Столбчатый фундамент, область применения и особенности конструкции

Устройство фундамента: пошаговая инструкция

Схема устройства столбчатого фундамента из кирпичной кладки по деревянной балке.

Прежде всего выполняются земляные работы. Прямоугольные ямы для столбчатого фундамента роются экскаватором или вручную. Их необходимо расположить строго по осям. Ямы глубиной менее 1 м можно делать с вертикальными стенами. В данном случае не нужно устанавливать крепления. Если же глубина ямы превышает 1 м, то создаются крепления из досок (горбылей) или с откосами. Яма должна быть на 20 или 30 см глубже, чем заложение столбчатого фундамента, и шире него на 20 или 40 см в каждую сторону. Такой запас нужен для установки опалубки и распорок.

Ширина столбчатого фундамента должна быть не меньше ширины возводящихся стен. На дно укладывается подушка из гравия примерно на 10-20 см шире фундамента с каждой стороны. Гравийная подушка обильно смачивается водой и утрамбовывается. Сверху укладывается полиэтилен или рубероид.

Опалубка для столбчатого фундамента изготавливается из досок, оструганных с одной стороны. Доски устанавливаются к бетону именно своей струганной частью. Можно использовать древесину любой породы с влажностью не более 25%. Ширина досок – 120-150 мм, толщина – 25-40 мм. Широкие доски не подходят для создания опалубки, т.к. при их монтаже появляются щели. Можно применять для этого древесно-стружечные плиты, металлические конструкции, клееную водоупорную фанеру. Но наиболее предпочтительной является именно деревянная опалубка, т.к. она имеет наименьшую силу сцепления с бетоном.

Установка опоры столбчатого фундамента.

Если стены котлована сухие и не осыпаются, бетон можно заливать и без опалубки. В данном случае по периметру необходимо проложить полиэтилен.

Для опалубки столбчатого основания можно использовать железные, асбестовые и керамические трубы. Внутренний диаметр таких труб должен быть не меньше 100 мм. Точное значение зависит от конструкции здания. Бетон заливается в трубы и они остаются в земле вместе с основанием.

При помните о том, что доски должны быть сырыми. Если доски сухие, их необходимо обильно смочить. В противном случае сухая древесина будет впитывать воду, что негативно отразится на прочности готового бетона.

Важные моменты

При планировании постройки фундамента на пучинистой почве необходимо обязательно учитывать, что сооружение здания должно осуществляться за один сезон. Если оставить зимой такую основу без нагрузки, она способна деформироваться. Особенно это касается столбчатого вида фундаментов, поскольку каждая опора в нем представляет собой отдельный элемент. Столбы могут дать различную осадку, в результате чего соорудить ростверк будет сложно.

Деформация не исключена, если дом был построен зимой, но сразу не введен в эксплуатацию. Как правило, он не отапливается, что и является причиной изменений. Особенно, если при строительстве был учтен режим отапливаемого здания. При выборе оптимального периода сооружения столбчатого фундамента следует понимать, что оптимальным является тот, когда грунт отмерз и подземные воды сошли к нижним пластам. Таким образом, подходящим временем для создания основы является начало осени или лето.

При создании столбов из монолитного бетона необходимо учитывать, что бетонная смесь полностью застывает лишь спустя 30 дней. На протяжении всего месяца не рекомендуется создавать нагрузки на опоры и проводить с ними работы. Нужно также предусмотреть, чтобы верхний слой бетона не пересох. Поэтому желательно накрыть его полиэтиленовой пленкой или другим материалом. Чтобы бетон равномерно схватился, необходимо периодически смачивать его водой.

Бетонная смесь примерно рассчитывается следующим образом:

• цемент (20 кг);
• гравий или щебень (80 кг);
• песок (50 кг).

Вода добавляется с таким расчетом, чтобы получилась легко укладывающаяся масса, но не слишком жидкая. Она не должна литься. В противном случае прочность всей конструкции будет ниже. Это касается и слишком густого раствора.

При возведении столбчатого фундамента следует учитывать все требования, которые предъявлены для конструкции такого типа. Расчеты должны быть произведены точно, что обеспечить прочное и надежное сооружение без изъянов.

Фундаменты в глубокопромерзающих пучинистых грунтах

При строительстве домов в глубокопромерзающих пучинистых грунтах для уменьшения влияния сил морозного пучения целесообразно устраивать столбчатые фундаменты ниже уровня промерзания грунта. Для этого можно использовать не только традиционные фундаментные элементы, но и асбестоцементные, бетонные и металлические трубы. Варианты устройства таких фундаментов показаны на рис. 5.

Устройство сборного фундамента (рис. 5, а) выполняют в следующей технологической последовательности. На подготовленную песчаную подушку укладывают блок типа ФЛ, устанавливают вертикально асбестоцементную трубу нужной длины и на уровне земли фиксируют ее положение. У основания под углом 45° выполняют бетонную забудку, фиксирующую положение трубы на фундаментном блоке. Поверхность бетонной забудки закрывают толью (рубероидом) и присыпают грунтом (песком). Вместо цельной трубы фундаментный столб может быть смонтирован из отдельных составляющих. После устройства бетонной забудки переходят к устройству следующего столбчатого фундамента, давая время для набора прочности бетона забудки. Закончив монтаж всех фундаментных блоков, возвращаются к первому столбчатому фундаменту и выполняют обратную засыпку грунтом с тщательным послойным уплотнением. При устройстве столбчатого фундамента из отдельных отрезков труб засыпку с трамбовкой выполняют параллельно с их установкой. Закрепив таким образом фундаментный столб, приступают к установке арматурных стержней или сердечника из металлической трубы. Чтобы предотвратить сдвиг арматуры во время бетонирования, предварительно в асбестоцементный столб заливают бетон на высоту 10 — 15 см и в него погружают по центру сердечник металлической трубы или отдельные арматурные стержни на расстоянии от стенки столба 25 — 35 мм, лучше — пространственный арматурный каркас, выполненный из тех же отдельных арматурных стержней, связанных хомутом из арматурной проволоки диаметром 3 — 5 мм. Армированный фундаментный столб послойно (30 — 40 см) заполняют пластичной бетонной смесью М200 осадкой конуса (ОК) 6 — 8 см. Уплотняют бетон глубинным вибратором или штыкованием гладкой стержневой арматурой диаметром 20 — 25 мм класса А-1.

Заглубленность фундамента – особенности классификации

По углублению ямы под фундамент, сооружения подразделяется на мелкозаглубленные и заглубленные. Критерии выбора основываются на типологии почвы под застройку:

• мелкозаглубленные варианты обустраивают на песчаниках, скальных породах с глубоким расположением почвенных вод, которые не смещаются под воздействием погодных факторов. Опорные элементы закапывают на расстоянии 65-70 см;
• заглубленные основания располагают в толще грунта на 1,5 – 2 м. Конструкции оправданы в регионах с землями, промерзающими до 50 см и нестабильными подвижными почвами.

Стандартное расстояние, которое будет между опорными столбами для фундамента, равняется 100 – 200 см.

Рекомендации по составлению плана фундамента

План фундамента изображается в виде сечения горизонтальной плоскостью, проведенной выше подошвы столбчатого фундамента, но ниже уровня земли. План фундамента должен показывать конструкцию основания столбчатого фундамента (раскладку сборных бетонных или железобетонных блоков, бутобетонную или бутовую подушку и пр.). При наличии подвального помещения план фундамента показывает и контур его стен, опирающихся на данную конструкцию. При этом линии подвала наносятся на чертеж фундамента тонкой линией, а подушка столбчатого фундамента наносится более толсто.

Схема строения столбчатого фундамента.

На чертеж фундамента наносятся координационные оси, размеры, позволяющие определить расстояния между столбами фундамента, размерную привязку поверхностей элементов или осей конструкции к координационным осям сооружения (здания) или при необходимости к прочим элементам конструкций. На чертеж фундамента наносятся и другие нужные размеры, такие как отметки самых характерных уровней заложения подошвы конструкции, марки элементов сборных конструкций. Без чертежа фундамента вы не сможете построить правильную и надежную конструкцию. Если вы не уверены, что сможете составить чертеж фундамента самостоятельно, поручите это профессионалам. Не жалейте денег на данном этапе, т.к. правильно составленный чертеж – это залог надежности и долговечности конструкции.

После того как чертеж фундамента будет готов, выполняется разбивка плана. Данная операция представляет собой перенос с чертежа на участок и закрепление основных размеров конструкции и осей. Прежде чем переносить с чертежа фундамента на участок, по периметру нужно установить столбы (обноску). Столбы устанавливаются на расстоянии 1 или 2 м от строения. Со стороны намеченных стен здания параллельно им к столбам по уровню необходимо прибить доски или деревянные рейки. На них указываются размеры отдельных элементов ям и траншей самого фундамента и будущих стен. Разбивка осевых линий контролируется при помощи рулетки.

Рисунок 2.Чертеж фундамента.

Обязательно проверяются углы прямоугольного основания. При помощи теодолита проверяется разметка низа траншеи, в особенности по углам будущего дома, а также в точках пересечения лент. Разметка должна в точной мере соответствовать проектной (если проектная величина заглубления столбчатого основания составляет 1,4 м, то и низ траншеи тоже должен быть на 1,4 м ниже отметки нуля будущего дома). Расстояние между столбами конструкции должно быть не более 1,5-2,5 м. обязательно предусматривает эти и все остальные важные параметры. С планом такого основания вы можете ознакомиться на рис. 2.

Столбчатый фундамент прекрасно подходит для строительства домов без подвалов там, где необходимо обеспечить минимальную нагрузку на почву. Чертеж фундамента учитывает количество опорных столбов, ширину и длину всего основания, глубину расположения столбов, расстояние между столбами и прочие важные параметры.

Составляя план фундамента, необходимо знать глубину промерзания грунта, уровень прохождения подземных вод и т.д. Столбчатый фундамент гораздо дешевле ленточного благодаря меньшим расходам материалов, однако его используют только при малоэтажном строительстве.

Устройство фундамента: важные моменты

Устройство фундамента такого типа требует соблюдения ряда важных правил и требований. Так, если вы построите фундамент на сыром участке и оставите на зимнее время без перекрытий, стен и крыши, то конструкция может деформироваться

Это правило общее для всех фундаментов, но в особенности оно важно для столбчатого, т.к. каждый столб в данной системе представляет отдельный фундамент ввиду отсутствия единого жесткого остова

Каждый столб такого основания дает свою осадку, что усложняет и стен в будущем.

Схема столбчатого фундамента с ростверком.

Устройство фундамента должно выполняться летом или в начале осени, когда грунт достаточно прогрет и подземные воды находятся в нижних пластах. Если в процессе устройства фундамента использовались монолитные бетонные столбы, необходимо помнить, что бетон будет полностью готов через 30 дней. В течение этого времени нельзя давать нагрузки на бетонные опоры и нужно следить за тем, чтобы верхний слой бетона не пересыхал. Его можно укрыть пленкой или рубероидом. Чтобы раствор схватывался равномерно, опоры следует периодически смачивать.

Для устройства фундамента используется бетонная смесь на основе цемента марки М400. В качестве наполнителя применяется мелкий гравий и крупнозернистый песок. Вода добавляется в таком количестве, чтобы готовая смесь легко укладывалась, но не заливалась. Слишком густая или жидкая консистенция бетонной смеси снижает прочность конструкции на 25%.

При закладке опоры допускается ряд типичных ошибок. Одна из них – это неравномерность проседания. Причины следующие:

• неправильный расчет глубины;
• неравномерная нагрузка на опоры;
• разная величина заглубления опор;
• низкокачественные материалы;
• неверная оценка несущих особенностей почвы.

Избежать этих и других ошибок вам поможет проект основания, составленный специалистами, и постоянный контроль выполнения строительных работ.

Как сделать мелкозаглубленное основание?

Установка мелкозаглубленного столбчатого универсального фундамента оправдана для каркасных конструкций. В качестве опалубки применяются пластиковые, асбестовые трубы, а столб из железобетона принимает всю нагрузку легкой кухни, бани, дома или беседки.

Выбор диаметра труб

Параметры отрезков трубы определяются нагрузкой здания:

• легкие строения предусматривают диаметр элементов 10 см. На них понадобится около 0,1 кубометра бетонного теста;
• бревенчатые дома требуют изделий с диаметром 25-30 см. В первом случае будет достаточно 0,5 м3 бетона, а во втором – 1 м3 смеси.

Указанные выше параметры актуальны для бетонной фундаментной подложки.

Схема мероприятий

Столбчатый долговечный фундамент можно сделать своими руками, ведь пошаговая подробная инструкция включает поэтапные работы:

1. Строительная площадка подготавливается. Нужно удалить мусор, инородные предметы, снять дерновый слой и выровнять почву.
2. Проводится разметка территории. Используя колышек, веревку, отмечают конфигурацию постройки – стены, углы, перегородки.
3. С помощью ручного бура проделываются траншеи на глубине 20 см. Для подушки углубленность увеличивается.
4. Обстраивается бетонная подушка. На дно ямы засыпается щебень, по наружному контуру будущего здания устанавливается опалубка для бетонного фундамента. Последующие действия заключаются в формировании армирующего каркаса. К арматурным прутам привариваются горизонтальные элементы.
5. Поверх арматуры заливается бетонная смесь послойно и протыкается арматурным штырем.
6. После застывания состава проделываются отверстия с применением спецтехники.
7. Устанавливаются трубы, выступающие на 10 см, выравниваются по уровню и закрепляются деревянными брусьями. Близкий УГВ предусматривает работы по гидроизоляции.
8. Основание трубы на 0,5 м заливается смесью бетона и гравия. На 1 часть цемента М500 понадобиться 2 части песка и 2 части гравия.
9. После помещения бетонного теста трубы приподнимают на 20 см, фиксируют и оставляют на 21 день до полного застывания материала.
10. Проводят гидроизоляцию внешней поверхности опор рубероидом, засыпают яму песком, поочередно проливая и утрамбовывая его.

Работая с трубами, целесообразно поместить внутрь арматурный прут и залить трубу бетоном. Дальнейшие мероприятия проводятся только после отвердевания состава.

Расположение элементов опорно-столбчатого фундамента

В зависимости от того, каков объемный вес постройки, то есть нагрузка на каждую отдельную опору, а также от высоты столба и типа грунтов, принимается разный шаг опор. Так, поверхностная установка требует шага в 1,5…3 м, при мелкозаглубленных столбах на не просадочных грунтах допустимы 2…4 м, для заглубленных опор – 3…6 м.

Чем меньше объемный вес конструкции, чем больше заглублены опоры и чем прочнее их материал (оптимально – армированный бетон), тем больше может быть шаг опор. Играет роль также их сечение. Оно редко принимается меньше чем 200х200 мм (только для очень легких построек), обычно составляет 300х300 мм или больше.

Важно понимать: опоры располагаются не только под внешними стенами постройки, но и под несущими внутренними стенами, обычно в узловых точках – местах пересечения стен или установки тяжелого оборудования

Шаг колонн рассчитывается индивидуально, в зависимости от выбранных параметров опор и здания. Если фундамент ставится «на глазок», без расчетов, обычно принимают уменьшенный шаг – с запасом на прочность. Так, для каркасной постройки или дома из бруса принимают на стену 7…8 метров не менее трех-четырех опор. Причем для брусового ростверка расстояние между опорами можно даже сократить, в зависимости от сечения бруса.

Площадь опор должна давать достаточную площадку для размещения ростверка с запасом пространства не менее 10%. Пример: для бруса сечением 200х150 мм верхняя площадка столбчатой опоры должна быть не менее 400х400 мм.

Строительство

Заливка столбов к фундаменту осуществляется открытым способом в несколько этапов. На первом этапе осуществляется разметка положения опор под фундаментные блоки или монолит. Для этого изначально выбирается вид, форма, размер и глубины заложения опорных колод. Возведение здания по чертежу предполагает внесение в документ предварительно определенного четкого расстояния между опорами.

При самостоятельной разметке на месте строительства следует учитывать факт, что столбы должны находиться от 1,5 до 2,5 метра друг от друга. Большее расстояние может привести к увеличению строительных затрат из-за необходимости сооружать более мощный ростверк. Опоры должны находиться в зонах максимальных нагрузок — в углах, на стыке стен, под перекрытиями.

На втором этапе осуществляются работы по грунту. Роются ямы под прямоугольные бутовые, бетонные, бутобетонные, блочные или кирпичные столбы. Если внизу столб должен иметь подошву, то при рытье ямы учитываются его габариты. Для трубчатых опор нужно подготовить скважины. Бурятся они буровыми машинами, ручным или садовым буром. Скважину следует делать сечением на 5—10 см больше диаметра опорной трубы.

На третьем этапе осуществляется бетонирование столбов. Чаще в качестве опор применяют железобетонные монолиты требуемого сечения. Соорудить монолитные столбы можно самостоятельно. Для этого в подготовленной яме укладывают подушку из песка и гравия высотой 15—20 см. Для возведения надземной части опоры над ямами сооружается опалубка из деревянных досок в соответствии с требуемыми размерами столбов. Опалубочные доски и внутренние стены ямы покрываются рубероидом или полиэтиленом для обеспечения гидроизоляции.

Затем в яму помещается армирующий каркас из прутьев сечением 1—1,2 см. Стержни между собой соединяются отрезками из той же арматуры. Можно использовать для этих целей специальные хомуты из вязальной проволоки. Расстояние между армирующей сеткой и стенками опоры не должно быть менее 3 см. Это позволит полностью залить каркас бетоном.

Высота армирующего скелета зависит от применения или отказа от укрепляющей балки (ростверка). Если установка элемента требуется, тогда длина арматуры должна возвышаться над верхним основанием опоры. В противном случае армирующий скелет располагается ниже опалубки на 3 см. Для крепления первой обвязки сверху столба монтируются закладные шпильки.

Заливаются столбы обычным бетоном марки не ниже М-200.

После армирования проводится бетонирование опор. Для этого используется готовый бетон не ниже марки 200—300. Для самостоятельного приготовления бетонных смесей больше подходит марка цемента М400, смешиваемого с песком 1—1,2 мм, гравием и водой в соотношении 1 : 3 : 5 : 0,4, соответственно. Смесь укладывается слоями, каждый из которых тщательно трамбуется вибратором.

При устройстве фундамента на опорах с башмаком (расширением внизу) яму роют в форме этого расширения, засыпают подушку из песка и гравия, заливают бетон. После укрепления заливки формируют опалубку столба. Затем повторяются вышеописанные работы. После затвердения смеси опалубку можно удалить, стенки столба обработать гидроизоляцией и обратно засыпать и утрамбовать грунт, вынутый из ямы.

Если используется ростверк, на последнем этапе выполняется его устройство на опорах. Для этого по периметру будущего фундаментного основания горизонтально монтируется опалубка в форме желоба для связки всех колод. Внутрь опалубки вкладывается каркас из арматуры и закрепляется на выпусках укрепляющего скелета столбов. Заливка цементного раствора осуществляется так, чтобы поверхность ростверка была расположена в одной горизонтальной плоскости.

Область применения

Как уже говорилось, столбчатый фундамент называют еще столбовой или на столбах) нормально себя ведет на грунтах с нормальной несущей способностью. На сыпучих песках, торфяниках и других нестабильных основаниях они не применяются. Основные его особенности — невозможно организовать подвал и продуваемый промежуток между уровнем грунта и черновым полом. Их тоже надо иметь в виду при выборе.

Подходят они для следующих случаев:

• под дома из легких материалов — деревянные, каркасные, щитовые;
• под тяжелые стены если требуется закопать фундамент глубже чем на 1,8-2 метра и ленточный становится очень дорогим;

• на сильно пучинистых грунтах — на столбы действует меньшие силы, чем на ленту.

В то же время есть ряд ситуаций (кроме слабых грунтов), когда фундаменты на столбах использовать не рекомендуют:

• при большом перепаде высот на участке застройки — более 2 м;
• при сложной геологии с возможным смещением пластов.

В остальных случаях их можно использовать.

Обустройство забирки

Такую конструкцию при возведении столбчатых фундаментов часто выкладывают из кирпича. При этом используют обычную технологию с перевязкой швов. Кладку для экономии делают по методу «в полкирпича» или « в кирпич». Для вентиляции столбов в такой забирке оставляют в нескольких местах небольшие “продухи”.

Также иногда опоры такого основания дома закрывают и просто щитами из досок. Конечно же, древесину в последующем окрашивают для продления срока ее службы. Помимо досок и кирпича, забирка дома может обустраиваться и из листовых материалов, к примеру:

• шифера;
• влагостойкой фанеры;
• сайдинга;
• профнастила;
• цокольного сайдинга.

Под небольшими сооружениями, к примеру, беседками, забирка обычно не собирается.

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.

Сборный столбчатый фундамент 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.

Фундамент из труб, 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.

Опубликовано 01.06.2020 Обновлено 03.06.2020 Пользователем admin