столбчатый фундамент что это
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.
Столбчатый фундамент: виды, преимущества, технология установки
Каждому строению необходимо прочное несущее основание, фундамент, который будет десятками лет удерживать строение, предотвращая его обрушение. Но если для тяжелого многоэтажного дома приходится устанавливать мощный монолитный фундамент, то для возведения легких построек и строений хозяйственного значения оптимальным является более простой столбчатый фундамент.
Что представляет собой фундамент из столбов? Есть ли у него преимущества перед другими видами строительных оснований, и каковы его недостатки? А главное, как построить столбчатый фундамент своими руками? Обо всех нюансах данной конструкции расскажем далее.
Столбчатый фундамент: общие сведения
Фундамент из столбов – вид несущего строительного основания, прямоугольной или круглой формы, который применяется для возведения легких деревянных и щитовых построек (сараев, бань, беседок, веранд и летних домиков).
По сути, столбчатый фундамент представляет собой конструкцию из отдельных опорных столбов, которые устанавливаются по всем углам здания и в местах пересечения стен. А для равномерного распределения нагрузки строения, сверху на столбчатый фундамент может устанавливаться ростверк.
Это самый простой и наиболее дешевый вид фундамента, возводимый в тех случаях, когда нецелесообразно строить ленточный, монолитный, свайный и другие виды несущих конструкций.
Важно! Столбчатая несущая конструкция чаще всего устанавливается на легких почвах, которые не подвержены горизонтальному смещению и пучению. Дело в том, что бетонные столбы фактически не связаны между собой, а значит, при движении грунта возможна их деформация с последующим разрывом ростверка и разрушением здания.
Виды столбчатых фундаментов
Фундамент из столбов может быть выполнен из различных материалов, в частности:
Давайте рассмотрим каждый из них подробнее:
Столбчатый фундамент из древесины
Это наиболее дешевый вариант фундамента, который был популярен до появления цементных растворов и железобетонных конструкций. Однако для строительства подсобных помещений и летних домиков устанавливают его и в наши дни. Более того, при правильном выборе древесины и обработке материала, а также точно рассчитанных нагрузках, на деревянном несущем основании может выстроить полноценный деревянный дом!
Для строительства опор из дерева, понадобится минимальный набор инструментов: пила и топор. Важно выбирать для изготовления столбов твердые породы древесины, такие как дуб, граб, бук, ясень. Кроме того, перед установкой в грунт, необходимо обеспечить качественную гидроизоляцию и пропитать дерево специальным составом для защиты от термитов (как вариант, дегтем или отработанным маслом). Применяется также технология обжига дерева. В этом случае деревянный фундамент может надежно удерживать строение 30, а то и 50 лет!
Столбчатый фундамент из металлической трубы
Более надежным и прочным вариантом конструкции является несущее основание в виде столбов из металлических труб. Этот фундамент является более дорогим, ведь для его возведения придется закупать металлическую трубу, и чем толще стенка трубы (от этого зависит долговечность конструкции), тем более существенной окажется итоговая сумма.
Процесс установки трубных опор достаточно прост. В подготовленное углубление в грунте вставляется труба, на которую предварительно наварена металлическая пластина (подпятник). После этого в полость трубы, для предотвращения коррозии, а также в приямок вокруг трубы, для фиксации опоры, заливается бетонная смесь. Сверху обрезанные в один уровень трубные опоры свариваются посредством ростверка из трубы 120-140 мм.
В итоге получается надежная цельнометаллическая конструкция, которая может стать основой для одноэтажного деревянного домика или веранды. Стоит лишь учесть, что при высокой прочности (до 60 лет), возведение фундамента из металлической трубы процесс затратный и требующий использования сварочного оборудования.
Кирпичный фундамент
Данный вид несущей конструкции представляет собой комбинированные опоры. В предварительно вырытое углубление укладывается подушка из песчано-глинистой смеси (ПГС), в которую заливается бетонная смесь с бутовым камнем. Камень не только увеличивает несущую способность опоры, но и существенно экономит цемент. При необходимости усилить конструкцию столба, перед заливкой смеси и укладкой камня в него монтируется арматурный каркас.
Что характерно, скважина заполняется камнем и бетоном лишь до уровня залегания грунта. Дальше, до уровня ростверка столб выкладывается из кирпича, который кладется на цементную смесь. Такой вариант фундамента позволяет существенно сэкономить на цементной смеси, да к тому же делает процесс выведения фундамента менее затратным по времени.
Данный фундамент удобно использовать в тех условиях, когда рядом со строительным участком имеется достаточное количество камня. Этот вариант основания идеален для песчаной и скалистой почвы, а вот для глинистого и другого слабого и неустойчивого грунта такая конструкция не подходит.
Железобетонный фундамент с арматурой
Железобетонный столбчатый фундамент представляет собой конструкцию из железобетона, углубленную в грунт и возвышающуюся над землей до уровня ростверка.
Данный вид строительного основания может быть 2 видов:
Сборный столбчатый фундамент
Данный вариант подойдет для людей, которые стремятся построить легкий одноэтажный домик в самые кратчайшие сроки. Для этого в заранее подготовленные углубления в земле укладываются готовые монолитные блоки, из которых и получается бетонный столб. Для соединения блоков используется бетонный раствор.
Стоит заметить, что готовые блоки изготавливаются промышленным способом из марок цемента М100 и М200. Они твердые и не подвержены разрушению долгие годы, что явно свидетельствует о долговечности готовой конструкции.
Однако сборный столбчатый фундамент не устанавливается на неустойчивых почвах, которые подвержены пучению. Ему необходим сухой и твердый, в идеале, скальный грунт.
Монолитный столбчатый фундамент
Сразу скажем, что монолитный столбчатый фундамент из железобетона является самым надежным, прочным и устойчивым из несущих оснований столбчатого типа. По сути, это цельнолитой железобетонный столб, который заливается в подготовленный приямок и установленную над поверхностью грунта опалубку. Глубина закапывания, не превышает 1,5 метра. Для усиления конструкции перед заливкой бетонной смеси в приямок монтируется объемная арматурная конструкция.
Установить железобетонный столбчатый фундамент можно самостоятельно. Однако нужно учитывать, что в отличие от сборного фундамента здесь возникает необходимость изготовления и установки опалубки.
Что характерно, в отличие от кирпичного или сборного основания железобетонные монолитные столбы широко используются для строительства фундамента на пучинистых грунтах. В пользу такого решения говорит не только существенная экономия в сравнении с ленточным основанием, но и надежность монолитной конструкции.
Обратите внимание! При строительстве столбчатого фундамента на слабонесущем грунте не рекомендуется возводить на нем здание с тяжелыми стенами.
Преимущества столбчатого фундамента
Рассмотрев многообразие видов столбчатого фундамента нельзя не отметить ряд его преимуществ перед другими строительными основаниями:
Недостатки столбчатого фундамента
Глубина заложения столбчатого фундамента
Чтобы высчитать глубину заложения данного фундамента, необходимо просчитать вес конструкции будущего здания, а также учесть геологические характеристики почвы в точке застройки.
Важно! На устойчивом песчаном грунте, при отсутствии грунтовых вод в месте застройки монолитный столбчатый фундамент способен стать основанием для строительства кирпичного коттеджа!
Существует три уровня глубины заложения данного несущего основания:
Как построить столбчатый фундамент своими руками
В данном пункте мы рассмотрим как построить различные виды столбчатого фундамента самостоятельно.
Расчет фундамента из столбов
Начинать строительство основания необходимо с расчетов. Для этого можно обратиться к профессиональному конструктору, а можно произвести расчеты самостоятельно, скачав из Интернета бесплатную программу «Фундамент».
Важно! Рассчитать ширину столбов под будущее строение довольно просто. Для этого достаточно прибавить к толщине будущих стен 100-120 мм.
Как только все данные будут получены, и при помощи программы вы вычислите количество столбов, их площадь и несущую способность, можно приступать к закладке фундамента.
Незаглубленный столбчатый фундамент
Основание данного типа может возводиться на земле, склонной к пучению, и подходит для нетяжелых построек (щитового или деревянного дома, веранд, беседок и летних кухонь). Если же фундамент устанавливается на твердом, не склонном к подвижкам, грунте, на нем можно выстроить дом из бруса.
Для негазлубленного фундамента чаще используют столбы из блоков, хотя можно установить бетонный столб. Как вариант, можно построить столбчатое основание из кирпича, важно лишь не использовать для этих целей силикатный кирпич.
Перечислим основные этапы возведения незаглубленного столбчатого фундамента:
— Прежде всего, необходимо очистить площадку в месте строительства и снять верхний слой почвы.
— На расчищенную площадку вынести разметку, забив колышки в месте установки столбов.
Важно! В среднем расстояние между отдельно стоящими столбиками должно находиться в пределах 1,5-2,5 м.
— Выкопать приямки под установку столбов на глубину 0,5-0,7 м, уточнив глубину при помощи расчетов. На дно приямка уложить подушку из слоя щебня и слоя песка, хорошо утрамбовав и пролив водой.
— Готовые железобетонные блоки 200х200х400 укладываются по двое, в шахматном порядке. Для связи блоков используется густой раствор цемента. Надземную часть столба следует отделать штукатуркой. Она создает приятный эстетичный вид и служит в качестве гидроизоляционного слоя.
Важно! Между бетонным столбом и нижним венцом будущего строения обязательно следует уложить слой гидроизоляции. Это может быть лист рубероида, битумная мастика или стеклоизол.
Мелкозаглубленный столбчатый фундамент
Это наиболее популярный вид фундамента. При минимальных затратах времени и финансов, такая основа способна выдержать добротную баню или каркасный дом.
Что характерно, для постройки мелкозаглубленного фундамента чаще используются железобетонные столбы с опалубкой из труб. При этом учитывая, что всю нагрузку принимает бетонный столб, материал трубы не столь важен. Это может быть металлическая труба или более экономичный вариант – пластик или асбест.
Важнее обратить внимание на диаметр труб. Если предстоит строить облегченную конструкцию, вроде беседки или сарая, достаточно труб диаметром 100-120 мм. Однако если необходимо возвести бревенчатый дом, диаметр трубы должен варьироваться в пределах 250-300 мм.
Важно! Объем цементной смеси будет зависеть от диаметра труб. К примеру, на 10 м трубы диаметром 100 мм расходуется 0,1 м.куб. бетона. На трубу 200 мм расходуется 0,5 м.куб. бетона, а на трубу диаметром 300 мм – 1 кубический метр.
Этапы установки заглубленного фундамента в данном случае будут выглядеть так:
— Строительную площадку следует очистить от мусора и убрать верхний слой почвы, выровняв площадку. На подготовленный участок нужно нанести разметку и колышками отметить места установки столбов.
— При помощи ручного бура следует сделать отверстия в грунте на расчетную глубину. При этом углубиться нужно на 200 мм глубже, чтобы на дне уложить песчаную подушку. Ее необходимо хорошо утрамбовать и пролить водой. А сверху на подушку уложить рубероид, чтобы влага из бетонной смести и уходила в песок.
— Следом в скважину устанавливается труба. Ее длина должна учитывать высоту до ростверка и запас в 10 см. Он необходим для того, чтобы затем обрезать все трубы в один уровень. Кстати, если близко с поверхностью находятся грунтовые воды, часть трубы, находящуюся в грунте, необходимо промазать битумной мастикой.
— Приготовив густую цементную смесь, следует залить основание установленной трубы приблизительно на 500 мм, а затем приподнять ее на 150-200 мм и оставить в таком состоянии застывать. Необходимо это для того, чтобы у трубы образовалось твердое бетонное основание, благодаря которому конструкцию не будет выталкивать пучение грунта.
— Залив основание трубы, ее наружную поверхность следует укрыть рубероидом в качестве гидроизоляции. Скважину вокруг трубы следует засыпать песком, регулярно проливая и утрамбовывая его.
Важно! Не забудьте проверить перпендикулярность трубы при помощи уровня.
— Внутри трубы необходимо смонтировать арматурный каркас, а затем залить бетонной смесью внутреннюю часть трубы.
— После этого бетонному столбу необходимо дать застыть в течение 15-20 дней. В завершении изготовления фундамента каждый столб необходимо обработать сверху гидроизоляционным раствором.
Заглубленный фундамент с ростверком
Это самое крепкое из столбчатых оснований. Оно представляет собой группу монолитных столбов, связанных воедино ростверком. Данная особенность препятствует смещению столбов и опрокидыванию конструкции. Благодаря ростверку на таком фундаменте можно выстроить полноценный жилой дом, и даже коттедж.
Установка данной строительной опоры проходит в несколько этапов:
1) Расчистив площадку под стройку, следует удалить дерн и выровнять поверхность обозначенной площади.
2) Перенеся план на местность, и разметив столбы, необходимо вырыть углубления под них. Кстати, глубина ямы должна быть на 200 мм больше уровня промерзания грунта. Что касается ширины ямы, то она должна быть шире на 200 мм в каждую сторону. Необходимо это для формирования опалубки и установки распорок.
3) Дно ямы устилается песчано-щебеночной подушкой, которая проливается водой и хорошо трамбуется. Сверху на подушку укладывается лист рубероида, предупреждающий уход влаги из бетонной смеси в грунт.
4) Из доски 20 мм собираются прямоугольные короба и устанавливаются в подготовленные углубления. Они станут опалубкой для будущих столбов. Кстати, деревянную опалубку стоит предварительно смочить, чтобы впоследствии она легче удалялась.
Важно! В случаях, когда стенки углублений ровные и не обваливаются, можно вовсе отказаться от опалубки и просто устелить приямок изнутри полиэтиленом.
5) Внутрь опалубки необходимо установить объемный арматурный каркас, изготовленный из арматуры 10-14 мм в диаметре. Важно, чтобы каркас из арматуры был на 300-400 мм выше бетонного столба.
6) После этого в опалубку можно заливать бетонную смесь. Делать это нужно непрерывно, регулярно разравнивая смесь и погружая в нее виброустановку для удаления воздушных пузырей.
7) Готовые столбы следует оставить на 4-5 дней, после чего можно снимать опалубку и проходить поверхность столбов гидроизоляцией. Углубления вокруг столбов следует засыпать песком и хорошо утрамбовать.
8) Остается лишь смонтировать ростверк. Он может укладываться на землю, или висеть на опорных столбах. Второй вариант предпочтительнее, ведь в этом случае конструкция не будет подвержена силам пучения грунта.
9) Для изготовления ростверка по всему периметру установленных столбов необходимо смонтировать опалубку. Дно опалубки засыпается песком и устилается полиэтиленом.
10) В опалубку устанавливается объемный каркас из арматуры 10-14 мм, после чего опалубка по всему периметру заливается бетоном. Здесь также важно использовать виброустановку для удаления пузырьков воздуха.
11) Дав конструкции окрепнуть в течение 2-3 недель, опалубку можно снимать, не забыв удалить песок между ростверком и столбами.
Столбчатый фундамент – прекрасный выбор для небольших и не слишком тяжелых строений. Благодаря такому решению вы существенно сэкономите во времени и деньгах, получив в итоге крепкое и надежное основание, которое прослужит вам десятки лет!