Производство винтовых свай
Проектирование
Профессиональные расчеты фундаментов
Установка свайных фундаментов
г. Москва, Огородный проезд, д.4
Ежедневно с 10:00 до 21:00
 

Столбчатый фундамент – экономное решение в малоэтажном строительстве

Содержание

  1. Столбчатый фундамент – экономное решение в малоэтажном строительстве
  2. Особенности строительства
  3. Варианты столбчатого фундамента
  4. Критерии выбора столбчатого фундамента
  5. Противодействие морозному пучению
  6. Противопоказания для столбчатого фундамента
  7. Устройство столбчатого фундамента
  8. Технология устройства столбчатого фундамента
  9. Организация ростверка (видео)
  10. Изготовка ростверка и забирки

Столбчатый фундамент – универсальный вариант, пользующийся популярностью в частном домостроительстве. Помимо очевидной экономии на материалах, к преимуществам данного варианта можно отнести возможность устройства надежного основания дома в сложных условиях (высоком уровне грунтовых вод, слабых физико-механических показателях грунтов).

Столбчатый фундамент, представляющий собою каменные опоры, позволяет возводить здания с массивными стенами в местности, где глубина грунта, пригодного в качестве основания, значительно удалена от дневной поверхности земли. При этом для горизонтальных связей столбчатого основания ростверк заменяется железобетонными рандбалками.

столбчатый фундамент

Особенности строительства

Прежде всего стоит отметить, что строительство дома должно вестись по типовому или индивидуальному проекту, в котором имеется пояснительная записка, все необходимые расчеты и смета. В случае, когда местность снабжена инженерными коммуникационными сетями, вблизи участка застройки находятся другие здания, которые могут повредиться от постройки нового дома, необходимо наличие такого документа как ПОС (проект организации строительства). В нем содержатся сведения об особенностях и последовательности строительных работ. В случае необходимости детализации процесса составляется ППР (проект производства работ), в котором конкретизируется вся информация о технологии работ и т.д. Это необходимо, для того, чтобы не возникало таких проблем:

    • простоя строительства из-за нехватки материалов или средств, выделенных на него;
    • проблем с органами, контролирующими законность возводимых зданий;
    • непредвиденных трудностей, возникающих в результате неграмотного строительства на свой страх и риск (обрушение и аварийное состояние здания, его неравномерная осадка или даже просадка стен);
    • отсутствие сведений о типе и свойстве грунта, его морозном пучении уровне грунтовых вод, на участке под застройку может привести к фатальным ошибкам в самом начале строительства;
    • большие затраты на исправление последствий безграмотного производства работ.

Варианты столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент может быть изготовлен из различных видов строительных материалов. Целесообразность того или иного варианта решения определяется рядом факторов.

Тип фундамента определяет глубина заложения столбов, они бывают мелко заглублёнными и заглубленными. Под термином «заглублённый» подразумевается погруженность фундамента в грунт ниже глубины его промерзания. Этот вариант хорошо себя зарекомендовал при строительстве в сложных условиях: высокий уровень грунтовых вод, пучинистые грунты, большой вес здания.

В зависимости от способа изготовления столбов фундамент может быть монолитным или сборным. Монолитный фундамент применяют при значительных нагрузках, сложных грунтах, в то время как сборный (из блоков, кирпича) применим при мелком заложении и более благоприятных условиях. Нужно отметить, что монолитный фундамент значительно прочнее, чем сборный по причине отсутствия множества заделок и швов.

Конструкции столбчатого основания из железобетонных блоков отличаются от аналогичных фундаментов из кирпича наличием сварных швов.

По материалу изготовления столбчатый фундамент бывает таких видов:

Название Особенности изготовления Применение Минимальная площадь поперечного сечения, мм
Деревянный Материал – комлевая часть дуба или лиственницы. Основание – утрамбованный щебень или подушка (столб погружается в слой незастывшего бетона на 15 см). Фиксируется вертикально при помощи косынок.

Глубина заложения – до 1,2 м под внешние стены (минимум 0,75 м) и не менее 0,5 м под внутренние

Используется только для строительства легких деревянных домов, в том числе каркасных. Главное условие – отсутствие проблемных грунтов. Даже при обработке антисептиком и прекрасной гидроизоляции срок службы не более 20 лет. 200-400
Кирпичный Лучше использовать кирпич-железняк марки 100 и выше. Кладочный раствор изготавливается из соотношения цемента (марки300 и выше) и песка 1:3. Необходимо использовать арматурную сетку каждые 25-40 см. Строительство одноэтажных каркасных домов. Не использовать при высоком уровне грунтовых вод. Нельзя строить фундамент глубокого заложения. Менее надежен, чем бутовый или бутобетонный столбчатый фундамент 510*510
Бутовый Используют крупные камни твердых горных пород высотой не более 30 см. При слабых грунтах в основании устраивается подушка из бетона. Кладка ведется при помощи раствора. Необходимо обеспечить перевязку швов и равномерную передачу нагрузки по всей поверхности камня. Пустоты и щели заполняют щебнем. Подбора подходящих камней усложняет процесс строительства. Такой фундамент способен воспринимать и нести значительные нагрузки, долговечен и влагостоек. 600*600
Бутобетонный Заполнитель – мелкие булыжники, гравий и щебень, бой кирпича. Ширина заполнителя не должна превышать ширины 1/3 столба. Изготавливаются с использованием опалубки. Между опалубкой и камнем расстояние от 5 см и более, а между самими камнями – от 4 до 6 см. Заливают бетонную смесь в опалубку на 15-20 см, затем укладывают заполнитель и трамбуют. Повторяют до заполнения опалубки. Один из самых прочных вариантов столбчатого основания с прекрасной несущей способностью. Способно воспринимать значительные нагрузки. 400*400
С использованием асбестоцементных или металлических труб Трубы погружаются в бетонную подушку. Вовнутрь вставляется арматурный каркас, после чего постепенно заливается бетонная смесь, которую нужно утрамбовывать по мере заполнения трубы. Хорошо зарекомендовали себя при строительстве легких каркасных зданий, бань, веранд. Диаметр труб подбирается расчетным путем после определения основных нагрузок на фундамент
Монолитный железобетонный На подготовленное основание заливается подошва фундамента, в которую вставляется каркас из арматуры. После установки опалубки заливается бетонная смесь, которую необходимо утрамбовывать во избежание образования пустот. Обладает самыми высокими прочностными и несущими характеристиками. Из существующих видов столбчатых фундаментов он способен нести наибольшую нагрузку в сложных условиях. В зависимости от конструктивных решений может быть использован в качестве основания для одноэтажных домов из легких каменных конструкций (пеноблока). 300*300

Критерии выбора столбчатого фундамента

Критерии выбора столбчатого фундамента

При решении вопроса о том, какой фундамент выбрать, необходимо учесть множество факторов. Выделим основные параметры, которые помогут принять решение в пользу устройства столбчатых фундаментов:

      1. Невысокая стоимость и низкие трудозатраты по сравнению с устройством ленточного фундамента. Экономный расход строительных материалов. От общего бюджета на строительство столбчатый вариант займет только 18%, в то время как ленточный – 30%.
      2. Несущая способность. Столбчатый фундамент создает точечное давление на грунт, поэтому, при равномерно распределенной нагрузке на опоры он работает лучше ленточного. Благодаря этому возможно увеличение нагрузки на ¼ без соответствующего увеличения площади поперечного сечения столбов. Однако при строительстве дома из тяжелых материалов: железобетонных блоков или панелей, кирпича, такой вариант не подходит.
      3. Готовность остаться без подвала. Если в планах застройщика подвал отсутствует, то вариант с фундаментом на столбах вполне приемлем. В противном случае придется остановить свой выбор на ленточном варианте.
      4. Устройство столбчатого фундамента не требует привлечения строительной техники. Все работы можно выполнять вручную и даже одному человеку.

Прежде, чем сделать столбчатый фундамент своими руками, следует определиться, какой тип конструкции лучше всего подойдет в данных условиях. Если сравнивать столбы из кирпича и металлические сваи винтовые цена, которых намного дешевле, то по надежности выигрывает все же кирпичное основание, поскольку металл подвержен коррозии, однако его можно оцинковать, тогда такой вид фундамента служит от 50-100 лет. Винтовые сваи не используются на хрящеватых и скальных грунтах.

Тип стен (из кирпича, блоков и т.д.) создают нагрузки на конструкции ростверка и самих опор. Учитывать это необходимо при решении использовать трубы в качестве фундамента. Сделать конструкции стен более легкими можно используя арболит или пенобетон. Заливка бетона в асбестные трубы – экономный и удобный вариант.

Противодействие морозному пучению

Морозным пучением называют процессы, возникающие при сезонном промерзании во влажных пылеватых, глинистых и мелкопесчаных грунтах. Не стоит недооценивать пучинистые явления, поскольку они способны создавать выталкивающие силы мощностью в десятки тонн.

Основным явлением, наблюдаемым при таких процессах, становится заметное увеличение в объеме грунта. Промерзание происходит сверху вниз, поэтому образовавшийся лед начинает выталкивать влагу книзу. Если структура грунта не создает препятствий для просачивания влаги в нижние слои, то и пучения нет. К таким грунтам относятся гравийные и крупнопесчаные грунты. В противном случае происходит расширение грунта.

По степени подверженности пучению грунты бывают:

      • слабопучинистые (4% пучения);
      • среднепучинистые (8%);
      • сильнопучинистые (12%).

Чем опасно морозное пучение для строений

При допущении ошибок в учете морозного пучения для конкретного грунта во время проектирования и строительства возможно скорое разрушение построенного здания. Это связано с деформациями, которые могут возникать за холодное время года в фундаменте и материале стен. Грунт, оказывая колоссальное выталкивающее действие нарушает целостность конструкций. Со временем эти процессы лишь усугубляются.

Столбчатый фундамент гораздо лучше сопротивляется силам пучения, нежели ленточный. Это объясняется созданием точечной сосредоточенной нагрузки, что влечет уплотнение грунта и, как следствие, подавляет силы пучения полностью или в некоторой степени. Это решение особенно эффективно при использовании заглубленного столбчатого фундамента, подошва которого находится ниже уровня промерзания грунта.

Столбчатый фундамент ошибки строительства

Ошибки строительства оборачиваются деформацией здания

Однако, при ненадлежащем исполнении работ по устройству этого типа фундаментов силы пучения могут дать о себе знать. При постепенном промерзании грунта, кроме выталкивающего действия снизу на столб начинают воздействовать силы бокового сцепления мерзлого грунта. Их величина может достигать 7 тонн на кв. метр. После того, как их выталкивающее действие превысит силу давления дома на столб, начнутся деформации. После того, как столб поднимется, в образовавшуюся полость просочится вода и частицы грунта, поэтому при оттаивании он сохранит неправильное положение. За один год столб может подняться на 6 см.

Чтобы предотвратить это негативное явление и снизить боковое сцепление мерзлого грунта в 4-6 раз рекомендуется сгладить поверхность скважины до её заполнения бетонной смесью. Для этого хорошо подходит толевая рубашка. Сама поверхность столба должна быть покрыта гидроизоляцией и быть относительно ровной. Асбестные и металлические трубы также покрываются гидроизоляционным слоем.

Если вертикальная нагрузка от здания велика, то грунт под опорами сильно уплотнен, поэтому при оттепели вода из-под неё вытесняется вниз сквозь структуру грунта. При этом опоры не изменяют своего положения и не поднимаются. В этом случае подходит железобетонный тип фундамента. Затраты на арматуру, бетонный раствор, а также большая трудоемкость процесса окупаются высокой несущей способностью и надежностью. Сравнивая свайно-винтовой фундамент цена, которого значительно дешевле, и монолитный фундамент, можно отметить, что каждый из этих вариантов позволяет опорно передавать нагрузку на основание в сложных условиях эксплуатации.

Глубина заложения столбчатого фундамента

По глубине заложения столбчатый фундамент бывает двух видов: заглубленный и мелко заглубленный (не более 600 мм). Заглубленный вариант является классическим, поскольку позволяет передавать на подошву фундамента значительные нагрузки. Мелко заглубленный фундамент представляет ценность по причине простоты устройства и малом расходе строительных материалов.

На каких грунтах допустимо применять мелко заглубленный столбчатый фундамент?

Помимо очевидной экономии и небольших трудозатратах мелко заглубленный фундамент применим на пучинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод. Главное условие такого строительства – опоры должны быть объединены в жесткую конструкцию. Соблюдение этого условия позволяет перераспределить нагрузку от деформации грунта. Полученная цельная горизонтальная рама – железобетонный ростверк отличается прочностью на изгиб и гасит деформации от морозного пучения.

Чтобы обеспечить устойчивость и снизить опасные процессы в грунте, в вырытом основании под столб проводят засыпку песком и его уплотнение. Толщина песчаной подушки должна быть не менее 200 мм, но лучше ее увеличить до 400 мм. Отличное решение – использовать в качестве нижнего слоя песок, а верхнего – щебень. По толщине оба эти слоя должны быть равны (минимально по 100 мм). Уплотненный песок позволяет погасить выталкивающие силы грунта в холодное время года и нормализовать дренаж, к тому же, плотное основание – лучшее из всех существующих.

Важно: чтобы песок лучше исполнял свои функции предпочтение следует отдать его крупнозернистым фракциям.

Особенности конструкций в зависимости от заглубленности столбчатого фундамента

Ростверк или раундбалка устанавливаются при глубоком заложении фундамента. Если фундамент мелко заглубленный, то такие меры принимаются при строительстве жилых зданий. Если строится сарай или какая-то другая хозяйственная постройка, то смысл устраивать ростверк теряется.

Противопоказания для столбчатого фундамента

Необходимо знать, при каких условиях использовать столбчатый фундамент противопоказано. Рассмотрим подробнее эти причины:

      1. Подвижность грунтов в горизонтальном направлении, а также их слабость. При этом варианте возможно опрокидывание столбчатой опоры. Для предотвращения таких последствий нужно устраивать мощные железобетонные ростверки, тем самым полностью сведя к нулю экономическую выгоду.
      2. Торфяные, а также насыщенные водой глинистые грунты и иные просадочные породы.
      3. Строительство дома с каменными стенами, имеющими толщину от полуметра. Например, кирпичные и железобетонные здания.
      4. Если нужно обустроить подвальное помещение.
      5. Сложный рельеф участка застройки со значительным перепадом высот.

Устройство столбчатого фундамента

Устройство столбчатого фундамента

При определенном уровне знаний можно вполне качественно построить столбчатый фундамент своими руками. Для этого нужно знать основные этапы строительства. Перечислим их:

      1. Производство работ по изучению участка, отбор проб грунта (пусть даже и для самостоятельного изучения), замеры и планировка.
      2. Проведение расчетов по объемам работ нулевого цикла (до строительства первого этажа), сбор нагрузок и вычисление нужного числа опорных столбов.
      3. Земельные работы
      4. Подготовка основания (формирование бетонной или песчаной подушки, подсыпка песка и щебня).
      5. Изготовление и установка опалубки, арматурного каркаса.
      6. Заливка бетонной смеси, её трамбовка.
      7. Изготовление ростверка.

Конечно, доверить проектирование и замеры, изучение состава грунта лучше специалистам. В случае отсутствия средств эти работы можно провести самостоятельно на свой страх и риск.

Расчеты, земельные работы и подготовка основания

Имея на руках план будущего дома необходимо составить план расположения опорных столбов. Следует отметить, что столбчатый фундамент должен располагаться под каждым углом здания и в точках пересечения стен. Помимо этого, опоры располагаются под внутренними и наружными стенами с определенным шагом (2,0 – 6,0 м). Чем ближе расположены столбы, тем большую нагрузку они способны нести. Чем легче конструкции здания, тем большее расстояние можно сделать между столбами.
Следует избегать установки опор под дверными проемами. Если столбчатый фундамент используется в качестве опоры под веранду или другую пристройку, то не следует связывать его с существующей частью здания. Причина такого решения – осадка, которой подвергнется новое строение, уплотняя грунт своим весом. В результате могут возникнуть непредвиденные деформации и возникнет необходимость в срочном капитальном ремонте.

О расчетах

Нагрузка от дома – одна из основных при расчетах. Для этого нужно узнать вес используемых стеновых конструкций и сколько их необходимо, также массу перекрытия, кровли, пола, объектов внутренней обстановки.

На основании результатов вычислений определяют размеры железобетонной обвязки, именуемой на языке строителей – ростверк. Главная его задача – распределение нагрузки равномерно. Проводя расчет массы и объема ростверка следует учитывать, что кубический метр железобетона составляет 2400 кг.

После сложения всех нагрузок переходят к вычислению количества опор. Важной информацией также являются характеристики грунта с участка будущей застройки.

Как провести экспертизу грунта

Как провести экспертизу грунта самостоятельно

Если нет финансовых возможностей сделать инженерно-геологические изыскания, то можно попытаться самостоятельно рассчитать число опорных столбов.

Необходимо откопать шурф на глубину, превышающую уровень промерзания грунта. Полученный снизу грунт нужно попытаться скатать пальцами в шарик. Далее приведем параметры оценки:

      • невозможно скатать шарик – песчаный грунт; число R принимается равным 2, если песок мелкий, напоминает пыль, 3 – если средний и 4,5 – если имеем дело с крупными песчаными фракциями;
      • скатанный шарик рассыпается – скорее всего это супесь, коэффициент R=3;
      • скатанный шарик не имеет трещин и не рассыпается при надавливании – это глина (R равен от 3 до 6)
      • суглинок образует трещины, но не рассыпается, R = от 2 до 4.

В зависимости от глубины заложения фундамента выбирается формула для вычисления количества опор.

Важный параметр – площадь основания столбчатого фундамента. В зависимости от формы сваи определяется ее площадь. Проще всего вычислить площадь опоры поперечного сечения (произведение двух сторон), если же она круглая, то ее площадь вычисляется просто: 3,14 *радиус в квадрате. Если опора имеет подошву, то вычисление площади производится по ее размерам.

Необходимо также вычислить вес самих столбов, поскольку они также нагружают грунт.

Первично вычисляют количество столбов по формуле: R = F/(S*n)

R – коэффициент по типу грунта;

F – общая нагрузка;

S – площадь поперечного сечения одного столба;

n – количество столбов.

n=F/R*S

После получения первичного результата проводим уточнение. Необходимо вычислить объем одного столба и умножить на вес железобетона, затем умножить полученное значение на количество опор. Используем коэффициент надежности (1,3) – умножаем на него общий вес столбов и полученное значение прибавляем кF.

Заново подставляем значение в формулу и получаем уточненное количество столбов.

Как подготовить основание

Первым делом расчищается участок под застройку, производится разметка границ. Затем необходимо по ширине будущего фундамента натянуть параллельно две нити. Важно соблюдать перпендикулярность углов, это можно обеспечить использованием специального оборудования или же проверить равенство диагоналей сторон. Если длина диагоналей отличается, то допущена ошибка и углы не прямые. Дальнейшие действия таковы:

      1. Со всей площадки снимается растительный слой (около 30 см).
      2. Отмечаются места расположения столбов согласно проекту.
      3. При помощи садового бура делаются скважины нужного диаметра (до 400 мм).
      4. При глубине скважины более метра нужно делать подпорные стенки для предотвращения осыпания грунта.
      5. Если опоры квадратного сечения, то получить нужную форму скважины можно обтесав лопатой ее контур.
      6. В случае запроектированного уширения нижней части фундамента, площадь контура под подошву должна соответствовать его размерам.
      7. По окончании бурения дно скважины заполняется влажным песком (слой 20 см) и тщательно трамбуется.
      8. В качестве основания для столбов заливается бетонная подушка из грубого раствора, толщиной до 180 мм.

Технология устройства столбчатого фундамента

Устроить столбчатый фундамент своими руками по силам даже непрофессионалу. Рассмотрим это на строительстве заглубленного железобетонного фундамента.

Последовательность действий такова:

      1. Из рубероида скручивается труба, диаметр которой соответствует по диаметру опорному столбу. Можно также для жесткости пометить рубероид во внутрь свернутой рулоном арматурной сетки. Длину рубероида нужно взять в соответствии с длиной опоры.
      2. Установив свернутый рубероид на дно скважины, разместить там каркас из арматуры.
      3. Заливать бетонную смесь, утрамбовывая ее по мере заполнения формы.
      4. При устройстве ростверка обеспечить выступ арматуры за пределы столба по высоте. Это необходимо для связи опор с армирующим каркасом ростверка.
      5. После того, как опоры приобретут нужную твердость, необходимо утрамбовать зазоры между грунтом и столбчатым фундаментом. Для этих целей подойдет суглинок.

Опорно передаваемая нагрузка с фундамента из трубы на грунт, должна равномерно распределяться на всю подошву и песчаную подушку. Чтобы обеспечить это, нужно погружать трубы в незастывший раствор бетонной подушки. Связываясь прочно они образуют единую конструкцию, которая опорно воспринимает нагрузку от всего здания.

Организация ростверка (видео)

Ростверк представляет собой монолитный железобетонный пояс, благодаря ему столбчатый фундамент образует жесткую и прочную конструкцию. В случае устройства сборного пояса, нужно соединить между собой перемычки сварным швом при помощи арматуры. Сварка производится монтажными петлями. Подробнее о процессе изготовлении опалубки для ростверка и заливке каркаса бетоном можно посмотреть на приведенном ниже видео.

Расстояние от нижней границы ростверка до уровня земли должна быть не менее 10 см. Кроме железобетона ростверк можно изготовить из металла. Если здание совсем легкое, то качестве строительного материала можно использовать деревянный брус, сечением от 200*200 мм.

Чтобы трубы или монолитные столбы опорно передавали нагрузку, необходимо грамотно спроектировать ростверк, обеспечив сварные связи арматуры столба и самого ростверка.

Изготовка ростверка и забирки

После того, как каркас готов, необходимо смонтировать опалубку вокруг него и заполнить бетонной смесью. Марка последней не должна быть ниже М200. После того, как бетон приобретет нужную прочность нужно провести гидроизоляционные мероприятия.

Перед заливкой бетона нужно убедиться, что опалубка выдержит нагрузку от бетонной смеси. Чтобы придать жесткость деревянному ограждению через каждые 0,5 м нужно установить распорку. Хорошо выстелить низ опалубки гидроизоляционным материалом (рубероидом или толь, в крайнем случае полиэтиленовой пленкой). Благодаря этому цементное молоко не разольется при заливке. Граница верхней кромки ростверка должна быть отмечена заранее. В этом поможет длинный строительный уровень.

Чтобы сделать приготовление бетона менее трудоемким можно позаботиться о приобретении бетономешалки. Бетонный раствор не должен пересыхать, поэтому его нужно периодически поливать водой, не допуская образования мелких трещин.

Укладка армирующего каркаса – важный этап, про который нельзя забыть

Чтобы изготовить качественный ростверк, нужно не спешить и послойно наливать бетонную смесь, толщиной не более 15 см. Каждый слой нужно утрамбовывать. Для этих целей подойдет даже штыковая лопата.

Дальнейшие действия – устройство забирки и установка плит перекрытия. Забирка представляет собой вертикальную стенку, главная задача которой, защитить подпольное пространство от внешней среды. Материалами для изготовления такой стенки может служить любой строительный материал, отличающийся прочностью: кирпич и бетон. Перед изготовлением самой ограждающей стенки вынимают грунт и засыпают песчано-гравийной смесью, которую затем утрамбовывают. Потом начинают кладку или заливку стенки. Её высота должна достигать ростверка.

Очень важно выполнить все работы по устройству столбчатого фундамента в один сезон. В противном случае, после пережитой зимы его можно будет только перестраивать. Старания и добросовестный труд непременно вознаградят частного застройщика надежным и уютным жильем. Главное – не бояться действовать и заниматься самообразованием в этой сфере.