Сечение монолитного столбчатого фундамента

Монолитный столбчатый фундамент: технология устройства

Монолитный столбчатый фундамент — это комплекс колонн, поддерживающих места сосредоточения нагрузок строения. Столбы устанавливают по особой технологии и соединяют ростверком для обеспечения устойчивости дома.

Монолитный столбчатый фундамент: основные принципы возведения

Столбчатый железобетонный фундамент является самым распространенным вариантом основы для дома на отдельно стоящих опорах. Столбы монтируют по углам строения, под балками, массивными простенками, несущими конструкциями. Веранда, крыльцо, терраса и другие пристройки имеют обособленный фундамент. Пристроенные элементы и основные стены дают разную осадку, поэтому разделяются.

Железобетонные опоры формируют при заливке опалубки после установки арматуры. Столбы могут быть квадратной, круглой, трапециевидной формы. Самыми практичными считаются круглые столбики, так как технологические отверстия для них можно пробурить ручным инструментом. Сечение опор варьируется от 150 до 400 мм.

Для усиления конструкции верхние части столбов опоясывают ростверком. Если между опорами остается от 1,5 до 2,5 м, монтируют армированную перемычку. При наличии пространств 2,5-3,0 метра и более ставится усиленная рандбалка.

Конструкцию фундамента принято подбирать с учетом типа грунта. Здания на пучинистых почвах возводят на малозаглубленных или незаглубленных столбах. Глубокие железобетонные опоры ставят на глинистых почвах.

Для каких строений подходит монолитный столбчатый фундамент?

Монолитный столбчатый фундамент под колонну применим при возведении домов с минимальной и средней нагрузкой. Обычно это строения без подвальных помещений с каркасными, щитовыми или деревянными стенами. Установка данного типа фундамента возможна и под кирпич. Глубокая закладка столбов (до 1,6-2,0 метров) выполняется проще, чем монтаж ленточного блока.

Фундамент «монолит» на колоннах наиболее эффективен на малоподвижных непучинистых почвах. На таких грунтах здания, возведенные на столбиках, меньше оседают, чем аналогичные строения на ленточных основаниях.

Преимущества и недостатки столбчатого монолитного железобетонного фундамента

Плюсы технологии	Минусы
уменьшение издержек на труд и стройматериалы в 1,5-2 раза; снижение затрат по смете до 15-20% от стоимости проекта по сравнению с другими типами оснований; минимальное давление на грунт, меньшая усадка; возможность уменьшить площадь фундамента; низкая подверженность морозным пучениям.	столбы не устойчивы в слабонесущих, подвижных грунтах; железобетонные опоры запрещены к эксплуатации на участках с резкими перепадами высот (от 2 метров и больше); значительные расходы на монтаж ростверков и их усиление; требуется устройство «забирки» для заполнения промежутков между колоннами.

Монолитный столбчатый фундамент: этапы работ

Технологические процессы, этапы установки ленточного и столбчатого монолитного железобетонного фундамента во многом схожи. Подобным образом выполняют оценку грунтов, подготовку, монтаж опалубки, заливку раствора, устранение дефектов.

Процесс установки столбчатого железобетонного фундамента включает следующие виды работ:

1. подготовка площадки под основание + 2-4 м со всех сторон (расчистка, удаление дерна, планировка по уровню);
2. обноска по периметру, установка отметок для стен, перекрытий и низа траншеи;
3. рытье котлована, технологических отверстий по осевой планировке, создание подушек из песка, гидроизоляция;
4. монтаж опалубки из смоченных досок или труб;
5. армирование прутами с обвязкой хомутами;
6. заливка раствора слоями по 15-20 см с вибрационной утрамбовкой;
7. монтаж ростверка, сборка и соединение перемычек, закрепление проволокой, установка каркаса, заливка бетона, выравнивание и гидроизоляция;
8. установка забирки между опорами из стяжки и несущими стенами;
9. гидроизоляция в виде цементной, песчаной подушки, закрытой битумом, рубероидом.

Проектирование и разметка

Технологическую карту на устройство монолитного столбчатого фундамента разрабатывают на этапе проектирования. Карта содержит конструктивные схемы, расчеты и поэтапное описание технологии строительных процессов.

Проектировка включает в себя: анализ грунта, исследование участка, расчет глубины столбов, веса опор, промежутков между ними, массы здания, постоянных и временных нагрузок на строение. Профессиональные проектировщики рассчитывают показатели с максимальной точностью, что позволяет сэкономить без ущерба для дома.

Для разметки используют схему строения с точками расположения столбцов. Чертеж переносят на площадку, фиксируют оси и размеры основания.

Рытье ям и устройство фундаментной подушки

Под колонны из железобетона техникой или вручную роют воронки. Вертикальные ямы должны располагаться вдоль осей. Воронки высотой более 1 м укрепляют брусом, распорками. Провалы должны получиться на 20-40 см шире будущей опоры. К расчетной глубине дополнительно прибавляют 20-30 см. Свободное пространство будет заполнено опалубкой, подпорками.

На дно каждого отверстия отсыпают крупнозернистый песок с гравием для минимизации пучения в мороз. Подушка должна быть шире столба на 10-20 см со всех сторон. Смесь заливают, затем уплотняют ручной трамбовкой. На подушку обязательно кладут гидроизоляцию из полиэтилена или рубероида.

Армопояс и опорные площадки

На площадки устанавливают вертикальную арматуру (10-12 мм) на расстоянии 20-25 см, чтобы оставить сварочное пространство. Пруты обвязывают хомутами по 6 мм. Для обхватывания подойдет отожженная проволока, исключающая боковые расхождения. Пруты должны подниматься над верхней частью фундаментных опор на 10-20 см. К выступающим частям прутов будет приварена арматура ростверка.

Опалубка, заливка колонн

Опалубка необходима при бетонировании на всех типах почв, кроме плотного и неглубокого грунта. Опалубку изготавливают из разных материалов, таких как увлажненные доски по 25-40 мм, трубы от 100 мм, влагостойкая фанера, пластик, рубероид, ДСП, металлические листы. Для получения круглых колонн подойдет свернутый рубероид или трубы, которые остаются в земле после заливки.

В опалубку бетон надо заливать слоями по 20-30 см, обязательно утрамбовывая ручным вибратором. Смесь подавать по желобу с высоты не более 1-1,5 м. Границу каждого слоя отмечать, сверять по уровню и выравнивать. На застывание слоя требуется по 2,5 часа. Весь фундамент будет затвердевать около 28 суток.

Распалубка

После заливки раствора можно переходить к уходу за бетоном, затем к распалубке, гидроизоляции и обратной засыпке. Распалубку производят, когда цемент приобрел необходимый уровень прочности. Обратную засыпку выполняют поэтапно, слоями по 20 см с трамбовкой. Для заполнения пазухи лучше выбрать крупнозернистый песок или смесь песка/щебня.

Изготовление ростверка: этапы

Для усиления жесткости, устойчивости фундамент стягивают монолитным или арматурным поясом. Схема работы по установке ростверка зависит от его типа и разновидности. Рассмотрим этапы монтажа монолитного ростверка:

1. соединение сборных перемычек (связывание монтажных петель проволокой, сварка арматуры);
2. изготовление П-образной опалубки по периметру сооружения поверх оголовков (в качестве опоры используют деревянные подпорки или песчаные гребни);
3. армирование четырьмя арматурами диаметром 10-14 мм;
4. бетонирование (по стандартной технологии раствором М200), распалубка.

Монолитный ростверк обычно монтируют в форме квадрата. Одна его сторона должна быть больше ширины оголовков и равна ширине стен.

Разновидности ростверка

Обвязочные балки, рандбалки могут быть сборными конструкциями, сборно-монолитными или сплошным монолитом из железобетона. По расположению выделяют два типа пояса: высокий и низкий ростверк. Высокий пояс монтируют на высоте от 1 метра, оставляя пространство для хода пучинистых почв. Низкий ростверк устанавливают на малоподвижных песчаных грунтах, заглубляют и выравнивают подушкой из песка.

Опалубка и армирование

После связывания петель, сварки арматуры начинается монтаж опалубки. Деревянный квадратный короб устанавливают поверх перемычек по периметру будущего дома с запасом 30-40 см. Технологию монтажа выбирают с учетом типа ростверка. Опорой коробу служат деревянные подпорки или песчаные гребни. Под нижние прутки подкладывают бруски или плитки из бетона для защиты металла от коррозии.

Армирование монолитного ростверка выполняют 4-мя горизонтальными и вертикальными прутьями того же сечения.

Заполнение бетоном, распалубка

Бетонирование опалубки ростверка осуществляют по стандартной технологии смесью М200. После выравнивания цемент закрывают гидроизоляцией. После затвердевания раствора выполняют распалубку. Когда ростверк готов, приступают к установке перекрытий.

Чем закрыть промежутки между столбами?

После установки монолитного столбчатого фундамента между колоннами остается пустое пространство. Чтобы его закрыть, монтируют «забирку» высотой от 40 см. Она изолирует пространство под перекрытиями от дождя, снега, мороза. В процессе монтажа кладут кирпич, блоки, бут, затем стену заливают раствором. Второй вариант забирки представляет собой каркас, обшитый сайдинговыми панелями. В конструкции или стене обязательно должна быть предусмотрена вентиляция.

Компания «Уютный Дом-13» возводит каркасные, деревянные, кирпичные дома под ключ. Минимальная гарантия — 1 год. Полный пакет проектной документации.

Опытные специалисты выполняют проектирование, монтаж фундамента любых типов. До 31 августа действует скидка 50% на фундамент! [*]

* — акция действительна на момент выхода статьи

Данная информация не является публичной офертой. Все права защищены. СТРОИТЕЛЬНАЯ КОМПАНИЯ УЮТНЫЙ ДОМ-13, ДОМА И БАНИ ИЗ БРУСА И КИРПИЧА ПОД КЛЮЧ.

Уютный Дом-13

«Уютный Дом-13» — это коллектив опытных специалистов, который каждый проект доводит до идеала. Мы строим дома с неизменно отличным результатом — вы можете лично посмотреть наши готовые постройки и оценить качество. Все работы выполняют сотрудники именно нашей компании, без привлечения посредников или сторонних подрядчиков.

Уютный Дом-13

«Уютный Дом-13» — это коллектив опытных специалистов, который каждый проект доводит до идеала. Мы строим дома с неизменно отличным результатом — вы можете лично посмотреть наши готовые постройки и оценить качество. Все работы выполняют сотрудники именно нашей компании, без привлечения посредников или сторонних подрядчиков.

Источник

Столбчатый фундамент — расчет и строительство своими руками.

Название «столбчатый фундамент» говорит само за себя. Это фундамент представляющий собой несколько столбов заглубленных в грунт в определённом порядке и связанных в единую раму посредством деревянной (иногда металлической) обвязки или железобетонного ростверка.

Столбчатые фундаменты в основном применяются для возведения на них деревянных (брус, бревно) или каркасных домов (не более 2-х этажей), бань, веранд и других хозяйственных построек, а также заборов и каменных ограждений. Реже на них возводят стены одноэтажных домов из облегчённых каменных материалов (ячеистый бетон и т.п.), удельная масса которых не превышает 1000 кг/м³. Более тяжёлые дома на таких фундаментах строить не целесообразно, в связи с относительно не высокой прочностью столбов и недостаточно большой суммарной площадью подошвы.

Самым главным противопоказанием для выбора столбчатого фундамента является высокий уровень грунтовых вод. Нельзя допускать, чтобы он подходил ближе чем на 50 см к подошве столбов. Кроме того столбы обязательно должны быть заложены глубже слоя плодородных неустойчивых органических грунтов.

Достоинствами столбчатого фундамента являются экономия денежных средств и трудовых затрат за счёт уменьшения объёма земляных и бетонных работ, а также высокая скорость строительства нулевого цикла. Основным недостатком является непредсказуемое поведение отдельных столбов фундамента при легкомысленном отношении застройщика к исследованию свойств грунта на участке. Особенно это касается фундаментов без монолитного ростверка.

Самой распространённой ошибкой частных застройщиков при возведении столбчатого фундамента является отсутствие хоть какого, даже приближённого расчёта. Количество столбов, также как и площадь их оснований, берутся «с потолка». Практически на всех строительных сайтах написано одно и тоже — ставьте столбы по углам и на пересечении стен, при необходимости на длинных стенах добавляйте ещё, чтобы расстояние между ними было от 1,5 до 2,5 метров. Нормальный такой разброс! К тому же про площадь основания практически нигде ни слова. А ведь именно от этих показателей зависит, будет ли Ваш дом стоять на месте или со временем начнёт перекашиваться и садиться.

Расчёт столбчатого фундамента

I) В-первую очередь необходимо исследовать место под будущее строительство. Подробно об этом говорится в статье «Определяем свойства грунтов на участке застройки.» В дополнение к изложенному там необходимо отметить следующее: приняв решение строить столбчатый фундамент, в обязательном порядке необходимо делать пробное бурение на 0,5-0,6 метров ниже предполагаемой глубины заложения столбов. Если под несущим грунтом Вы наткнётесь на слой водонасыщенных слабых грунтов (плывун), то от столбчатого фундамента лучше отказаться, т.к. столбы под нагрузкой могут просто прорезать несущий грунт и провалиться.

II) Вторым шагом будет определение нагрузки, которую дом с фундаментом будут оказывать на несущий грунт, проще говоря, расчёт веса дома. Приближенные значения удельного веса для отдельных элементов конструкции приведены в следующей таблице:

Примечания:

1)При угле наклона скатов крыши больше 60º снеговая нагрузка принимается равной нулю.

2) При расчёте фундамента к весу дома прибавляется и ориентировочный вес самого фундамента. Высчитывается его примерный объём и умножается на удельный вес железобетона, равный 2500 кг/м³.

III) После определения веса дома рассчитываем минимально необходимую суммарную площадь (S) оснований всех столбов фундамента:

S = 1,3×P/Rо ,

где 1,3 — коэффициент запаса надёжности;

Р — общий вес дома вместе с фундаментом, кг;

Rо — расчётное сопротивление несущего грунта, кг/см².

Значение Rо, называемое ещё несущей способностью грунта, ориентировочно можно принять по таблице ниже:

Примечание:

Значения расчётных сопротивлений даны для грунтов расположенных на глубине около 1,5 метров. У поверхности несущая способность почти в полтора раза ниже.

Рассчитав значение суммарной площади оснований всех столбов, мы теперь можем определить их необходимое число в зависимости от диаметра или размеров сечения. Для большей наглядности рассмотрим простой пример.

Пример упрощённого расчёта столбчатого фундамента

Рассчитаем столбчатый фундамент (на круглых столбах) для небольшого каркасно-щитового дома (см.рис. слева) размером 5х6 метров. Высота 1-го этажа 2,7 м, высота фронтона — 2,5 м. Кровля шиферная. Несущий грунт — суглинок (Rо = 3,5 кг/см²). Глубина промерзания 1,3 метра.

Итак, необходимо рассчитать вес дома.

1) Площадь всех стен, включая фронтоны, в нашем случае получится равной 72 м², а масса их 72 × 50 = 3600 кг

2) В доме имеется цокольное (пол 1-го этажа) и межэтажное (между 1-м и мансардным этажами) перекрытия. Их общая площадь 60 м², а масса 60 × 100 = 6000 кг

3) Эксплуатационная нагрузка имеется также и на 1-м и на мансардном этаже. Значение её будет равно 60 × 210 = 12600 кг

4) Площадь крыши составляет в нашем примере около 46 м². Масса её при шиферной кровле 46 × 50 = 2300 кг

5) Снеговую нагрузку принимаем равной нулю, т.к. угол наклона скатов крыши больше 60º.

6) Определим предварительную массу фундамента. Для этого нужно условно выбрать диаметр будущих столбов и их количество. Допустим у нас есть бур диаметром 400 мм, его и возьмём. Число столбов предварительно берётся исходя из условия — один столб на 2 метра периметра фундамента. У нас получится 22/2 = 11 штук.

Объём одного столба высотой 2 метра (заглубляем на 0,2 м ниже глубины промерзания + 0,5 метра возвышается над землёй): π × 0,2² × 2 = 0,24 м³, а масса его 0,24 × 2500 = 600 кг.

Масса всего фундамента 600 × 11 = 6600 кг.

7) Суммируем все полученные значения и определяем общий вес дома: Р = 31100кг

8) Минимальная необходимая суммарная площадь оснований всех столбов будет равна:

S = 1,3×31100/3,5 = 11550 см²

9) Площадь основания одного столба диаметром 400 мм будет равна 1250 см². Следовательно в нашем фундаменте должно быть минимум 11550/1250 = 10 столбов.

При уменьшении диаметра столбов их число будет увеличиваться и наоборот. Например, если мы возьмём бур 300 мм, то нужно будет сделать минимум 16 столбов.

Определив минимально допустимое число столбов фундамента, делают их разбивку по периметру. В-первую очередь их устанавливают в наиболее нагруженных местах — это углы дома и соединения наружных и внутренних стен. Остальные столбы равномерно распределяют по периметру, при необходимости добавляя к полученному минимальному числу ещё несколько штук для симметрии. Главное правило здесь — больше можно, меньше нельзя.

Важное замечание: если дом имеет какую либо более лёгкую пристройку, например, веранду, минимально допустимое количество столбов для неё считается отдельно от дома. Очевидно, что оно будет меньше.

Часто при строительстве более тяжёлых домов на грунтах с малой несущей способностью число столбов получается очень большим, и чтобы его уменьшить, нужно существенно увеличивать диаметр подошвы. Простые земляные буры для этого не подходят. Здесь на помощь приходит технология «ТИСЭ». Она рассмотрена в статье «Фундамент ТИСЭ — технология, достоинства и недостатки» .

Рассмотрим теперь наиболее распространённые конструктивные схемы столбчатых фундаментов

Буронабивной фундамент

Столбы создаются путём заливки бетона в предварительно пробуренные скважины. Работы по устройству буронабивного фундамента производятся в следующей последовательности:

1) На основании расчёта производится разметка фундамента на участке.

2) С помощью ручного (механизированного) бура или специальной буровой машины делаются скважины на 20-30 см ниже глубины промерзания.

Примечание: в рамках данной статьи мы не рассматриваем мелкозаглубленные столбчатые фундаменты, которые используются практически только для небольших деревянных хозяйственных построек.

3) Из обычного рубероида сворачиваются цилиндры (по диаметру скважин) и обматываются скотчем. Они выполняют две роли: во-первых, это несъёмная опалубка для столбов, а во-вторых — их гидроизоляция.

Если у Вас рубероид с посыпкой, сворачивайте гладкой стороной наружу. Чем хуже грунт при замерзании будет прилипать к поверхности столбов, тем меньшие касательные силы, стремящиеся вытащить столбы зимой из грунта, будут на них действовать.

4) Цилиндры из рубероида вставляются в скважины. На рисунке выше видно, что до самого основания рубероид не доходит, остаётся около 20 см. Делается это не просто так. Через незакрытую часть сваи при заливке бетона цементное молоко просачивается в грунт и дополнительно связывает его. При этом в зависимости от типа грунта несущая способность столба может увеличиться до 2-х раз. Это увеличение при расчёте не учитывается. Оно дополнительно повышает запас надёжности фундамента. Кроме того столбы лучше заякорятся в земле.

5) В скважину заливается немного бетона (20-30 см), после небольшой паузы вставляется арматурный каркас, чтобы он под своим весом не опустился до соприкосновения с грунтом. Затем заливается весь столб до верха. Касание арматуры с грунтом не желательно, т.к. это приводит к её более быстрой коррозии.

Обычно каркас делается из трёх-четырёх прутков рабочей арматуры А-III ∅10-12 мм, обвязанных между собой вспомогательной арматурой Вр-I ∅4-5 мм. Желательно, чтобы арматура находилась от наружной поверхности столба не ближе чем на 5 см.

Если после заливки столбов на них будет сооружаться монолитный ростверк, рабочую арматуру выпускают из столбов на высоту этого ростверка. Если же на столбах будет делаться обвязка из деревянных балок, то для её крепления при заливке бетона в верхнюю часть вкладывается резьбовая шпилька (напр., М16).

Примечание: столбчатые фундаменты с железобетонным монолитным ростверком описаны в статье «Столбчатый фундамент с ростверком (свайно-ростверковый)» .

При температуре воздуха 15-20ºС нагружать столбчатый фундамент можно начинать уже через 4-5 дней. Связано это с тем, что по прошествии данного периода несущая способность фундамента определяется уже не прочностью столбов, а прочностью грунта под ними. К тому же дать полную расчётную нагрузку на фундамент (стены, перекрытия, крыша, эксплуатационные нагрузки) быстро Вы не сможете. Пока идёт строительство, бетон «дозреет».

ВАЖНО: Нельзя оставлять столбчатый фундамент не нагруженным на зиму. Касательные силы морозного пучения могут поднять и перекосить столбы, причём все по разному.

Столбчатые фундаменты из асбестовых, пластмассовых или металлических труб

Столбы создаются путём заливки бетона в предварительно установленные в скважины асбестовые, пластмассовые или металлические трубы. Работы производятся в следующей последовательности:

1) На основании расчёта производится разметка фундамента на участке.

2) С помощью ручного (механизированного) бура или специальной буровой машины делаются скважины на 20-30 см ниже глубины промерзания. Диаметр скважин на 10 см больше диаметра выбранных труб. При отсутствии бура можно выкопать ямы и лопатой.

3) В скважину заливается около 20 см бетона для увеличения несущей способности столбов, как уже говорилось выше. После небольшой паузы в скважину вставляется сначала свёрнутый рулон рубероидной рубашки, которая защитит песчаную засыпку от заиливания, затем асбестовая, пластиковая или металлическая труба и арматурный каркас.

4) Производится обратная засыпка промежутка между трубой и рубероидной рубашкой песком и в трубу заливается бетон. Песок предотвращает примерзание грунта к трубам зимой и их подъём касательными силами морозного пучения.

Примечание: Асбестовые трубы имеют не очень высокую морозостойкость, поэтому довольно часто в месте их входа в грунт из-за насыщения влагой они разрушаются. Чтобы этого избежать, желательно опасное место покрыть обмазочной гидроизоляцией.

Прямоугольные (квадратные) столбы из бетона, кирпича, блоков

Прямоугольные или квадратные столбы делают, когда под рукой нет бура подходящего диаметра. Ямы копают вручную лопатой. Работа эта более трудоёмкая и объём вырабатываемого грунта, по сравнению с бурением, тоже больше.

Последовательность выполнения работ практически такая же, как и в случае с трубами. Отличие в том, что вместо труб в ямы вставляется предварительно изготовленная деревянная опалубка, либо столбы выкладываются из кирпича (блоков).

Обратная засыпка производится после съёма опалубки через 2-3 дня. Кирпичные столбы можно засыпать на следующий день.

Примечание: Как уже говорилось выше, обратная засыпка песком (непучинистым материалом) делается для предотвращения подъёма столбов зимой. Но у неё есть один недостаток. При попадании в яму воды (напр. дождевой), песок номокает и теряет свои несущие свойства. Столбы при этом становятся неустойчивыми в горизонтальном направлении. Чтобы этого избежать, необходимо тщательно отнестись к отводу воды от фундамента: сделать нужные уклоны, отмостку и ливнёвки.

Часто столбы делаются комбинированные, т.е. в грунте они бетонные, а выше уровня земли выкладываются из кирпича или блоков. Этот вариант не подходит для последующего сооружения ростверка. Теряется его смысл, заключающийся в изготовлении одной жёсткой рамы.

Существует ещё один вид столбов — деревянные, на заострять на них своё внимание мы не будем, т.к. используются они в настоящее время очень редко. Заметим лишь, что для таких столбов нужно использовать влагостойкие породы древесины (дуб, лиственница и т.п) и перед установкой их необходимо защитить от влаги (обмазать гидроизоляцией или завернуть в рубероид, а лучше сделать и то и другое).

В комментариях к данной статье Вы можете обсудить с читателями свой опыт в строительстве и эксплуатации столбчатых фундаментов либо задать интересующие Вас вопросы.

Источник