Спроектировать и реализовать опорно-столбчатый фундамент своими руками по рекомендациям СП 50.100, 22.13330, 32.13330, 45.13330, 27.13330 может исключительно профессиональный строитель. Эти основания слишком ненадежны, следует максимально подробно изучить результаты геологических изысканий.
Технология устройства ростверка по столбам зависит от технологии строительства здания, для которого сооружается фундамент. Столбчатые основания изготавливают из конструкционных материалов:
- железобетон – заливка в опалубку по месту, монтаж готового изделия в стакан 1Ф либо 2Ф;
- дерево – бревна с уширяющейся подошвой;
- кирпич – клинкер, полнотелая керамика;
- блоки – стеновые, только с плотными наполнителями, беспустотные;
- бутобетон – камень вводится в опалубку после частичного заполнения товарным бетоном.
Кроме ленточного ростверка может использоваться плитная конструкция. Это единственный вариант столбчатого фундамента, пригодный для кирпичного коттеджа на песчаных грунтах с уровнем грунтовых вод (УГВ) ниже 1 м. Во всех остальных случаях столбчатые фундаменты создаются для срубов, фахверков, зданий из панелей СИП, щитовых, каркасных построек.
Виды столбчатого фундамента по глубине заложения
В зависимости от геологических характеристик в пятне застройки, стеновых материалов столбчатые фундаменты бывают:
- заглубленными – ниже отметки промерзания, УГВ, но могут не доходить до несущего пласта;
- малозаглубленными – на 40 – 70 см ниже уровня земли;
- незаглубленными – вместо снятого плодородного слоя засыпается нерудный материал, подземная часть отсутствует.
Высота столбов над нулевой отметкой зависит от конструкции ростверка и используемых в проекте технологических решений. Оголовок вмуровывается в монолитный ростверк на 20 см, балки сборного ростверка устанавливаются поверх свай. Поэтому высота над поверхностью всегда индивидуальная. Строительство заглубленных столбов оправдано при наличии на этой отметке несущего пласта. Малозаглубленный фундамент этого типа стабилизирован грунтом от бокового сдвига. Незаглубленный обладает минимальным бюджетом строительства.
Конструкция столбчатого фундамента
Принципиальным отличием столбчатых оснований от свай является залегание подошвы, как правило, выше отметки промерзания, уровня УГВ, пластов с несущей способностью. Поэтому в любом случае опорно-столбчатый фундамент защищается от сил пучения и подвижек несколькими способами:
- песчаная подушка под опорной плитой, в случае если подошва фундамента расположена ниже глубины промерзания, песчаная подушка не требуется;
- осушение грунта дренажной системой;
- утепление отмостки и цоколя.
Для двух последних мероприятий необходима открытая разработка грунта в пятне застройки.
Даже при небольшом заглублении самого столба придется учесть толщину уширения (20 – 40 см плита), подстилающего слоя (подушка из 20 см песка + 20 см щебня). Кроме того, понадобится кольцевая канава для укладки дренов, доступ рабочих в нижний уровень. Поэтому размер колодца и траншеи увеличивается в несколько раз, производить работы с земли на глубине неудобно.
Изготовление столбчатых фундаментов по аналогии с буронабивными сваями является грубым нарушением технологии. Подошву сложно уширить, под ней присутствуют силы пучения. На боковые стенки без обратной засыпки песком действуют касательные усилия этих же процессов.
Таким образом, правильная конструкция столбчатого фундамента имеет вид:
- подготовка – песок (толщина слоя 20-40 см) с послойным уплотнением виброплитой, проливкой;
- подбетонка – служит исключительно для укладки гидроизоляции, представляет собой 5 см стяжку;
- ступенчатая плита (подошва) – распределяет нагрузки за счет повышенной поверхности подошвы;
- столб – вертикальная стойка из монолитного или сборного бетона;
- ростверк – ж/б изделия, монолитная конструкция, брус либо металлопрокат (швеллер, двутавр).
В отличие от свай столбы не имеют пространственной жесткости, поэтому балки ростверка должны, не просто опираться на их оголовки, а крепиться к каждому столбу для связки в единую конструкцию.
Пошаговая инструкция
Ввиду многообразия операций строительства ростверка по столбам пошаговая инструкция необходима индивидуальному застройщику в качестве пособия. Если пропустить какой-то этап, в последующем придется переделывать работу или возвращаться к нему, затратив больше усилий и средств.
Например, инструкция рекомендует уложить дрены на этапе котлована. Если забыть о них вначале, вспомнить при благоустройстве территории, траншеи придется рыть вновь, строительство затянется, участок снова будет засорен почвой. Высота столбов выбирается на 20 см выше нижней части ростверка для замуровывания в бетон.
Ниже расскажем как сделать столбчатый фундамент своими руками правильно.
Геологические изыскания и расчет
Технология устройства столбчатого фундамента зависит от результатов геотехнических изысканий, стенового материала, технологии строительства. Например, оставлять в зиму ненагруженные столбы запрещено даже при обвязке ростверком.
Сборных нагрузок (вес здания, жильцов, мебели, скарба, ветровые, снеговые нагрузки) может и не хватить для компенсации выдавливающих усилий либо здание постепенно будет погружаться в нестабильный грунт при избыточном весе.
В отличие от пробного вкручивания винтовых свай в одноименной технологии для нахождения глубины несущего пласта, здесь необходимы полномасштабные изыскания, обходящиеся не меньше 30 тысяч рублей. Проектировщику необходимы данные:
- послойное расположение пластов;
- состав и характеристики трех верхних пластов;
- уровень УГВ;
- отметка промерзания.
Сечение столбов должно быть больше 40 х 40 см при бетонной или кирпичной кладке, 20 х 20 см либо 20 см в диаметре для монолитной армированной конструкции.
Разметка и земляные работы
В отличие от буронабивных свай, достигающих несущих пластов, столбы залить в скважины гораздо сложнее. Основной проблемой станет отсутствие песчаной засыпки пазух:
- через несколько лет грунт возле тела сваи самоуплотнится;
- наберет влаги, зимой замерзнет;
- силы пучения выдернут столб, как морковку с грядки;
- при наличии нижнего уширения столб поднимется вверх силами пучения, под подошву осыплется грунт;
- плита не позволит выдернуть столбик целиком, однако встать на место уже не сможет.
Копаем ямы под уширения столбчатого фундамента.
Поэтому единственно правильным способом будет разметка траншей с учетом ширины подошвы, дренажного контура, работ по возведению опалубки. Вместо квадратной шахты 40 х 40 см придется вынуть гораздо больше грунта 1 х 1 м минимум. При этом учитывается толщина всех слоев пирога фундамента, высота УГВ. Если последняя характеристика чуть ниже метра, заглубляться нужно на 0,6 м, не больше.
Подготовка
Строительство монолитного основания жилища по умолчанию должно обеспечивать защиту от коррозии, разрушения. В отсутствие кислорода единственной агрессивной средой под землей остается влага, которую следует отвести от подошвы дренами, остановить у поверхности бетонных конструкций по всей высоте гидроизоляционным ковром.
Строительство производится поэтапно:
- послойная засыпка – 20 см песка с увлажнением, виброуплотнением дважды (общая высота 40 см);
- подбетонка – высота стяжки 5 см, армирование отсутствует;
- гидроизоляция – 2-3-х слойный ковер рулонного материала на стекловолоконной основе;
Армирование
Технология устройства армопояса колонны с расширенной подошвой имеет вид:
- вязка арматурной сетки в размер плиты с учетом боковых защитных слоев (40 мм от опалубки до металла) с ячейкой 15 х 15 см либо 20 х 20 см толщиной 12 – 16 мм;
- стыковка к сетке изогнутых под прямым углом 12 – 16 мм стержней, выступающих над подошвой ростверка на 20 – 30 см (обычно 4 шт. по углам, по одной в середине каждой стороны);
- вертикальные прутки усиливаются горизонтальными квадратными хомутами из арматуры 6 – 8 мм;
- конструкция устанавливается на ковер гидроизоляции, который выпускается за габариты подошвы на 10-15 см, для последующего загиба на боковые грани подошвы.
Запрещено поднимать арматурную конструкцию металлическими обрезками, кирпичом, щебнем для обеспечения защитного слоя.
Уширение столба
Строительство подошвы представляет собой заливку плиты в опалубку. Площадь уширения вдвое больше сечения столба, высота всех элементов кратна 30 см. Устройство опалубки несложное – четыре скрепленных саморезами, уголками или брусками доски на дне ямы, траншеи.
Армирование уширения и столба.
Борта опалубки должны быть чуть выше проектного уровня, чтобы качественно выровнять поверхность бетона. Допустимая погрешность в горизонтальной плоскости составляет 1 см. заливка производится после установки арматурной конструкции.
Опалубка
Устанавливаем и укрепляем опалубку для столбчатого фундамента.
Дренаж и гидроизоляция
От периметра здания может изготавливаться на любом этапе, от котлована до обратной засыпки. Для устройства дренов необходима кольцевая траншея с единым уклоном к подземной емкости. На дне расстилается дорнит либо геотекстиль, производится засыпка 10 см щебня. В него укладываются перфорированные трубы в фильтре, устанавливаются смотровые колодцы. После чего, коммуникация засыпается очередными 10 см щебня, укрывается остатками геотекстиля.
Устройство гидроизоляции – несколько технологий разными материалами:
- пропитки – содержат пенетрирующие добавки, изменяют молекулярную структуру бетона, деля его водонепроницаемым по всей глубине;
- рулонные материалы – Бикрост, Технониколь и прочие аналоги на стекловолоконной основе, уложенные в два слоя;
- обмазки – мастики на эпоксидной, битумной основе;
- краски – эмали на основе смол битума.
Чаще всего применяются комбинированные методы, позволяющие добиться 50 – 70 летнего ресурса. Рулонные, обмазочные материалы придется обновлять каждые 15 лет.
Готовый столбчатый фундамент с железобетонным ростверком.
Обратная засыпка
После устройства дренажа, сплошного гидроизоляционного слоя по поверхности бетона необходимо защитить боковые поверхности от сил пучения. Пазухи засыпаются песком, уплотнение обязательно, так как рыхлые почвы крайне нестабильны. Чернозем плодородного слоя насыщен органикой, садится после ее перегнивания. В остальных грунтах присутствует глина, вспучивающаяся в морозы. Поэтому используют исключительно нерудные материалы, в которых пучение меньше.
Название «столбчатый фундамент» говорит само за себя. Это фундамент представляющий собой несколько столбов заглубленных в грунт в определённом порядке и связанных в единую раму посредством деревянной (иногда металлической) обвязки или железобетонного ростверка.
Столбчатые фундаменты в основном применяются для возведения на них деревянных (брус, бревно) или каркасных домов (не более 2-х этажей), бань, веранд и других хозяйственных построек, а также заборов и каменных ограждений. Реже на них возводят стены одноэтажных домов из облегчённых каменных материалов (ячеистый бетон и т.п.), удельная масса которых не превышает 1000 кг/м³. Более тяжёлые дома на таких фундаментах строить не целесообразно, в связи с относительно не высокой прочностью столбов и недостаточно большой суммарной площадью подошвы.
Самым главным противопоказанием для выбора столбчатого фундамента является высокий уровень грунтовых вод. Нельзя допускать, чтобы он подходил ближе чем на 50 см к подошве столбов. Кроме того столбы обязательно должны быть заложены глубже слоя плодородных неустойчивых органических грунтов.
Достоинствами столбчатого фундамента являются экономия денежных средств и трудовых затрат за счёт уменьшения объёма земляных и бетонных работ, а также высокая скорость строительства нулевого цикла. Основным недостатком является непредсказуемое поведение отдельных столбов фундамента при легкомысленном отношении застройщика к исследованию свойств грунта на участке. Особенно это касается фундаментов без монолитного ростверка.
Самой распространённой ошибкой частных застройщиков при возведении столбчатого фундамента является отсутствие хоть какого, даже приближённого расчёта. Количество столбов, также как и площадь их оснований, берутся «с потолка». Практически на всех строительных сайтах написано одно и тоже — ставьте столбы по углам и на пересечении стен, при необходимости на длинных стенах добавляйте ещё, чтобы расстояние между ними было от 1,5 до 2,5 метров. Нормальный такой разброс! К тому же про площадь основания практически нигде ни слова. А ведь именно от этих показателей зависит, будет ли Ваш дом стоять на месте или со временем начнёт перекашиваться и садиться.
Расчёт столбчатого фундамента
I) В-первую очередь необходимо исследовать место под будущее строительство. Подробно об этом говорится в статье В дополнение к изложенному там необходимо отметить следующее: приняв решение строить столбчатый фундамент, в обязательном порядке необходимо делать пробное бурение на 0,5-0,6 метров ниже предполагаемой глубины заложения столбов. Если под несущим грунтом Вы наткнётесь на слой водонасыщенных слабых грунтов (плывун), то от столбчатого фундамента лучше отказаться, т.к. столбы под нагрузкой могут просто прорезать несущий грунт и провалиться.
II) Вторым шагом будет определение нагрузки, которую дом с фундаментом будут оказывать на несущий грунт, проще говоря, расчёт веса дома. Приближенные значения удельного веса для отдельных элементов конструкции приведены в следующей таблице:
Примечания:
1)При угле наклона скатов крыши больше 60º снеговая нагрузка принимается равной нулю.
2) При расчёте фундамента к весу дома прибавляется и ориентировочный вес самого фундамента. Высчитывается его примерный объём и умножается на удельный вес железобетона, равный 2500 кг/м³.
III) После определения веса дома рассчитываем минимально необходимую суммарную площадь (S) оснований всех столбов фундамента:
S = 1,3×P/Rо,
где 1,3 — коэффициент запаса надёжности;
Р — общий вес дома вместе с фундаментом, кг;
Rо — расчётное сопротивление несущего грунта, кг/см².
Значение Rо, называемое ещё несущей способностью грунта, ориентировочно можно принять по таблице ниже:
Примечание:
Значения расчётных сопротивлений даны для грунтов расположенных на глубине около 1,5 метров. У поверхности несущая способность почти в полтора раза ниже.
Рассчитав значение суммарной площади оснований всех столбов, мы теперь можем определить их необходимое число в зависимости от диаметра или размеров сечения. Для большей наглядности рассмотрим простой пример.
Пример упрощённого расчёта столбчатого фундамента
Рассчитаем столбчатый фундамент (на круглых столбах) для небольшого каркасно-щитового дома (см.рис. слева) размером 5х6 метров. Высота 1-го этажа 2,7 м, высота фронтона — 2,5 м. Кровля шиферная. Несущий грунт — суглинок (Rо = 3,5 кг/см²). Глубина промерзания 1,3 метра.
1) Площадь всех стен, включая фронтоны, в нашем случае получится равной 72 м², а масса их 72 × 50 = 3600 кг
2) В доме имеется цокольное (пол 1-го этажа) и межэтажное (между 1-м и мансардным этажами) перекрытия. Их общая площадь 60 м², а масса 60 × 100 = 6000 кг
3) Эксплуатационная нагрузка имеется также и на 1-м и на мансардном этаже. Значение её будет равно 60 × 210 = 12600 кг
4) Площадь крыши составляет в нашем примере около 46 м². Масса её при шиферной кровле 46 × 50 = 2300 кг
5) Снеговую нагрузку принимаем равной нулю, т.к. угол наклона скатов крыши больше 60º.
6) Определим предварительную массу фундамента. Для этого нужно условно выбрать диаметр будущих столбов и их количество. Допустим у нас есть бур диаметром 400 мм, его и возьмём. Число столбов предварительно берётся исходя из условия — один столб на 2 метра периметра фундамента. У нас получится 22/2 = 11 штук.
Объём одного столба высотой 2 метра (заглубляем на 0,2 м ниже глубины промерзания + 0,5 метра возвышается над землёй): π × 0,2² × 2 = 0,24 м³, а масса его 0,24 × 2500 = 600 кг.
Масса всего фундамента 600 × 11 = 6600 кг.
7) Суммируем все полученные значения и определяем общий вес дома: Р = 31100кг
8) Минимальная необходимая суммарная площадь оснований всех столбов будет равна:
S = 1,3×31100/3,5 = 11550 см²
9) Площадь основания одного столба диаметром 400 мм будет равна 1250 см². Следовательно в нашем фундаменте должно быть минимум 11550/1250 = 10 столбов.
При уменьшении диаметра столбов их число будет увеличиваться и наоборот. Например, если мы возьмём бур 300 мм, то нужно будет сделать минимум 16 столбов.
Определив минимально допустимое число столбов фундамента, делают их разбивку по периметру. В-первую очередь их устанавливают в наиболее нагруженных местах — это углы дома и соединения наружных и внутренних стен. Остальные столбы равномерно распределяют по периметру, при необходимости добавляя к полученному минимальному числу ещё несколько штук для симметрии. Главное правило здесь — больше можно, меньше нельзя.
Важное замечание:
если дом имеет какую либо более лёгкую пристройку, например, веранду, минимально допустимое количество столбов для неё считается отдельно от дома. Очевидно, что оно будет меньше.
Часто при строительстве более тяжёлых домов на грунтах с малой несущей способностью число столбов получается очень большим, и чтобы его уменьшить, нужно существенно увеличивать диаметр подошвы. Простые земляные буры для этого не подходят. Здесь на помощь приходит технология «ТИСЭ». Она рассмотрена в статье .
Рассмотрим теперь наиболее распространённые конструктивные схемы столбчатых фундаментов
Буронабивной фундамент
Столбы создаются путём заливки бетона в предварительно пробуренные скважины. Работы по устройству буронабивного фундамента производятся в следующей последовательности:
1)
2) С помощью ручного (механизированного) бура или специальной буровой машины делаются скважины на 20-30 см ниже глубины промерзания.
Примечание: в рамках данной статьи мы не рассматриваем мелкозаглубленные столбчатые фундаменты, которые используются практически только для небольших деревянных хозяйственных построек.
3)
Из обычного рубероида сворачиваются цилиндры (по диаметру скважин) и обматываются скотчем. Они выполняют две роли: во-первых, это несъёмная опалубка для столбов, а во-вторых — их гидроизоляция.
Если у Вас рубероид с посыпкой, сворачивайте гладкой стороной наружу. Чем хуже грунт при замерзании будет прилипать к поверхности столбов, тем меньшие касательные силы, стремящиеся вытащить столбы зимой из грунта, будут на них действовать.
4) Цилиндры из рубероида вставляются в скважины. На рисунке выше видно, что до самого основания рубероид не доходит, остаётся около 20 см. Делается это не просто так. Через незакрытую часть сваи при заливке бетона цементное молоко просачивается в грунт и дополнительно связывает его. При этом в зависимости от типа грунта несущая способность столба может увеличиться до 2-х раз. Это увеличение при расчёте не учитывается. Оно дополнительно повышает запас надёжности фундамента. Кроме того столбы лучше заякорятся в земле.
5) В скважину заливается немного бетона (20-30 см), после небольшой паузы вставляется арматурный каркас, чтобы он под своим весом не опустился до соприкосновения с грунтом. Затем заливается весь столб до верха. Касание арматуры с грунтом не желательно, т.к. это приводит к её более быстрой коррозии.
Обычно каркас делается из трёх-четырёх прутков рабочей арматуры А-III ∅10-12 мм, обвязанных между собой вспомогательной арматурой Вр-I ∅4-5 мм. Желательно, чтобы арматура находилась от наружной поверхности столба не ближе чем на 5 см.
Если после заливки столбов на них будет сооружаться монолитный ростверк, рабочую арматуру выпускают из столбов на высоту этого ростверка. Если же на столбах будет делаться обвязка из деревянных балок, то для её крепления при заливке бетона в верхнюю часть вкладывается резьбовая шпилька (напр., М16).
Примечание: столбчатые фундаменты с железобетонным монолитным ростверком описаны в статье .
При температуре воздуха 15-20ºС нагружать столбчатый фундамент можно начинать уже через 4-5 дней. Связано это с тем, что по прошествии данного периода несущая способность фундамента определяется уже не прочностью столбов, а прочностью грунта под ними. К тому же дать полную расчётную нагрузку на фундамент (стены, перекрытия, крыша, эксплуатационные нагрузки) быстро Вы не сможете. Пока идёт строительство, бетон «дозреет».
ВАЖНО: Нельзя оставлять столбчатый фундамент не нагруженным на зиму. Касательные силы морозного пучения могут поднять и перекосить столбы, причём все по разному.
Столбчатые фундаменты из асбестовых, пластмассовых или металлических труб
Столбы создаются путём заливки бетона в предварительно установленные в скважины асбестовые, пластмассовые или металлические трубы. Работы производятся в следующей последовательности:
1) На основании расчёта производится разметка фундамента на участке.
2) С помощью ручного (механизированного) бура или специальной буровой машины делаются скважины на 20-30 см ниже глубины промерзания. Диаметр скважин на 10 см больше диаметра выбранных труб. При отсутствии бура можно выкопать ямы и лопатой.
3) В скважину заливается около 20 см бетона для увеличения несущей способности столбов, как уже говорилось выше. После небольшой паузы в скважину вставляется сначала свёрнутый рулон рубероидной рубашки, которая защитит песчаную засыпку от заиливания, затем асбестовая, пластиковая или металлическая труба и арматурный каркас.
4) Производится обратная засыпка промежутка между трубой и рубероидной рубашкой песком и в трубу заливается бетон. Песок предотвращает примерзание грунта к трубам зимой и их подъём касательными силами морозного пучения.
Примечание: Асбестовые трубы имеют не очень высокую морозостойкость, поэтому довольно часто в месте их входа в грунт из-за насыщения влагой они разрушаются. Чтобы этого избежать, желательно опасное место покрыть обмазочной гидроизоляцией.
Прямоугольные (квадратные) столбы из бетона, кирпича, блоков
Прямоугольные или квадратные столбы делают, когда под рукой нет бура подходящего диаметра. Ямы копают вручную лопатой. Работа эта более трудоёмкая и объём вырабатываемого грунта, по сравнению с бурением, тоже больше.
Последовательность выполнения работ практически такая же, как и в случае с трубами. Отличие в том, что вместо труб в ямы вставляется предварительно изготовленная деревянная опалубка, либо столбы выкладываются из кирпича (блоков).
Обратная засыпка производится после съёма опалубки через 2-3 дня. Кирпичные столбы можно засыпать на следующий день.
Примечание: Как уже говорилось выше, обратная засыпка песком (непучинистым материалом) делается для предотвращения подъёма столбов зимой. Но у неё есть один недостаток. При попадании в яму воды (напр. дождевой), песок номокает и теряет свои несущие свойства. Столбы при этом становятся неустойчивыми в горизонтальном направлении. Чтобы этого избежать, необходимо тщательно отнестись к отводу воды от фундамента: сделать нужные уклоны, отмостку и ливнёвки.
Часто столбы делаются комбинированные, т.е. в грунте они бетонные, а выше уровня земли выкладываются из кирпича или блоков. Этот вариант не подходит для последующего сооружения ростверка. Теряется его смысл, заключающийся в изготовлении одной жёсткой рамы.
Существует ещё один вид столбов — деревянные, на заострять на них своё внимание мы не будем, т.к. используются они в настоящее время очень редко. Заметим лишь, что для таких столбов нужно использовать влагостойкие породы древесины (дуб, лиственница и т.п) и перед установкой их необходимо защитить от влаги (обмазать гидроизоляцией или завернуть в рубероид, а лучше сделать и то и другое).
В комментариях к данной статье Вы можете обсудить с читателями свой опыт в строительстве и эксплуатации столбчатых фундаментов либо задать интересующие Вас вопросы.
Фундамент является важнейшим элементом любого строения: от лёгкой садовой беседки до капитального многоэтажного загородного особняка. Это начало постройки и её основа в буквальном смысле. От того, насколько правильно выбран, рассчитан и выполнен фундамент, зависит прочность, долговечность и безопасность эксплуатации здания. Вопрос, какой тип фундамента выбрать, возникает ещё на этапе планирования строительства. Оптимальным его решением во многих случаях будет решение возвести столбчатый фундамент своими руками: пошаговая инструкция выполнения работ может дать полное представления о принципах его конструкции и тонкостях процесса обустройства.
Преимущества и недостатки столбчатого фундамента
Рассчитанные самостоятельно и обустроенные своими руками столбчатые фундаменты для каркасных домов и построек без подвальных помещений, не оказывающих сильного давления на грунт, просты в исполнении и относительно дёшевы.
По отзывам опорно-столбчатые фундаменты обладают достаточно внушительным списком преимуществ:
При этом недостатков у столбчатых фундаментов всего два:
Виды столбчатого фундамента
Прежде чем приступить к детальному проектированию и расчёту столбчатого фундамента, следует определиться, на каком участке, какого типа и по какой технологии будет на нём возведена постройка. От этих факторов зависит выбор материала столбчатых оснований фундамента и глубина их заложения.
Материалы для возведения фундамента
Для фундаментных оснований могут быть использованы следующие материалы:
- железобетон;
- бутобетон;
- блоки;
- кирпич;
- натуральный камень;
- дерево;
- трубы: асбестовые или пластиковые.
Глубина заложения фундамента
Глубина заложения столбчатого фундамента определяется его конструкцией, технологическими параметрами строения и геологическими характеристиками грунта в пятне застройки.
По глубине заложения столбчатые основания делятся на три основных типа:
Для устройства столбчатого фундамента своими руками пошаговая инструкция нужна как наиболее подробное и наглядное пособие.
В общем случае, конструкция опорно-столбчатого фундамента – это система опор минимально возможного поперечного сечения, расположенных в точках сосредоточения нагрузки: в углах здания, в местах пересечения стен, под несущими балками, простенками, под печью. Для определения количества отдельно стоящих столбиков, расстояние между ними принимается равным 1,5–2,5 м. Чтобы связать опоры фундамента в единую конструкцию, между ними делают ростверк.
Высота столбов над нулевой отметкой индивидуальна и зависит от конструктивных особенностей ростверка.
Расчет столбчатого фундамента
Возведение столбчатого фундамента начинается с расчета. Скорее всего, для самостоятельного выполнения расчетов понадобится программа типа «Фундамент» или какая-либо другая, которую можно найти в интернете и бесплатно скачать. Для работы с такими программами понадобятся следующие параметры:
Технология строительства фундамента со столбчатыми опорами требует также и дополнительных данных:
В результате произведенных расчетов будут получены следующие значения, необходимые для устройства столбчатого фундамента:
Столбчатый незаглубленный фундамент
Столбчатый незаглубленный фундамент на опорах, расположенных с шагом 1,5-2,5 м, используется довольно часто. Подобные фундаменты могут быть возведены на непучинистых и слабопучинистых грунтах при том, что постройка (деревянный или щитовой дом, баня, хозблок, пристройка или летняя кухня) имеет небольшую площадь и, соответственно, небольшой вес. Более того – если строительство ведётся на скальном, крупнообломочном или не склонном к подвижкам грунте, этот тип фундамента можно устроить и под достаточно большим по площади домом из бревна или бруса. Возможно также возведение фундамента на незаглубленных опорах при условии уменьшения влияния сил пучения на строение. Для этого грунт под опорами заменяют на песчаную подушку.
В качестве материала для столбов возможно использование бетона, бутобетона, пескобетона или бетонных блоков для фундамента, размеры и цены которых весьма разнообразны. Однако чаще всего берут фундаментные блоки размерами 20х20х40. Цену такого фундамента, как и необходимое для его строительства количество блоков, можно рассчитать самостоятельно или с помощью «фундаментного» онлайн-калькулятора. Также можно изготовить своими руками столбчатый фундамент из кирпича, но при этом необходимо учесть, что недопустимо использование кирпичей силикатных или керамических с низкой морозостойкостью.
Работы по строительству незаглубленного столбчатого фундамента из готовых блоков можно разделить на несколько основных этапов:
При устройстве своими руками фундамента из блоков 20х20х40 видео-ролики и пошаговые инструкции помогут понять технологию работ, вникнуть в процесс и более точно оценить финансовые затраты.
Мелкозаглубленный столбчатый фундамент
Мелкозаглубленный фундамент – одна из наиболее популярных разновидностей столбчатого фундамента. Средства и усилия, которых требует его устройство, минимальны, а диапазон применения для построек каркасного типа весьма широк.
В качестве основы под каркасный дом или лёгкую баню часто делают столбчатый фундамент с использованием труб как опалубки для бетонной смеси. Поскольку всю нагрузку на себя возьмёт железобетонный столб, материал труб особого значения не имеет: подойдут и пластиковые, и асбестовые трубы, используемые обычно для устройства канализационных сетей.
Диаметр труб зависит от нагрузки. Для легких строений типа беседок или пристроек достаточно 10 см, для зданий из бревна необходимы трубы 25-30 см. Количество бетона в итоге определяется именно диаметром трубы. На 10 м трубы 10 см в диаметре понадобится 0,1 м3 бетона, труба в 20 см потребует 0,5 кубометра, в 30 см – 1 кубометр. Расчёт сделан с учётом бетонной подушки основания.
Схема проведения работ по устройству столбчатого фундамента из асбестовых труб своими руками (видео процесса можно найти в интернете) в общих чертах следующая:
- подготовка строительной площадки – уборка мусора, удаление посторонних предметов, снятие дёрна и выравнивание. Разметка периметра будущего здания, углов, внутренних стен и их пересечений. Места установки опор фундамента отмечают колышками;
- затем ручным буром для столбов делают отверстия в грунте. Глубина скважины должна быть на 20 см больше рассчитанной: для устройства песчаной подушки;
- устройство песчаной подушки с обязательной утрамбовкой и проливанием песка водой. После окончательного впитывания воды на дно следует постелить куски рубероида, дабы предотвратить уход в песок влаги из бетонной смеси;
- установка труб в скважины с запасом по высоте не менее 10 см. Выравнивание труб по уровню и закрепление их в скважинах с помощью деревянных брусков. При близком залегании грунтовых вод трубы необходимо промазать битумной мастикой до уровня грунта для гидроизоляции;
- затем основание трубы на 40-50 см заливают тщательно вымешанной бетонно-гравиевой смесью (1 часть цемента и 2 части песка, разбавленные водой до состояния жидкого теста, соединяют с 2 частями мелкого гравия). Сразу после заливки трубу приподнимают на высоту 15-20 см и оставляют в таком положении до полного застывания цемента. Это необходимо для создания основания, противостоящего выталкиванию при пучении грунта;
- после застывания бетона следует гидроизолировать трубу с внешней стороны рубероидом и засыпать скважину песком с поэтапной проливкой и утрамбовкой;
- внутрь труб помещают арматуру, после чего заливают бетоном оставшуюся часть трубы;
- после окончательного застывания бетона – спустя 2-3 недели – продолжают строительные работы. Надо добавить, что нелишним будет сделать гидроизоляцию фундамента полимерными или битумными растворами.
По такой же схеме возможен монтаж своими руками столбчатого фундамента из пластиковых труб. Видео и фото помогут сориентироваться в тонкостях рабочего процесса, в целом несложного.
Столбчатый фундамент с ростверком
Ростверк представляет собой систему из рандбалок и обвязочных балок. Она жёстко фиксирует фундамент, исключая его смещение в горизонтальной плоскости или опрокидывание всей конструкции. При наличии ростверка нагрузка от строения распределяется равномерно по всем установленным столбчатым опорам, в результате чего повышается устойчивость и сопротивляемость разрушению.
Для облегчения понимания процесса необходимые работы изложены поэтапно.
Подготовка и установка опор:
- в любом случае начальным этапом подготовки к возведению фундамента является обустройство строительной площадки. После удаления мусора и т.п. по периметру будущего фундамента удаляют дерн и верхний слой грунта;
- для опор необходимо вырыть ямы глубиной на 20 см больше чем уровень промерзания почвы. Ширина ямы должна быть на 40 см больше ширины стены, так как с каждой стороны прибавляют по 20 см для опалубки и распорок;
- на дне каждой ямы делают пролитую водой и хорошо утрамбованную подушку из песчано-щебёночной смеси высотой 20 см. Подушку выстилают рубероидом или полиэтиленом, чтобы влага из заливаемого в яму бетона не уходила в грунт;
- короба для опалубки собирают из досок толщиной 20 мм;
- установленную в ямы опалубку рекомендуется тщательно смочить для предотвращения впитывания влаги из цементного раствора и облегчения удаления;
- после установки опалубки в ямы помещают каркас из арматуры. Каркас собирается отдельно, из прутка 10-14 мм в диаметре. Длина прутков подбирается таким образом, чтобы застывания бетона их концы торчали над уровнем грунта на 30-40 см;
- бетонную смесь заливают непрерывно, слоями по 20-30 см, разравнивая вибратором во избежание образования воздушных пузырей;
- опалубку снимают через 3-4 дня, поверхность опор обрабатывают любой подходящей гидроизоляционной смесью и оставшуюся часть ямы засыпают песком. Перед засыпкой также возможно утепление фундамента экструдированным пенополистиролом.
Устройство ростверка:
Есть два варианта монтажа ростверка: укладывая его на земле или поднимая над её поверхностью. Преимущество второго способа – исключение воздействия сил пучения:
Стоимость работ по устройству столбчатого фундамента
Общая стоимость столбчатого фундамента складывается из суммы стоимости материалов и затрат на собственно работы. В большинстве случаев она значительно ниже, чем стоимость фундаментов других видов, поскольку могут быть построены практически все типы столбчатых фундаментов своими руками. Видео и фото, инструкции и руководства, найденные в интернете, тоже, как правило, дёшевы или бесплатны.
Расчет стоимости большинства видов столбчатого фундамента возможно сделать самостоятельно с помощью специальных онлайн-калькуляторов или программ. Многие из них достаточно легко находятся в интернете, бесплатны и обладают интуитивно понятным интерфейсом.
Каждый из закладываемых в настоящее время типов фундамента имеет собственную область применения, назначение и особенности. И фундамент на столбах или столбчатый, как его еще называют, не исключение.
Нагрузка в таком основании ложится на столбы, возведенные в котловане, или врытые непосредственно в грунт. А визуально столбчатая конструкция напоминает свайную систему. Однако внешнее сходство скрывает принципиальные различия этих двух типов фундаментов.
Фундамент на столбах — любимое произведение архитекторов-авангардистов-модернистов и функционалистов во главе с легендарным французским зодчим Ле Корбюзье. Ведь именно эта конструкция способна сделать любую постройку зрительно легче. Или же умеет, напротив, придать ей выразительную монументальность.
Однако, чтобы использовать столбчатый фундамент, необходим грунт, к которому предъявляются строго-конкретные требования:
- отличная плотность;
- хорошие несущие показатели;
- малая обводненность;
- и слабая пучинистость.
Такая почва наиболее распространена в Средиземноморье. И нет ничего удивительного, что масса зданий в этой географической местности возведены именно на таком основании. В России же на столбчатом фундаменте можно возводить частные дома в Черноземье и южнее, а после проведения соответствующих изысканий и в некоторых других местах.
Виды фундаментов на столбах
Столбчатые фундаменты тоже неодинаковы. Их можно разделить на:
Важно: Рандбалка передает на столбы лишь вес. Какой-то единой силовой системы она с ними не образует.
- Фундаменты с рандбалкой по поверхности грунта и кирпичным цоколем. При таком типе фундамента рандбалку действительно не заглубляют, а пускают по поверхности, чтобы силы пучения не повредили здание. И обязательно оформляется цоколь из кирпича. Тогда срок жизни строения и показатели комфорта в нем удваиваются, а теплопотери через подпол снижаются (тоже примерно вдвое). Кроме того, легко решается проблема лаговой обрешетки и обустройства чернового пола. Теперь обрешетка может опереться на цоколь. Но под рандбалкой обязательно нужно насыпать противопучинную подушку (потому что зазор термопучинный в данную конструкцию совсем не вписывается).
- Столбчатые с ростверком. Столбы и венец у таких фундаментов выполняются из одного и того же материала — из железобетона или стали (значительно реже). У столбов из железобетона каркас общий, да и заливаются они, как нечто единое, целое — то есть образуют с ростверком жесткую силовую схему, способную нести практически любые нагрузки, в том числе каменные 2-3-х этажные здания.
Важно: Ростверк можно тоже опустить хоть до земли. Главное — оформить песчаную противопучинную подушку.
- Столбчато-ленточные конструкции с увеличенным ростверком и противопучинной подушкой. Если ростверк увеличить в высоту и заглубить в грунт, обеспечив ему снизу и с боков увеличенную же противопучинную подушку, получится столбчато-ленточный фундамент. Такому ростверк заменяет и забирку, и цоколь. А кроме того, удешевляет конструкцию и ускоряет любое строительство. Дополнительными плюсами подобного фундамента можно считать:
- простоту утепления основания и отмостки;
- возможность строительства легких зданий на грунтах до сильнопучинистых (ростверк своим весом любое основание стабилизирует).
Плюсы и минусы столбчатых фундаментов
Как и любую другую современную строительную конструкцию, столбчатый фундамент нельзя назвать абсолютно совершенным. У него есть положительные качества и отрицательные свойства. И поэтому оформлять его нужно в тех условиях, где первое проявится по максимуму, а второе — по минимуму.
К положительным чертам фундаментов на столбах традиционно относят:
- Невысокие стоимость и трудоемкость (и материалов требуется немного, и объем земляных работ небольшой).
- Скорость возведения (каркасный дом на столбчатом фундаменте можно построить вдвоем за 1,5-3 месяца).
- Отсутствие необходимости в привлечении спецтехники (максимум, что может понадобиться - это бетономешалка, которую можно взять в аренду).
- Простота в расчетах и, соответственно, отличное взаимодействие элементов конструкции между собой и с грунтом.
- Достаточность рабочего эскиза (в том числе бесплатного, из интернета), позволяющая экономить от 30 до 100 тысяч рублей на создании индивидуального проекта.
- Пригодность для самых разных местных условий.
- Простота законного оформления.
- Ненужность строительной квалификации для закладки столбчатого основания. Оно вполне по силам дилетанту.
- Отсутствие необходимости в тщательной планировке для организации стройплощадки.
- Возможность закладки даже на уклоне до 15-20°.
- Потребность лишь в одном неквалифицированном помощнике, да и то не постоянно. На некоторых операциях придется пригласить еще одного или двух человек, но тоже без строительных навыков.
- Долговечность и надежность при условии правильного обустройства. В некоторых ситуациях такое основание оказывается прочнее каменного, кирпичного или бетонного.
- Ремонтопригодность. Основание на столбах – вообще единственный фундамент, который можно отремонтировать качественно своими руками.
А если говорить о минусах подобных оснований, то к ним можно отнести:
- Невысокую несущую способность.
- Непригодность для многоэтажного строительства (под тяжелым зданием просто не получится поместить столько столбов, сколько нужно, ведь необходимо соблюдать требуемые расстояния между ними).
- Плохая расположенность к использованию несущей способности грунта.
- Невозможность использования подобных оснований на слабых и некоторых неоднородных и специфических (обводненных или замусоренных, например) видах грунта.
- Чувствительность к горизонтальным нагрузкам.
- Невозможность обустройства подвала.
- Уязвимость готового строения (особенно при производстве каких-то земляных работ).
- Сложность в подводке дополнительных коммуникаций (опять же из-за необходимости производства земляных работ).
- Невозможность сооружения каких бы то ни было капитальных пристроек к дому.
- Непродолжительный срок службы (максимум, который может «обещать» столбчатый фундамент - это 50 лет).
О несущей способности
Грунт можно считать подходящим под столбчатый фундамент, если несущая его способность не менее 1,7 кг х кв см. Остальные оказываются слишком слабыми для столбов и требуют оформления исключительно свайных оснований. К слабым грунтам «официально» относят:
- пылеватый (мелкий) песок;
- пухлые суглинки и глины;
- рыхлые супеси;
- и органические грунты (илистые, торфянистые), включая черноземы, мощность которых свыше 1 м.
О заглублении
Все ныне возводимые фундаменты можно разделить на 3 основные категории:
Займемся заложением
Столбы для «одноименного» фундамента можно построить из кирпича, бетона или дерева, а также из бутобетона или готовых бетонных блоков. При этом несущая способность всех перечисленных материалов выше аналогичного параметра грунта. Поэтому расчеты для стобчатого фундамента, независимо от задействованного материала, можно выполнять по одной и той же схеме с поправками лишь на величину опорной площади. Однако технологии заложения напрямую зависят от используемых материалов и различаются радикально.
Расчет
Начинать закладку фундамента все-таки надо с произведения расчетов. И лучше действовать по следующему (правда, очень приближенному) методу:
- Для начала по проектной документации потребуется определить весовые нагрузки от конструкций будущего здания.
- Далее по российским картам районирования климатических нагрузок надо найти нужные показатели по снегу и ветру.
- После необходимо самостоятельно определить эксплуатационные нагрузки. Они зависят от многих факторов: количества жильцов, а также гостей, которые будут приходить к жильцам; оборудования дома бытовыми и иными приборами; проживания домашних животных (и каких именно) и наличия аквариума; количества сантехнических устройств и пр.
- Затем по соответствующим документам (СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений», СНиП 2.08.01-85 «Конструкции жилых зданий», СНиП II-Б.1–62 и прочих СниПов) придется вычислить сводный вес дома. Суть операции заключается в сведении абсолютно всех нагрузок к весу, наложенному на фундамент.
- Потом надо будет определить РПГ — расчетную глубину промерзания грунта на строительной площадке. Ориентироваться здесь нужно на максимальное значение этого параметра на карте для данной местности. И лучше бы проконсультироваться по этому вопросу у специалистов — геологов и строителей.
- На данном этапе можно приступать непосредственно к расчету величины и характера заглубления столбов:
- для заглубления до 1 м надо взять стандартные показатели несущей способности грунта 1,7 кг х кв см или 17 тс х кв м;
- для заглубления более, чем на 1 м, придется брать другие показатели — 2 кг х кв см и 20 тс х кв м;
- на грунтах плотных (сухих суглинках и глине, гравелистых или каменистых), промерзающих больше, чем на полтора метра, полученное в результате вышеупомянутых расчетов значение необходимо умножить на коэффициент 1,15;
- Далее для столба по размерам его пяты рассчитывается опорная площадь. Предельное значение для бетонных столбов в скважинах, пробуренных вручную — 0,28 кв м.
- Затем величину несущей способности грунта надо умножить на величину опорной площади. В результате станет известной нагрузка на один столб.
- После сводный вес здания нужно поделить на несущую способность столба, чтобы вычислить число столбов для конкретного фундамента.
- От полученного числа столбов потом необходимо отнять количество углов, образованных несущими стенами, а также число перекрытий несущих стен.
- Суммарное значение длины периметра здания и внутренних несущих стен требуется разделить на значение, полученное в результате действий п. 10. В результате получится шаг расположения столбов (величина должна находиться в пределах 1,5-2,5 м).
- Далее следует рассчитать вес фундамента вместе с рандбалкой или же с ростверком, в зависимости от выбранного для оформления вида (если дополнительные конструкции вообще предусмотрены эскизом). При этом исходить нужно из стандартной плотности:
- железобетона (27 тс/куб. м);
- дерева (8,7 тс/куб. м);
- или кирпича (по 4 кг на кирпич с раствором).
- Потом вес фундамента надо будет прибавить к сводному весу здания.
- Следующий этап расчетов — распределение столбов. Под каждый угол и перекрестье следует определить по столбу, а остальные столбы равномерно «расставить» по всей площадке под фундамент. В наиболее нагружаемых пролетах (это там, где будут находиться печь или, например, ванна) столбы придется совместить по два.
Подготовка площадки
Контур будущего здания размечается по привычной схеме с необходимой проверкой прямоугольности строения. Это достигается промером сторон и равенством диагоналей.
После обозначения контура следует сделать обноску площадки. Причем козелки такой обноски в земле должны сидеть прочно — от них многое зависит. Козелковые планки выставляются по шланговому уровню в горизонт, а каждая планочка дополнительно выравнивается еще и пузырьковым уровнем.
Для фундамента с ростверком вообще выполняется двухэтажная обноска, а места для столбов отмечаются отвесами на туго натянутых прочных шнурках-причалках (с этой ролью прекрасно справляется полипропиленовый шланг).
Следом за обноской выполняется выемка грунта. Если фундамент с заглубленным ростверком или рандбалкой, гумус снимается вплоть до материкового слоя или же на величину заглубления + подушка. При этом дно траншеи должно оказаться строго горизонтальным (проверить можно самодельным нивелиром).
Под висячие ростверк или рандбалку гумус снимается в радиусе 0,5-1 м от устья будущих скважин под столбы. Заглубление котлована при этом считается от уровня матёрки будущего здания, а пятки столбов должны располагаться горизонтально и на одном уровне.
Бурение и копка
Столб фундамента несет тем большую нагрузку, чем шире его подошва. И значит широких столбов для оформления фундамента понадобится меньшее число.
Скважины под фундаментальные столбы лучше бурить специальным буром ТИСЭ, который позволяет в скважине сформировать подземную камеру-камуфлет с плоским дном. Последовательность бурения с помощью такого инструмента определяется по следующей схеме:
- Сначала буром с камуфлетным скребком выполняется ствол на расчетное заглубление.
- Затем в действие приводится сам скребок — им и формируют камуфлет, периодически отбрасывая грунт.
- Далее в скважину вставляется специальный арматурный каркас.
- Потом с помощью оболочки формируется опорная подошва.
- А следом заливаются и стержни столбов.
Важно: Благодаря бурению ТИСЭ-буром, столбы фундамента можно придвигать друг к другу более, чем на метр. И это сразу расширяет сферу применения столбчатых основ, вплоть до строительства на них кирпичных домов и даже с мансардами.
Столбы, рандбалки, ростверки
Каждый столб в любом столбчатом фундаменте состоит из:
- подошвы (или пятки);
- стержня (или ствола);
- изолирующей оболочки;
- и оголовка.
В зависимости от материала, из которого изготовлен конкретный столб, вышеперечисленные детали выполняются по-разному.
Самыми прочными и потому распространенными считаются столбы из бетона. Попробуем сделать нужные расчеты именно для них:
- раствор для таких конструкций берется марки М200-М300, то есть самый обычный;
- для замеса потребуется бетономешалка, и проще всего взять ее в аренду;
- раствор готовится по следующему рецепту: 300 кг портландцемента М400-М600 + 750 кг строительного песка + 1200 кг щебня средней фракции + 150 л чистой технической воды;
- замес ведется обычным порядком.
Что касается столбовой заливки, то она происходит по нижеприведенному алгоритму:
- Если нужно засыпается подушка. Для столбов нормального заглубления хватит «подбетонки» в 5-10 см прямо на грунт.
- Далее вставляется оболочка до дна. И нужно следить, чтобы расстояние от нее до стен скважины было везде одинаковым.
- После вставляется, а затем центрируется арматурный каркас.
- Потом оболочка на треть заполняется бетоном и приподнимается на 200-300 мм. Если использовался бур ТИСЭ, то величина, на которую необходимо приподнять оболочку, указывается в его спецификации. В любом случае после перечисленных мероприятий оболочку следует зафиксировать в ее новом положении. Если скважина бурилась обычным буром, то бетон может схватываться до 2-х суток. И тогда необходимо провести обратную засыпку пространства между оболочкой и стенкой скважины. Грунт при этом плотно утрамбовывается.
- На данном этапе (после всех вышеперечисленных операций) заливается стержень столба с гидроуплотнением — то есть слоями по 15-20 см и выдержкой после каждой заливки в 10-20 минут.
Бетон набирает полную прочность за 7 суток после обустройства. Поэтому только по прошествии недели после заливки можно приступать к последующим работам по строительству.
Важно: Виброуплотнение лучше не использовать, когда речь идет о столбчатом основании. Наконечником вибратора можно задеть за арматуру, тогда возможно образование каверн с цементным молочком, а это существенно снизит прочность столба. Да и не пробьет этот прибор толщину в 1,5-2 м.
Армирование
Армирование - вот главное отличие столба фундамента от сваи. Столбу обязательно требуется стержень. Плюс армирование по окружности. А для сваи все это — лишний расход железа.
Нагрузки, которые приходятся на столб, сдвиговые. Им-то и сопротивляется центральный столбовой стержень, не давая горизонтальным грунтовым подвижкам «срезать» со столбов все, что на них стоит.
Еще одна столбовая особенность — четное количество вертикальных ветвей каркаса. Это нужно для большей прочности конструкции. При этом расстояние между вертикальными связями должно быть 150-200 мм. А шаг горизонтальных стяжек — вдвое больше.
На вертикали идет алюминиевая арматура в 10-12 мм. А на горизонтали — катанка в 6 мм. Обводка же производится по следующей схеме:
Если под ростверк или рандбалку, тогда из столбового оголовка выпускаются концы стержней на 15-20 см, а в центре еще выше. Поэтому лучше сразу боковые вертикали отрезать подлиннее. А если речь идет о деревянном венце, то, наоборот, выпускается центральный стержень.
Чтобы возвести деревянный дом или легкую хозяйственную постройку на придомовом участке, вполне достаточно оказывается столба в асбестоцементной трубе диаметром в 150 мм. И такие столбы армируются только по центру. И не стержнем, а круглой стальной трубой с толщиной стенки в 2 мм (диаметром 70-80 мм) — она тогда вместе с оболочкой станет работать как мощный удерживающий каркас.
Оболочки
Простейшая оболочка столба для столбчатого фундамента - это труба из слоев рубероида в проволочной обвязке.
Она легка и стоит недорого. А главное, не потребует дополнительной гидроизоляции. Но при обратном способе засыпки грунта (с трамбовкой) такая оболочка мнется и армированию конструкции не способствует. Именно поэтому оболочки столбов чаще всего оформляют из труб — стальных, пластиковых или асбестоцементовых.
Кстати, оболочки из асбестоцемента могут выступить даже в роли самих столбов. Под ростверк из швеллера это, например, лучший вариант. Трубы ведь тогда в грунт можно забивать без всяких дополнительных земляных работ.
Фундамент из столбов - универсальный вариант. Такое основание сооружают, не учитывая тип почвы, и серьёзных работ по гидроизоляции и утеплению оно не требует. Поэтому возводить столбчатый фундамент решаются без сомнений, даже не обладая знаниями строителя.
Уникальный фундамент из «стержней»
Чтобы понять, что такое столбчатый фундамент, стоит детально рассмотреть его плюсы и минусы, задачи и устройство.
Столбчатый фундамент значительно отличается от ленточного, поскольку сооружается не по всему периметру здания
Преимущества и недостатки столбчатого основания
Бесспорными преимуществами фундамента из опорных столбов считают:
К недостаткам столбчатого фундамента приписывают:
Все минусы основания из столбов можно не рассматривать как нечто важное, если сооружать эту конструкцию с учётом её назначения.
Задачи конструкции из опорных столбов
Строить столбчатый фундамент целесообразно для таких объектов, как:
- дом без подвального помещения со стенами из лёгких материалов;
- кирпичная постройка, которая по экономическим причинам не может быть поставлена на ленточном фундаменте и поэтому сооружается на столбах, углублённых в землю на 2 метра;
- здание, возводимое в местности с почвой, склонной к пучению из-за низких температур и вследствие этого отрицательно воздействующей на любой фундамент, кроме столбчатого.
На столбы разумно ставить только небольшие домики из лёгких материалов, ведь вес иных строений опоры не выдержат
От сооружения конструкции из опорных столбов лучше вообще отказаться в следующих случаях:
- грунт на площадке под строительство слабый или подвижный, что может стать причиной опрокидывания недостаточно устойчивого фундамента;
- земля на участке содержит большое количество торфа, осадочных пород или глины, насыщенной водой;
- дом планируется строить из тяжёлого сырья, например, кирпичей толщиной более 5 см или железобетонных типовых плит;
- финансы и время на обустройство цоколя значительно урезаны (при создании столбчатом фундаменте цоколь сам собой не образуется, как это бывает во время строительства ленточного основания);
- почва на участке под строительство дома отличается резким перепадом высот (от 2 метров).
Столбчатый фундамент может быть устроен только на твёрдой и ровной почве, поскольку он не отличается идеальной устойчивостью
Вид фундамента из отдельных опор
Столбчатая опорная конструкция под дом - это система столбов, расставленных в углах, зонах скрещивания стен и нахождения несущих простенков или балок, на которые приходится вес всего здания. Чтобы столбы функционировали как единая конструкция и были максимально устойчивы, их объединяют посредством ростверка - обвязочных балок.
Столбчатым фундаментом, сооружаемым наиболее часто, считается конструкция из монолитных железобетонных блоков.
Фундамент может быть сделан из бетонных блоков, а ростверк - из древесины
Обычно столбы располагают, оставляя между ними от 2 до 2,5 метра пустующего пространства. Но в некоторых случаях строители выходят за рамки традиционного варианта расстановки опор.
Когда столбы монтируют в земле через каждые 2–2,5 метра, ростверк создают как стандартную армированную перемычку. При этом не объединяют в единый ансамбль пристраиваемые к дому веранду, крылечко и террасу.
Для мест вроде крыльца организуют отдельные основания, разделяемые деформационным швом. Это необходимая мера, ведь вес дополнительных помещений всегда отличается от веса дома, отчего и усадка у этих строений не может быть одинаковой.
Обычно столбы расставляют на расстоянии 2–2,5 м друг от друга
Расстояние между столбами делают большим (от 2, 5 до 3 метров), ссылаясь на значительную мощность обвязочных балок. Наиболее надёжный ростверк создают в виде единой или сборной балки. А простая конструкция, соединяющая опоры, может быть сделана из металлических деталей, например, швеллеров или профилей.
Вариации основания из столбов
Каким будет столбчатый фундамент, решают, опираясь на количество финансов и умения самостоятельно заниматься строительством.
Блочные опоры
Столбчатый фундамент может быть составлен из бетонных или железобетонных блоков, изготавливаемых отдельно и монтируемых непосредственно при обустройстве опорной конструкции для постройки.
Каждый столб конструкции можно собрать из отдельных блоков - очень надёжного материала
В ГОСТ указано, что блоки, которые пойдут на сооружение фундамента, необходимо производить из бетона марки не ниже М-100. Что касается размера блоков, то частные застройщики привыкли брать сырьё с параметрами 20*20*40 см и весом 32 кг. Относительно лёгкими считаются фундаментные блоки из керамзитобетона - материала, который устойчив к термическому воздействию.
Крупные блочные конструкции из железобетона можно укладывать только строительным краном, ведь их вес может быть равен даже двум тоннам. Подобные блоки усиливают специальной арматурой с диаметром от 9 до 15 мм и используют исключительно для сооружения ленточных и плитных оснований под огромные кирпичные постройки.
Чаще всего для самостоятельного сооружения столбчатого фундамента берут лёгкие небольшие блоки, поскольку из крупного сырья построить опоры получится только с применением техники
Лучшая глубина закрепления столба из блоков в земле - от 50 см до 1 метра. Если же тип грунта и вес постройки диктуют иные требования, то разумнее сооружать не блочный фундамент, а основание из асбестоцементных труб, наполненных бетоном. Закладывать блоки на глубину более 1 метра слишком трудно.
Кирпичные столбы
Надумав сооружать столбчатый фундамент из кирпича, необходимо закупать только красное полнотелое керамическое строительное сырьё. Этот материал отвечает всем необходимым требованиям: он водонепроницаем, необыкновенно прочен и морозостоек.
Такая характеристика кирпича, как морозостойкость, считается крайне важной. Чем больше показатель невосприимчивости к низкой температуре, тем дольше строительное сырьё служит. Например, морозостойкость 70 указывает на то, что кирпич испортится не раньше чем через 70 лет.
Для сооружения фундамента принято использовать красный полнотелый керамический кирпич, ведь он наиболее прочен
Из кирпичей можно сооружать как малозаглубленный, так и заглублённый столбчатый фундамент. Глубина первого варианта основания колеблется между 40 и 70 см. А заглублённый фундамент всегда устанавливается ниже уровня промерзания грунта на 30–50 см.
Располагать опорную конструкцию на значительном расстоянии от поверхности земли решаются, когда почва на строительном участке пучинистая, а уровень подземных вод непостоянный.
Чтобы сделать основание надёжным, кирпичные опоры столбчатого фундамента требуется создавать в 2 кирпича
Главные столбы фундаментат (опоры, стоящие в углах внешних стен и в местах пересечения внутренних перегородок) принято изготавливать в 2 или 2,5 кирпича. В остальных случаях столбы разрешается выполнять в полтора кирпича и расставлять на расстоянии полутора или двух метров друг от друга.
«Ножки» из дерева
Основание из деревянных «ножек» – самый экономичный вариант. Брёвна, подходящие для фундамента, несложно срубить и обработать своими силами.
Столбчатый фундамент из деревянных опор принято сооружать под домик для проживания в течение лета или крошечное строение из древесины.
Деревянные столбы предназначены только для самых лёгких временных построек, так как под чрезмерным давлением они могу сломаться
Лучшее сырьё для создания деревянных опор - это древесина сосны, дуба или лиственницы. «Стержни» вырезают из комлевой части бревна с диаметром от 2 до 40 см. Ставя в ямы, столбы из древесины закрепляют по бокам кирпичами, камнями или утрамбованной насыпью щебня.
Иногда деревянные опоры фиксируют на месте бетонным раствором. При этом столбы погружают в жидкий бетон на 10 см. Другим хорошим фиксатором для опор из древесины может выступать крестовина, сделанная из двух пластин длиной 0, 8 метра, скомпонованных в положении крест-накрест.
Чтобы закрепить столб на крестовине, в его нижней части вырезают шип. Он вставляется в паз, проделанный в центральной зоне крестовины. Затем столб фиксируется на своеобразной платформе косынками.
Для надёжного закрепления столба в грунте используют крестовину и укосины
Деревянные опоры полагается особым образом защищать от гниения. Сначала их покрывают глиной так, чтобы образовался слой толщиной 1 см, затем обжигают раскалёнными углями. Последнюю задачу выполняют неспешно, следя за тем, чтобы обуглилось буквально 1, 5 см древесины. Обожжённые столбы обрабатывают подогретым битумом или гудроном и сушат.
Под наружные стены деревянные опоры погружают в землю на глубину от 70 до 120 см. А столбы для поддержки перегородок внутри дома ставят на глубину в 50 см.
Основные столбы деревянного фундамента полагается погружать на глубину в 70–120 см
Монолит
Здания в 2 или 3 этажа предпочтительнее сооружать на столбчатом монолитном основании. Такой фундамент не просядет даже под значительным давлением.
Столбчатый монолитный фундамент без проблем служит более 100 лет. Каждый столб этой опорной конструкции способен держать на себе предмет весом в 100 тонн.
Монолитный фундамент считается самой популярной конструкцией по сравнению с другими столбчатыми основаниями
Монолитное основание из столбов создаётся из бетона, усиленного металлическими прутьями и залитого в специальные формы - трубы или опалубки. Данный фундамент получается необыкновенно долговечным, так как полностью лишён швов.
Столбчатый фундамент своими руками: пошаговая инструкция
К сооружению столбчатой конструкции под дом приступают только после выполнения расчётов и подготовки строительного участка.
Необходимые вычисления
Расчёт нужен, чтобы узнать, сколько потребуется столбов, и какими они должны быть по размеру.
Перед вычислительными действиями требуется протестировать грунт на строительной площадке - пробурить скважину с глубиной на 60 см ниже уровня, на котором планируется устанавливать столбы фундамента. В случае обнаружения под несущим грунтом земли, пропитанной водой и поэтому слабой, решение о строительстве столбчатого основания лучше отменить. Столбы, испытывающие нагрузку, в нетвёрдой почве вряд ли смогут стоять неподвижно.
Первая скважина на строительной площадке должна быть тестовой - для проверки состояния грунта
Определение нагрузки на почву
Убедившись, что на участке можно сооружать столбчатый фундамент, следует узнать, какое давление будет испытывать земля. Для этого требуется определить вес будущего дома.
Рассчитывая, каким станет давление на землю после строительства дома, следует прибавлять к весу сооружения массу фундамента. Для этого необходимо определить примерный объём конструкции и умножить полученную цифру на удельный вес материала. Например, у железобетона этот показатель равен 2500 кг/м³.
Таблица: приближённые значения удельного веса для элементов постройки
| Конструкции | Удельный вес, кг/м² |
| Стены | |
| Стены из кирпича (толщиной в полкирпича) | 200–250 |
| Стены из блоков пенобетона или газобетона толщиной 30 см | 180 |
| Стены из брёвен диаметром 24 см | 135 |
| Стены из бруса толщиной 15 см | 120 |
| Каркасные утеплённые стены толщиной 15 см | 50 |
| Перекрытия | |
| Цокольные и между этажами по деревянным балкам (утеплённые материалом плотностью до 200 кг/м³) | 100 |
| Чердачные по деревянным балкам (утеплённые материалом плотностью до 200 кг/м³) | 150 |
| Бетонные пустотные плиты | 350 |
| Монолитные (из железобетона) | 500 |
| Эксплуатационная нагрузка для цокольных и межэтажных перекрытий | 210 | 105 |
| Крыша с учётом стропил, обрешётки и кровельного материала | |
| С кровлей из листовой стали, металлической черепицы или профнастила | 30 |
| С рубероидной кровлей в 2 слоя | 40 |
| С кровлей из шифера | 50 |
| С кровлей из натуральной керамической черепицы | 80 | 100 | 50 | 190 |
*Когда скат крыши наклонен более чем на 60 градусов, снеговая нагрузка сводится к нулю.
Суммарная площадь оснований столбов
Как только становится известно, сколько будет весить будущий дом, узнают минимально необходимую суммарную площадь оснований всех столбов. Для определения этого параметра пользуются формулой S = 1, 3 * P/R 0 . Цифра 1, 3 обозначает коэффициент запаса надёжности, P - общий вес постройки в кг (с учётом фундамента), а R 0 – расчётное сопротивление несущего грунта в кг/см².
Таблица: примерные значения сопротивления несущего грунта на глубине 1, 5 метра
Пример определения количества столбов основания
Попробуем рассчитать, сколько круглых опор понадобится для устройства столбчатого основания под маленький каркасно-щитовой дом с габаритами 5х6 метров. При этом учитываем, что высота первого этажа равна 2,7 м, а этот же параметр у фронтона составляет 2,5 м. также не забываем использовать такие данные, как материал кровли (шифер), тип несущего грунта (суглинок) и глубина промерзания (1,3 м).
Каркасный дом может быть установлен на 10 столбах
Расчёт веса постройки выполняется следующим образом:
- Определяется площадь всех стен с учётом фронтонов (72 м²) и их масса (72 × 50 = 3600 кг).
- Находится общая площадь и масса перекрытий. Поскольку в доме имеется цокольное и межэтажное перекрытия, их плошадь составляет 60 м², а масса - 6000 кг (60 × 100 = 6000 кг).
- Эксплуатационная нагрузка имеется также и на 1-ом и на мансардном этаже. Значение её будет равно 12600 кг (60 × 210 = 12600 кг).
- Площадь крыши составляет в нашем примере около 46 м². Её масса при шиферной кровле - 2300 кг (46 × 50 = 2300 кг).
- Снеговую нагрузку принимаем равной нулю, так как угол наклона скатов крыши больше 60˚.
- Определим предварительную массу фундамента. Для этого условно выбираем диаметр будущих столбов и их количество. Допустим, у нас есть бур диаметром 400 мм, это значение и возьмём. Число столбов предварительно берётся исходя из условия - один столб на 2 метра периметра фундамента. У нас получится 22/2 = 11 штук. Теперь рассчитываем объём одного столба высотой 2 метра (заглубляем на 0, 2 м ниже глубины промерзания + 0,5 метра возвышается над землёй): π × 0,2² × 2 = 0, 24 м³. Масса одного столба равна 600 кг (0,24 × 2500 = 600 кг), а масса всего фундамента - 6600 кг (600 × 11 = 6600 кг).
- Суммируем все полученные значения и определяем общий вес дома: Р = 31100 кг.
- Минимальная необходимая суммарная площадь оснований всех столбов будет равна 11550 см² (S = 1,3×31100/3,5 = 11550 см²).
- Площадь основания одного столба диаметром 400 мм будет равна 1250 см². Следовательно, в нашем фундаменте должно быть минимум 10 столбов (11550/1250 = 10).
Если уменьшить диаметр опор основания, то их количество увеличится. Например, вооружившись буром, создающим скважины размером 30 см, потребуется установить хотя бы 16 столбов.
Подготовка к строительству
До заливки столбчатого фундамента на участке нужно позаботиться о следующем:
- Очистить площадку от мусора и убрать плодородный слой почвы толщиной 30 см.
- Обнаруженный под удалённым грунтом крупный или средний песок принять за основание для фундамента, а глинистый грунт, который встречается не реже песчаного, – упрочнить, засыпав пластом из двух материалов - песка и гравия.
- Выровнять участок под строительство, устраняя бугры и ямы, и проверить его горизонтальность с помощью уровня, установленного на двухметровую ровную доску.
Ровность подготовленного участка проверяют рейкой
- Завести на площадку строительное сырьё и установить по периметру будущего строения обноску (столбы на расстоянии 2 м от здания и прибитые к ним доски с отметками размера ям и опор). Правильность разбивки осевых линий необходимо контролировать, измеряя расстояния рулеткой. Кроме этого, полагается проверить, прямыми ли получились углы фундамента в форме прямоугольника или квадрата.
- Разбить на участке план будущего дома, то есть отметить его параметры посредством колышков.
- Создать ямы для установки столбов (при необходимости сделать скважины под деревянные опоры можно воспользоваться буром, а в случае монтажа столбов из железобетона стоит вооружиться лопатой).
- Засыпать дно ям гравием и песком и увлажнить. Готовые «подушки» требуется утрамбовать и закрыть полиэтиленом или рубероидом.
Дно пробуренных ям укрепляют твёрдым материалом, например,Проце гравием
Создание опалубки для столбов
Отличным вариантом опалубки для опор под дом может стать временная конструкция из струганных с одной стороны (струганная часть устанавливается лицом к бетону) досок любых пород дерева, толщиной от 25 до 40 мм, шириной от 12 до 15 см и влажностью не более 25%.
Вместо досок, при сооружении опалубки можно воспользоваться древесно-стружечными плитами, водоупорной клеёной фанерой или металлическими листами. Однако предпочтительнее выбирать именно доски, поскольку они меньше сцепляются с бетонным раствором.
Деревянная опалубка столбчатого фундамента - это стандартный вариант
Временную вспомогательную конструкцию необходимо устанавливать вплотную к стенкам выкопанной скважины и перпендикулярно подошве основания. Правильность выполненной задачи рекомендуется проверять отвесом.
Если в качестве материала для сооружения опалубки были выбраны доски, то надо иметь в виду, что они должны быть тщательно смочены водой. Проигнорировав это условие, можно получить непрочные столбы, ведь сухая древесина всасывает влагу, как губка, и из-за этого ухудшает свойства бетона.
Опалубка из рубероида - это новшество
Вспомогательной конструкцией при строительстве столбчатого фундамента может стать и несъёмная опалубка из рубероида. Этот материал сразу выполняет несколько задач: служит формой для заливки бетона и защищает опоры от сырости.
Опалубка из рубероида - хорошее решение, если грунт в созданной скважине плотный и неосыпающийся.
Чтобы сделать вспомогательную конструкцию из рубероида, действуем следующим образом:
Особенности заливки фундамента
Если домашний умелец сторонник традиционного способа заливки фундамента, то для выполнения этой миссии он должен предпринять следующее:
Тот, кто не чуждается альтернативных методов сооружения основания под дом, может сделать фундамент с применением бура ТИСЭ. Инструмент позволит создать столбчатую конструкцию с уширением у основания, что предоставит уникальную возможность поставить на опоры более тяжёлую постройку или уменьшить число столбов.
Столб с уширением (по технологии ТИСЭ) формируют поэтапно:
Видео: пример строительства столбчатого фундамента по технологии ТИСЭ
Справиться с сооружением столбчатого фундамента под силу даже одному человеку. Для этой работы не нужно искать ни технику, ни наёмных рабочих, ни большого количества материалов.