Типы фундаментных болтов по ГОСТ 24379.1-2012

Любое ответственное строительное сооружение или технологическое оборудование требует надежного крепления к фундаменту. Именно для этой цели служат фундаментные болты – специальные крепежные изделия, воспринимающие растягивающие, сдвигающие и опрокидывающие нагрузки. В зависимости от конструкции, условий монтажа и требуемой несущей способности применяют разные типы таких болтов. Всего существует шесть основных типов, каждый из которых имеет свои особенности, преимущества и рекомендованные области использования. Диапазон диаметров резьбы охватывает значения от 12 до 140 мм, что позволяет подобрать крепеж практически для любых масс и габаритов конструкций.

Тип 1 – изогнутые фундаментные болты

Это один из самых простых и historically распространенных видов. Болт представляет собой стержень (шпильку), нижний конец которого изогнут под углом. Чаще всего изгиб выполняется в виде крюка или лапы. Такая форма обеспечивает механическое зацепление с бетоном после его затвердевания.

Изогнутые болты предназначены для номинальных диаметров резьбы от 12 до 48 мм. Они устанавливаются непосредственно в свежеуложенный бетон до начала его схватывания. Бетонная смесь обтекает изогнутую часть, и после набора прочности болт оказывается надежно заанкеренным. Этот тип часто применяют для крепления легких конструкций, оборудования с невысокими динамическими нагрузками, а также в тех случаях, когда не требуется высокая точность позиционирования. Существует два основных исполнения: болты устанавливают до бетонирования (наиболее распространенный способ) либо в специально оставленных колодцах готового фундамента с последующим заполнением их бетоном на мелком заполнителе. Второй вариант удобен при ремонте или замене крепежа.

Тип 2 – болты с анкерной плитой

Для более ответственных узлов и больших диаметров резьбы (от 16 до 140 мм) простого изгиба стержня недостаточно. В таких случаях применяют болты, оснащенные анкерной плитой. Анкерная плита – это массивная деталь (литая, сварная или составная), которая приваривается или наворачивается на нижний конец шпильки.

Плита распределяет усилие вырыва на большую площадь бетона, предотвращая локальное разрушение фундамента. Конструктивно анкерные плиты могут быть круглыми или квадратными, с центральным резьбовым отверстием. Для диаметров резьбы до 48 мм обычно используют плиты меньшего размера, а для диаметров 56–140 мм – более мощные литые или сварные конструкции. Установка болтов типа 2 всегда производится до бетонирования фундамента. Плита вместе с нижней частью шпильки оказывается внутри бетонного массива, обеспечивая высокую устойчивость к выдергиванию. Такие болты рекомендуются для крепления колонн, тяжелых станков, мостовых кранов и другого оборудования, создающего значительные растягивающие нагрузки на опоры.

Тип 3 – составные болты

Когда требуется большая длина болта (например, при высоких фундаментах или необходимости пропустить крепеж через толстую опорную плиту), транспортировка и монтаж цельного длинного стержня становятся неудобными. Составные болты решают эту проблему. Они состоят из двух шпилек, соединяемых между собой муфтой. Муфта представляет собой полую деталь с внутренней резьбой, которая наворачивается на концы обеих шпилек.

Диапазон диаметров резьбы для составных болтов охватывает значения 24–56 мм в одном исполнении и 56–140 мм – в другом. Нижняя шпилька вместе с анкерной плитой (или другим анкерным устройством) устанавливается в бетон на этапе заливки фундамента. Муфта при этом располагается на некоторой высоте от поверхности. Верхняя шпилька вворачивается в муфту уже после того, как оборудование смонтировано или установлено на фундамент. Для предотвращения самоотвинчивания шпильку дополнительно прихватывают сваркой. Составные болты особенно удобны при монтаже методом поворота или надвижки, когда точное совмещение болтов и отверстий опорной плиты выполняется непосредственно на стройплощадке.

Тип 4 – съемные болты

В некоторых случаях фундаментные болты должны быть съемными – например, при временном креплении оборудования, при необходимости периодической замены болтов без разрушения фундамента или при использовании многоразовой оснастки. Тип 4 как раз предназначен для таких задач.

Конструкция съемного болта включает две основные части: анкерную арматуру, остающуюся в бетоне, и съемную шпильку, которую можно вывернуть. Анкерная арматура представляет собой трубу с заглушкой на нижнем конце и опорной плитой (или без нее). Внутри трубы нарезана резьба, либо к ней приварена гайка. Шпилька вворачивается в эту резьбу сверху. Таким образом, когда необходимо освободить оборудование, достаточно открутить гайку и вывернуть шпильку – анкерная арматура остается в фундаменте.

Диаметры резьбы для съемных болтов: от 24 до 64 мм (первое исполнение) и от 56 до 125 мм (второе и третье исполнения). Установка происходит в два этапа: сначала анкерную арматуру бетонируют, а затем, после затвердевания фундамента, в нее вставляют и затягивают шпильку. Съемные болты незаменимы при монтаже временных сооружений, на стендах для испытаний, а также в зонах с агрессивной средой, где болты нужно регулярно заменять.

Тип 5 – прямые фундаментные болты

Прямые болты – это наиболее простой конструктивный тип, представляющий собой гладкий стержень с резьбой на верхнем конце. Нижний конец не изогнут и не имеет анкерной плиты. Удержание в бетоне обеспечивается за счет сил сцепления (адгезии) и трения, а также благодаря специальному клеевому составу или цементно-песчаной смеси, заполняющей зазор между болтом и стенкой скважины.

Прямые болты применяют для диаметров резьбы от 12 до 48 мм. Их главное отличие – способ установки. Такие болты не заливают в свежий бетон, а вставляют в уже готовые просверленные скважины. Скважины могут быть заполнены эпоксидным или силоксановым клеем (так называемая химическая анкеровка) либо виброзачеканенной цементно-песчаной смесью. Клеевой состав обеспечивает быстрое схватывание и высокую несущую способность, цементная смесь – более экономичный вариант для менее ответственных узлов. Прямые болты удобны для точечного ремонта, дозагрузки существующих фундаментов и монтажа оборудования в стесненных условиях, где невозможно использовать изогнутые или плитные анкеры.

Тип 6 – болты с коническим концом

Этот тип конструктивно напоминает прямые болты, но имеет на нижнем конце коническое уширение. Конический конец взаимодействует с разжимной цангой – специальной деталью, которая увеличивает сцепление с бетоном при затягивании гайки. При вкручивании болта или навинчивании гайки конус входит в цангу, разжимая ее лепестки, которые упираются в стенки скважины.

Болты с коническим концом выпускаются для диаметров резьбы 12–48 мм (два исполнения). Они устанавливаются в просверленные скважины готовых фундаментов. Существует два метода закрепления: с помощью разжимной цанги (механический способ) и с помощью цементного раствора при вибропогружении шпильки. Первый способ обеспечивает быструю фиксацию без ожидания твердения раствора – болт готов к нагрузке сразу после затяжки. Второй способ дает более равномерное распределение напряжений по длине заделки. Болты типа 6 особенно эффективны при работе на выдергивание в бетонах высокой прочности.

Дополнительные элементы и маркировка

Каждый из перечисленных типов помимо основной шпильки может включать вспомогательные детали: гайки (по ГОСТ 5915 или ГОСТ 10605), шайбы (обычные или увеличенные), муфты, разжимные цанги, конические втулки, заглушки для труб. Все эти элементы имеют стандартизованные размеры, предельные отклонения и требования к шероховатости поверхностей.

При выборе конкретного типа болта учитывают следующие факторы:

• Диаметр резьбы (от 12 до 140 мм) и шаг (крупный или мелкий).

• Длина болта L, которая зависит от глубины заделки и толщины опорной части оборудования.

• Способ установки: до бетонирования, в колодцах, в просверленных скважинах.

• Возможность демонтажа болта без разрушения фундамента (для съемных и некоторых составных конструкций).

• Величина растягивающей и сдвигающей нагрузки.

Правильно выбранный тип фундаментного болта обеспечивает долговечность и безопасность всей строительной конструкции или технологической линии. Ошибки при подборе могут привести к потере устойчивости, вибрациям, а в аварийных случаях – к обрушению. Поэтому каждый инженер и монтажник должен четко понимать различия между изогнутыми, плитными, составными, съемными, прямыми и коническими болтами, а также условия их применения.