Фундаментные балки: особенности и сфера их применения

Здание начинается с фундамента. Земля «играет», поэтому от прочности основания зависят эксплуатационные возможности объекта. Фундаментные балки получили широкое распространение благодаря своим фундаментальным характеристикам.

Фундаментные балки – это железобетонная конструкция, служащая основанием постройки. Они выполняют двойную функцию:

• являются несущим элементов в немонолитных внутренних и наружных стенах;
• отделяют материал стен от грунта, выполняя функцию гидроизоляционной защиты.

Классическое применение железобетонных балок (или рандбалок) осуществляется при строительстве промышленных, сельскохозяйственных объектов и зданий общественного пользования. Они служат опорой наружных и внутренних стен зданий. При современных технологиях на стадии разработки проекта здания возможно применение фундаментных балок при строительстве жилых помещений. Использование рандбалок является альтернативой монолитной конструкции фундамента, представляет собой сборную технологию при укладке основания постройки.

Балки предназначаются для:

• самонесущих стен блочного и панельного типа;
• самонесущих стен из кирпича;
• стен с навесными панелями;
• сплошных стен;
• стен с дверными и оконными проемами.

По месту назначения в строительстве ФБ делятся на четыре группы:

• пристенные, их монтируют возле наружных стен;
• связные, устанавливаются между колоннами, формирующими планировку здания;
• рядовые балки используют для скрепления пристенных и связных балок;
• санитарно-технические ребристые изделия, предназначенные для санитарно-технических нужд.

Достоинствами этих железобетонных конструкций по сравнению с монолитной технологией являются:

• сокращение сроков возведения строения;
• облегчение проведения подземных коммуникаций внутри здания.

Сегодня благодаря особым характеристикам применение фундаментных конструкций играет важную роль. Их стоимость, согласно расчетам, составляет около 2,5% от общей себестоимости здания.

Широкое применение сборной конструкции фундамента – простой и недорогой способ укладки по сравнению с ленточным фундаментом. Конструкции должны быть надежно закреплены. Классически используется стаканный тип фундамента, когда отдельные элементы опираются на ступени сбоку. Если высота ступени и балки не совпадают, то для этого предусмотрена установка кирпичных или бетонных столбиков.

При использовании столбчатых фундаментов допустимо производить опирание сверху. Столбики называют опорными подушками. При большом основании здания возможно создание в его верхней части специальных ниш, в которые монтируются стандартные рандбалки. Модели урезанных балок используют в отдельных ячейках зданий и присоединяют к температурному поперечному шву.

При строительстве каркасных конструкций применение фундаментных балок целесообразно для монтажа наружных стен. Изделия укладываются на обрез фундамента, покрытый раствором бетона. В целях предотвращения излишней влажности, как правило, поверх железобетонных конструкций наносится раствор песка с цементом.

Монтаж фундаментных конструкций осуществляется только с применением грузоподьёмной техники, так как их вес колеблется от 800 кг до 2230 кг. Согласно нормам ГОСТ балки изготовляются с отверстиями, предусмотренными для подъёма и их монтажа. Таким образом, с помощью строповочных отверстий или специальных заводских монтажных петель и специальных захватных устройств балка крепится к лебедке крана и укладывается на предназначенное место. Балки монтируют на столбы или сваи, в исключительных случаях – на песчано-гравийную подсыпку.

Конструкции производят в соответствии с техническими условиями ГОСТ 28737-90, введенными Государственным строительным комитетом СССР в 1991 году. Время и практика доказали качественность данной продукции. Согласно ГОСТу советских времен изготовление фундаментных конструкций регламентируется в части размеров конструкций, форм их сечения, маркировки, материалов, требований и процедуры приемки, способов контроля качества, а также условий хранения и перевозки.

Технические требования: вид поперечного сечения, типоразмер, длину и обозначение серии рабочих чертежей балок – можно узнать из таблицы № 1 ГОСТ. Сырьем для изготовления балок является тяжелый бетон. Длина изделия, тип арматуры и данные расчетов по нагрузке влияют на выбор марки бетона. Обычно балки производятся из бетона марок М200-400. Технические характеристики изделия позволяют оптимально обеспечить нагрузку от стен.

В отношении армирования ГОСТ допускает:

• предварительное напряженное армирование для конструкций длиной более 6 м;
• для балок до 6 м предварительное напряженное армирование по желанию изготовителя.

Традиционно заводы все балки выпускают с предварительно напряженной арматурой из стали класса A-III. Определившись с размерами и сечением изделия необходимо правильно указать маркировку, особенно на цокольные варианты. Она состоит из буквенно-цифровых групп, разделенных дефисом. Обычно маркировка состоит из 10-12 знаков.

• В первой группе знаков указывается типоразмер балки. Первая цифра обозначает тип сечения, она может колебаться от 1 до 6. Буквенный набор обозначает тип балки. Цифры после букв говорят о длине в дециметрах, округленных до целого числа.
• Вторая группа цифр указывает порядковый номер, исходящий из несущей способности. Затем следует информация о классе напрягаемой арматуры (только для напряженных балок).
• Третья группа указывает на дополнительные характеристики. Например, в случае наличия повышенной коррозийной стойкости в конце маркировки ставится индекс «Н» или конструктивные особенности балок (монтажные петли или иные закладные изделия).

Пример условного обозначения с указанием дополнительных характеристик: замена строповочных отверстий монтажными петлями, изготовление из бетона нормальной проницаемости (Н) и предназначенной для применения в условиях воздействия слабоагрессивной среды: 4БФ48-4АТVCK-На. Три типа изделий определяют набор букв:

• фундаментные балки сплошные (ФБС);
• фундаментные балки сплошные с вырезом для укладки перемычек или пропуска инженерных конструкций (ФБВ);
• фундаментные балки пустотные (ФБП).

Контроль качества фундаментных балок требует проверки:

• класса бетона на сжатие;
• отпускной прочности бетона;
• наличия и соотношения арматурных и закладных изделий;
• точности геометрических показателей;
• толщины защитного слоя бетона до арматуры;
• ширины раскрытия усадочных трещин.

В техническом паспорте приобретенной партии рандбалок должны быть указаны:

• марка бетона по прочности;
• отпускная прочность бетона;
• класс напрягаемой арматуры;
• марка бетона по морозостойкости и водопроницаемости.

Фундаментальная модель представляет собою длинную тяжелую бетонную сваю или колонну. Балки в зависимости от ширины поверхности поперечного сечения делятся на типы:

• для стен зданий с шагом колонн до 6 м (1БФ-4БФ);
• для стен зданий с шагом колонн 12 мм (5БФ-6БФ).

Обычно балка сверху имеет ровную площадку определенного размера: от 20 до 40 см в ширину. Размер площадки зависит от видов стенового материала. Длина изделия может достигать 6 метров, но не менее 1 м 45 см. В моделях 5 БФ и 6 БФ длина составляет от 10,3 до 11,95 м. Высота балок составляет 300 мм, кроме 6БФ – 600 мм. Сбоку балка имеет Т-образную или форму усеченного конуса. Такая форма позволяет снизить воспринимаемые нагрузки.

Различаются балки по типу сечений:

• трапециевидные с нижней гранью 160 мм и верхней 200 мм (1 БФ);
• тавровое сечение с основанием 160 мм, верхняя часть 300 мм (2БФ);
• тавровое сечение с опорной частью, нижняя часть 200 мм, верхняя – 40 мм (3БФ);
• тавровое сечение с основанием 200 мм, верхняя часть – 520 мм (4БФ);
• трапециевидные с нижней гранью 240 мм, верхней – 320 мм (5БФ);
• трапециевидные с нижней частью 240 мм, верхней – 400 мм (6БФ).

Показатели допускают отклонения: по ширине до 6 мм, по высоте до 8 мм. При строительстве зданий жилого и промышленного предназначения используются следующие виды фундаментных балок:

• 1ФБ – серия 1.015.1 — 1.95;
• ФБ – серия 1.415 — 1. вып. 1;
• 1ФБ – серия 1.815.1 — 1;
• 2БФ — серия 1.015.1 — 1.95;
• 2БФ — серия 1.815.1 — 1;
• 3БФ — серия 1.015.1 — 1.95;
• 3БФ — серия 1.815 — 1;

• 4БФ — серия 1.015.1-1.95;
• 4БФ — серия 1.815 — 1;
• 1БФ – серия 1.415.1 — 2.1 (без напрягаемой арматуры);
• 2БФ – серия 1.415.1 — 2.1 (напрягаемая арматура);
• 3БФ – серия 1.415.1 — 2.1 (напрягаемая арматура);
• 4БФ – серия 1.415.1 -2.1 (напрягаемая арматура);
• БФ — РС 1251 — 93 № 14 –ТО.

Современные технологии позволяют использовать фундаментные балки под стены с ленточным остеклением, с устройством по всей длине балки кирпичного цоколя высотой до 2,4 м. Традиционно сложилось, что при наличии кирпичной кладки в области цоколя и стен обязательно используются фундаментные балки.

Отдельные серии балок для фундамента имеют свои типоразмеры. Они зависят от установленных стандартов габаритов балок, утвержденных ГОСТ 28737 – 90 до 35 м. Характеристики балок типа 1БФ:

• габариты сечения 200х160х300 мм (верхняя грань, нижняя грань, высота модели);
• длина моделей – предлагается 10 вариантов типоразмеров от 1,45 до 6 метров.

Характеристики балок типа 2БФ:

• габариты сечения 300х160х300 мм. Толщина верхней перекладины тавровой балки 10 см;
• длина моделей – предлагается 11 типоразмеров от 1,45 до 6 метров.

Характеристики балок типа 3БФ:

• габариты сечения 400х200х300 мм. Толщина верхней перекладины тавровой балки 10 см;
• длина моделей – предлагается 11 типоразмеров от 1,45 до 6 метров.

Характеристики типа 4БФ:

• габариты сечения 520х200х300 мм. Толщина верхней перекладины тавровой балки 10 см;
• длина моделей – предлагается 11 типоразмеров от 1,45 до 6 метров.

Характеристики типа 5БФ:

• габариты сечения 400х240х600 мм;
• длина моделей – предлагается 5 типоразмеров от 10,3 до 12 метров.

Характеристики типа 6БФ:

• габариты сечения 400х240х600 мм;
• длина моделей – предлагается 5 типоразмеров от 10,3 до 12 метров.

Так как сборная технология разрабатывалась для массового строительства, то ее использование при строительстве частных жилых домов имеет два нюанса:

• применение моделей планок, изготовленных по нормативам ГОСТа, желательно изначально учитывать в проекте нетипичных объектов индивидуального строительства;
• большие размеры и вес конструкций удорожают процесс возведения здания за счет привлечения грузоподъёмной техники.

Поэтому при составлении расчетов строительства просчитывайте эти нюансы. При затруднениях с привлечением специальной техники и рабочей силы воспользуйтесь возведением ростверка в монолитном варианте.

• При выборе модели балок учитывайте несущую способность элементов, то есть максимальную нагрузку конструктивного решения стен. Несущая способность балки определяется автором проекта возводимого здания. Этот показатель можно уточнить на заводе изготовителе или по специальным таблицам для конкретной серии.
• Обращайте внимание на то, что балки, выполняющие несущие функции, не должны иметь трещин, множества раковин, наплывов и сколов.

О том, как выбрать и укладывать фундаментные балки, смотрите в следующем видео.