Каркасная конструкция производственного здания обусловливает необходимость устройства самостоятельного фундамента под каждую колонну. Размер его определяется нагрузкой, приходящейся на колонну, предельно допустимым давлением на грунт под подошвой фундамента и глубиной промерзания грунта. В одноэтажных производственных/Зданиях сетка колонн обычно не бывает меньше 6X 6 м. Поэтому фундаменты под колонны получаются в виде столбчатых опор. Сравнительно редко, при больших нагрузках и слабых грунтах, подушка столбчатых фундаментов вырастает до таких размеров, что их становится целесообразным слить в одну сплошную ленту. Сплошная лента может возникнуть в случае неоднородных грунтов по оси колонн для выравнивания неравномерных осадков основания или когда фундаменты колонн служат одновременно стеной примыкающего подвала. Если ленточные фундаменты не обеспечивают необходимой прочности и устойчивости, то устраивают сплошную плиту под всем сооружением. В большинстве случаев (около 75%) фундаменты производственных зданий устраивают на естественном основании. Если грунты слабые и не в состоянии воспринять передающееся на них давление, то устраивают искусственное основание (чаще всего свайное), существенно увеличивающее стоимость фундамента, ф Наибольшее распространение в промышленном строительстве получили монолитные и сборные железобетонные фундаменты стаканного типа (рис. 10.4). Монолитные фундаменты обычно оказываются ниже по стоимости. Однако они более трудоемки (до 65% рабочего времени тратится на ручные работы), что приводит к увеличению сроков их возведения. Несомненным преимуществом монолитных фундаментов является возможность придания им нужной формы и размеров, диктуемых местными условиями, что особенно важно при реконструкции зданий.

Непременным условием индустриализации монолитных фундаментов является унификация опалубочных размеров. Это обусловливается необходимостью строгого ограничения размеров опалубочных щитов, имеющих многократную оборачиваемость, и четкую градацию арматурных изделий (длина и ширина сеток и каркасов). На практике наибольшее распространение получил модуль 300 мм, хорошо согласующийся с наземными конструкциями. Это приводит в некоторых случаях к увеличению объемов фундаментов, но в то же время к удешевлению стоительства за счет сокращения числа типоразмеров опалубочных форм. Кроме того, снижение затрат ручного труда должно достигаться за счет замены стержневой арматуры готовыми сетками, сваренными в заводских условиях.

Конструктивное решение столбчатого фундамента в первую очередь определяется способом обеспечения жесткого соединения колонны с фундаментом, способного передать на него изгибающий момент. Такое решение достигается заделкой нижнего конца колонны в специальный стакан фундамента (см. рис. 10.4). Форма и размер фундамента и глубина стакана определяются расчетом, а также глубиной заложения подошвы фундамента.

Фундамент состоит из подколонника стаканного типа, под который для распределения давления на большую площадь укладывают один или несколько рядов плит-блоков.

Для сокращения общей номенклатуры унифицированы не только размеры фундаментов под колонны, но и отметка их заложения (верх стакана на отметке —0,15 м). Если вблизи фундаментов под колонны должны располагаться подвалы, технологические приямки или возникают другие причины, требующие установки подколонника на большую глубину, то в стакан устанавливают короткий отрезок колонны — пенек и на него сверху устанавливают колонну. Стыковое соединение пенька с колонной в этом случае должно быть жестким, чтобы воспринимать возможное возникновение изгибающего момента. Стаканы поверху на 150 мм, а внизу на 100 мм больше размеров колонны. Это обеспечивает удобство монтажа и лучшую центровку колонны. Глубину стакана принимают на 50 мм больше заводимой в стакан части колонны. При установке колонны на дно стакана на 50 мм подсыпают песок, а после установки и раскрепления колонны оставшееся свободное место в стакане заполняют цементно-песчаным раствором. Соединение двухветвевых колонн с фундаментом можно осуществлять в одном общем стакане или в двух стаканах под каждую ветвь. В последнем случае объем бетона, укладываемого при монтаже, будет меньшим. В местах сопряжения двух смежных температурных блоков или пролетов разного направления устраивают температурные швы. Поэтому под каждую из близрасположенных колонн требуется свой стакан. При отсутствии в номенклатуре нужного двухстаканного подколонника фундамент устраивается монолитным непосредственно на месте. Если же шов осадочный, то под каждую колонну устраивается свой независимый фундамент. Наиболее широко в практике строительства используют сборные железобетонные фундаменты, отличающиеся меньшей трудоемкостью, большей индустриальностью. В целях снижения затрат на их возведение верхний элемент фундамента — подколонник, имеющий стакан для заделки колонн, опирают на один, два или три ряда фундаментных блоков. Нижний ряд блоков укладывают на песчаную подготовку, располагая их на расстоянии 600 мм один от другого (рис. 10.5). При этом расчетное давление принимают, как для сплошной подошвы по ее внешним габаритам. Такое допущение обусловливается распределяющей способностью грунтов основания и арочным эффектом между боками прерывистого фундамента. После установки подколонника в пазы фундаментных плит боковые вертикальные швы между подколонником и плитами зачеканиваются, так как они являются расчетными.

Высота подколонника в зависимости от глубины заложения фундамента может меняться. При значительной ее величине рассматривается вариант устройства фундамента в сборно-монолитном исполнении. В этом случае он состоит из монолитной подошвенной части и сборного подколонника, выполненного из центрифугированной трубы, внутреннее пространство которой заполняется песком и тощим бетоном для образования стакана (рис. 10.6). Заводимый в него конец колонны (прямоугольный, тавровый или круглый) заливается цементным раствором.

Жесткое соединение колонн с фундаментом в необходимых случаях может достигаться заанкериванием арматуры колонны в гнездо, оставляемое в подколоннике, или заанкериванием стальной плиты, приваренной к арматуре колонны (рис. 10.7).

Снижение расхода бетона на подколонник может достигаться устройством в нем полостей. Это, однако, усложняет изготовление подколонника, а наличие в нем полостей нежелательно при водонасыщенных грунтах.

Свайные основания применяют в случаях, когда с поверхности залегают насыпные или слабые грунты естественного сложения. В практике строительства хорошо себя зарекомендовали буронабивные сваи (рис. 10.8), представляющие собой заполненные железобетоном скважины, высверленные в грунте специальной буровой установкой. Сваи могут иметь разные диаметры, уширение ствола или пяты и поэтому пригодны для разных условий грунта и нагрузок. Существенным их преимуществом является возможность замены одной набивной сваей диаметром около 1000 мм 4...6 забивных свай. Поэтому ростверки на буронабивных сваях меньше по габаритам, чем на забивных, что очень важно для производственных зданий, имея в виду насыщенность подземного хозяйства цехов инженерными коммуникациями и фундаментами под оборудование. Это одновременно дает возможность закладывать ростверки на небольшой глубине, определяемой только условиями заделки колонн каркаса.

Для опирания стен по подколонникам укладывают железобетонные фундаментные балки, имеющие номинальную длину 6 и 12 м, соответствующую шагу колонн (рис. 10.9, а). В зависимости от размера подколонника и способа опирания длина балок может меняться. Сечение и армирование балок определяются величиной пролета и передающейся от стен нагрузки. При расположении над фундаментной балкой ворот необходима проверка балки на нагрузки, возникающие при проезде транспортных средств, или балка заменяется монолитной подбетоикой с соответствующим армированием. Для опирания фундаментных балок у подколонника к стенкам стакана устраивают бетонные приливы или на выступы нижележащей плиты устанавливают специальные столбики. Балки устанавливают так, чтобы верхняя их плоскость оказалась на отметке —0,030. Это дает возможность после укладки по ней гидроизоляции толщиной 30 мм выйти на отметку чистого пола. Опирание фундаментных балок непосредственно на верхнюю грань подколонника освободит от необходимости устройства специально для них опор в виде столбиков или приливов, но потребует заглубления подколонника до отметки —0,350 м и более.

Чтобы грунт не смерзался с телом балки и при повышенной влажности не вызывал ее подвижки, балку обсыпают песком (рис. 10.9, в). При необходимости утепления части пола, прилегающего к наружной стене, песок заменяют шлаком. Для предупреждения проникания влаги в засыпку через шов между стеной и обсыпкой устраивают глиняный замок.