Столбчатые фундаменты неглубокого заложения

Что такое мелкозаглубленный столбчатый фундамент, пошаговая инструкция по возведению

Какими бы прочными и толстыми не были стены, они рухнут, если не будут иметь качественного основания, который берёт на себя нагрузку от строения и передаёт их на грунт.

Надёжной и недорогой конструкцией является мелкозаглубленный столбчатый фундамент.

Если знать особенности технологии возведения, его можно смонтировать самостоятельно.

Что это за конструкция?

Мелкозаглубленный столбчатый фундамент — это конструкция несущего строительного основания, состоящая из опорных столбов округлой или прямоугольной формы.

Устанавливаются они в углах здания, в местах где сосредоточены наибольшие нагрузки:

• на пересечениях перегородок,
• под колоннами,
• под каминами.

В целях равномерного распределения нагрузки от строения на опоры, сверху на фундамент устанавливают ростверк. Столбы погружают в грунт на глубину до 40 см.

Для каких сооружений используется?

Такие основания широко применяются для сооружений, который не сильно нагружают грунт, весом не более 1 т/м3, не имеющие подвалов:

• каркасные домики,
• деревянные бани,
• времянки;
• беседки;
• садовые домики,
• хозпостройки.

Благодаря конструктивным особенностям, столбчатый фундамент с небольшим заглублением выбирают для строений из дерева.

Для какого типа грунта подходит?

Для лёгких конструкций есть смысл размещать мелкозаглубленный столбчатый фундамент на почвах со слабой пучинистостью. На скальной или крупнообломочной почве он выдержит и постройки посолиднее из брёвен и бруса.

Чтобы правильно соорудить конструкцию для пучинистых почв, делают специальные инженерные расчёты и под опорами сооружают армированную подушку.

На слишком рыхлых почвах, заболоченных местностях такой вид фундамента не эффективен. Нельзя использовать на грунтах, предрасположенных к горизонтальным сдвигам. Это приведёт к опрокидыванию строения.

Использование дорогостоящего и трудозатратного железобетонного ростверка сведёт экономический эффект к нулю.

Материалы

Традиционно мелкозаглубленное столбчатое основание делается из армированного бетона. Может быть выполнено из брёвен, блоков, кирпича, камня.

Из бревен

Под хозпостройки часто делают деревянные опоры из бруса, бревна диаметром 15-20 см. У них ограниченный срок эксплуатации около 10 лет и невысокая несущая способность.

Основное требование к такому материалу — его обязательная обработка антисептиком и нанесение сверху гудрона или другого гидроизолятора.

Из кирпича и бетонных блоков

Для каркасных строений часто используют кирпичные столбы. Это должен быть полнотелый керамический и силикатный кирпич, который не сильно впитывает воду.

В противном случае он быстро разрушится. Бетонные блоки должны быть хорошего качества, достаточной плотности.

Под кирпичные или блочные опоры устраивают подушку из щебня, пролитую цементным молочком. После установки столбов необходимо подождать, пока кладочный раствор наберёт прочность. Обычно это происходит в течение 12-20 дней.

Железобетонный монолит

Монолитные армированные железобетонные опоры обладают хорошей несущей способностью и надёжностью. Устанавливаются в ямы с щебневой подушкой и армирующим каркасом.

Опалубку делают из:

Трубы

Трубы из асбеста, железа и пластика применяют в сочетании с армирующим каркасом как несъёмную опалубку для столбов из бетона.

Диаметры зависят от назначения:

• 100 мм хватит для террас, навесов и беседок;
• 250-300 мм выбирают для бревенчатых построек.

Для установки таких труб подготавливают скважины соответствующих габаритов.

Достоинства и недостатки

Основание в форме мелкозаглубленных столбов имеет следующие преимущества перед другими типами фундаментов:

1. Сокращаются время и затраты на выполнение земляных работ, идеально выравнивать площадку не потребуется.
2. Несложный и быстрый монтаж, не нужно привлекать сложную технику.
3. Есть возможность установки на рельефных участках, склонах.
4. Нет необходимости обустройства сложной и дорогостоящей гидроизоляции.
5. Долгий срок службы, если соблюдены технология возведения и требования к материалам.
6. Отличается прекрасной устойчивостью при пучении грунта от мороза и отлично подходит для регионов, где промерзает земля.
7. В целом небольшие материальные затраты на возведение всей конструкции.

Как у любого другого сооружения, такие фундаменты имеют недостатки:

1. Не выдержат кирпичные и каменные дома.
2. Не подходят для многоэтажек.
3. Нельзя ставить на почвах с высоким стоянием грунтовых вод и на песчаниках.
4. Не получится сделать подвальные помещения.
5. Нельзя оставлять без присмотра, при малейшем разрушении сразу ремонтировать.

Эти основные слабые места мелкозаглубленного столбчатого основания необходимо учитывать.

Если есть желание использовать столбы в качестве фундамента под кирпичное здание, можно рассмотреть вариант столбчато-ленточного аналога.

Этапы возведения своими руками

При сооружении такой конструкции очень важно провести тщательные подготовительные работы, привести в порядок участок и выдержать технологию возведения опор.

Подготовительные работы

Подготовительные работы включают расчёт конструкции и подготовку земельного участка. Необходимо опытным путем либо с помощью специалистов определить уровень промерзания и плотность грунта.

Рассчитать высоту опор с учётом того, что бетонная подушка должна оказаться ниже линии промерзания грунта (актуально для пучинистых грунтов).

Количество столбов и дистанцию высчитывают, исходя из нагрузки. Для монолитов требуется промежуток около двух метров. Столбы размечают на схеме сначала по основным точкам, затем распределяют менее значимые по нагрузке опоры.

Когда расчёты произведены, территорию, предназначенную для строительства, расчищают от мусора и травы. Верхний плодородный слой почвы, который подпадает под строение, целесообразно снять и перенести на садово-огородный участок. Далее выполняют разметку расположения фундамента под строение согласно предварительно составленной схеме.

Монтаж

Когда будет подготовлена территория и размечены места опор, приступают к возведению фундамента:

1. По периметру участка копают ямы глубиной около 40 см, размером 50х50 см для опор. Круглые ямы для труб делают ручным буром. Когда стройка ведётся на неровной площадке, параметры углублений могут различаться с учётом того, чтобы их высота оставалась на едином уровне.
2. На дно выкопанных ям засыпается среднефракционный щебень слоем в 10 см и утрамбовывается. Для труб в яму на треть заливают бетон, и сразу устанавливают столбы.
3. Стальные пруты сечением 10 мм длиной 40 см связывают в виде решётки с ячейками 10х10 см и укладывают на щебень в углублении. Под арматуру подкладывают битый кирпич, приподнимая решётку. Тогда она окажется в толще бетона.
4. Подушку вместе с армированием заливают бетоном толщиной до 10 см. В центре устанавливают металлический прут. Его в дальнейшем используют для привязки каркаса.
5. При использовании труб бетонный раствор заливается внутрь, предварительно туда устанавливается железный прут.
6. После этого ждут 7-10 дней, пока бетон схватится и приступают к возведению опалубки.
7. Опалубку в форме удлиненного короба без дна делают из обрезных досок. Бетонный раствор, залитый в опалубку, уплотняют с помощью глубинного вибратора.

Затем заливают опалубку самой опоры. В раствор закладывают согнутый стальной уголок для выполнения дальнейшей обвязки (ростверка).

Опалубку убирают через 7 дней. Обвязку опор делают через 20 дней.

Примерно через месяц после возведения столбов необходимо выполнить гидроизоляционный слой и устроить забирку — оградительную стену между столбами.

Лучшим материалом для забирки выступает кирпич, который укладывают на бетонную стяжку. В забирке оставляют отверстия для коммуникаций. Столбы не должны быть завязаны с забиркой, иначе при неравномерной осадке появятся трещины. Высота забирки не должна быть меньше 40 см, иначе будет не эффективна.

Гидроизоляцию столбов и забирки выполняют путём чередования слоя битума и рубероида. Как вариант, можно присыпать ещё влажный бетон сухим цементом, а после застывания закрыть рубероидом.

Выполнив гидроизоляцию, столбы присыпают грунтом и утрамбовывают его. Бетон не должен пересыхать в процессе набирания крепости. Поэтому его прикрывают плёнкой.

Для повышения прочности бетона специалисты советуют добавлять в раствор гидрофобную смесь.

Особенности для фундаментного основания с ростверком

Ростверки предназначены для объединения опор и равномерного распределения нагрузки между ними. Особенности монтажа зависят от вида ростверка:

Из деревянных балок или стальных швеллеров формируют сборно-монолитный ростверк. Понадобится напарник, чтобы поднять и установить балки.

Минус в том, что незащищённые места металла будут ржаветь. Древесину обрабатывают антисептиками. Способ подходит для беседок, дачных домиков, временных сооружений.
Монолитный бетонный в виде замкнутой балки или плиты, соединяющей сваи. По способу монтажа такие ростверки подразделяются на высокие, низкие и заглубленные. Этот вид наиболее удобный для малоэтажного строительства.

Высокие располагают на 10-20 см выше над поверхностью земли, чаще на пучинистых землях. Низкий монолит заливают вровень с поверхностью грунта. Для заглубленного выкапывают траншею.

Есть ещё промышленные ростверки — готовые конструкции с замками и соединениями. Стоимость их немалая, поэтому для частного домостроительства обычно не используются.

Нюансы строительства на пучинистых грунтах

Мелкозаглубленный столбчатый фундамент используют и для пучинистых грунтов. Устанавливают столбы ниже линии промерзания и делают качественную обвязку ростверком.

Финансовые затраты на обустройство фундамента будут небольшими, надёжность высокая. Алгоритм монтажа аналогичен тому, который выполняется в отношении среднепучинистого грунта.

Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь.

Заключение

Такие фундаменты рекомендуется монтировать летом. Бетон застывает не меньше месяца. До этого момента создавать нагрузку нельзя. Если столбчатый мелкозаглубленный фундамент, установленный на влажной почве, простоит зиму без стен, он даст усадку и деформируется.

При невозможности продолжать стройку, вокруг фундамента устраивают временную теплозащиту из:

Столбчатый мелкозаглубленный фундамент — недорогой и нетрудозатратный способ возведения основания лёгкого строения. Такая конструкция может стать выходом из положения в местности, где грунт нестабильный.

Источник

SGround.ru

Сайт о фундаментах, их основаниях и морозном пучении грунтов

Незаглубленные и малозаглубленные фундаменты

Основные особенности и тонкости поверхностных фундаментов

Оглавление

1. Основные положения

Хотя нормы проектирования фундаментов гласят что глубина заложения фундамента в пучинистых грунтах должна быть больше глубины промерзания такое решение устраняет только лобовые силы морозного пучения, но не устраняет касательные силы пучения на боковой поверхности, которые так же очень велики и нагрузка от легкого малоэтажного здания не может им противостоять. А в северных регионах РФ нормативная глубина промерзания меняется в пределах от 1,5 до 3,0 м. и более. В такой ситуации следует рассмотреть вариант поверхностного фундамента.

Малозаглубленный или поверхностный фундамент является одним из наиболее простых и экономичных вариантов для легких зданий и сооружений – это минимальные затраты на материалы и почти полное отсутствие земляных работ. Но при своей кажущейся простоте этот тип фундаментов имеет особенности, которые необходимо учитывать, как на этапе проектирования, так и на этапе строительства.

К малозаглубленным фундаментам относят все типы фундаментов если глубина заложения их подошвы не превышает нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания, то есть фундаменты полностью расположены в зоне сезонного промерзания/оттаивания грунтов

В данной статье рассматриваются только поверхностные и практически незаглубленные фундаменты (глубина не более 20 см), т.к. если фундаменты заглублены, но менее глубины промерзания то они будут накапливать деформации пучения год за годом не полностью возвращаясь в исходное положение после оттаивания грунта, и их применение абсолютно не обоснованно. Если же фундамент все таки имеет некоторое заглубление то необходимо выполнять засыпку пазух котлована достаточной ширины непучинистым материалом (песок средний и крупный, ПГС. Ширина пазухи должна быть не менее глубины заложения фундамента) и предусматривать мероприятия, обеспечивающие проскальзывание фундамента относительно грунта по боковой поверхности чтобы обеспечить свободное оседание фундамента после подъема морозным пучением.

Поверхностные и малозаглубленные фундаменты имеет смысл использовать при строительстве малоэтажных сооружений, дач, гаражей, хозяйственных построек, бань и т.д. Их можно использовать при возведении срубов из бревен или стен из ячеистых бетонов, при возведении каркасно-щитовых домов. Естественно применение ограничено зданиями без подвала.

Не рекомендуется применение малозаглубленных и поверхностных фундаментов под кирпичные дома т.к. стены из кирпича и других каменных материалов очень чувствительны к деформациям фундамента и при малейшем смещении дают трещины (армированная кладка более устойчива, но все равно очень хрупка). Так же не следует применять их для двух- и более этажных построек из-за большой нагрузки на основание и фундамент, а несущая способность их часто сильно ограничена.

Согласно примечанию к п. 6.8.10 СП 22.13330.2016 Малозаглубленные фундаменты допускается применять для сооружения пониженного уровня ответственности и малоэтажных зданий при нормативной глубине промерзания не более 1,7 м. А, например, в Руководстве п.4.22 говорится что глубина промерзания под подошвой малозаглубленного фундамента должна быть не более 1,0 метра, а под подошвой заглубленного не более 0,5 м.

Нормативные требования к малозаглубленным фундаментам приведены в разделе 8 СП 22.13330.2016 «Особенности проектирования оснований и фундаментов малоэтажных зданий» который можно скачать в разделе НОРМАТИВЫ по этой ссылке. Данный раздел обязателен к прочтению если вы планируете применять такие фундаменты.

Согласно п. 8.6 СП 22.13330.2016 при проектировании малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах обязательно выполнение проверочных расчетов на деформации пучения (на подъем фундаментов).

2. Типы поверхностных фундаментов

Малозаглубленные и поверхностные фундаменты могут быть следующих типов:

• Ленточные;
• Столбчатые (к ним так же относятся и «сваи» малой глубины погружения (менее глубины промерзания грунта). На самом деле это не сваи, а отдельные столбчатые фундаменты т.к. настоящая свая по определению имеет глубину погружения не менее 4,0 метра);
• Плитные;

Любой из этих типов фундаментов будет относиться к малозаглубленным если его подошва залегает выше нормативной глубины промерзания пучинистого грунта основания. Если же грунт основания не пучинистый то данная классификация не имеет особого значения.

Для определения характеристик грунтов основания следует обратиться в специализированные изыскательские организации или на крайний случай воспользоваться указаниями этой статьи.

Максимальная несущая способность, естественно, будет присуща плитному варианту из-за большой площади опирания на грунт, как и максимальная стоимость и трудоемкость.

Достаточной несущей способностью обладают ленточные фундаменты (при правильном проектировании). Имеются ввиду монолитные непрерывные ленты из армированного железобетона, или ленты из крупных блоков с монолитным армированным поясом по верху и монолитной подошвенной плитой. Ленты из блоков ФБС без дополнительных мероприятий не обеспечивают необходимой прочности и жесткости.

Столбчатые малозаглубленные фундаменты на пучинистых грунтах следует применять только в сочетании с монолитной сплошной рамой (как правило железобетонной системой перекрестных балок), объединяющей их в единое целое, или же под совсем неответственные сооружения без общей жесткой рамы (сараи, кладовки, веранды, беседки и др. сооружения III уровня ответственности). В целом их применение очень ограничено и не рекомендуется под более-менее ответственные сооружения.

Подробно все типы фундаментов и их особенности разобраны в этой статье.

3. Особенности и возможные проблемы малозаглубленных фундаментов

1. Основная особенность малозаглубленных и поверхностных фундаментов заключается в том, что на них действуют лобовые силы морозного пучения. А учитывая, что такие фундаменты как правило используются под легкие сооружения нагрузка на грунт под ними мала и никак не может противостоять огромным силам поднятия вспучивающегося грунта, можно смело утверждать что при промерзании грунта фундамент будет двигаться, смещаться по вертикали – то есть «гулять». Этот негативный эффект можно снизить за счет утепления грунта, но полностью устранить очень сложно.

Но огромным плюсом поверхностных и практически незаглубленных фундаментов является то что они после оттаивания грунтов возвращаются в исходное положение, не накапливая деформаций пучения.

1. Следующая особенность проистекает из первой – т.к. фундамент, а вместе с ним и здание смещаются по вертикали от морозного пучения то примыкающие к нему снаружи лестницы, крыльца, пристройки должны быть приспособлены к таким смещениям.

1. В летний период (то есть в не замерзшем состоянии) слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине (это явление объясняется в статье в подразделе «4. Зависимость глубины заложения фундамента от прочности грунтов основания и нагрузки на фундамент»), поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
2. Как правило фундамент имеет достаточно большую высоту над уровнем планировки грунта. Связано это с тем что ему необходимо придать достаточно большую жесткость и прочность, для этого нужна

4. Поведение малозаглубленных фундаментов при воздействии морозного пучения

Практически всегда промерзающий грунт поднимается неравномерно (причины описаны в статье физика процесса пучения). Неравномерное пучение воздействует на малозаглубленный фундамент вызывая:

1. Если фундамент сплошной и достаточно прочный для восприятия нагрузок от здания после неравномерного подъема промерзающего грунта, то он поднимается и испытывает крены, но остается практически неизменным по форме, т.е. верхняя плоскость фундамента остается плоской, хотя и наклоняется или смещается по вертикали (конечно фактически поверхность ограниченно изгибается в зависимости от жесткости фундамента). Весной, после полного оттаивания грунта фундамент вернется в исходное положение восстановив свою изначальную форму.
2. Если прочности фундамента недостаточно, то фундамент разрушается – появляются широкие трещины и сколы бетона. После оттаивания грунта форма фундамента не будет восстановлена полностью.

5. Что следует учитывать при проектировании и строительстве малозаглубленных фундаментов

Для начала следует изучить документы:

Учтите при проектировании следующие основные моменты:

1. Чтобы перемещения фундамента от морозного пучения не вызывали повреждений надземной части здания (трещины в стенах, лопнувшие стекла) и вообще не вызывали никаких проблем в дальнейшем (заклинившие двери, перекошенные крыльца и др.) фундамент должен быть сплошным, непрерывным под все здание, а лучше и под крыльца, и иметь достаточную жесткость и прочность чтобы сохранить свою первоначальную форму и не сломаться при неравномерном поднятии промерзающего грунта. Для обеспечения необходимой прочности и жесткости необходимо выполнять расчеты фундамента и армирования с учетом неравномерного смещения основания. Расчеты лучше выполнять на разные варианты неравномерного смещения основания в конечно-элементной программе (например SCAD или др.), вручную расчёты выполнять будет значительно сложнее (особенно для плитных и сложных по форме ленточных фундаментов).

1. Следует учитывать наличие почвенно-растительного слоя – если фундамент опереть на органический плодородный грунт, то в результате разложения органики гарантированы большие осадки фундамента, растянутые во времени. Кроме того, почвенно-растительный слой обладает очень низкой несущей способностью и не может служить несущим основанием. Данный слабый слой необходимо полностью заменять, как правило, на песчаную подушку.
2. Следует учитывать низкую несущую способность верхних слоев грунта. Слои грунта, близкие к поверхности, имеют намного более низкую несущую способность чем залегающие на глубине, поэтому следует тщательно проверять расчетами несущую способность основания и, при необходимости, увеличивать его площадь, глубину заложения или другие мероприятия.
3. Крыльца, наружные лестницы и другие части здания, опертые на отдельные фундаменты, должны иметь подвижные крепления к основному сооружению, позволяющие взаимные перемещения до 10 см и более (зависит от степени пучинистости грунта и глубины промерзания) или вообще быть независимыми от основного здания.
4. Следует предусмотреть мероприятия для снижения воздействия морозного пучения на фундаменты. Например утепление отмостки, боковых поверхностей фундамента, грунта под зданием (для отапливаемых зданий применять минимальное утепление чтобы тепло могло частично проникать в грунт). Это позволит уменьшить глубину промерзания грунта под подошвой фундамента и вблизи него, особенно эффективно для отапливаемых зданий.

6. Снижение воздействия морозного пучения на поверхностные фундаменты

Для снижения воздействия пучения на поверхностные фундаменты применяют следующие мероприятия:

• Замена части пучинистого грунта под фундаментом на непучинистый (песок крупный или средней крупности, щебень, гравий, ПГС, и др.);
• Устройство фундаментов на локально уплотненном основании (в вытрамбованных/выштампованных котлованах, траншеях, фундаменты из забивных блоков) — см. ТСН МФ-97 МО «Проектирование, расчет и устройство мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных жилых зданий в Московской области»
• Применение утепленной отмостки по периметру здания. Более подходит для отапливаемых зданий с полами по грунту;
• Устройство дренажа по периметру здания, общее водопонижение на участке;
• Введение в грунт противопучинистых компонентов.

Дополнительно о мерах борьбы с морозным пучением см. эту статью.

7. Примеры конструктивных решений мелкозаглубленных фундаментов

Еще раз повторюсь — хотя здесь и говорится о малозаглубленных фундаментах под кирпичные здания, применение таких решений очень опасно, а последствия неравномерных деформаций грунта устранить без демонтажа стен невозможно.

8. Заключение

Поверхностные (малозаглубленные) фундаменты имеют свою достаточно узкую область применения. Основной их недостаток — это подверженность морозному пучению и смещениям по высоте в зимний период. Основным их достоинством помимо простоты и низкой стоимости является то что о наличии деформаций пучения известно заранее и эти деформации точно будут обратимыми, а не накапливаться год от года.

При проектировании и строительстве таких фундаментов следует учитывать многие их особенности, выполнять детальные расчеты, продумывать множество деталей, связанных с подвижностью фундамента, а значит и всего здания/сооружения.

9. Связанные статьи

• Выбор глубины заложения фундаментов
• Инженерно-геологические изыскания – обязательно или нет?
• Что такое пучинистые грунты
• Как определить по визуальным признакам тип грунта
• Меры борьбы с морозным пучением
• Раздел Нормативы

Один комментарий к публикации “Незаглубленные и малозаглубленные фундаменты”

Одним из путей решения проблемы строительства на пучинистых грунтах малоэтажных зданий является использование мелкозаглубленных фундаментов. Такие фундаменты закладываются на глубине 0,2-0,5 м от поверхности грунта или непосредственно на поверхности (незаглубленные фундаменты). К таким образом, на мелкозаглубленные фундаменты действует незначительные касательные силы пучения, а при незаглубленных фундаментах они равны нулю.

Источник