Столбчатые фундаменты область применения конструктивные решения

Столбчатый фундамент. Область применения и особенности конструкции.

Столбчатый фундамент состоит из отельных столбов, связанных над поверхностью грунта ростверком. По сравнению с ленточным или плитным, у него общая площадь опор значительно меньше. А значит и меньше несущая способность. В связи с этим применение столбчатого фундамента у нас ограничено.

Область применения

В центральном регионе на 80 процентах строительных участков под подошвой фундамента залегают глинистые грунты. Это довольно слабый грунт, требующий больших площадей опоры в случае строительства тяжелых домов. Поэтому наиболее употребляемый «народный» вариант основы дома – ленточный, и часто – сборный из блоков (шлакоблок) или бутокамня.

Столбчатые фундаменты у нас применяют под весьма легкие конструкции, а именно:

дома из дерева или же каркасные дома;

строения из легких блоков типа газоблок…;

вспомогательные постройки легкого типа – беседки, террасы, сараи, легкие гаражи и т.п.

другие нетяжелые конструкции уже промышленного предназначения – ангары, цеха и т.п.

Столбчатый фундамент под тяжелым домом

Но иногда столбчатые фундаменты применяют и при возведении домов тяжелого типа из кирпича, шлакоблока. В тех случаях, когда проектным расчетом суммарная площадь столбов окажется достаточной для такого типа зданий.

Применение под тяжелые дома возможно при строительстве на грунтах с высокими прочностными показателями – это весьма твердые глины, крупнообломочные грунты, или когда на участке близко к поверхности залегают твердые горные породы.

Иногда бывает и так, что у поверхности залегают весьма слабые грунты, малопригодные для любого фундамента, а плотные находятся на значительной глубине, тогда столбы глубокого заложения становятся единственно приемлемым вариантом фундамента.

Возможность применения столбчатого фундамента определяется исключительно проектом дома, на основе геологических изысканий. Самостоятельно принимать решение о строительстве подобных фундаментов под тяжелым домом, не рекомендуется.

Особенности конструкции

Основание столбчатого фундамента всегда должно находиться ниже верхнего плодородного и весьма неустойчивого слоя (гумуса) и опираться на прочные грунты. Иногда закладывают весьма длинные столбы на большую глубину, чтобы достичь прочных слоев.

Существует правило расположения столбов. Они обязательно закладываются под всеми углами дома, в местах пересечения стен, а на протяжении стен – с определенным шагом.

Шаг определяется расчетом, но чаще находится в пределах 1,5 – 2,0 метра. Оголовки (верх) обязательно делаются на одной горизонтали. На них будет опираться ростверк.

Для легких строений ростверк не делают вовсе, а заменяют его металлическими или деревянными балками.

При возведении деревянных домов возвышение оголовков над уровнем почвы делают порядка 0,5 метра. Таким образом под полом образовывается достаточный зазор с почвой, чтобы избежать в доме сырости.

Материал для столбчатого фундамента

Столбы фундамента могут быть сделаны из деревянных бревен, кирпича, или из монолитного железобетона.

-Дерево в обязательном порядке обрабатывается антисептиками, просмаливается и закладывается комлем вверх. Но этот, издавна применявшийся материал, при любой обработке является все равно менее всего надежным и долговечным.

Кирпичная кладка весьма редко применяется. Потому что для ее возведения потребуется рыть котлованы, или сплошную траншею. Также необходима и металлическая армировка кирпичной кладки продольными прочными стержнями, так как на фундамент будут воздействовать силы пучения грунта на разрыв. Возможно применение лишь красного водоустойчивого кирпича.

Наиболее предпочтительным материалом для возведения столбов остается железобетон.

Как сделать опоры в скважинах

Наиболее простая технология установки железобетонных столбов – в скважинах.

Достаточно пробурить в грунте скважину нужного диаметра (обычно это 200 или 250 мм), для чего можно использовать и ручной бур, и вести строительство своими руками.

К тому же технология приготовления бетона самостоятельно уже давно освоена большинством строителей.

Но для столбчатого фундамента необходимо готовить только весьма водоустойчивый бетон, так как гидроизоляция столбов в скважинах невозможна.

Опоры, выполненные по технологии ТИСЭ имеют уширенное основание, что увеличивает опорную площадь, и улучшает противостояние морозному пучению.

Армировка обязательна, только армированный бетон может противостоять разрывающим усилиям морозного пучения. В скважинах применяется обычно от одного до четырех довольно толстых прутов арматуры диаметром 10 – 12 мм.

Способ возведения в котлованах

Другой способ возведения опор из железобетона предусматривает рытье котлованов, с размерами большими, чем столб примерно на полметра, с тем чтобы была возможность смонтировать опалубку. Теперь конструкция будет скорее прямоугольной или квадратной формы в поперечном сечении.

Для его же армировки потребуется 2 – 4 прута арматуры, которые связываются между собой в каркас.

Помимо явных недостатков, — большого объема земляных работ, повышенного расхода материалов и трудоемкости, этот способ имеет одно большое преимущество. Только в котловане можно создать большую опорную площадь столба. Т. е. сделать его с большим уширением снизу и опереть на подстилающую подушку из песка.

Конструкция ростверка из железобетона

Ростверк – неотъемлемая часть столбчатого фундамента, им соединяются оголовья столбов в единую конструкцию. Ростверк воспринимает нагрузки от дома и перераспределяет равномерно на каждый столб. Он может отсутствовать лишь в легких конструкциях, где он заменяется балками или же нижним венцом деревянных бревен.

Обычно ростверк выполняется в виде сплошной ленты железобетона. Он армируется по типу ленточного фундамента группами стержней с верхней и нижней стороны.

Применяется толстая ребристая арматура А3 диаметром порядка 12 мм, в количестве не менее 2 шт. в верхнем и нижнем ряду. Такое расположение стержней, как известно необходимо для балок, испытывающих изгибающие силы в вертикальной плоскости.

Поперечная армировка ростверка не воспринимает какую либо значительную нагрузку и может быть выполнена арматурой малого диаметра 6 — 8 мм, служащей скорее для связки основных стержней в каркас. В любом случае стержни не должны располагаться ближе чем 5 см к краям бетонной конструкции.

Порядок возведения ростверка

Перед возведением ростверка готовится песчаная подушка по всему периметру укладки бетона, уровень которой обычно ниже на несколько сантиметров, что бы оголовья оказались в ростверке.

По столбам укладывается арматура ростверка, которая увязывается с арматурой столбов (жесткое соединение ростверка и столбов). Вокруг каркаса строится деревянная опалубка, которая закладывается бетоном.

После упрочнения бетона, опалубка снимается, а песчаная подушка удаляется. Расстояние от ростверка до грунта должно остаться не менее 10 см. Это важно, так как зазор предотвращает разрушение ростверка зимой пучащим грунтом.

Расчет ростверка, его размеры, количество и размещение арматурных стержней в бетоне определяются исключительно проектом. Нужно помнить, что ростверк – очень важная часть всей конструкции, воспринимающая значительные нагрузки.

Столбчатый фундамент не подразумевает строительство подвала под домом, как это присуще ленточным фундаментам. Подвал может быть создан лишь как отдельный элемент дома, не увязанный с самим строением. Приведенные рекомендации являются обобщением опыта, строительство же нужно вести в соответствии с проектом

Источник

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