Как устанавливается столбчатый фундамент
Полезная инструкция по строительству столбчатого фундамента своими руками
Любая постройка, будь то легкая садовая беседка или капитальный дом, должны иметь под собой надежную основу. Ее необходимо грамотно рассчитать и правильно возвести. Существует множество разновидностей фундамента. Мы разберем особенности столбчатого фундамента и пошаговую инструкцию по его обустройству своими руками.
Все об обустройстве опорно-столбчатого фундамента
Особенности конструкции столбчатого фундамента
В общем виде фундамент опорно-столбчатого типа — это система из столбов. Каждая из них расположена в местах сосредоточения нагрузки: под несущими элементами, в точках пересечения стен, в углах постройки и т.п. Чтобы объединить опоры в общую систему и равномерно распределить нагрузку, их связывают ростверком или связывающим поясом другого типа. Конструкция считается оптимальной основой для возведения облегченных построек: каркасных домов, бань, садовых домиков, навесов, гаражей. Важное условие: их объемный вес не должен превышать 1 т на куб. м.
Конструкция столбчатого фундамента позволяет возводить его почти на любом участке. Исключения: территории с близко подходящими к поверхности грунтовыми водами и пучинистые нестабильные грунты. Перепады высот, включая склоны холмов, не становятся препятствием для обустройства столбчатой системы. Процесс возведения конструкции быстрый и достаточно простой. Предварительное выравнивание участка под основание не требуется. Не понадобится и сложная гидроизоляция.
При этом система надежна и долговечна. Грамотно спроектированный и возведенный столбчатый фундамент прослужит не меньше полусотни лет, чаще намного дольше. Цена материалов и работ по обустройству, которые можно выполнить своими руками, относительно невысока. Недостатком системы считают отсутствие возможности обустройства подвала. Кроме того, для массивных построек надо выбирать основание другого типа.
Виды опорно-столбчатых фундаментов
Существует несколько классификаций таких оснований.
По уровню заглубления
По материалу изготовления столбов
Материалы для изготовления столбов-опор выбирают в зависимости от типа строения и особенностей участка. Варианты могут быть разными, коротко охарактеризуем самые распространенные.
Технология возведения столбчатой конструкции
Мы подготовили инструкцию по устройству столбчатого фундамента из железобетонного монолита с ростверком. Подробно рассмотрим все этапы процесса.
1. Разметка
Начинают с расчистки территории под строительство. Убирают мусор, если он есть, выпалывают крупную сорную растительность, выкорчевывают кустарники и деревья. Выравнивать площадку не нужно, достаточно ее освободить. На подготовленном таким образом участке проводят разметку. В углах будущей постройки забивают колышки или ставят деревянные рамки. Отмечают и ширину стен. Сверяясь с проектом, ставят отметки на местах, где должны находиться опорные столбы.
2. Подготовка к заливке опор
Под каждый столбик выкапывают яму. Глубину определяют по проекту. Ширина должна быть на 400-450 мм больше ширины стены. «Лишнее» место необходимо для обустройства опалубки. Дно ямы тщательно трамбуют. Затем обустраивают песчано-щебеночную подушку. Ее высота должна быть порядка 200 мм. Подушку обильно проливают водой и утрамбовывают. Ждут, пока утрамбованная основа высохнет, застилают ее гидроизоляционным материалом: рубероидом, пленкой или чем-то подобным. Это необходимо, чтобы подсыпка не высасывала влагу из свежезалитого железобетона.
Из 20-миллиметровых досок собирают опалубочные короба. Иногда, если стенки ямы достаточно плотные и не осыпаются, обходятся без деревянной опалубки. В этом случае стенки выстилают полиэтиленом или рубероидом. Этого достаточно для заливки. Внутрь короба выставляют арматурный каркас. Его собирают на поверхности из металлических прутков сечением 10-14 мм. Важный момент: собранный и установленный на место каркас должен возвышаться над опалубкой на 30-40 см.
Как сделать столбчатый фундамент своими руками?
Основа любого дома – фундамент. Без надежного основания ни одно здание не обеспечит своим жильцам безопасность, комфорт и уют. Один из распространенных видов опор для легких и сверхлегких зданий – столбчатый фундамент. Это сооружение из опорных столбов, связанных в единое целое ростверком. Ростверк служит связкой для строительных конструкций дома, равномерно распределяет нагрузку по всем столбикам, предохраняет отдельные опоры от опрокидывания, смещения и разрушения от сильной нагрузки.
Особенности и область применения
Главной отличительной особенностью столбчатого фундамента является устройство отдельных опор небольшого размера, а не монолитной плиты или ленты под всеми несущими конструкциями дома. Столбики располагаются с определенным шагом под всеми стенами и в наиболее нагруженных точках конструкции: в углах, в местах соединений стен, под лестничными пролетами, массивными печами и каминами, тяжелыми дымовыми трубами, опорными колоннами, точками опоры несущих балок. Соединение оснований в одно целое при помощи ростверка обязательно! Пространство между столбиками заполняется – выполняется забирка – тонкая цокольная стена.
Столбчатый фундамент – это неглубокая конструкция. Он заглубляется в грунт неглубоко – выше глубины промерзания. Ниже глубины промерзания заводят сваи (длиной от 2 м). Столбики только давят на грунт, сила трения стенок о почву незначительна. Из-за небольшой глубины их можно собирать из штучных материалов. Например, кирпича, бутового камня, небольших бетонных блоков.
Применяется фундамент на забитых в землю столбах в следующих случаях:
Когда не рекомендуется использовать столбчатый фундамент:
Иногда на столбчатом основании сооружают относительно тяжелые здания, если экономически нецелесообразно устраивать очень глубокую фундаментную ленту. Но этот вид фундамента имеет большую глубину – больше 2 м и ниже уровня промерзания. Поэтому правильнее считать его свайным.
Преимущества и недостатки
Самое главное достоинство столбового фундамента – разумная цена. Он дешевле популярного мелкозаглубленного ленточного примерно в полтора-два раза.
Прочие плюсы:
Недостатки:
При выборе фундамента необходимо учесть все плюсы и минусы конкретного основания, а также провести анализ грунта и рассчитать массу здания.
Виды столбчатых фундаментов
Столбчатый фундамент имеет много разновидностей в зависимости от материала и степени заглубления. Материал столбиков определяет конструктивные особенности их возведения.
По материалу возведения
Подразделение столбчатых фундаментов по материалу:
По степени заглубленности
Возможно устройство столбчатых фундаментов разной глубины:
Устройство столбчатого фундамента
Конструктивно столбчатый фундамент представляет собой множество несущих опор, распределенных под стенами дома. Столбы связываются в единую жесткую конструкцию с помощью ростверка. Он равномерно распределяет нагрузку. Ростверк представляет собой стальную, железобетонную или деревянную балку. При устройстве фундамента важнее всего правильно выбрать размеры и количество столбиков, а также схему их расположения в зависимости от распределения нагрузки на ростверк.
При выборе размеров сечения важно соблюдать следующее правило: ширина столбиков должна превышать ширину стены (и ростверка) на 100 мм, т.е выступать за габарит стены на 50 мм с каждой стороны. Как правило, ширина столбов для жилого дома имеет размер от 400 до 600 мм (в зависимости от ширины стены). Стена располагается точно по оси фундаментного столба.
Расчет столбчатого фундамента
Расчеты важны для обеспечения прочности дома. Проектирование столбчатого фундамента требует специальных знаний. Если нет проекта здания и чертежа с расчетами, то имеет смысл обратиться к консультанту-строителю. Он выполнит расчет с учетом требований нормативной документации и проб грунтов. Зато устроить столбчатый фундамент можно своими руками.
Длина опорных столбов
Опоры закладывают выше глубины промерзания. Даже при глубине заложения в 500 мм дом будет прочно стоять на основании. Более глубокие столбики выполняют в том случае, если ниже расположены плотные слои почвы с хорошей несущей способностью. Длина столбиков больше величины заглубления. Чтобы защитить стены и ростверк от влаги, брызг, грязи, столбики удлиняют в высоту на 300-500 мм. Это особенно важно для деревянных строений.
Сечение столбчатых опор
Чтобы обеспечить дому надежное основание, сечение опор необходимо просчитывать. Сначала определяют вес будущей постройки (всех строительных конструкций), мебели, снеговую и ветровую нагрузку. Берут пробы грунта с разной глубины.
Затем определяют минимальное суммарное сечение всех столбиков. Распределяют предполагаемые опоры по плану дома (см. п. «Количество столбов»). Делят суммарное сечение на количество, получают минимальное сечение одного столбика. Соотносят получившееся значение с предполагаемыми размерами сечения столбиков. Они зависят от конструкции: размеров фундаментных блоков, кирпича, труб для заливки и т.д. Расчетное значение может быть меньше или равно предполагаемого сечения. Если проектируемые столбики имеют меньшее сечение, чем расчетное, необходимо изменять конструкцию столбиков и увеличивать сечение.
Формы сечения: квадрат, круг, прямоугольник. Сборный фундамент из кирпича или блоков устраивают в квадратных и прямоугольных шурфах. Литые часто делают в круглых шурфах. От площади опор напрямую зависит их количество. Минимальный размер столбов (ширина или диаметр):
Сечение столбов может быть неодинаковым по высоте. Часто внизу делают расширение – для улучшения опоры на грунт. Иногда укладывают под низ бревна камень или поперечное бревно, Наливают бетон и устанавливают в него бревно-опору. Для монолитных столбиков заливают внизу плиту, для кирпича – укладывают два ряда с большей площадью, чем основная часть опоры. Под бетонные блоки укладывают блоки большего размера.
Количество столбов
Факторы, влияющие на размещение опор под зданием:
Минимальное количество опор определяется расчетами. Если сооружение тяжелое, и при распределении полученного при расчете количества столбиков их приходится размещать слишком часто (через 1 м), то стоит подумать об устройстве основания другого типа – ленты или плиты. При частом размещении опор столбчатый фундамент теряет свое главное преимущество – бюджетность.
Если нет опыта и знаний, то лучше доверить расчеты специалистам в данной области. Как правило это любая строительная компания или архитектурное бюро.
Строительство столбчатого фундамента: пошаговая инструкция
Не очень сложно сделать столбчатый фундамент своими руками. Нужно только очень аккуратно выполнять все работы и точно соблюдать технологию работ.
Разметка
Сначала размечают осевые линии будущих стен. Затем делают обноску – размечают шнурами контур фундамента – внутренний и наружный. Важно точно измерить все углы, чтобы они были прямоугольными. Важно точно разметить шнуром верх оголовков опор столбчатого фундамента. Используют нивелир или гидроуровень.
Копка ям под столбы
Объем земляных работ для устройства столбчатого фундамента – самый небольшой. Круглые и квадратные ямы под опоры должны быть немного больше, чем размеры самих столбов. Глубина ямы должна быть на 200 мм больше высоты подземной части столба. Это нужно для устройства подушки под опору.
Проще вырыть круглые ямы небольшого диаметра – до 400 мм. Используют ручные буры и технику – ямобуры, мотобуры. В такие ямы можно проложить по стенкам рубероид, установить армирующий каркас и залить бетон без всякой опалубки. Круглые шурфы большого диаметра придется копать вручную и устанавливать опалубку для заливки бетона. Или трубы и заливать их бетоном.
Для квадратных или прямоугольных опор придется копать ямы на 400 мм шире и длиннее самого столба. Это нужно для установки и раскрепления опалубки. И ее последующего демонтажа. Стенки делают наклонными – чтобы меньше осыпались.
Устройство подушки и пятки
Подушка делается для предотвращения смещения опор при морозном пучении грунта. При мелкозаглубленном столбчатом фундаменте это особенно важно. В низ ямы насыпают крупнозернистый песок и щебень слоями по 100 мм. Каждый слой проливают водой и трамбуют. Можно смешать песок и мелкий щебень в пропорции 40/60.
Монтаж опалубки и армирование
При устройстве прямоугольных или квадратных опор устраивают опалубку. Сбивают щиты нужного размера из обрезной доски, ОСП, фанеры и надежно крепят в яме с помощью распорок.
Если скважина круглая, выстилают ее рубероидом. Для формирования оголовка используют торчащий рубероид – верх обворачивают сеткой и скрепляют. Или устраивают опалубку. Необходимо тщательно выровнять линию верха всех оголовков – допустимая разница высот может быть не больше 1,5 мм.
Собирают арматурный каркас внутри квадратных, прямоугольных или трехугольных хомутов. Устанавливают, крепят. Если ростверк будет железобетонный, то пруты арматуры должны выступать из оголовка на 500 мм для связывания ростверка и опор.
Заливка бетона и обратная засыпка
Чтобы получить прочный столбчатый фундамент, нужно использовать бетон, соответствующий по составу ГОСТам и строительным нормам. Марки – от В15 до В25. Щебень используется фракций 40-70 мм. Раствор заливается послойно по 300-400 мм и уплотняется вибрацией. Для столбчатого фундамента под дом такое уплотнение обязательно. Затем фундамент закрывается полиэтиленом. Бетон должен созреть и набрать прочность. Обратную засыпку можно выполнять через неделю, дальнейший монтаж дома – через две.
Обратную засыпку производят послойно. Каждый слой тщательно трамбуют. Можно использовать песок или мелкий щебень.
Возведение ростверка
Цели установки ростверка:
При устройстве столбчатого фундамента в каждую опору устанавливается анкер – шпилька или штырь. Затем к ним прикрепляется ростверк. Виды ростверка:
Забирка
Забирка – тонкая стена между столбиками фундамента, утепляющая и закрывающая пространство под домом от снега, дождя, грязи, животных и т.д. Может выполняться из дерева, бутового камня, кирпича, бетона. Иногда изнутри забирку утепляют. Обязательно выполняют продухи для вентиляции.
Подведем итог
Столбчатый фундамент – самое бюджетное основание для здания. Можно использовать для небольших строений или для жилых домов щитовой или каркасной конструкции, из бруса или бревен. В России редко применяют столбчатый фундамент. А между тем он обеспечивает надежную опору для дома, бани или дачи. Главное – грамотный расчет и устройство фундамента с точным соблюдением технологии. Большой плюс – возможность устройства столбиков своими руками.
Столбчатый фундамент: когда это выгодно?
Одним из распространенных вариантов опор сооружений является столбчатый фундамент. Его отличает простота и пониженная стоимость, что особо важно при возведении небольших построек.
Фундамент имеет свои плюсы и минусы, а потому выбор должен производиться с учетом конкретных геологических и эксплуатационных факторов. Для обустройства надежной конструкции следует внимательно ознакомиться с основными правилами проектирования и строительства.
Что это такое?
Столбчатый фундамент (СФ) – это система опорных столбов, заглубленных в грунт на нужную глубину и связанных между собой ростверком для равномерного распределения нагрузок.
Опоры устанавливаются на углах, в месте примыкания стен, в наиболее нагруженных местах, а также распределяются вдоль несущих стен с определенным шагом. Единая система позволяет обеспечивать несущую способность фундамента, устойчивость к опрокидыванию, деформации и смещению отдельных столбов.
Область применения
Рассматриваемая конструкция доказала свою работоспособность в следующих случаях:
Использовать столбчатый фундамент не рекомендуется в следующих случаях:
Исходя из экономической целесообразности, не рекомендуется возводить СФ с заглублением более 3,5 м. В этих случаях лучше использовать фундамент свайного типа.
Классификация СФ производится по конструкции, применяемым материалам и заглублению. По материалу выделяются такие разновидности:
По форме столбы могут быть круглыми или прямоугольными (квадратными). Различаются СФ и по типу ростверка.
Он может изготавливаться путем укладки балки (железобетонной, металлической или деревянной) или возводиться в виде мелкозаглубленной (поверхностной) бетонной ленты по всему периметру дома.
Кроме того, классификация осуществляется по высоте подземной части столбов – мелкозаглубленный и заглубленный фундамент. По конструкции и технологии изготовления различаются 2 типа СФ – монолитный и сборный фундамент.
Монолитная конструкция
Монолитный вариант (МСФ) возводится путем заливки бетона в съемную или неразъемную опалубку. В последнем случае обычно применяется труба (металлическая, пластиковая, асбестовая), внутрь которой заливается раствор и устанавливается армирующий каркас.
Неразъемная опалубка создает внешнюю защиту (герметичность) и повышает механическую прочность.
К монолитному бетонному столбчатому основанию можно отнести и деревянные опоры в виде бревен большого диаметра.
Сборный вариант
Сборная конструкция (ССФ) может изготавливаться несколькими способами. В частном строительстве часто используется кирпичная, блоковая или каменная кладка. Обязательно монтируется армирующий каркас из арматурных стержней.
Ускоряет строительство изготовление ССФ из железобетонных блоков. Они устанавливаются друг на друга и скрепляются цементно-песчаным раствором.
Плюсы и минусы опорно- столбчатого основания
Популярность такого фундамента обеспечивают следующие его положительные качества:
Для объективной оценки необходимо указать и основные недостатки СФ:
При выборе СФ особо отмечается, что срок его эксплуатации достигает 100 лет при соблюдении всех технологических нюансов.
Общая схема устройства
Как же работает СФ? В основе плана столбчатого фундамента находятся несущие опоры в виде столбов монолитной или сборной конструкции. Они обеспечивают несущую способность фундамента. Этот важнейший параметр зависит от количества и размеров столбов, а также их заглубления.
Для одинаковой нагрузки опор в процессе эксплуатации, в верхней части формируется сплошной пояс (ростверк). Он воспринимает эксплуатационные нагрузки и равномерно распределяет их на все столбы. В результате СФ работает, как единая система, не допускающая проседания отдельных элементов.
Размеры
Фундамент столбчатого типа предназначается для строительства небольших домов. При возведении строений площадью до 30 м2 на нормальном грунте можно использовать опорно-столбчатый фундамент облегченного типа.
Минимальные размеры столбов определяются, исходя из применяемых материалов, эксплуатационных нагрузок и размеров дома. Они нормируются от 30 до 60 см для разных типов СФ.
Ширина столбов зависит от толщины стен дома. Опоры должны выступать не менее, чем на 5-6 см от стены в обе стороны. Стена должна приходится четко на средину фундамента.
Основные узлы и элементы
Рассматриваемый фундамент содержит следующие основные элементы и узлы:
Все элементы должны быть увязаны в единую систему и работать, как единое целое.
Глубина заложения
По высоте подземной части (заглублению) СФ подразделяется на 2 типа. За мелкозаглубленный СФ принимается фундамент с заглублением менее уровня промерзания грунта. Глубина заложения составляет 0,4-0,7 Н, где Н – глубина зимнего промерзания, характерная для данного региона.
Так для Центрального региона РФ, где Н достигает 1,4 м – глубина МСФ может составлять от 60 до 100 см.
Одной из разновидностей МСФ является незаглубленный СФ. Независимо от уровня промерзания, его заглубление принимается 40-55 см, что иногда составляет всего 1/3Н.
Правила глубины заложения заглубленного СФ устанавливают, что его основание должно находиться ниже уровня промерзания на 20-25 см, но на 40-50 см выше расположения грунтовых вод. Этот вариант используется для грунтов с высокой пучинистостью. Для Центральных регионов заглубление достигает 1,6-1,8 м.
Опоры
Опорные столбы должны обеспечивать несущую способность и обладать максимальной прочностью. Пятка, как правило, имеет площадь, превышающую сечение столба в 1,8-2 раза. Высота расширенной нижней части достигает 1/3 от заглубления. Например, столб 45х45 см имеет пятку 90х90 см высотой порядка 15 см.
Второй важный элемент – армирующий каркас. Он состоит из вертикальных стержней стальной арматуры диаметром 12-16 мм, которые имеют горизонтальную увязку (шаг 20-25 см). Количество стержней зависит от размеров столба и может составлять от 4 до 10 штук.При изготовлении МСФ применяется бетон марки не ниже М400.
Проектирование и расчет
Надежность СФ зависит от правильного выбора размеров и количества опор. Существует методика проведения точных расчетов, которой пользуются специальные организации. При проектировании СФ в частном строительстве обычно используются упрощенные методики.
Длина
Длина, т.е. высота опорных столбов, зависит от глубины заложения и наличия наземной части, т.е. конструкции ростверка. Для больших хозпостроек, бань, сараев для содержания домашних животных обычно применяют незаглубленные опоры длиной 40-50 см. Небольшие жилые дома, дачи имеют СФ с заглублением 60-100 см. Для тяжелых зданий используется заглубление до 3 м.
Ростверк, как правило, делается с небольшим заглублением (до 20 см) или поверхностного типа. В этом случае длина опоры не превышает глубины заложения СФ.
Если дом возводится в болотистой местности или с плохой паводковой ситуацией, то ростверк поднимается над поверхностью земли. Наземная часть опоры может достигать 30-40 см. Соответственно, общая длина складывается из заглубления и наземного участка.
Сечение
Расчет общей площади опор СФ проводится по простой формуле S=1,3P/Ro, где P – суммарная эксплуатационная нагрузка, учитывающая общий вес строения; Ro – сопротивление грунта (значение брать из таблицы №1).
Для примера, для дома с полной нагрузкой зимой 25000 кг, расположенного на суглинке (Ro=3,5 кг/см2), суммарная площадь опор должна составлять не менее 1,3х25000/3,5=930 см2. Зная количество столбов, можно определить необходимое сечение каждого из них.
Минимальные размеры столбов нормируются с учетом особенности применяемых материалов. Действующие нормативы устанавливают такие значения:
При проектировании СФ для небольших строений ориентиром становятся именно минимально допустимые размеры столбов.
Количество
При определении количества необходимых опорных столбов следует учитывать такие условия:
После определения потребного количества столбов, можно рассчитать минимальное их сечение. Для этого ранее определенное по формуле общее сечение надо разделить на количество опор.
О технологии возведения такого фундамента подробно можно узнать в другой нашей статье: “Просто и быстро: строим столбчатый фундамент своими руками“.
Представляем вашему вниманию фото подборку столбчатых фундаментов для разных типов домов
Полезное видео
Возведение столбчатого фундамента – в видео:
Заключение
Столбчатый фундамент достаточно популярен в частном строительстве. Он помогает значительно снизить затраты на возведение хозпостроек и небольших жилых домов.
Такой фундамент способен противостоять пучинистости, но непригоден для нестабильных грунтов. Ограничено его использование и для больших домов.