Когда применяют столбчатые фундаменты здания

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

Когда применяют столбчатые фундаменты здания

Что такое столбчатый фундамент, в каких случаях он применяется

Столбчатый фундамент целесообразно применять для зданий, которые имеют небольшой вес конструкции (каркасные, деревянные). А так же в тех случаях, когда необходимо большее заглубление фундамента, например, когда глубина промерзания грунта более метра. Он более целесообразен для домов без подвального помещения на участках грунта с малой несущей способностью верхних слоев. Если данный вид фундамента подходит к вашим условиям строительства, тогда будет совсем не лишним узнать, из каких материалов они возводятся и как рассчитывается столбчатый фундамент.

Содержание

Типы столбчатых фундаментов

В зависимости от материалов все столбчатые фундаменты делятся:

• бутобетонные фундаменты – один из простейших и легковозводимыхтипов фундаментов, основным материалом является бутовый камень тяжелых пород и цементный раствор;
• кирпичные — применяются для легких зданий (хозпостройки, баня и т.д.) на грунтах которые обладают средней пучинистостью, потребует несколько больше времени и навыков на возведение (кирпичная кладка);
• бетонные и железобетонные столбчатые фундаменты относятся к наиболее дорогим типам (арматура, опалубка, большое количество бетона).

Данный вид фундаментов так же делится по способу монтажа:

• монолитный, такой фундамент формируется непосредственно в котловане на участке строительства;
• сборный – собирается из отдельных бетонных блоков, как правило, заводского производства.

Выбор типа столбчатого фундамента зависит: от величины нагрузки, которую способен нести фундамент, его стоимости и доступности строительных материалов.

Расчет столбчатого фундамента

Расчет характеристик любого фундамента лучше доверить специалистам. Но, если это невозможно, либо финансово не целесообразно, например, при строительстве небольших и легких хозпостроек, тогда примерный расчет можно произвести самостоятельно. Для этого нам понадобятся следующее:

• глубина промерзания грунта;
• глубина залегания грунтовых вод;
• несущая способность грунта;
• склонность к пучению грунта;
• расчетная величина веса конструкции дома;
• ветровая и снеговая нагрузка на дом.

Примерную глубину промерзания определить можно по схеме приведенной ниже.

Несущую способность грунта можно определить по данным из таблички ниже.

Глубина грунтовых вод определяется индивидуально. Для этого необходимо пробурить несколько скважин на предполагаемом участке под фундамент. Глубина лунки — больше глубины промерзания. Далее необходимо наблюдать за появлением воды в лунке и измерить глубину ее появления.

Степень пучения грунта можно определить на основании данных из таблички ниже.

Вес конструкции дома прямо зависит от выбранных строительных материалов. Примерные данные можно найти в справочниках. Некоторые параметры можно определить из нижеприведенной таблицы.

Снеговая и ветровая нагрузка зависит от местоположения дома.

Что бы рассчитать количество столбов для фундамента необходимо суммировать вес конструкции дома и снеговую и ветровую нагрузку. Полученную сумму необходимо разделить на величину несущей способности грунта. К этому числу добавляем еще 30%, т.к. по нормативам нагрузка фундамента не может быть больше 70% от несущей способности грунта.

Следующим этапом будет расчет площади основания одного столба. Умножая ширину основания на длину. Ширину столбов можно выбрать произвольно, обычно она не превышает 50 – 60 см в длину. Полученную ранее сумму площади всего фундамента делим на площадь основания столба, получаем необходимое количество столбов под наше строение. Определенное количество опорных столбов фундамента теперь необходимо расставить под строение. Для грамотной расстановки необходимо соблюдать несколько правил:

• все углы строения должны находиться на опорах;
• столбы устанавливаются в местах пересечения, соединения стен;
• расстояние между опорами будет зависеть от типа фундаментной балки;
• расстояние более 4 метров между опорами не допустимо, т.к. приведет к деформации балки или ее излому.

Основные этапы строительства столбчатых фундаментов

• земляные работы;
• установка опалубки и армирование столба;
• заливка, кладка кирпича или бута.

Земляные работы по устройству столбчатых фундаментов включают:

• выравнивание и разметка грунта под опоры;
• рытье лунок для установки столбов (ширина лунок зависит от размеров опор плюс 20см для устройства опалубки);
• обустройство подсыпки в виде песка, щебня;
• укладка гидроизоляции под подошву и стены фундаментных столбов (полиэтилен, рубероид и др.).

Если это бетонный или железобетонный тип фундамента, то сбивают опалубку. В качестве таковой может служить не только доска, это могут быть металлические трубы надлежащего диаметра. В сухих грунтах для заливки бутобетонных и бетонных столбов опалубку можно не применять вовсе. Главное обеспечить гидроизоляцию лунки, земля не будет впитывать воду из раствора, и после возведения уже бетон не будет набирать влагу – что значительно продлит его срок эксплуатации. Для армирования можно применить как металлические прутья (диаметром от 10мм) или металлопрокат (швеллер, двутавровая балка). Прутья арматуры соединяются при помощи сварки в прямоугольную конструкцию. Для последующего создания ростверка необходимо обеспечить выпуск арматуры из опоры на высоту до 50см.

Следующий этап – заливка бетона. Для строительства обычно применяется марка бетона М200 – М250, т.к. фундамент не рассчитан под большие нагрузки. Заливка бетона должна осуществляться по следующим правилам:

• каждые 30см бетон трамбуется;
• заливка опоры должна проходить в один цикл, образование шва между слоями бетона не допустимо.

Технология возведения кирпичного столба аналогична обычной кирпичной кладке. Разница лишь в том, что для повышения прочности столба можно использовать армирующую сетку с интервалом в 4 ряда. Гидроизоляция столба также обязательна.

Источник