Для чего нужен столбчатый фундамент

Столбчатые фундаменты и их применение

Столбчатый фундамент является наиболее дешевым и простым в возведении. Ему отдают предпочтение при строительстве как производственных и общественных зданий, так и одноэтажных дачных построек. Но по ряду причин применение столбчатых фундаментов имеет ограничения и не учитывать их нельзя.

Столбчатые фундаменты относятся к типу отдельных фундаментов на естественном основании и представляют собой столбы с развитой опорной частью (подошвой), передающие сосредоточенные нагрузки от колонн, углов зданий, опорных рам, балок, арок, ферм и других несущих конструкций сооружения. На столбчатых фундаментах возводят лишь достаточно легкие сборно-каркасные дома, из бруса и бревен, а также стойки заборов. При высокой неоднородности грунта основания или его большой просадоточности от использования такого типа фундамента для дачных строений лучше вообще отказаться. На слабо несущих грунтах столбы сильно и неравномерно проседают.

К разметке таких фундаментов предъявляются повышенные требования. Для просадочных грунтов и характеризующихся морозным пученьем они не годятся

Правда, этот тип фундамента широко используют для объектов промышленного и общественного назначения: большие одноэтажные здания, в которых несущими конструкциями служат колонны, а наружные стены — лишь ограждающим контуром. Но в этом случае столбчатые фундаменты имеют особо усиленную конструкцию, большое заглубление и сильно развитую подошву.

Столбчатые фундаменты делают сборными из готовых бетонных блоков, монолитными и из камня (кирпич, бути пиленый камень) на цементном растворе. В сечении они могут быть квадратными или круглыми: зависит от конструкции выбранной опалубки, в которой их отливают из бетона или формы уже готовых бетонных блоков для сборного варианта.

Если на столб должна опираться колонна (промышленные и общественные здания), то в его верхней части делаю углубление — «стакан». В отдельных случаях вместо «стакана» ставят анкерный крепеж для жесткого соединения столба с опираемой конструкцией. Столбчатые фундаменты, в зависимости от своей конструкции, подразделяются на стаканные и бесстаканные. Причем, стаканные выполняют только в бетоне, а бесстаканные — из бетона и камня.

Столбчатый фундамент стаканного типа оптимален для стоек забора. Столб можно отпито заранее или прямо в отрытом под него колодце. В опорной части (подошва) он имеет расширение.

Устройство столбчатого фундамента

Заложение такого фундамента под несущий каркас будущего строения, как правило, делают открытым способом, в предварительно отрытых колодцах или траншеях ниже глубины промерзания грунта: разжиженный грунт и воду удаляют со дна, делают подсыпку из песка или щебня толщиной не более 10 см и трамбуют. Сперва заливают в опалубке (или монтируют из блоков) подошву фундамента, затем — столб (можно сложить из камня).

Площадь подошвы выбирают (рассчитывают специалисты) в зависимости от передаваемой на грунт нагрузки и его просадочности. При больших нагрузках на столбчатый фундамент его армируют (усиливают). Для относительно легких построек (одноэтажных) и сооружений от армирования можно отказаться. Но конструкция столба должна быть такой, чтобы эпюра распределения в нем нагрузки имела угол наклона более 60°. Если угол меньше, неармированная подошва разрушится. Колодец (траншею) с готовым столбчатым фундаментом обратно засыпают песком, послойно и трамбуя.

Нагрузка на столбчатый фундамент определяет его размеры и конструкцию. Оптимальное восприятие нагрузки фундаментом и перенос ее на грунт основания показан на эпюре сопротивления: угол 60° и более гарантирует запас прочности даже не армированному фундаменту, менее 60° фундамент требует усиления армированием

Для столбчатого фундамента важно чтобы его подошва находилась ниже глубины промерзания грунта. Но при его возведении не всегда удается понизить уровень грунтовых вод ниже глубины промерзания. Поскольку бетонные работы в таких условиях весьма затруднительны, столбчатые фундаменты лучше делать сборными из готовых бетонных блоков, укладываемых на цементный раствор. Для подошвы следует использовать армированные блоки.

Ошибки при устройстве столбчатого фундамента

Коснемся лишь дачного строительства, где самой распространенной ошибкой в устройстве столбчатого фундамента является отсутствие в нем развитой опорной части (подошвы). Связано это с тем, что стремясь снизить трудоемкость работ, столбы фундамента заливают из бетона в выбранных в грунте вертикальных колодцах равного сечения: выкапывают или бурят вертикальный канал, стенки которого обкладывают рубероидом или погружают в грунт трубу обсадным способом и заливают туда раствор. Как правило, такие столбы начинают быстро и неравномерно проседать даже при весьма хорошем грунте основания.

Если вы выбрали именно эти технологии возведения столба, рекомендуем нижнюю часть колодца хоть немного расширить: аккуратно выбирая грунт из стенок небольшой лопаткой или трамбуя его ниже окончания обсадной трубы. Но форма и размеры всех таких колодцев для одной постройки должны быть идентичны. Иначе не избежать неравномерной осадки столбчатого фундамента даже в хорошем грунте.

Столбчатый фундамент на просадочных грунтах (илистых или торфяных) — дом интенсивно и длительный период погружается в грунт даже при развитых подошвах в основании столбов.

Столбчатый фундамент возводят на глинистых грунтах с морозным пученьем. Зимой такая постройка на таком фундаменте не в состоянии компенсировать выталкивающее действие сил даже от незначительного морозного пученья: столбы поднимаются из грунта и уходят в сторону, даже с подошвами, заложенными ниже глубины промерзания. Эго явление можно наблюдать после каждой зимы на стойках заборов, установленных на столбчатых фундаментах, но их подправить намного легче, чем заваливающийся дом.

Допускаются ошибки и при разметке столбчатого фундамента. Поскольку столбы заводят под места локальных нагрузок от несущих конструкций постройки (стойки колонны или балки опорной рамы), важно чтобы они имели центральное загружение и были строго вертикальны. В противном случае, в передаваемой на столб нагрузке возникает боковая составляющая, которая уводит его в сторону. К аналогичным последствиям может привести недостаточное количество столбов под нагруженной балкой: балка прогибается и передает на столбы боковое усилие.

Можно ли исправить допущенные ошибки, если дом уже построен?

Рекомендуется на столбчатом фундаменте возводить дома из бревен и бруса или сборно-каркасные и не более.

Во-первых, в силу своей конструкции, такие дома передают на каждый столб одинаковые нагрузки.

Во-вторых, если фундамент все-таки уходит в грунт, да еще и неравномерно, такие дома можно выправить:

• под нижний венец сруба или опорную раму подводят домкраты (над столбами) и приподнимают или выравнивают дом; столбы наращивают и выравнивают по уровню бетонным раствором или каменной кладкой;
• после набора бетоном необходимой прочности, дом равномерно опускают домкратами на столбы.

При необходимости, такие дома выдержат не один подобный ремонт. Эти работы доверяют только специалистам.

Источник

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:

• при строительстве легких построек из дерева, щитовых и каркасных домов. Правильно спроектированное столбчатое основание может выдержать вес даже двухэтажного легкого дома или постройку с мансардой;
• при устройстве временных построек, например бытовок;
• при устройстве хозяйственных построек, бань, навесов, беседок, теплиц, летнего душа, установки бака для сбора дождевой воды и т.д. Иногда применяют для модернизации дома – пристраивают террасу, зимний сад или веранду на столбчатых опорах, не связанную жестко с конструкциями дома;
• на грунтах с высокой пучинистостью, близким залеганием грунтовых вод.

Когда не рекомендуется использовать столбчатый фундамент:

• для массивных построек;
• при низкой несущей способности и нестабильности грунтов – например, на торфяниках, сыпучих песчаных грунтах;
• на плывунах, при повышенном риске смещения пластов, например, если близко залегает толстый слой глины;
• при очень высоком уровне залегания грунтовых вод;
• при больших перепадах высоты по длине дома. Нежелательно устраивать фундамент на столбах даже при разнице уровня почвы 1 м. При разнице в 1,8-2 и более м возведение построек на столбах категорически запрещено.

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:

• можно применять на пучинистых грунтах;
• небольшая трудоемкость;
• меньше объем земляных работ;
• расходуется меньше материалов (меньше расходов на перевозку и разгрузку);
• не нужно утепление;
• при устройстве столбиков не нужна тяжелая техника;
• не требуется планирование всего участка;
• даже один человек справится с постройкой;
• простота ремонта.

Недостатки:

• не очень большая несущая способность делает невозможным применение столбчатого фундамента при строительстве домов с большой массой;
• невозможность применения на склонах, подвижных грунтах, заболоченных участках. Слабонесущие и насыщенные водой почвы под воздействием концентрированного давления просаживаются;
• сложность с устройством подвальных помещений и погребов. Впрочем, современная промышленность выпускает немало компактных цельных погребов, которые можно просто закопать под домом на этапе устройства основания.

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:

• монолитные железобетонные (с армированием). Используют бетон марок В15 – В 25. Для очень легких строений типа беседок, небольших навесов, маленьких сараев иногда в бетонные основания не закладывают армирование;
• бутобетонные – с добавлением камня. Добавление камня снижает прочность основания, но удешевляет постройку. Подходит для маленьких дач, бань, легких построек;
• сборные – из штучных материалов. Используют полнотелый кирпич, небольшие бетонные блоки, бутовый камень;
• деревянные. Применяется для временных или очень легких построек. Бытовки, птичники, навесы, беседки (деревянные) простоят меньше, чем такой фундамент. Используется древесина твердых пород. Сверху бревна покрываются битумом. Желательна пропитка креозотом;
• сейчас получают распространение основания из труб. Устанавливается стальная, асбоцементная или пластиковая труба нужного диаметра, внутрь монтируется каркас из арматуры, заливается бетоном. В принципе, для небольших сооружений можно использовать толстостенные стальные трубы без заливки. Но нужно учитывать, что сталь ржавеет. Лет через двадцать труба с толщиной стенки 6-8 мм может проржаветь. Но как временный вариант – можно использовать трубы без заливки.

По степени заглубленности

Возможно устройство столбчатых фундаментов разной глубины:

• незаглубленные имеют глубину порядка 450-550 мм. Используются для легких построек;
• мелкозаглубленные имеют глубину порядка 0,4-0,7 от глубины промерзания. На прочных грунтах можно применять для любых типов построек – от небольших сараев и бань до жилых домов;
• заглубленные столбики имеют глубину до 2 м. Используются на пучинистых почвах или в качестве основания под жилой дом.

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):

• кирпичных – 0,38 м;
• железобетонных – 0,3 м;
• бетонных – 0,4 м;
• из бутового камня и бутобетона – 0,6 м.

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:

• среднее расстояние между столбами составляет 1,5-2 м;
• опоры должны обязательно располагаться в углах, местах примыкания внутренних стен к наружным, под дверными проемами, в местах опирания лестничного марша и несущих балок;
• дополнительные столбики нужны под печами-каминами и кирпичными трубами, в местах установки тяжелого оборудования.

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:

• равномерно распределить нагрузку на столбчатые опоры;
• связать их в единое целое.

При устройстве столбчатого фундамента в каждую опору устанавливается анкер – шпилька или штырь. Затем к ним прикрепляется ростверк. Виды ростверка:

• для небольших деревянных строений (бани, небольшие дачи, сараи) используют деревянные балки большого сечения;
• стальные балки. Обычно используют двутавр и швеллер;
• монолитный бетонный пояс или сборные бетонные балки. Используют для самых крупных домов. Для монтажа в столбы заранее устанавливается арматура, к которой крепится арматурный каркас балки-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.

Источник