Как сделать фундамент под откатные ворота

Для установки откатных ворот необходимо надёжное основание, выполненное с учётом нескольких специфических требований. Предлагаем рассмотреть основные вопросы относительно степени заглубления такого фундамента, расположения закладных элементов, схемы армирования и этапов выполнения работ.

Конфигурация фундамента под откатные ворота

Из-за значительной длины вылета створки основание откатных ворот испытывает существенные нагрузки в виде продольного крена. Чтобы противодействовать им, фундамент должен обладать достаточной площадью соприкосновения с грунтом, правильной схемой распределения воздействий и высокой конструкционной прочностью. При этом важно обеспечить минимальный расход материалов — арматуры и бетонной смеси.

Как показала практика, наиболее выгодным форм-фактором фундамента для откатных ворот служит П-образная конструкция, состоящая из двух столбов и верхнего пояса, связывающего их между собой. Первый столб располагается параллельно столбу, ограничивающему проём ворот со стороны расположения приводного механизма. Второй столб удалён от проёма ровно на расстояние вылета нижней балки, соединённой со створкой раскосом. В общем случае производители откатных ворот делают вылет балки длиной не меньше половины ширины основной створки.

 1 — швеллер №20; 2 —арматурный каркас; 3 — электрический привод; 4 — роликовые опоры; 5 — поддерживающие ролики; 6 — створка ворот; 7 — зубчатая рейка; 8 — концевой ролик; 9 — нижний уловитель; 10 — верхний уловитель

Верхний связывающий пояс должен содержать закладные элементы анкеровки, предназначенные для крепления опорных роликов и приводного механизма. В ряде случаев можно рекомендовать укладку в верхнюю грань стального швеллера за номером от 16 до 20. При такой конструкции фундамента гораздо проще позиционировать привод с блоками опорных роликов и закрепить их при помощи сварки, но подобное устройство не лишено недостатков. Главным фактором риска считаются коррозионные процессы, возникающие из-за отсутствия защитного слоя бетона, при этом возможно разрушение структуры не только верхнего пояса, но и всего фундамента. Также гладкая поверхность швеллера не обеспечивает достаточно высокого сцепления с бетонной массой, поэтому армирование в любом случае должно присутствовать.

Если комплект приводных механизмов для откатных ворот закуплен до начала строительства фундамента, гораздо проще будет обойтись анкеровками, которые устанавливают в толщу бетонного изделия. Если точные установочные размеры для привода неизвестны, следует обустроить универсальную монтажную плоскость. В наиболее надёжном варианте устройства она представлена широкой металлической пластиной, имеющей множественные точки крепления к арматуре фундамента.

Действующие нагрузки

Чтобы устроить фундамент под откатные ворота с минимальными затратами материалов и трудовых усилий, следует понимать механику его работы. Здесь на руку играет тот факт, что конструкция имеет ограниченное число сосредоточенных нагрузок.

Поскольку основное воздействие на фундамент от створки осуществляется в её закрытом положении, схема распределения нагрузок может быть рассчитана довольно просто. Столб фундамента, расположенный ближе к проёму, служит точкой опоры и воспринимает основную массу ворот, направленную по вертикальной оси. Поскольку в закрытом положении крайняя свободная часть створки опирается на уловитель, моментом искривления и ветровыми нагрузками можно пренебречь.

Второй столб, расположенный на удалении от проёма, испытывает нагрузку в обратном направлении. Устойчивость фундамента во многом определяется мощностью связывающего пояса и формой второго столба. Для противодействия вырывающим нагрузкам его грань, обращённая внутрь, выполняется скошенной под углом в 10–15°. При этом прочность верхнего пояса можно рассчитать по сопротивлению изгибу обычной бетонной балки: сила, действующая вертикально вверх, будет равна массе ворот, умноженной на соотношение длин плеч рычага, то есть отношению основной ширины створки к длине вылета нижней балки.

Не следует пренебрегать и временными нагрузками. П-образная форма фундамента не особо выгодна для противодействия силам морозного пучения, поэтому столбы должны либо иметь длину, превышающую глубину промерзания, либо окружаться гигроскопичной несжимаемой оболочкой.

Как проще провести земляные работы

Проведение земляных работ начинается с рытья траншеи под верхний армопояс. Он примыкает вплотную к основанию забора без жёсткой связи с ней, имеет ширину не менее 40 см и глубину, соответствующую действующему классу нагрузок. Чтобы быть уверенным в прочности связывающего пояса, можно руководствоваться простой схемой: глубина подземной части в 25 см при массе створки до 1000 кг и 35–40 см при массе створки свыше 1000 кг и её длине не более 5 метров.

На втором этапе роются ямы для бетонирования столбов. Стенки ям можно использовать в качестве готовой опалубки, только если грунт не слишком рыхлый. Если стенки сильно осыпаются, ямы следует рыть на ширину в 10–15 см больше с каждой стороны для устройства щитовой опалубки. Сечение столбов — квадрат, сторона которого равна ширине верхнего связывающего пояса.

Вырыть ямы под столбы можно достаточно просто обычной штыковой лопатой. После зарубки по краям и разрыхления дна выемка грунта производится штукатурным ковшиком. Когда глубина ям становится слишком большой и выемку не произвести руками, ручку ковша следует удлинить стальной трубой и выгребать разрыхленный грунт, прижимая ковш к стенке ямы.

При выкапывании ямы под второй столб необходимо увеличить её ширину с внутренней части примерно на 1/5 от глубины залегания фундамента. Другой вариант — заглубить второй столб хотя бы на 1/3 больше длины первого. Чтобы обеспечить наклон внутренней грани, в яму укладывается отрезок пенопластовой плиты.

После того как ямы вырыты, на их дно насыпают ПГС слоем около 20 см и трамбуют подушку колодой. Далее в опалубку вкладывают мешки из полиэтиленовой плёнки, соответствующие размерам «ног» фундамента. Верхние края мешков нужно подрезать и завернуть на дно траншеи под армопояс. Надземная часть фундамента формируется опалубкой из досок шириной в 200–250 мм, верхняя грань которых выводится в общий горизонт. В опалубку и траншею также укладывается гидроизоляция — полиэтиленовый рукав, верхние края которого выворачивают наружу и крепят скобами к внешним сторонам палуб. Внутри перехлёсты плёнки фиксируются обычным скотчем.

Сборка арматурного каркаса

Армирование фундамента под откатные ворота представлено тремя прямоугольными каркасами, в каждом из которых имеется по четыре ряда рабочей арматуры толщиной около 14 мм. Два каркаса собираются для столбов с тем расчётом, чтобы со всех сторон образовались защитные слои бетона не менее 60 мм, а выпуск стержней вверх составлял порядка 30–35 см.

 Армирование фундамента под откатные ворота: 1 — рабочая арматура Ø14 мм; 2 — песчано-гравийная смесь; 3 — бетон В15; 4 — конструкционная арматура Ø10 мм; 5 — рабочая арматура Ø 16 мм; 6 — закладные анкеры

Армирование связывающего пояса должно обеспечивать достаточную прочность для удержания массы ворот. Ввиду направления действия нагрузок усиленное армирование устанавливается в верхней части пояса — это две нитки рифлёной арматуры диаметром 16–18 мм. Нижний ряд из двух прутьев толщиной по 12–14 мм предназначен для обеспечения общей стабильности бетонной конструкции и противодействия временным нагрузкам. Между собой рабочая арматура соединяется прямоугольными хомутами из конструкционной гладкой арматуры толщиной 8–10 мм.

После укладки верхнего арматурного каркаса он связывается с армированием столбов. Прутья, расположенные с внутренней стороны, загибают на уровне нижнего ряда армирования пояса, наружные — на уровне верхнего. Перевязка прутьев разных каркасов должна осуществляться как минимум двумя проволочными хомутами, длина перехлёста — не менее 20 диаметров используемой арматуры.

Установка закладных для крепления ворот

Закладные анкеровки для крепления привода устанавливаются группами в трёх местах: по центру каждого столба, где будут установлены опорные ролики, и в произвольном месте между ними, где планируется размещение самого приводного механизма.

В качестве закладных элементов используют шпильки с резьбой на конце. Обратные концы шпилек загибают в виде полукруглого крюка длиной около 150 мм, а резьбу защищают липкой лентой. Вопреки устоявшемуся мнению, закладные такого типа не должны привязываться к прутьям рабочей арматуры чтобы не оказывать на них изгибающего воздействия. В общем случае крюки располагаются внутри верхнего арматурного каркаса и направлены к центру бетонного изделия.

Чтобы обеспечить правильность юстировки закладных с основаниями роликов и приводного механизма, для них изготавливают установочный шаблон. Это может быть металлическая пластина, лист ОСП или каркас из деревянных реек. В шаблоне согласно схеме разметки сверлятся отверстия, в которые продевают прямые части закладных крюков и контрят их гайками с двух сторон. Полученная сборка погружается в фундамент сразу после заливки бетона и выравнивается по планируемой плоскости установки ворот.

Заливка фундамента

Если глубина ям для столбов фундамента достигает 2-х метров, при сбрасывании бетонной смеси имеется риск её расслоения. В таком случае заливку проводят при установленном каркасе и тщательно уплотняют бетон штыреванием слоями по 40–50 см. Бетон не будет расслаиваться при сбросе с высоты до 1,5 метров, в этом случае рекомендуется сперва заполнить ямы на 1 метр от дна, а затем погрузить в них каркас столбов.

Для фундамента под откатные ворота следует использовать бетон класса прочности не ниже В15 с фракцией наполнителя в 4–5 раз меньше расстояния между наиболее близкими элементами армирования. Для увеличения подвижности смеси имеет смысл готовить её на слабом мыльном растворе.

После заливки смеси верхнюю плоскость разглаживают и укрывают фундамент полиэтиленовой плёнкой. Через 3–4 дня надземную опалубку можно снимать и подштукатурить обрушенные грани при необходимости. Монтаж приводной техники для ворот рекомендуется начинать не ранее середины общего срока выдержки, то есть спустя две недели после заливки.