1.4.2.1.5. Фундаменты под колонны
Все здания по своей конструкции подразделяются на каркасные и бескаркасные. Обычно промышленные здания являются каркасными зданиями, гражданские – бескаркасными, но бывают исключения.
Основными несущими элементами в каркасных зданиях являются колонны, ригели. На конструкцию колонн и ригелей затем уже навешиваются стенные панели и укладываются фермы перекрытия.
Колонны различают двух видов: металлические и железобетонные. В зависимости от вида колонн и выбирают конструкцию фундаментов.
А) Фундаменты под железобетонные колонны.
Под железобетонные колонны монтируют фундаменты стаканного типа. Эти фундаменты можно выполнять из сборных частей, а также монолитными. Фундаменты высотой более 35 см сооружают ступенчатыми, при этом ступени монолитных фундаментов имеют горизонтальную поверхность, а сборных фундаментов - наклонную. Фундамент типа “стакан” имеет вид, показанный на рис. 120.
Рисунок 120 – Фундамент типа «стакан»
Перед монтажом фундаментов на дно котлована передаются оси возводимого сооружения. Путем откладывания проектного расстояния по продольным и поперечным осям кольями закрепляют проектное положение фундамента. В пределах закрепленного четырехугольника монтируют сборный фундамент либо устанавливают опалубку для монолитного фундамента (инвентарные деревянные щиты - короба, поставленные друг на друга).
В плановое проектное положение короба устанавливают по отвесам, опускаемым с проволок, фиксирующих строительные оси. Окончательно установленные короба прочно закрепляют. На стенки короба выносят проектные отметки. Подколонник монтируют не до проектной отметки, а несколько ниже с расчетом в последующем, подливая бетонную смесь, довести поверхность фундамента до проектной отметки. Если же поверхность фундамента окажется с заниженной отметкой, то при установке колонны на фундамент под ее башмак может быть подложена соответствующей толщины металлическая подкладка.
Перед укладкой сборных блоков фундамента, на них фиксируются положения осей. Если строящийся объект не большой то монтаж можно осуществлять от осей, закрепленных струнами и фундамент устанавливать в проектное положение с помощью отвеса.
При возведении фундаментов типа «стакан» под железобетонные колонны в конце работ наносят четыре осевые риски по краям стакана, определяют отметки четырех углов и дна стакана или величину отклонения отметок от проектных. На схеме исполнительной съемки показывают положение осевых рисок (рис. 121).
Рисунок 121 - Исполнительная съемка фундаментов типа “стакан”
Б) Устройство фундаментов под металлические колонны.
Металлические колонны крепят на фундаментах с помощью анкерных болтов или анкерных устройств.
Для крепления к фундаментам металлических колонн, а также технологического оборудования в них закладывают фундаментные (анкерные) болты. Анкерные устройства, особенно анкерные болты, следует разбивать с большой тщательностью. Средняя величина отклонения центра анкерного болта от проектного положения не должна превышать +-2 мм (предельная ошибка +-5 мм).
Средняя квадратическая ошибка разбивки осей анкерных устройств относительно основных осей сооружения не должна превышать +-4мм. Анкерные устройства устанавливают от осей фундамента, которые для этого выносят теодолитом на верх опалубки и закрепляют там. Если опалубка или обноска находятся глубоко в котловане и при выносе осей приходится наклонять трубу теодолита на значительный угол, то для уменьшения влияния инструментальных ошибок вынос осей необходимо выполнять при двух положениях круга теодолита, образуя из них среднее. При этом ось вращения теодолита должна быть тщательно приведена в отвесное положение.
Контроль планово-высотного положения анкерных болтов - ответственный элемент геодезического обеспечения строительства. Для правильного размещения болтов в теле фундамента используется шаблон или кондуктор. Он представляет собой плоскую облегченную, но жесткую деревянную или металлическую раму с гнездами для крепления болтов (рис. 122). На раме нанесены продольные и поперечные риски, при помощи которых ее совмещают на опалубке с осями фундамента и так закрепляют. Для сохранения вертикальности болтов их выверяют и приваривают к арматуре фундамента. После бетонирования производят контроль незыблемости опалубки и анкерных болтов и составляют исполнительную схему их планово-высотного положения. Все исправления производят до застывания бетона.
В последние годы анкерные болты начали размещать в оставленные в фундаменте специальные колодцы, заделываемые после установки, выверки и крепления болта клеем на основе цемента и эпоксидной смолы. Другая разновидность этого метода заключается в бурении таких колодцев в фундаменте. Основные требования к точности возведения фундаментов предъявлены в СНиП 111-В 1 - 62.
Рисунок 122 - Крепление легких анкерных болтов
В фундаментах под тяжелые агрегаты закладывают анкерные устройства больших диаметров и большего веса; для удержания их приходится устраивать специальные монтажные приспособления (рис. 123). Основными частями этих приспособлений являются металлические шаблоны 1, служащие для закрепления анкерных устройств 2, и металлические каркасы 3, поддерживающие во время бетонирования шаблоны с анкерными устройствами в проектном положении. Стойки каркасов опираются на бетонную подготовку и связываются между собой рамами и балками 4.
После бетонирования каркасы с анкерными устройствами остаются в бетоне, а шаблоны снимаются.
В фундаментах под оборудование анкерные устройства обычно имеют сложную систему расположения в плане и по высоте; при этом каждый болт, каждая опорная плита должны быть установлены с заданной точностью и надежно закреплены. Установка и выверка анкерных устройств является самой трудоемкой работой из всех разбивочных работ. Для облегчения этой работы на каждую типичную группу анкерных устройств изготовляется особый шаблон, называемый кондуктором. Кондукторы представляют собой рамное приспособление, сваренное из отрезков швеллера или металла другого профиля, на котором в строгом соответствии с проектом расположения анкерных устройств нанесены оси и просверлены отверстия в местах установки болтов. Для нетяжелых анкерных болтов (устройств) кондукторы могут быть изготовлены из деревянных брусьев (рис. 122).
При закреплении кондуктора на месте его оси совмещают с соответствующими осями фундамента и верхнюю плоскость устанавливают на точки по отметкам, вынесенным на стойки каркаса. Если отверстия для анкерных болтов нанесены строго по проекту и если кондуктор с точностью 1-2 мм установлен относительно разбивочных осей фундамента, то естественно, что закрепленные в центре отверстий болты будут расположены в плановом отношении с надлежащей точностью. Необходимо только установить их при помощи отвеса вертикально (с ошибкой не более 1/1000 длины болта) и поднять или опустить до требуемой отметки.
Рисунок 123 - Крепление тяжелых анкерных болтов
Применение кондукторов в значительной мере ускоряет и повышает точность установки анкерных устройств.
Окончательно установленные анкерные устройства жестко прикрепляют гайками к шаблону и концы их дополнительно приваривают к каркасу или арматуре, чтобы при бетонировании их положение не нарушалось.
Одновременно с анкерными устройствами устанавливают и другие закладные части: трубопроводы внутри фундамента, трубки для электрокабелей, поддерживающие элементы для облицовки и окаймления фундамента и др. Разбивочные работы для этих частей выполняются с несколько меньшей точностью, чем для анкерных устройств. При их установке промеры ведутся как от осей фундамента, так и от уже установленных анкерных устройств.
Так как установка анкерных устройств является очень ответственным этапом, во многом определяющим качество монтажных работ, то до бетонирования фундамента необходимо произвести плановую и высотную выверку установки этих устройств, а также и других закладных частей.
На установку анкерных болтов дважды составляют исполнительную схему: до и после бетонирования. На схеме показывают отклонения в плане и по высоте. К схеме прилагают таблицу отметок болтов и верха бетона подколонника (рис. 124, 125).
Рисунок 124 - Образец журнала исполнительной съемки
Выверку начинают с контроля основных осей фундамента, проверяют, не сбилась ли обноска и правильно ли вынесены оси на опалубку. От уточненных осей, вдоль которых натягивают струну, при помощи отвеса и рулетки замеряют расстояния до центров анкерных болтов и других закладных частей, а также расстояния между ними. Одновременно нивелированием определяют их отметки.
По данным контрольных измерений вычисляют для каждого анкерного болта отклонения от проектных расстояний вдоль продольной и поперечной осей, а также по высоте и выписывают эти отклонения в особую ведомость.
Рисунок 125 - К исполнительной съемке анкерных болтов:
а) схема съемки; б) журнал; в) схема определения отклонения;
г) фрагмент исполнительной съемки.
При установке и выверке закладных частей необходимо строго соблюдать правила техники безопасности; в частности, на время измерений сверху опалубки должен быть сделан настил.
В процессе бетонирования фундамента дополнительно закладывают в него ряд плановых и высотных геодезических знаков, необходимых для монтажных работ и для наблюдений за осадками сооружения.
При нивелировании фундаментов под металлические колонны определяют отметки поверхности бетона, головок анкерных болтов и других закладных деталей. В ряде случаев проектную отметку выносят на анкерные болты и закрепляют краской. В практике строительства высотных сооружений металлические колонны устанавливают на стальные плиты, которые нивелируют по верхним плоскостям в четырех-пяти точках (по углам и в середине) в зависимости от размеров плит. Отсчеты по рейке при нивелировании выполняются с точностью до 0,1 мм.
При предварительной установке плит пользуются проектными отметками их верха, отмеченными на анкерных болтах. Для контроля выравнивания плит применяют оптический квадрат КО-10 или машиностроительный уровень с ценой деления 20 - 40".
При бетонировании под действием вибраторов происходит некоторое смещение закладных частей и опалубки. Кроме того, вследствие некоторой усадки бетона несколько уменьшаются отметки его поверхности. Поэтому для выявления фактического расположения закладных частей после бетонирования и определения размеров и отметок отдельных деталей фундамента после распалубки последнего производят исполнительную съемку.