Подушки под столбчатые фундаменты

Пошаговая инструкция по возведению незаглубленного столбчатого фундамента своими руками

В сфере индивидуального строительства затраты на обустройство фундамента могут составлять до 25% сметной стоимости всего дома.

Понятно стремление застройщика сэкономить средства, и в то же время получить прочное и надёжное основание строения.

Для возведения небольших дачных, каркасных домов и различных подсобных сооружений без подвалов и цокольных этажей.

Устройство незаглублённого столбчатого фундамента является выгодным вариантом сокращения времени и расходов на строительство.

Когда возводят?

Незаглублённый столбчатый фундамент (НСФ) – это сетка из точечных опор, которые не погружены вглубь земли, а передают нагрузку от сооружения непосредственно на поверхность земельного участка.

На таких столбах чаще всего строят:

• бревенчатые,
• щитовые,
• каркасные дома,
• бани,
• хозблоки,
• пристройки,
• летние кухни и т.п.

НСФ возводят не только исходя из малого веса сооружения, но и при наличии прочного грунтового основания.

Фундаменты такого типа целесообразно возводить на скалистых, крупнообломочных грунтах в районах с низкой сейсмологической опасностью и отсутствием подвижек почвы. Возможна установка НСФ на пучинистых основаниях. Об этом будет рассказано ниже в отдельной главе.

Преимущества и недостатки НСФ

Как и, любые строительные конструкции, незаглублённые точечные опоры обладают своими достоинствами и недостатками.

Причины, по которым застройщики выбирают незаглублённый столбчатый фундамент, объясняются следующими преимуществами перед другими видами оснований зданий и сооружений:

• простота конструкции позволяет собственникам земельных участков возводить опоры своими руками, не привлекая профессиональных строителей и специальную технику;
• столбчатые опоры могут быть установлены практически на любых грунтах, кроме почв с активными процессами пучения и на местах с высоким уровнем грунтовых вод (болотистые основания);
• незаглублённые столбы возводят на участках с перепадами высот, например на склонах холмов;
• не нужно устраивать сложную и дорогостоящую гидроизоляцию фундаментных конструкций;
• максимальный срок возведения опор не превышает 2-х недель;
• не требуется производить земляные работы по выравниванию ландшафта;
• выполненные с соблюдением правил и норм строительства основание постройки может прослужить 50 и более лет;
• главным аргументом в пользу незаглублённых столбчатых фундаментов является низкая себестоимость материалов и работ.

По сравнению с внушительным списком достоинств, можно отметить всего 2 недостатка – это:

• невозможность устройства подвальных и цокольных помещений;
• предназначение только для лёгких зданий и сооружений.

Материалы для столбов и требования к ним

Столбчатые опоры незаглублённого типа возводят из разных материалов. Основное требование к ним состоит в том, чтобы столбы, изготовленные из них, могли выдерживать полную нагрузку от здания или сооружения.

Максимальная масса здания или сооружения включает в себя не только строительные конструкции, но и вес людей, мебели и различного оборудования. О том, как сделать расчёт будущего основания, будет рассказано далее.

Для возведения фундамента используют материалы, указанные в следующей таблице:

Материал	Вид незаглубленного основания	Требования
Дерево	Колода, чурбан, брус	Древесина должна быть сухой, без коры и вредных насекомых, обработанная антисептиками; гидроизоляция из рубероида или битумной мастики
Железобетон	Опалубка квадратного поперечного сечения с арматурными стержнями, залитая железобетоном	Марка железобетона — не менее М 150
Бутобетон	Опалубка такая же, только заполненная бутовым камнем и бетоном	Марка бетона — не ниже М 200
Кирпич	Столб из кирпича квадратного поперечного сечения	Кирпич марки М 150 и выше
Трубы	Асбестовые, металлические и полимерные	Минимальный диаметр не менее 150 мм, толщина стенки не меньше 3 мм
Армированная сетка	Металлическая сетка, скрученная в виде трубы с вложенным рубероидом, заполненная железобетоном	Марка железобетона – не менее М 150

Как построить самостоятельно?

Самостоятельное обустройство фундаментного основания состоит из нескольких этапов:

1. Подготовительные работы.
2. Установка столбов.
3. Монтаж ростверка.

Подготовительный этап

Они включают в себя следующее:

• разметка участка;
• расчёт конструкции НСФ;
• земляные работы.

Разметка участка

Согласно чертежам план дома переносят на участок. Для этого используют шнур, рулетку, реперы (деревянные колышки или отрезки арматуры). Значительно облегчит разметку лазерный уровень. Его можно купить или взять в аренду.

Далее поступают следующим образом:

1. На земле реперами отмечают углы будущего строения. Если здание в плане представляет собой прямоугольник или квадрат, прямые углы корректируют промерами диагоналей с помощью шнура.
2. Отмеряя расстояния 1,5 – 2 м между пересечениями стен и углами, фиксируют точки опор реперами.

Если планируется установка в доме тяжёлого оборудования (отопительный котёл и пр.), по периметру опорной площадки проектируют установку дополнительных столбов.

Расчёт конструкции

Нужно определить максимальную нагрузку от всего дома или сооружения. Как было сказано ранее, учитывают вес всех строительных конструкций, возможное максимальное количество людей, одновременно находящихся в постройке (берут средний вес человека 70 кг плюс 10% запаса).

Определяют вес мебели и оборудования. Необходимо принимать во внимание среднегодовую снеговую нагрузку на кровлю.

Получив окончательный результат, его делят на количество опор. Полученное число будет максимальной нагрузкой на каждый отдельный столбчатый фундамент. Необходимо знать расчётное сопротивление грунта (R0) земельного участка под застройку.

В интернете можно найти калькуляторы расчёта. Но для этого надо знать особенности почвы, её характеристики. Лучшим вариантом будет – взять данные характеристик грунтового основания в местном отделении землеустройства.

Пример расчёта: почва на участке представляет собой суглинок, её R0 будет равно 1, 88 кг/см2. Общая нагрузка от постройки составляет 2400 кг. На каждую из 10 опорных точек будет приходиться нагрузка 240 кг.

Следовательно, минимальная площадь каждого фундамента будет равняться: 240/1,88 = 127,66 см2. То есть величина опорной пяты в виде квадрата со сторонами примерно 12 см будет достаточной для того, чтобы фундамент выдержал нагрузку от строения.

Надо обязательно принимать во внимание поправочный коэффициент запаса прочности величиной 1,2. Также нужно учитывать Ro материала, из которого будут изготавливаться столбы.

В данном случае подойдёт столбик из красного обожжённого кирпича марки М 150 или М 200, железобетонный столб размером 300 х 300 мм или асбестовая труба ø 150 – 200 мм, заполненная бетоном. Выбор материала остаётся за застройщиком.

Земляные работы

В местах разметки опор снимают растительный слой до твёрдого грунта. Затем выбирают почву на глубину 150 – 200 мм размером согласно расчёту.

Ямки заполняют песком или песчано-гравийной смесью. Подушки тщательно трамбуют. Укладывают листы рубероида. На этом основание под столбы готово.

Установка опор

Самые популярные способы устройства незаглублённых столбчатых опор – это возведение таких конструкций, как:

• железобетонные столбы;
• кирпичные столбики;
• асбестовые трубы.

Железобетонные столбы:

1. Собирают опалубку из досок, деревянных щитов или полимерных листов. Для монтажа элементов ограждений используют гвозди, проволоку либо другой подручный крепёж.
2. В готовый короб помещают вертикально 4 – 5 отрезков арматуры периодичного профиля ø 10 мм. Отрезки между собой скрепляют проволокой. Арматура должна выступать из стакана на 150 — 200 мм.
3. Опалубку изнутри обкладывают рубероидом.
4. Замешивают цементный раствор М 150 – 200. Добавляют щебень средней фракции.
5. Готовую смесь заливают в опалубку послойно по 150 мм. Каждый слой трамбуют отрезком арматуры либо стержнем из прочного материала.
6. Столбы застывают и набирают несущую способность в течение 28-30 дней. Нужно следить за тем, чтобы бетон не пересыхал и был защищён от дождя.
7. Опалубку демонтируют и приступают к монтажу ростверка.

Кирпичные столбики:

1. Кладку выполняют в форме квадрата со стороной шириной 1/5 кирпича.
2. В центральное отверстие вкладывают отрезки арматуры и заливают цементным раствором.
3. Через 25 – 30 дней фундаменты готовы к дальнейшему строительству.

Кирпич пористый материал и способен впитывать влагу, что может вызвать разрушение опор. Поэтому фундаментную кладку нужно защитить слоем гидроизоляции. Внешние поверхности столбиков обмазывают горячим битумом и укрывают рубероидом.

Асбестовые трубы:

1. Трубы нарезают отрезками длиной 300 – 400 мм и устанавливают строго вертикально на песчаные подушки.
2. Внутрь труб, как и в предыдущем случае, вставляют арматуру и заливают бетоном.
3. Чтобы избежать непредвиденных смещений, опоры укрепляют распорками.
4. Асбест является одновременно опалубкой и несущей частью конструкции фундамента. По окончанию застывания бетона в трубах приступают к дальнейшему этапу строительства.

Монтаж ростверка

Ростверки (обвязки) делают из бруса, железобетонной ленты или металлического профиля. Обвязка служит для равномерной передачи нагрузки от здания на столбчатые фундаменты.

При возведении незаглублённых опор для лёгких сооружений наиболее подходит ростверк из бруса или металлопроката невысокого профиля. Железобетонная лента будет слишком тяжёлой для небольших точечных опор.

Брус укладывают на столбы, скрепляя проволокой с выпусками арматуры. Металлический профиль приваривают сваркой к той же арматуре.

Особенности строительства на пучинистых грунтах

Пучинистые почвы опасны тем, что своей подвижностью во время заморозков или обильных осадков могут разрушить столбчатый фундамент. В таких условиях основание можно возводить только для лёгких и сверхлегких хозяйственных построек.

Единственным выходом будет снятие пучинистого слоя в пределах участка под застройку. Но в этом случае «овчинка не стоит выделки». Это просто не выгодно.

Можно рассматривать вариант точечной выборки слабопучинистого грунта с последующим заполнением выемок большим количеством песка и щебня, что тоже экономически не целесообразно. Хотя застройщик может рискнуть, но он должен знать, что может в любой момент лишиться своей постройки.

Возможные ошибки

Наиболее часто встречающиеся промахи при возведении незаглубленного столбчатого основания – это:

• неправильный выбор конструкции фундамента;
• чрезмерная экономия расходных материалов;
• неверный расчёт количества и опорной площади столбов;
• невыполненная гидроизоляция;
• производство работ в зимнее время;
• подбор некачественных материалов.

Соблюдение базовых требований к строительству и недопущение вышеуказанных ошибок позволит возвести крепкое долговечное основание.

Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь.

Полезное видео

Возведение незаглубленного столбчатого фундамента своими руками — в видео:

Заключение

Установка незаглублённого столбчатого фундамента позволяет избежать лишних финансовых затрат, сокращает время строительства и не требует особой профессиональной подготовки.

В любом случае, нужно ответственно отнестись к расчёту фундаментного основания и не допускать ошибок при его возведении.

Источник

Подушка для столбчатого фундамента

В любой из конструкций фундаментов устойчивость и долговечность опорной системы и, конечно, самого здания на 50% зависят от качества обустройства подушки, на которую, собственно, и опираются элементы фундаментной системы. И чем выше опора и меньше ее сечение, тем сильнее влияние качества отсыпки под подошвой. Для столбчатого фундамента, как ни для какого другого, очень важно сделать опорную площадку прочной и малочувствительной к воздействию влаги и мороза.

Как и чем отсыпать основание столбчатого фундамента

Технология постройки столбчатой системы должна обеспечить несколько основных условий нормального существования и работы столбчатых опор:

• Равномерное перераспределение нагрузки от веса здания на пласты грунта, удерживающего столбчатые блоки и опоры. Устройство подушки должно обеспечить выравнивание или своего рода растекание напряжений по всей площади бетонной пятки опоры. Таким образом, исключаются местные сколы бетонной поверхности и условия для развития трещин;
• При правильном устройстве подушки подсыпочный слой позволяет эффективно удалять влагу из окружающего опору грунта, что крайне важно для предупреждения возникновения эффекта пучения и выдавливания блоков на поверхность;
• Увеличивать несущую способность опорных пластов за счет уплотнения структуры породы.

Обустройство подушки для различных вариантов столбчатого фундамента

Конструкция столбчатого фундамента предусматривает изготовление опор относительно небольшого удлинения. Наиболее длинные опорные элементы изготавливают для глубокого залегания, в среднем на 1-1,2 метра. Отношение ширины к длине такой опоры по параметрам примерно соответствует параметрам свайного фундамента. Такие столбы имеют очень небольшую опорную поверхность пятки, но зато из-за глубокого погружения в грунт менее чувствительны к боковой нагрузке, чем мелкозаглубленные и незаглубленные опоры.

Столбы подобной конструкции чаще всего используют на твердых обломочных и песчаных грунтах. Чтобы опору не выдавило на поверхность, достаточно выполнить песчаную подушку толщиной не менее 15 см и плиту уширения в основании столба. Столбчатый фундамент на песчаной подушке способен успешно противостоять пучению и промерзанию грунта.

Чаще всего столбчатые фундаменты изготавливают из бетонных блоков ФБС. В этом случае грунт просто освобождается от остатков растительности, дерна, корней, отсыпается подушка под блок на ширину опоры и последовательно трамбуется вибростанком. В теории большого веса бетонного блока должно быть достаточно, чтобы зафиксировать опору на месте. В качестве обязательного условия является выполнение уклонов и водоотводящих желобов. Поверхность грунта между такими опорами заполняется песком, перемешанным с мелким гравием. Дождевая и талая вода может смывать часть отсыпанного слоя песчаной подушки, поэтому до завершения строительства песок вокруг столбчатых опор необходимо подсыпать и подтрамбовывать.

По завершению строительства дома, обустройства системы водоотвода, утепления и навешивания забирок фундамента незаглубленные опоры практически не страдают от пучения и вымывания основы подушки.

Самым распространенным в частном домостроении является мелкозаглубленный столбчатый фундамент. В этом случае бетонные столбы устанавливаются на подушку в грунте на глубину до полуметра. Такая конструкция получается дешевле, чем в случае использования столбчатых опор глубокого погружения, и намного устойчивее, чем схема на незаглубленных столбах. Но именно эта схема столбчатого фундамента оказалась наиболее чувствительной к качеству подготовленной опорной площадки.

Обустройство опорной подушки столбчатого фундамента

Специалисты рекомендуют, независимо от конструкции и глубины установки опор столбчатого фундамента, изготавливать опорную подушку с учетом следующих требований:

1. Обеспечить максимальное отведение поверхностных и грунтовых вод;
2. Подушку под опору выполнять толщиной не менее 30-40 см из песка, бутового камня и щебня;
3. Независимо от характеристик пучения грунта выполнять обработку засыпки и непосредственно подушки строго в соответствии с технологией уплотнения;
4. Выполнять утепление фундамента.

Таким образом, при правильно построенной подушке, эффективном отведении воды и даже небольшом уровне теплоизоляции столбчатый фундамент будет сохранять несущую способность при любой температуре окружающей среды.

Особенности подушки под литую опору мелкозаглубленного фундамента

К недостаткам данного типа фундаментных систем относится тот факт, что столб или опора мелкозаглубленного фундамента устанавливается в грунт на очень небольшую глубину, 30-50 см. В этом смысле опорная система по своим функциям и характеристикам очень схожа с мелкозаглубленным ленточным фундаментом. В обоих случаях поверхностный слой грунта фиксирует опорную часть фундамента и делает всю конструкцию максимально жестокой при наименьших затратах бетона и арматуры. Если уровень грунтовых вод невысок, и нет включений глины, основание под фундамент можно изготовить обычной отсыпкой из гравия.

Но так же, как и мелкозаглубленная лента, столбчатый вариант способен выдерживать нагрузку от веса здания только в условиях отсутствия воды в грунте и при очень мощной и жесткой подушке. В данном случае устройство подушки выполняется в следующем порядке:

1. Откапывается мини котлован на глубину не менее метра;
2. В донной части рекомендуется уложить дренажную трубу, или же выполнить дренаж всего участка на глубину не менее 60-70 см, это позволит эффективно сушить подушку и предупреждать возможное заиливание песка, используемого при ее строительстве;
3. На дно котлована отсыпается небольшое количество крупного щебня или бутового камня, слой должен составлять не более 2-3 см. Первый и последующие слои, уложенные в подушку опор, необходимо очень тщательно трамбовать электрической или механической трамбовкой;
4. Общий слой щебня должен составлять не менее 20 см. Далее в основание подушки отсыпается более мелкая фракция, 15-20 мм, и тоже тщательно утрамбовывается. На поверхность гравия укладывается слой геотекстиля и отсыпается тонким слоем смеси из щебеночного отсева и крупного песка.

Если грунт имеет большое количество включений из глинистых конкреций и суглинков, поверх песчаного слоя подушки можно уложить дополнительный слой мелкой щебенки и тоже тщательно утрамбовать в течение 10-15 минут.

Размеры подушки под опору должны быть вдвое больше сечения опоры столбчатого фундамента. Если выступающая над грунтом часть опоры столбчатого фундамента по высоте больше, чем два диаметра столба, рекомендуется подошву опорного элемента забетонировать на ширину всей подушки и армировать металлической сеткой.

Часть бетонного раствора при заливке опалубки проникает в тело подушки и схватывается с гравием. В таком случае получается отлитый из бетона опорный элемент, стоящий на подушке, обладающей высоким сопротивлением, несущей характеристикой и минимальной усадкой. После отливки подошва столбчатой опоры полностью повторяет поверхность подушки, благодаря чему нагрузка распределяется максимально равномерно.

После удаления опалубки и нанесения гидроизоляции пространство между бетонным телом опоры и стенками котлована необходимо заполнить засыпкой из песка, глины и гравия. В нижнюю часть котлована отсыпается смесь песка и глины, далее слой керамзита, и верхний слой состоит из песка, глины и гравия.

Обустройство подушки под фундаментные блоки

Зачастую при изготовлении столбчатого фундамента опоры не отливаются из армированного бетона, а выкладываются из готовых бетонных блоков или кирпича. Для незаглубленных вариантов процедура обустройства подушки во многом схожа с технологией, приведенной выше, с той только разницей, что верхний слой подушки выполняется не из гравия, а из смеси крупного гравийного песка и скального отсева. Нижний слой толщиной в 10 см отсыпается из некрупной щебенки 20-30 мм в вырезанном по месту установки опоры углублении, слой тщательно утрамбовывается, укладывается геотекстиль и засыпается слоем смеси из песка и отсева. Перед установкой бетонного блока опоры верхний слой тщательно выравнивается по горизонту. Такого рода опоры необходимо дополнять бетонной отмосткой на ширину не менее толщины подушки.

Основные проблемы с использованием подушки столбчатого фундамента

Относительная внешняя простота построения столбчатого фундамента в некоторых случаях становится причиной нарушения технологии обустройства столбов и опорной подушки.

Случай первый.

Зачастую очень толстые и мощные опоры прекрасно выдерживают огромное давление, но только, если нагрузка на столб направлена строго по вертикали. Появление небольшого горизонтального усилия приводит к перераспределению нагрузки, передаваемой от бетонной подошвы на поверхность подушки. Край бетонного блока начинает деформировать основу из песка и щебенку, опора начинает проворачиваться и в конечном итоге опрокидывается.

Причиной подобной ситуации является низкая твердость отсыпанной подушки и неправильно распределенный вес на столбчатую конструкцию. Вместо уплотненного грунта, нескольких слоев щебенки и очень тонкого, всего в 2-3 см слоя песка, зачастую поверхность под опору просто отсыпается щебенкой и слоем песка. Со временем основная часть грунта уплотняется, выдавливается и вымывается водой из-под краевых зон столба. В результате вместо распределенного по подошве давления возникает точечное, сосредоточенное в центре, или еще хуже, смещенное к краю столбчатого элемента усилие. В этом случае опрокидывание – только вопрос времени.

Случай второй.

Еще одной распространенной ошибкой является использование при обустройстве подушки избыточного количества песка, зачастую даже без щебенки, при очень высокой грунтовой воде и отсутствии дренажа. Более дефицитную щебенку заменяют толстенным, до 60-70 см толщиной слоем песка, набранного из ближайшей ямы, часто с включениями глины и остатками плодородного слоя.

В таких условиях,даже без нагрузки, столбчатый элемент фундамента способен просесть и отклониться от вертикального положения, независимо от глубины заделки в грунт. Чаще всего эффект проявляется при сезонном подъеме воды в почве

Попытки усилить подушку фундамента отсыпкой дополнительного количества песка и выравниванием столбчатой опоры дают временный результат, и в дальнейшем ситуация повторяется. Спасти столб можно только переделкой подушки и установкой скважинного дренажа. В этом случае из котлована пробивается канал или скважина к дренажной трубе, отсыпается крупная щебенка, все трамбуется. Далее закладывается геотекстиль, слой песка и слой мелкого гравийного отсева.

После установки опоры на новую подушку необходимо проконтролировать уровень первичной осадки под собственным весом и под нагрузкой. Если осадка продолжается, то от использования столбчатого фундамента в таких условиях лучше отказаться или переходить к усиленным вариантам.

Спасти опору можно усилением подушки установкой наклонной, направленной буронабивной сваи. Но подобные работы есть смысл проводить, если из-за конструкции дома нет возможности сделать фундамент «по-человечески».

Заключение

Подушка для столбчатого фундамента имеет первостепенное значение для обеспечения остойчивости. Поэтому для любых видов грунта, может быть, кроме скальных пород, главной задачей является построение очень мощного дренажа и полноценного опорного пятна. В этом случае попытка просто заменить трехслойный утрамбованный пятачок увеличением размеров основания ни к чему хорошему не приведет. На какое-то время опора столбчатого фундамента будет вести себя достаточно устойчиво, но из-за подтопления однозначно появится крен. Исключением может быть ситуация, когда опорные столбы фундамента устанавливаются в очень мощном пласте гравийного песка.

Источник