Спроектировать и реализовать опорно-столбчатый фундамент 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 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.
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.
В зависимости от того, какой грунт находится на строительном участке, приходится правильно выбирать тип фундаментной конструкции. Если грунт мягкий, подвижный, с подтоплением или с высоким уровнем пролегания грунтовых вод, тогда без столбчатого фундамента не обойтись. При кажущейся простоте проведения монтажных работ, процесс сооружения столбчатой конструкции требует точного расчета относительно несущей способности каждой опорной стойки. Но среди всех типов основ под дом этот самый дешевый в плане расхода материала, тем более, есть возможность использовать различные стройматериалы для нее. Давайте рассмотрим, пошаговую инструкцию сооружения столбчатого фундамента своими руками.
Преимущества и недостатки столбчатого фундамента
Об одном из достоинств уже упоминалось, это малозатратное строительство. К преимуществам можно еще добавить:
- быстрое сооружение фундамента;
- нет необходимости применять строительную технику;
- простота проводимых работ, поэтому сделать столбчатый фундамент своими руками – не проблема;
- отсутствие дополнительных мероприятий, связанных с теплоизоляцией фундаментной основы;
- столбчатый фундамент легко поддается ремонту;
- можно возводить этот вид на промерзших грунтах;
- срок службы столбов при точном следовании технологии до 100 лет.
Что касается недостатков, то их не так много:
- не очень высокая несущая способность, поэтому на столбах рекомендуется сооружать легкие постройки: деревянные, каркасные, щитовые;
- устойчивость опор снижается, если они возводятся на подвижных грунтах;
- отсутствует возможность организовать подвал или подпол.
Перед тем как начинать делать столбчатый фундамент своими руками, надо ознакомиться с его классификацией, материалами и провести расчет.
Общая схема устройства столбчатого фундамента
Общую схему проведения строительных работ можно обозначить несколькими главными этапами. Они, в принципе, не отличаются от возведения любого типа фундаментов.
- Проводится расчет несущей способности с учетом количества опорных столбов и веса постройки.
- Изготавливается общий чертеж столбчатого фундамента с точным указанием расстояния между стойками, сечением опор и высотою выступа над уровнем грунта.
- Проводятся подготовительные работы: разметка в точности по плану, земляные с выкапыванием ям - скважин, изготовлением армирующих каркасов, подсыпкой подушки в ямы, гидроизоляция и установка каркасов. Если есть необходимость, то собирается опалубка цокольной части.
- Изготовления бетонного раствора и его заливка в подготовленные скважины с последующим удалением воздуха путем штыкования смеси. Если в качестве материала для столбчатого фундамента используются кирпичи или блоки, то производится их укладка.
Весь узел столбчатого фундамента – это объединение столбов горизонтальной лентой, которая называется ростверком. Он может быть бетонным, металлическим, деревянным или быть нижним венцом бревенчатого сруба.
Как видно, позиций по схеме не так много, поэтому и считается, что столбчатый фундамент своими руками возводить несложно.
Классификация столбчатых фундаментов по материалу
Как и любая основа под дом, столбчатый фундамент должен быть прочным и надежным. Поэтому для его сооружения используются строительные материалы, которые могут обеспечить необходимую прочность и надежность. К таким относятся бетон, бетонные блоки, кирпичи, камень, металл и некоторые сорта древесины, которые используются в виде бревен или бруса, установленных вертикально.
Выбор материала на самом деле ответственный момент, от которого зависит качество конечного результата. И если стоит задача – построить столбчатый фундамент своими руками, то надо правильно выбрать материал для его возведения. К примеру, считается, что монолитные конструкции лучше возводить на водо ненасыщенных грунтах, а блочные сборные на сырых.
Монолитные железобетонные столбы
Это самая прочная и надежная конструкция. У такого фундамента под столбы высокая прочность на растяжение и сжатие. Конечно, если учесть правильно проведенное армирование. При этом если грамотно распределить стойки по всему периметру дома, учитывая необходимое сечение опор, то на таком фундаменте можно возводить многоэтажные строения.
Добавим, что фундамент столбчатый железобетонный сооружается в тех случаях, когда необходимо залить его на достаточную глубину, и чаще ниже уровня промерзания грунта. Он прекрасно выдерживает пучение почвы, но боится соприкосновения с грунтовыми водами. Поэтому надо позаботиться о гидроизоляции опор.
Асбестоцементные столбы
Трубы из асбестоцемента для сооружения столбов для фундамента используются не часто. Хотя они прекрасно себя чувствуют в любых грунтах. Несущая способность у них не высокая, но она и не требуется, потому что трубы в конструкции фундамента выполняют функции опалубки.
Столбы из пластиковых труб
Здесь та же ситуация, что и с асбоцементными. То есть, пластиковые трубы выступают в роли опалубки. Они не подвергаются коррозии, не разрушаются под действием воды, поэтому для них не нужна гидроизоляция. Единственное – это надо правильно опоры залить под фундамент. А именно: установить в них армирующий каркас и залить бетонный раствор.
Из кирпичей или блоков
К кирпичным столбам для фундамента надо относиться как к самым давно известным конструкциям. Из истории европейской и российской архитектуры они являются «долгожителями». До сих пор кирпичные столбы стоят под огромными зданиями, и стоять, как видно, будут еще не одно столетие. Потому что отношению к выбору кирпичей в те давние времена было серьезны. Обязательно использовался жженный кирпич высочайшего качества. Поэтому, сооружая дом на столбчатом фундаменте, надо учитывать это требование.
Что касается блочных столбов, то по прочности они не уступят кирпичным, конечно, в зависимости от материала, из которого блоки изготавливаются. Предпочтение лучше отдать бетонным блокам, шлакоблок в этом плане не может нести большие нагрузки, хотя их используют под легкие постройки типа веранда, баня и так далее.
К блочным конструкциям можно отнести столбы, возведенные из камня. Неплохой вариант, достаточно прочный, но подвиги грунта такие опоры выдержать не могут. Поэтому, когда строится дом на склоне, то от каменных стоек лучше отказаться. Как замена им – фундаменты из бутобетона. Это когда в подготовленную опалубку засыпаются камни, а затем их заливают бетонным раствором.
Деревянные столбы
Такой столбчатый фундамент, как и кирпичный, используется в России давно. Сегодня он не так востребован, но, к примеру, под бани, установленные у реки или озера, они встречаются часто. Надо отдать должное правильному выбору древесины. Чем она прочнее, тем дольше срок эксплуатации столбов. При этом необходимо очень тщательно провести защитные мероприятия.
- Обработка всего столба антисептическими составами.
- Обработка углубленной в грунт части битумными мастиками с приклеиванием слоя или двух рубероида.
Все это сделать самому – не проблема, главное – не только сделать защиту, но и установить под столбы деревянные опоры в виде доски толщиною не меньше 50 мм и шириною по всей площади в два раза больше, чем сечение столба. Опорные доски также надо защитить от влаги и негативного действия грунта.
В основном используют деревянные стойки под легкие сооружения. хотя еще лет сто тому назад на них строили боярские хоромы в несколько этажей.
Виды столбчатого фундамента по глубине заложения
Морозное пучение – это та сила, которая при проектировании столбчатого фундамента берется в расчет в первую очередь. Это очень опасное давление, которое при неправильной закладке может разорвать основу дома. Поэтому большое количество вариантов сооружения зданий рассматривается с точки зрения воздействия на фундаментную конструкцию морозного пучения.
Основное правило проектирования гласит – фундамент должен закладываться ниже глубины промерзания грунта на 30 - 50 см. И если данный показатель равен, к примеру, 1,2 м, то соответственно глубина заложения будет равна 1,5 - 1,8 м.
Но часто легкая постройка не может оказать такого давления на стойки опор, чтобы сдержать силы морозного пучения. То есть, даже при закладке на большую глубину фундамент будет подвергать деформациям. Поэтому когда строится столбчатый фундамент своими руками, надо учитывать, что существует еще две позиции: мелкозаглубленный и поверхностный.
Столбчатый незаглубленный фундамент
Незаглубленные столбчатый фундамент или поверхностный – это все те же стойки, только их глубина заложения не превышает 30 - 40 см. Часто их просто сооружают на поверхности грунта, предварительно сделав подушку и гидроизоляцию. Проектировщики относят эту разновидность к тем фундаментам, глубина заложения которых не превышает треть от уровня промерзания грунта. Из нашего примера: 120: 3 = 40 см.
Устройство столбчатого фундамента данного типа относится к категории самых дешевых и быстровозводимых конструкций. Как показывает практика, для них обычно используют блочную модификацию с применением блоков, камней или кирпичей. Но так как высота столбов не очень большая, а значит, их несущая способность тоже невысокая, поэтому рекомендуется увеличить площадь сечения опор. Минимальный размер – 40 х 40 см.
Мелкозаглубленный столбчатый фундамент
Мелкозаглубленный фундамент из своего названия говорит о том, что он заглубляется в грунт, но не на большую глубину. Во всяком случае, не ниже уровня его промерзания. Проектировщики глубину их заложения ведут из расчета 0,5-0,7 от глубины промерзания земли. Опять-таки из нашего примера: 120 х 0,5 = 60 см.
Основное требование к данной конструкции – не касаться грунтовых вод.
Фундамент с ростверком
Узел столбчатого фундамента – ростверк несет на себе одну единственную задачу – распределить нагрузку от дома на все столбы равномерно. Как уже было сказано выше, ростверк может быть сооружен из бетона, металла (швеллер или двутавр), дерева (брус сечением 150 х 200 или 200 х 200 мм) или быть бревном первого венца сруба.
Внимание! Если брус будет монолитом со столбами, тогда при сооружении последних выставляются концы арматуры армирующего каркаса, которые соединяются вязальной проволокой с армопоясом ростверка.
Пошаговая инструкция строительства своими руками
Переходим к основному вопросу, как правильно надо сделать столбчатый фундамент своими руками. Выше уже была описана схема проведения работ, где первым этапом было проведение расчетов и составление проекта. Если на столбчатом фундаменте будет сооружаться дом, то этот этап строительства лучше передать специалистам. Ведь для того чтобы точно сделать все расчеты, необходимо учесть большое количество разных показателей и нюансов. К примеру:
- тип грунта на участке;
- уровень пролегания грунтовых вод;
- уровень промерзания почвы;
- тип строения, его этажность, из каких материалов оно сооружается;
- материалы, из которых предполагается возводить сам фундамент;
- дополнительные нагрузки.
Конечно, можно воспользоваться онлайн калькуляторами, но только не для основательных домов. Для бань, веранды, сарая его использовать можно. И то никто не дает гарантии стопроцентной правильности проведенных расчетов.
Разметка и земляные работы
Итак, если проект здания на руках, то в нем обязательно проектировщиками сделана привязка фундамента к местности. Это облегчает нахождение его места расположения на плоскости. Обычно привязка проводится к границам участка, с указанием расстояния от фундаментной конструкции до этих самых границ. Поэтому перед тем как разметить столбы, надо отложить от границ эти самые размеры и определить периметр постройки.
Для этого по границам здания натягиваются два ряда бечевок, которые сразу же определяют ширину фундаментных столбов. Остальное все просто:
- на глубину 20 см снимается дерн;
- размечаются места установки столбов: по углам постройки и между ними с необходимым расстоянием, которое определено проектом;
- садовым или электрическим буром в земле делаются скважины, глубина и сечение которых также определено проектом.
Надо отдать должное, что чертеж столбчатого фундамента сильно помогает в разметке. Потому что на нем четко указаны все параметры будущей конструкции.
Устройство подушки
Подушка – это слой песка толщиною 20 - 30 см, который засыпают в скважины и утрамбовывают подручными средствами. Это может быть брус, деревянная рейка, небольшого сечения бревно. Нередко используют трубу, к концу которой приваривают металлическую пластину.
Назначение подушки с песком – отвести часть воды от опор, которая попадает в грунт. Далее на песок заливается бетонный раствор, который впоследствии станет опорой для столбчатых конструкций. Толщина бетонного слоя 10 - 30 см.
С опалубкой надо разобраться тщательно, ведь многое будет зависеть от того, какой грунт располагается на строительном участке.
- Если почва глинистая, то есть, прочная, то как таковой опалубки делать нет необходимости, потому что глина сама, как монолит – не обваливается и не разрушается.
- Если грунт слабый песчаный, то в скважину придется установить опалубку. При этом надо учитывать, какое сечение по форме проектировщики определили: прямоугольное или круглое. Если второе, то в качестве опалубки используются трубы: пластиковые, асбестоцементные или металлические. Если первый вариант, тогда скважину придется расширять, делать прямоугольного сечения, устанавливать в них опалубку из досок или других плоских материалов. Это большой объем земляных работ, так что такую форму для заглубленных конструкций используют крайне редко.
Что касается первой позиции, то обычно внутрь шахты закладывается свернутый в трубочку рубероид. Он формирует стенки фундамента и будет в дальнейшем выполнять функции гидроизоляции. Опалубка из рубероида – обязательный атрибут.
Внимание! В независимости от того, будет ли установлена опалубка в скважину или не будет, надо обязательно сформировать столб в цокольной части. А значит, здесь опалубка собирается обязательно.
Армирование
Армирование столбов проводится в обязательном порядке, ведь именно уложенная в бетон арматура дает возможность сдерживать нагрузки от сил морозного пучения. В проекте количество арматурных стержней, их форма соединения в каркас и диаметр указываются обязательно. Поэтому арматура просто нарезается на куски нужной длиной и связывается в каркас. Его сечение по форме может быть треугольным, квадратным или круглым. Основная задача производителя сборки – правильно сложить арматурные прутки относительно друг друга на необходимом расстоянии и четко их связать между собой проволокой.
После чего каркас опускается в подготовленную скважину точно посередине. После чего можно приступать к заливке бетона.
Внимание! Длина прутков арматуры подрезается с учетом, что их концы будут крепиться к армокаркасу ростверка. Поэтому стержни подрезаются на 10-30 см длиннее, чтобы они на этот размер торчали над цокольной частью столбов.
Заливка бетона
К заливке столбчатого фундамента надо подходить с позиции стандартной технологии. Изготавливается бетонный раствор по классической технологии:
- одна часть цемента марки М 400;
- две части мытого песка, без большого количества глиняных примесей;
- три части щебня с гранулами 5 - 40 мм.
Самое интересное, что для столбчатого фундамента нет надобности готовить большой замес. И нет необходимости проводить заливку сразу всех столбов за один день, как это обычно делается при сооружении ленточной или плитной конструкции. Достаточно рассчитать объем для одного столба, сделать замес и залить его.
К примеру, в качестве опалубки используется труба диаметром 150 мм, и установлена она на глубину 1,2 м. Получается, что объем пустой трубы равен:
V = SxH, где S – это площадь трубы, а H – это ее длина или глубина установки. Площадь можно найти по формуле: S = πD²/4=(3,14×0,15²)/4 = 0,018 м³. Если перевести в литры, то это будет 18 л. По сути, это два ведра раствора.
Заполняются трубы бетоном, простукивая по опалубке, проштыковывают, чтобы удалить воздух. В таком состоянии столбы должны простоять 28 дней. За это время бетон наберет свою марочную прочность.
Устройство ростверка
Будем считать, что будет ростверк монолитным по проекту. Значит, под него придется сооружать опалубку из любых плоских материалов. Она делается на весу, поэтому под нижние щиты устанавливаются подпорки из кирпича, блоков, досок, бревен и прочих материалов. Собирается опалубка сечением в прямоугольник с полным и прочным скреплением щитов между собой.
Укладывается в него армирующий каркас, обычно это две вертикальные решетки, связанные катанкой 6 мм или арматурой 6 - 8 мм. Обязательно проводится скрепление арматурного каркаса ростверка с торчащими из столбов отрезками арматуры. Этот узел столбчатого фундамента подвергается серьезным нагрузкам, поэтому к креплению двух арматурных конструкций надо подходить внимательно. Производится заливка бетонного раствора с утрамбовкой и штыкованием. Через 7 дней опалубка демонтируется, через 28 дней фундамент можно нагружать.
Подведение итогов
Как видите, подходить к строительству столбчатого фундамента своими руками надо с тщательным разбором всех этапов проводимых строительных процессов. Нельзя допускать просчетов в первую очередь. Нельзя относится к разметке в большим припусками. Надо точно бурить скважины на необходимую глубину. Даже несколько сантиметров могут в крайних ситуациях сыграть свою несущую роль.
О приготовлении бетона и его заливке и разговора вести нет необходимости. То есть, обустройство фундамента – это комплексный подход к его возведению, где нет места ошибкам и просчетам.
Столбчатый фундамент своими руками пошаговая инструкция
Технология монтажа столбчатого фундамента своими руками не сложна, главное следовать пошаговой инструкции, тогда у Вас получится надежный фундамент
В семействе точечно-опорных фундаментов столбчатая конструкция выглядит белой вороной. В отличие от свайно- винтовых схем или вариантов на буронабивных сваях,столбчатый фундамент не может обеспечить устойчивость постройки на склоне или на дряхлом торфяном грунте. Устанавливать на болоте или пучинистом основании столбчатые конструкции не пытаются даже самые отчаянные головы самодеятельного домостроения.
Как установить столбчатый фундамент
Но на самом деле, столбчатый вариант отличается двумя замечательными особенностями. Постройка столбчатого фундамента своими руками доступна даже начинающим в строительстве, а стоимость примерно вдвое ниже сметы на малозаглубленную ленту. Если у вас возникла необходимость соорудить избушку на песчаном участке, около соснового леса или на твердых известковых грунтах, проще всего решить проблему обустройства фундамента одним из перечисленных способов:
Из приведенного списка первые два варианта потребуют использования строительной техники и подъемно-транспортного оборудования, для кирпичной схемы нужен навык каменщика. Последний способ из перечисленного списка требует только времени и небольшого терпения в работе своими руками и соблюдения рекомендаций практического руководства.
Важно! Литой столбчатый фундамент можно смело назвать универсальным, при наличии на участке дренажа и водоотведения его можно поставить даже на небольших уклонах без необходимости работ грейдером по выравниванию горизонта на плане участка.
По сути, столбчатый фундамент — это наилучший вариант основы для постройки своими руками небольшой летней кухни, беседки или баньки на загородном участке. Для больших и тяжелых зданий столбчатый фундамент слаб и опасен.
Как сделать столбчатый фундамент своими руками быстро и просто
Отливка бетонных столбчатых конструкций потребует продолжительной и довольно грязной работы с замесом цементного раствора, установкой и укреплением столбовой опалубки, выравниванием и зачисткой рабочих поверхностей. Можно пойти более простым путем и купить готовые блоки длиной по 40 см и сечением 20х20 см. Лучше всего подойдут пенобетонный блок марки конструкционный D1200 или тяжелые керамзитобетонные марки.
Для более тяжелых вариантов домика можно изготовить гранитные блоки. Для этого блоки отливают на ручном станке для прессовки шлакоблока с наполнителем из тяжелой скальной породы. Такой блок сможет выдержать нагрузку в 300-400 кг, что соответствует весу стен брусового дома. Если у вас есть опыт работы своими руками с укладкой камня на цементном растворе, то построить 6-8 столбчатых опор можно за половину рабочей смены.
Кроме стандартных прямоугольных блоков, на станке отливают пустотелые массивные блоки в виде усеченной пирамиды с армирующим каркасом. В верхнее основание пирамидальной столбчатой опоры закладывается штифт или резьбовая шпилька, позволяющая обвязать установленные столбы деревянным брусом или стальным профилем. Достаточно утрамбовать и отсыпать горизонтальную площадку, чтобы установить по натянутым шнурам готовое фундаментное поле из столбчатых опор.
Столбчатый фундамент своими руками пошаговая инструкция
Отливать фундаментные опоры из цемента не сложнее, чем работать с малозаглубленной лентой, но при этом объем бетонных и земляных работ в три раза меньше. Больше всего времени уходит на первую столбчатую опору, сделанную своими руками. Из практики получается, что на следующие две столбчатые опоры уходит времени столько же, сколько на одну предыдущую. Вся технология по обустройству столбчатого фундамента сводится к пяти простым операциям:
- Подготовка подушки и котлована на месте разметки столбчатой опоры;
- Сборка опалубки, которую предстоит заливать бетоном;
- Установка арматуры в опалубку и заливка формы бетоном;
- Сборка и обвязка фундамента.
Совет! Для изготовления фундаментного поля потребуется не менее трех дней и трех-четырех комплектов разъемной формы опалубки. Если исходить из расчета, что для одной столбчатой опоры потребуется трое суток для выдержки бетона, то за неделю можно изготовить своими руками столбчатый фундамент из 8 опор.
Оптимальный вариант обустройства подошвы столбчатого блока
Наиболее серьезной проблемой столбчатых фундаментов является не слабая несущая способность опор, а их склонность к опрокидыванию при усилении боковой составляющей нагрузки. Сильный ветер и неравномерная просадка фундамента, когда одни опоры погружаются в грунт, а другие отрываются балками от подушки, приводит к крену и опрокидыванию столбов фундамента, как на фото.
Поэтому при подготовке подушки под столбчатый фундамент необходимо обращать внимание на наличие усиления в виде подсыпки из гравия, грунта. Для столбчатых опор, устанавливаемых на поверхности или на незначительном углублении, рекомендуется выполнять усиление основания путем расширения пятна опоры или применять грибковые виды столбов. В последнем случае конструкция фундамента может изготавливаться в виде двух независимых элементов: в виде круглой бетонированной площадки, заглубленной в грунт на 10-15 см, и вертикальной опоры круглого или прямоугольного сечения, связанного с площадкой одним арматурным каркасом.
В любом случае, для установки опор столбчатого фундамента потребуется отрыть котлован на глубину погружения плюс 20 см песчано-гравийной подушки и 20-25 см слоя крупного бутового или щебневого материала. Отсыпочная масса укладывается на дно котлована слоями не более 10 см, с утрамбовкой каждого слоя ручным или электрическим инструментом.
Понятно, что для изготовления опор чаще всего используются абсолютно одинаковые по размеру короба опалубки. Это позволяет получить одинаковые по высоте опоры столбчатого фундамента, но только при одном условии - если во всех ямах щебеночная подушка имеет одинаковую высоту. Поэтому правильным будет поступить следующим образом:
- Отрыть необходимое количество мини-котлованов под опоры фундамента, обрезать и выровнять стенки так, чтобы земля и плодородный слой не попали на гравийную подушку;
- Забить в центр донной части котлована будущей колонны прут арматуры,выровнять его по натянутым разметочным шнурам фундамента;
- Отсыпать гравийно-песчаную смесь подушки с трамбовкой массы. Уплотнение подушки необходимо выполнять с максимальной осторожностью, главное — не допустить смещения или отклонения центровочного прутка. Высоту подушки постоянно проверяем по расстоянию от шнура до плоскости отсыпки по забитому куску арматуры.
Установка опалубки и армирующего каркаса
Для получения однородной бездефектной отливки из бетона потребуется изготовить разборную многоразовую опалубку коробчатой или трубчатой конструкции. Внутренняя поверхность такого короба обклеивается полиэтиленовой пленкой, либо используются материалы с ламинированной поверхностью. Таким образом, получается опора с гладкими и ровными стенками. Кроме того, внутреннее покрытие опалубки существенно уменьшает набухание деревянной конструкции и способствует сохранению первоначальной формы столбов фундамента.
Перед установкой опалубки рекомендуется натянуть размерные шнуры, по которым можно с минимальной погрешностью выровнять и зафиксировать деревянный каркас формы. Кроме горизонтальных подпоров стен, потребуется установить дополнительные фиксирующие клинья, препятствующие всплыванию опалубки под воздействием давления бетона на нижнюю часть деревянной формы.
На следующем этапе внутрь деревянной формы устанавливается армирующий каркас, сваренный из 4 или 6 прутьев диаметром 8-10 мм, фото. Как и опалубку, арматуру выравнивают внутри формы и фиксируют в вертикальном положении, после чего можно переходить к заливке бетонной смеси внутрь опоры.
Выравнивание и заливка бетона
Наполнение опалубки бетоном необходимо выполнять максимально осторожно, чтобы не допустить смещения установленных элементов опоры. Длинномерные колонны фундамента заливаются несколькими порциями, с «пробивкой» каждого слоя внутри опоры вибратором или ручной трамбовкой в течение 10-15 минут. Всего на заполнение одной формы опоры потребуется 35-40 минут. В бетонную поверхность верхней части столба заделывается 2-4 шпильки, позволяющие в дальнейшем закрепить обвязочный брус на бетонной поверхности опоры. Залитую опалубку накрывают полиэтиленовым пакетом, чтобы уменьшить потери влаги и предотвратить размывание бетона фундамента дождевой водой.
Важно! Если вы сделали коробок опалубки высоким, но недостаточно жестким и прочным, особенно в центральной или донной части, в этом случае возможно возникновение ситуации, когда бетонная масса задавливает и расширяет нижнюю часть формы фундамента.
В результате получается не прямоугольная форма опоры, а бочкообразная. Все бы ничего, но объем формы при этом увеличивается, и уровень бетона падает, а значит, высота столба фундамента уменьшится. Поэтому форму опалубки приходится заливать на несколько миллиметров выше расчетной. Примерно через пару часов поверхность можно присыпать влажным песочком, чтобы уменьшить растрескивание и усадку колонн фундамента.
После схватывания бетонной массы опалубка разбирается и удаляется, после чего ту часть поверхности опоры, которая будет находиться под слоем грунта, необходимо обработать гидроизоляционной битумной обмазкой. Через 7-8 часов пространство вокруг столбчатой основы можно засыпать слоями смесью гравия, керамзита и песка.
Заключение
Как бы вы не старались, идеально ровной и горизонтальной верхней поверхности у столбчатой основы не бывает. Примерно через пару суток, пока бетон не расчетной прочности, плоскость каждой опоры необходимо подрезать болгаркой или шлифмашинкой по горизонту и высоте. Перед началом обвязки опоры столбчатого фундамента обработать мастикой и уложить рулонную гидроизоляцию. Далее можно укладывать деревянный брус и вязать его с опорами столбчатого фундамента, но возведение стен и дальнейшее строительство разрешается не ранее, чем через месяц.
