрузок, блок-подушки располагают на ровную поверхность либо подготовку, выполненную из песка.

Основания из блок-подушек бывают прерывистыми и сплошными. В отдельно стоящих основаниях такие подушки укладываются с образованием разрыва, величина которого варьирует от 20 см до 90 см. Подобная конструкция дает возможность уменьшить расход стройматериала, уменьшить нагрузку и позволяет в полнее использовать несущую способность почвы.

При строительстве промышленных строений на просадочных почвах под подушками основания устраивается армированный шов, толщина которого варьирует от 3 см до 5 см, а сверху него монтируется армированный пояс толщиной от 10 см до 15 см. Это позволяет уменьшить нагрузку, увеличить жесткость основания, предупредить возникновение трещин при неравномерной усадке строения.

Блоки стен устанавливаются на бетонную смесь сверху подушек фундамента. Из подушек возводят стены подвала. Основание  и его стены состоят из многорядных стеновых блоков, которые укладываются с шовной перевязкой.

Фундаменты крупных строений из массивных железобетонных компонентов выполняют из панелей-стенок и панелей-подушек. Панели-стенки устанавливаются сверху панелей-подушек. Они бывают со сквозными отверстиями, ребристыми и сплошными. Смонтированные панели скрепляются между соседними, методом сваривания закладных металлических компонентов. Эти подушки укладываются по форме прерывистых либо непрерывных лент. Бывают сплошными и ребристыми.

Ленточные монолитные фундаменты устраиваются в основном из железобетона. Они обустраиваются внутри опалубки, в которой вмонтирована арматура (если речь идет о железобетонных фундаментах), и укладывают бетонную смесь.

Свайные фундаменты имеют ряд плюсов: они практически не дают усадки, сокращают время на проведение земляных работ, а также снижают затраты на строительство. Любое строение с применением свай может простоять больше 100 лет.