Является наиболее дешевым и простым в возведении. Ему отдают предпочтение при строительстве как производственных и общественных зданий, так и одноэтажных дачных построек. Но по ряду причин применение столбчатых фундаментов имеет ограничения и не учитывать их нельзя.
Столбчатые фундаменты относятся к типу отдельных фундаментов на естественном основании и представляют собой столбы с развитой опорной частью (подошвой), передающие сосредоточенные нагрузки от колонн, углов зданий, опорных рам, балок, арок, ферм и других несущих конструкций сооружения. На столбчатых фундаментах возводят лишь достаточно легкие сборно-каркасные дома, из бруса и бревен, а также стойки заборов. При высокой неоднородности грунта основания или его большой просадоточности от использования такого типа фундамента для дачных строений лучше вообще отказаться. На слабо несущих грунтах столбы сильно и неравномерно проседают.
К разметке таких фундаментов предъявляются повышенные требования. Для просадочных грунтов и характеризующихся морозным пученьем они не годятся
Правда, этот тип фундамента широко используют для объектов промышленного и общественного назначения: большие одноэтажные здания, в которых несущими конструкциями служат колонны, а наружные стены - лишь ограждающим контуром. Но в этом случае столбчатые фундаменты имеют особо усиленную конструкцию, большое заглубление и сильно развитую подошву.
Столбчатые фундаменты делают сборными из готовых бетонных блоков, монолитными и из камня (кирпич, бути пиленый камень) на цементном растворе. В сечении они могут быть квадратными или круглыми: зависит от конструкции выбранной опалубки, в которой их отливают из бетона или формы уже готовых бетонных блоков для сборного варианта.
Если на столб должна опираться колонна (промышленные и общественные здания), то в его верхней части делаю углубление — «стакан». В отдельных случаях вместо «стакана» ставят анкерный крепеж для жесткого соединения столба с опираемой конструкцией. Столбчатые фундаменты, в зависимости от своей конструкции, подразделяются на стаканные и бесстаканные. Причем, стаканные выполняют только в бетоне, а бесстаканные - из бетона и камня.
Столбчатый фундамент стаканного типа оптимален для стоек забора. Столб можно отпито заранее или прямо в отрытом под него колодце. В опорной части (подошва) он имеет расширение.
Устройство столбчатого фундамента
Заложение такого фундамента под несущий каркас будущего строения, как правило, делают открытым способом, в предварительно отрытых колодцах или траншеях ниже глубины промерзания грунта: разжиженный грунт и воду удаляют со дна, делают подсыпку из песка или щебня толщиной не более 10 см и трамбуют. Сперва заливают в опалубке (или монтируют из блоков) подошву фундамента, затем - столб (можно сложить из камня).
Площадь подошвы выбирают (рассчитывают специалисты) в зависимости от передаваемой на грунт нагрузки и его просадочности. При больших нагрузках на столбчатый фундамент его армируют (усиливают). Для относительно легких построек (одноэтажных) и сооружений от армирования можно отказаться. Но конструкция столба должна быть такой, чтобы эпюра распределения в нем нагрузки имела угол наклона более 60°. Если угол меньше, неармированная подошва разрушится. Колодец (траншею) с готовым столбчатым фундаментом обратно засыпают песком, послойно и трамбуя.
Нагрузка на столбчатый фундамент определяет его размеры и конструкцию. Оптимальное восприятие нагрузки фундаментом и перенос ее на грунт основания показан на эпюре сопротивления: угол 60° и более гарантирует запас прочности даже не армированному фундаменту, менее 60° фундамент требует усиления армированием
Для столбчатого фундамента важно чтобы его подошва находилась ниже глубины промерзания грунта. Но при его возведении не всегда удается понизить уровень грунтовых вод ниже глубины промерзания. Поскольку бетонные работы в таких условиях весьма затруднительны, столбчатые фундаменты лучше делать сборными из готовых бетонных блоков, укладываемых на цементный раствор. Для подошвы следует использовать армированные блоки.
Ошибки при устройстве столбчатого фундамента
Коснемся лишь дачного строительства, где самой распространенной ошибкой в устройстве столбчатого фундамента является отсутствие в нем развитой опорной части (подошвы). Связано это с тем, что стремясь снизить трудоемкость работ, столбы фундамента заливают из бетона в выбранных в грунте вертикальных колодцах равного сечения: выкапывают или бурят вертикальный канал, стенки которого обкладывают рубероидом или погружают в грунт трубу обсадным способом и заливают туда раствор. Как правило, такие столбы начинают быстро и неравномерно проседать даже при весьма хорошем грунте основания.
Если вы выбрали именно эти технологии возведения столба, рекомендуем нижнюю часть колодца хоть немного расширить: аккуратно выбирая грунт из стенок небольшой лопаткой или трамбуя его ниже окончания обсадной трубы. Но форма и размеры всех таких колодцев для одной постройки должны быть идентичны. Иначе не избежать неравномерной осадки столбчатого фундамента даже в хорошем грунте.
Столбчатый фундамент на просадочных грунтах (илистых или торфяных) - дом интенсивно и длительный период погружается в грунт даже при развитых подошвах в основании столбов.
Столбчатый фундамент возводят на глинистых грунтах с морозным пученьем. Зимой такая постройка на таком фундаменте не в состоянии компенсировать выталкивающее действие сил даже от незначительного морозного пученья: столбы поднимаются из грунта и уходят в сторону, даже с подошвами, заложенными ниже глубины промерзания. Эго явление можно наблюдать после каждой зимы на стойках заборов, установленных на столбчатых фундаментах, но их подправить намного легче, чем заваливающийся дом.
Допускаются ошибки и при разметке столбчатого фундамента. Поскольку столбы заводят под места локальных нагрузок от несущих конструкций постройки (стойки колонны или балки опорной рамы), важно чтобы они имели центральное загружение и были строго вертикальны. В противном случае, в передаваемой на столб нагрузке возникает боковая составляющая, которая уводит его в сторону. К аналогичным последствиям может привести недостаточное количество столбов под нагруженной балкой: балка прогибается и передает на столбы боковое усилие.
Можно ли исправить допущенные ошибки, если дом уже построен?
Во-первых, в силу своей конструкции, такие дома передают на каждый столб одинаковые нагрузки.
Во-вторых, если фундамент все-таки уходит в грунт, да еще и неравномерно, такие дома можно выправить:
- под нижний венец сруба или опорную раму подводят домкраты (над столбами) и приподнимают или выравнивают дом; столбы наращивают и выравнивают по уровню бетонным раствором или каменной кладкой;
- после набора бетоном необходимой прочности, дом равномерно опускают домкратами на столбы.
При необходимости, такие дома выдержат не один подобный ремонт. Эти работы доверяют только специалистам.
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.
Для легких небольших зданий строится столбчатый фундамент. Это один из наиболее дешевых видов фундамента, который, кроме минимальных финансовых затрат, не требует привлечения специалистов. Его легко возвести, имея базовые навыки в области строительства. Как сделать фундамент столбчатый своими руками? Об этом чуть позже, сначала рассмотрим, для каких сооружений он предназначен.
Виды построек
Такой вид основы устанавливается для следующих построек:
- беседок;
- террас;
- хозблоков;
- садовых домиков;
- летних кухонь;
- гаражей и других подобных сооружений.
Столбовой фундамент способен выдержать даже каркасные одноэтажные дома. Что касается многоэтажек или зданий из тяжелых материалов, для них он не подходит.
Преимущества и недостатки
В число преимуществ столбчатого фундамента можно отнести легкость сооружения, отсутствие необходимости использования специальной техники. Он подойдет под любой вид почвы, кроме грунта, где близко залегают подземные воды. Для возведения такого фундамента не требуется сложных ландшафтных работ и больших материальных затрат. К плюсам относится и высокая скорость сооружения, а также прочность конструкции.
Недостатки состоят в неспособности выдерживать большие нагрузки и невозможность создания подвального помещения.
Чтобы возвести столбовой фундамент своими руками, можно использовать несколько разных вариантов строительных материалов, что также является приятным плюсом. Среди них стоит выделить:
- асбестовые трубы – удобный материал, прост в использовании;
- кирпич – долговечный и прочный, но дорогой, имеет сложность укладки в шурфе и способен деформироваться в результате пучения почв;
- дерево – экономичный вариант, прост в монтаже, однако имеет небольшой срок службы и необходимость в сложной системе гидроизоляции;
- железобетон – прочный и долговечный, но появляются трудности в сооружении съемной опалубки, необходимой под столбики.
Таким образом, столбчатый фундамент бывает сборный и монолитный. Специалисты рекомендуют отдать предпочтение монолитной основе. При ее возведении обязательно используют арматуру, которая позволяет выдерживать большие нагрузки.
При использовании кирпича (сборный тип основы) неоднократное замерзание и оттаивание почвы приведет к выталкиванию столбиков. В результате будут расходиться швы, появляться трещины, перекос. Исходя из этого, рекомендуется возводить столбчатый фундамент, используя асбестовые трубы и железобетон.
Расчеты
При расчете столбового фундамента за основу берутся такие показатели, как вид почвы, глубина промерзания грунта, вес конструкции. Они оказывают влияние на прочность будущей постройки.
В зависимости от вида почвы, на которой планируется возводить сооружение, подбирается конструкция столбиков. При близком размещении грунтовых вод к поверхности земли выполняются дополнительные мероприятия с привлечением специалистов. В случае если подземные воды находятся глубоко, можно не предпринимать предварительной подготовки, а смело приступать к процессу строительства.
От уровня промерзания земли также многое зависит. Столбики заглубляются ниже него. Если не придерживаться такой рекомендации, фундамент будет деформироваться зимой в период морозов. Таким образом, если уровень промерзания почвы находится на глубине 1 метра, столбы заглубляются на 1,2 или 1, 5 метров.
Расстояние между столбиками и их заглубление также зависит от типа фундамента и веса будущей конструкции. При нормальных условиях между ними стоит соблюдать расстояние в 2 метра.
Существует еще один нюанс. Столбики обязательно устанавливаются на самых главных узлах, к которым относятся внешние углы, примыкания внутренних стен и различные пересечения. Это позволит повысить прочность всего сооружения. Средняя глубина установки столбов в местах важных узлов составляет 1,5−2 метра, однако это значение может изменяться в зависимости от участка.
Подготовительные работы
Независимо от того, какой материал будет использован, подготовительные работы предусматривают почти одинаковые действия. Необходимо создать чертеж-схему, где указывается точное расстояние между столбами, форма основы.
Прежде чем начать строительство, необходимо подготовить местность. Разметка столбчатого фундамента своими руками производится с использованием веревки и нескольких колышков. С площади земли, отведенной под строительство, снимается дерновый слой толщиной до 30 см. Благодаря этому удастся сделать подушку из щебня и песка для дренажа и защиты от прорастания растительности. Затем нужно вырыть требуемое число шурфов, для чего используется ручной бур.
Также стоит учитывать еще один нюанс. Поперечное сечение ямок на 10−15 см больше, чем аналогичный показатель самих столбиков. Это выполняется, чтобы предусмотреть место для различных технологических мероприятий (кладки кирпича, создания гидроизоляции).
Использование асбестовых труб: инструкция сооружения фундамента
После подготовительных мероприятий стоит приступить к установке столбиков. В шурфы засыпается песок и щебень, которые в дальнейшем утрамбовываются. Затем используются асбестовые трубы, диаметр которых составляет от 20 см. Они устанавливаются на дно вырытых ямок. В каждую трубу в обязательном порядке помещается по 2−3 металлических прута. Они плотно вдавливаются в землю на 15 см. Используются ребристые прутья диаметром 12−14 см. Это позволит обеспечить надежное сцепление с бетонной смесью. Каждые 50 см арматуры следует перевязать проволокой.
Следует также указать на требуемую длину проволоки. При расчетах нужно учитывать 20 см арматуры, прибавить глубину шурфа и предусмотреть дополнительно 20 см (для связывания вертикальных прутьев с горизонтальными, установленных по периметру основы). Эти мероприятия выполняются до того как залить столбчатый фундамент своими руками.
Затем внутрь труб, а также около них заливается раствор бетона.
До того момента, пока он не успел схватиться, необходимо с помощью строительного уровня откорректировать ровность основы. Во время застывания столбики нельзя трогать. Когда бетон застынет, можно приступить к созданию горизонтальной составляющей, имеющей название ростверка. Для нее используются сборные блоки из бетона или цельные конструкции, выполненные из арматуры и бетона, а также оконтурированные опалубкой съемного типа (из дерева).
Монолитный столбовой фундамент: инструкция
Данный метод возведения столбового фундамента мало отличается от предыдущего варианта. Различие состоит в том, что в вырытых ямках стоит предусмотреть вертикальные опалубки.
Они съемного типа и распираются между стенками. И только после этого можно приступать к изготовлению столбиков, для чего применяется раствор бетона. Желательно использовать цемент марки не ниже М200. Обязательным требованием является создание арматурной обвязки внутри опалубки. После этого заливается бетонный раствор. Необходимо еще раз напомнить, что длина прутьев над землей должна составлять 20 см как минимум.
Когда бетонный раствор застынет, сбивается опалубка, выполняются мероприятия по гидроизоляции опор. При этом желательно воспользоваться рубероидом, с помощью которого происходит обертывание столбиков в 2 или 3 слоя.
Как уже было сказано выше, вторая составляющая фундамента такого вида – ростверка. После установки опалубки горизонтальные и вертикальные прутья перевязываются между собой, затем заливается раствор бетона. Когда ростверки застынут, стоит приступить к созданию гидроизоляции с помощью рубероида. Сверху устанавливаются плиты перекрытия.
В конце стоит указать на некоторые нюансы, которые нужно знать, прежде чем выполнить устройство столбчатого фундамента своими руками:
- для получения однородной консистенции бетонного раствора и обеспечения большей прочности конструкции рекомендуется замешивать его в бетономешалке;
- фундамент нужно обустроить забиркой, способной обеспечить защиту от порывистого ветра и попадания снежных заносов под сооружение (она создается из бутового камня или кирпича);
опалубка изготавливается из оструганных досок, толщина которых составляет от 3 см и более.
Представляет собой систему столбов - опор, которые располагаются в строго определенном расчетным путем порядке.
Этот вид фундамента целесообразно использовать при возведении относительно небольших легких зданий без подвалов, имеющих, как правило, не более двух этажей, а также различных построек для хозяйственных нужд и легких конструкций каркасного типа.
При наличии на Вашем участке следующих условий не рекомендуется возводить столбчатый фундамент, лучше выбрать другой способ устройства основания здания:
- Грунт на участке отличается подвижностью в горизонтальной плоскости. Устранить влияние этого фактора можно с помощью устройства более мощных ростверков (об этом ниже), но такие работы увеличат общую трудоемкость процесса и поднимут расходы на материалы.
- Требуется возведение дома массивной конструкции: со стенами из железобетона или кирпича.
- Наличие слабонесущих грунтов (глина, торф, насыщенные водой или просадочные породы);
- Значительный перепад высот на участке, отведенном под строительство, составляющий более 2-х метров.
К преимуществам столбчатого фундамента относятся относительно невысокая трудоемкость его обустройства и отсутствие необходимости проведения земляных работ в значительных объемах, что позволяет уменьшить затраты на строительные работы и материалы. Стоимость его возведения по сравнению с ленточным будет меньше на 30-50%.
На срок службы столбчатого фундамента влияет вид материала, который используется для изготовления опор, и он в среднем составляет:
- для деревянных столбов - в зависимости от породы древесины от 7 до 15 лет без дополнительной обработки и от 10 до 30 лет при использовании обжига или специальных составов;
- для столбов из красного кирпича - до 40 лет;
- бутовых или бетонных опор - 50-80 лет;
- монолитных бетонных столбов с армирующей обвязкой - до 150 лет.
Однако приведенные цифры достаточно условны, так как необходимо учитывать еще множество факторов, влияющих на долговечность столбчатого фундамента. Прежде всего - это качество применяемых материалов, характеристики бетонов и растворов, используемых для выполнения кладки, и правильное гидроизолирование опор.
К примеру, обрабатывать бетонные столбы при устройстве фундамента достаточно сложно, поэтому для их изготовления применяется влагостойкий бетон, а деревянные опоры покрывают специальными составами.
Типы столбчатого фундамента, материалы и особенности
В зависимости от глубины расположения основания столбчатые фундаменты делятся на следующие виды:
- Незаглубленные - глубина их заложения составляет в среднем от 0,3 до 0,5 глубины промерзания почвы в данной местности.
- Малозаглубленные - к ним относят основания зданий, заложенных на глубине равной 0,5—0,7 глубины промерзания согласно нормам.
- Заглубленные , основание которого опускается на уровень промерзания грунта и ниже.
Изготавливают опоры столбчатого фундамента из различных материалов. На выбор определенного вида материала влияет,в первую очередь, вес возводимого здания.
Для столбов может использоваться:
- бутовый камень или камень-плитняк , имеющий средние размеры, причем нужно подбирать материал для опор одних параметров;
- красный кирпич хорошего обжига , так как материал низкого качества может быстро разрушиться;
- комбинация бетона и бутового камня ;
- монолитный железобетон ;
- блоки из железобетона и бетона ; трубы из асбестоцемента или металла , заполненные бетонной смесью;
- древесина твердых пород .
Для обеспечения устойчивости здания и длительной его эксплуатации опоры при сооружении фундамента должны выдерживать значительную нагрузку, что возможно лишь при определенных габаритах. Размеры каждого столба, глубина их заложения, количество столбов, места расположения, а также расстояние между соседними столбами являются расчетными. Определенно не стоит в данном случае применять метод "на глаз", лучше воспользоваться помощью профессионалов или специализированных программных инструментов .
По конструкции столбчатый фундамент сооружают монолитным (из железобетона), комбинированным (трубы из асбестоцемента или железа, залитые раствором) или сборным из отдельных элементов (кирпич, камень или готовые блоки) . Кроме того, возводят фундамент подобного типа, используя готовые столбы из железобетона или дерева .
К особенностям монолитного столбчатого фундамента относятся: использование в качестве основного материала бетонна; трудоемкость из-за соблюдения технологии сооружения столбов; необходимость обустройства опалубки и использования арматуры; надежность, долговечность и прочность конструкции.
Img by OakleyOriginals - flickr
Менее трудоемкий и возводится с использованием штучных элементов. Такой фундамент широко использовался в прошлом, он отличается следующими параметрами: значительным сокращением сроков сооружения основания; необходимостью проведения гидроизоляционных работ. Кирпичный фундамент применяется довольно редко из-за сложности возведения и способности кирпича впитывать влагу, разрушаясь под ее воздействием. Поэтому часто используется комбинированный вариант, при котором нижняя часть опор, находящаяся в земле, отливается из монолитного бетона, а верхняя возводится из кирпича. Фундамент из бетонных блоков менее подвержен разрушению под действием влаги, но впитывает ее, поэтому нуждаются в проведении гидроизоляционных мероприятий. Кладку из блоков выполняют с обязательной перевязкой швов, а для усиления прочности в пустоты устанавливают металлические стержни и заполняют их раствором.
Особенности комбинированного столбчатого фундамента: сокращение сроков строительства основания; не требуется точно соблюдать глубину заложения всех опор, так как этот параметр корректируется .
Img by Ashley Basil - flickr
Применяющихся в качестве столбов, напоминает свайный, но характеризуется меньшей глубиной заложения.
Характерные черты возведения фундамента из готовых столбов: увеличение скорости сооружения ; снижение трудоемкости выполнения работ . Для этой технологии применяются опоры из древесины или железобетона .
Под дома из дерева, особенно возводимые по каркасной технологии, можно устанавливать столбы из древесины хвойных пород или дуба, обработанные специальным составом от гниения.
Для того чтобы увеличить устойчивость опор и исключить их горизонтальное смещение, верхние торцы столбов соединяются между собой металлическими балками, швеллером или монолитной конструкцией из железобетона, называемой ростверком . В зависимости от климатических условий и рельефа местности его нижняя часть может быть заглубленной в траншею, располагаться на уровне земли или иметь зазор между почвой и поверхностью фундамента. Чтобы защитить стены от неблагоприятного воздействия грунта и влаги на столбчатом фундаменте сооружают цоколь .
Технология (этапы монтажа)
Перед тем, как приступить к сооружению столбчатого фундамента, необходимо провести расчеты для выбора материала и определения количества столбов и мест их установки, глубины заложения и других параметров.
Для этого понадобятся следующие данные:
- характерные особенности грунта;
- материал строения;
- величина глубины залегания грунтовых вод;
- уровень промерзания почвы;
- величина силы морозного пучения;
- конструктивные особенности здания (его высота, тип перекрытий, материал кровли);
- величина нагрузок в каждой точке.
Можно воспользоваться специальными программами, прибегнуть к помощи специалистов или сделать это самостоятельно. В последнем случае проверяют несущую способность опор, учитывая тип грунта. Для чего сравнивают предельную нагрузку столбов на почву с допустимой нагрузкой, которая зависит от показателя прочности грунта. На основании полученных данных возводится поэтапно столбчатый фундамент:
1. Проведение подготовительных работ
Сначала рабочую площадку расчищают, если есть в наличии грунт с растительным слоем — его убирают, отступая не менее 2—5 м от периметра планируемого фундамента. Затем на глинистых почвах устраивают подушку из песка и гравия, песчано-каменистые используются без изменений, а для торфяных и илистых потребуется устройство искусственного основания. В заключение проводят выравнивание площадки по горизонтальной плоскости, для чего срезают бугры и засыпают ямы, ориентируясь по уровню.
2. Разметка фундамента
На участке проводят разметку осей дома, правильность которой контролируется точным измерением и проверкой соответствия углов 90⁰. Необходимо также наметить низ траншеи, хотя бы по углам здания, при этом ее глубина должна совпадать с проектной величиной. По чертежам размечают месторасположение каждого столба, а для контроля их по высоте используют колышки с натянутым между ними шнуром. Применение специальных измерительных приборов обеспечит точность разметки.
3. Земляные работы
Для фундамента из монолитного железобетона роют ямы прямоугольной формы вручную или с помощью средств механизации. Если глубина заложения опор не превышает 1 м, то стенки ям не укрепляются. В противном случае шурф роют с откосами и с последующим укреплением их досками. Чтобы устранить морозное пучение грунта на дно укладывают подушку из гравия или его смеси с крупным песком. Подушку проливают водой и уплотняют с помощью трамбовки, а затем укладывают рубероид или полиэтилен, которые предотвратят осушение заливаемого бетона.
4. Возведение столбов
Если столбы сооружают из монолитного бетона, то на этом этапе из досок, фанеры или древесно-стружечных плит монтируют опалубку, проверяя ее на соответствие вертикальной оси с помощью отвеса. При использовании в качестве столбов металлических или асбестоцементных труб их располагают на 30—40 см выше уровня грунта. Сооружение столбчатого фундамента из блоков или кирпича состоит из укладки на подушку слоя гидроизоляции, формирования подложки из материала и выполнения кладки. Для закрепления кирпича или блоков между собой используют цементный раствор. Столбы из древесины изготавливают из твердых пород, а снизу монтируют крестовину, которую утапливают в бетоне. Перед установкой дерево обжигают или обрабатывают специальными защитными антисептиками против гниения. Опоры из асбестоцементных или металлических труб устанавливают в ямы на подготовленную подушку, затем в них заливается бетонная смесь. Для армирования подобных столбов используют ребристую арматуру. Столбы из бутового камня нежелательно применять в пучинистых грунтах, так как при эксплуатации дома и воздействии нагрузки опора может расслоиться. Для предотвращения подобных вариантов развития событий столбы устраивают в форме трапеции с расширением к низу.
5. Установка арматуры
Армирование столбов выполняется с помощью металлических стержней, установленных в вертикальном направлении и горизонтальных перемычек из проволоки. Стержни необходимо располагать с таким расчетом, чтобы в последующем можно было связать каркас готового столба и ростверка, то есть необходимо предусмотреть выход арматуры над поверхностью опоры.
6. Заливка бетонной смеси
Монолитные столбы заливают, используя смесь цемента, гравия, песка и воды, либо товарный бетон предварительно поместив на дно опалубки гидроизолирующий материал, в качестве которого применяется рубероид.
7. Устройство ростверка
Для обеспечения устойчивости и жесткости столбчатого фундамента сооружают ростверк, которым соединяют опоры между собой. Его можно выполнить из металлической балки, швеллера, а также в виде сборного или монолитного элемента.
8. Устройство забирки
При возведении столбчатого фундамента для того, чтобы утеплить пространство под полом и предотвратить попадание в него снега, влаги и проникающего холодного воздуха, а также мусора или пыли устраивается забирка. Она представляет собой ограждающую стенку и может сооружаться из любых материалов, но чаще всего используют кирпич или камень. Основанием забирки служит стяжка из бетона, которая не имеет заглубления и укладывается на подушку из песка. Для ее сооружения потребуется опалубка, а также каркас из металлических прутков, предотвращающий возможные разрывы бетона из-за движения почвы. Укладывая материалы для забирки на стяжку, необходимо позаботиться о технических отверстиях для подводки различных инженерных коммуникационных сетей.
Img by Yusoff Abdul Latiff - flickr
Технология возведения столбчатого фундамента не отличается особой сложностью и не требует выполнения земляных работ в значительном объеме, в результате чего снижается трудоемкость его монтажа. Такая основа - оптимальный выбор при строительстве легких сооружений, хозяйственных построек и домов (как правило из дерева) не выше 2-х этажей. Выбор устройства фундамента на столбах позволяет значительно снизить расходы на материалы и способствует упрощению подводки инженерных коммуникаций. К тому же высокая скорость сооружения основы дает возможность почти сразу приступать к строительству дома, исключая ситуацию, когда опоры изготовлены из монолитного бетона и требуется около 30 дней для набора его прочности. Однако при возведении столбчатого фундамента своими руками могут возникнуть некоторые затруднения. Во-первых, главная проблема - правильно рассчитать количество столбов и выбрать глубину их заложения. Ошибка в расчетах нагрузки и оценке несущих способностей грунта может обернуться неравномерностью оседания фундамента. Избежать этого можно, если доверить работу специалистам, а также самостоятельно изучив технологию строительства такой разновидности фундаментов.
На первый взгляд может показаться, что возвести своими руками столбчатый фундамент для дома – задача практически непосильная. Однако данное утверждение не соответствует действительности.
Особенности столбчатого фундамента
Первоначально нужно разобраться с определением столбчатого фундамента. Если упрощенно – комплекс опор, несущих на себе вес возводимой конструкции. Стойки устанавливаются в местах максимальной нагрузки – это угловые точки здания, точки соединения стен и пролеты длиннее 2,5 метров.
Дистанция между стойками, равно как и форма столбов является расчетными величинами, зависящими от ряда факторов:
- вид стоек;
- материал изготовления;
- конструкция здания;
- планируемая масса сооружения;
Стандартно расстояние бывает 1,5 - 2,5 м, диаметр в разрезе для круглых опор от 20 до 25 см. Размер для прямоугольных от 25 на 25 до 40 на 40 см. Желательно чтобы наземная часть была не менее 50 см в высоту, длина подземной части зависит от глубины закладки.
Верхние точки опор должны находиться на одном уровне, что необходимо тщательно проверить после установки стоек и скорректировать, если нужно.
Недостатки и преимущества
Прежде чем возводить столбчатый фундамент своими руками для каркасного дома, необходимо понять, в каких случаях его использование подходит, а в каких не имеет смысла, а также его плюсы и минусы.
Недостатки:
- невозможно обустроить подвал будущего дома;
- нельзя использовать на плывучих и насыщенных водой грунтах
Достоинства:
- быстрое высыхание и ;
- незначительные затраты;
- возведение в любой сезон;
- отдельная установка каждой опоры;
- простота установки;
- доступная замена и ремонт.
Виды столбчатых фундаментов
Существуют разные основания в зависимости от параметров, формы опор в разрезе, материалов и процессов производства столбов и глубины закладки основания. В разрезе стойки бывают круглыми, квадратными, прямоугольными. Изготовить опоры возможно в монолитном виде из бетона, или в сборном из кирпичей, блоков, бута.
Классификация по глубине закладки следующая:
- для пучинистой почвы заглубленные столбы закладывают ниже точки промерзания;
- для непучинистых и малопучинистых почв с песчано-гравийной воздушной насыпью используют малозаглубленные стойки с закладкой до 70% от точки промерзания почвы;
- для незаглубленных для малопучинистых или непучинистых почв с использованием плотной песчаной подушки.
Устройство основания
Чтобы грамотно возвести столбчатый фундамент своими руками для каркасного дома, важно отчетливо понимать устройство и процесс его возведения.
Работы с грунтом
- Для начала работ необходима подготовка участка для возведения основания.
- Полная уборка мусора и снятие дерна примерно на 15-20 см.
- Выравнивание поверхности земли.
- Разметка участка колышками по плану. Колышки устанавливаются по угловым точкам будущего фундамента, соединяются шнуром, после чего по периметру сверяется точность разметки.
- Проводится разметка точек установки столбов.
- Выкапывание углублений.
Устройство опор
1. Кирпичные опоры . Отдельные ситуации дают возможность опорные стойки изготавливать из кирпича, что целесообразно делать на стабильных грунтах и в местах глубокого залегания грунтовых вод.
Укладка возможна двумя способами:
- укладка на подушку из песка;
- сооружение бетонного башмака, затем кладка из кирпича на затвердевшее основание.
Наиболее часто готовят опоры 25 на 25 см (ряд из 2-х кирпичей). Если планируется сооружение большого здания, то можно заложить по 4 кирпича – 38 на 38 см с дополнительной установкой арматуры внутрь столба.
Важно соблюдать исключительно вертикальное положение опор с регулярной проверкой отвесом или уровнем.
2. Блочные . Альтернативный вариант – стеновые или башмачные (подушечные) прямоугольные бетонные блоки размером 20 на 20 на 40 см. Вторые должны быть монтированы поверх подушки из песка в основании опор, форма стоек трапециевидная. Наиболее часто возводятся в качестве малозаглубленных или незаглубленных опор.
3. Монолитные . Подобные опоры производятся заливкой бетонного раствора в заранее установленную опалубку, круглые или прямоугольные в сечении, дополнительно армированные стальными стержнями.
4. Прямоугольные опоры . Опалубка для подобных опор сооружается из фанеры или обрезных досок. Если возведение происходит на устойчивом грунте, то опалубка создается естественным путем из стенок углублений. До заливки раствора необходимо покрыть стенки ямы гидроизоляционным материалом.
При монтировании стоек в рыхлых грунтах нужно возводить опалубку по всей высоте будущего столба, углубления выкапываются таким образом, чтобы ее без проблем установить и зафиксировать.
5. Круглые столбы . Допускается возведение круглых в сечении опор. Для изготовления бурятся скважины 20 - 25 см в диаметре. Технология возведения совпадает с изготовлением прямоугольных опор, вместо опалубки служит рубероид, трубы из пластика или асбеста.
В некоторых случаях допустима технология ТИСЭ, когда используются специализированные буры с плугом для скважин с расширением внизу в целях увеличения площади опоры.
6. Комбинированные опоры. В ряде случаев столбчатый фундамент своими руками для каркасного дома возводится не из одного материала, а из двух. К примеру, сначала осуществляют бетонирование заглубленной части опоры, после чего возводится наземная часть, но уже с применением кирпича.
Опалубка
До возведения опалубки для обоих вариантов установки необходимо создать подушку из смеси песка и гравия высотой 30 - 50 см для малозаглубленных и незаглубленных стоек и 10 - 20 см для заглубленных стоек.
На подушке строго вертикально монтируется опалубка, закрепляемая упорами. Внутри стенки покрываются гидроизоляцией.
Опоры могут быть равномерной толщины по всей длине или с утолщенным низом – «башмаком». При этом ширина ямы для опоры должна соответствовать его габаритам. «Башмак» может быть установлен отдельно с выпуском из него арматуры, вслед за его затвердеванием опалубка опоры устанавливается сверху.
Четыре ребристых арматурных прута диаметром 10 – 12 мм составляют каркас, соединяются хомутами 6 - 10 мм в диаметре из ребристой или гладкой арматуры. Дистанция между арматурой и опалубкой более 3 мм, аналогичный зазор от подушки в целях антикоррозийной защиты металла. Обеспечить расстояние можно посредством пластиковых подставок, которые также предотвратят смещение арматуры.
При возведении опор с «башмаком» стержни устанавливаются до монтирования опалубки.
Если не планируется ростверк, то верхняя точка окончания арматуры на 5 - 6 см вниз относительно уровня заливки раствора. Предусматривается установка закладных шпилек диаметром 14 - 16 мм для соединения опор с нижней обвязкой.
Для фундаментов, где запланировано возведение ростверка, каркас выступает на 15-25 см над уровнем заливки в целях увязки с каркасом последнего.
Далее производится заливка бетонного раствора, изготовленного самостоятельно или покупного маркой не меньше . Заливка порционная с утрамбовкой вибратором или иными средствами. Снятие опалубки допустимо после окончательного затвердевания.
Ростверк
Можно устанавливать ростверк, можно обойтись и без его возведения. Это цельнолитая конструкция из бетона, которая служит для обеспечения равномерности нагрузки на опоры. Нижняя поверхность высокого ростверка располагается на расстоянии 10 - 20 см от поверхности грунта, низкого – укладывается на песчано-гравийную заглубленную в грунт на 15 - 10 см подушку.
Опалубка для ростверка
Чтобы установить висячий ростверк – необходимо соорудить опалубку. Здесь допустимы два способа установки: расположить днище на уровне оголовков опор, или соорудить ее на полную длину до уровня грунта, после чего засыпать пространство между грунтом и ростверком песком. Опалубка обязательно должна быть закрыта гидроизоляцией.
Важна высота опалубки, ее верх должен оканчиваться вровень с уровнем заливки бетонного раствора, или превысить его на 5 - 6 см. Высота ростверка находится в зависимости от его вида и типа сечения опор: для висячего от 25 до 30 см, для низкого основания 50 см, и ширина от 25 до 40 см.
Армирование
Каркас составляется из 1 - 2-х рядов продольно расположенной арматуры, которая соединяется поперечными стержнями или хомутами. Соединение происходит посредством мягкой проволоки. Зазор между каркасом и опалубкой не меньше 3 - 5 см, это же правило действует относительно верхней поверхности ростверка.
Арматура должна быть увязана с выпусками арматурных каркасов опор. В случае превышения длины выпусков арматуры опор над высотой ростверка, они должны быть согнуты по высшим точкам поверхности ростверка под 90°.
Закладные для продухов монтируются на этапе крепления опалубки вместе со шпильками для фиксации нижней обвязки. Диаметр последних составляет 14 - 16 мм, а ставятся они строго параллельно опорам по линии нахождения бруса нижней обвязки.
Бетонирование ростверка
Заливка бетона осуществляется тщательно, с полным покрытием арматуры и без образования полостей. Рекомендуется применять инструменты для утрамбовки раствора. По окончании процесса заливки необходимо выровнять верхний слой с тем, чтобы поверхность была ровной по всей площади. Снятие опалубки допустимо только после того, как бетон затвердеет полностью.
Использование гидроизоляции
Для тех частей, которые являются надземной составляющей опор, необходима гидроизоляция, поскольку являются уязвимыми для воздействия окружающей среды и веса здания. В целях защиты от внешних источников влаги (дождя, снега), ветра, физического и химического воздействия можно использовать рубероид или предназначенные для подобных задач растворы.
Заключение
В целом, очевидно, что столбчатый фундамент своими руками для каркасного дома – это задача вполне посильная. К тому же установка подобного основания дает возможность соорудить действительно надежный фундамент будущего дома.