Столбчатый фундамент или стаканный

Столбчатый фундамент: когда это выгодно?

Одним из распространенных вариантов опор сооружений является столбчатый фундамент. Его отличает простота и пониженная стоимость, что особо важно при возведении небольших построек.

Фундамент имеет свои плюсы и минусы, а потому выбор должен производиться с учетом конкретных геологических и эксплуатационных факторов. Для обустройства надежной конструкции следует внимательно ознакомиться с основными правилами проектирования и строительства.

Что это такое?

Столбчатый фундамент (СФ) – это система опорных столбов, заглубленных в грунт на нужную глубину и связанных между собой ростверком для равномерного распределения нагрузок.

Опоры устанавливаются на углах, в месте примыкания стен, в наиболее нагруженных местах, а также распределяются вдоль несущих стен с определенным шагом. Единая система позволяет обеспечивать несущую способность фундамента, устойчивость к опрокидыванию, деформации и смещению отдельных столбов.

Область применения

Рассматриваемая конструкция доказала свою работоспособность в следующих случаях:

• фундамент для легких строений (деревянные, щитовые и каркасные дома);
• опора тяжелых сооружений и их отдельных элементов, когда ленточный фундамент становится экономически невыгодным из-за необходимости заглубления более 2-2,2 м;
• строительство на грунтах с высокой пучинистостью;
• возведение хозпостроек и подсобных сооружений с целью экономии средств.

Использовать столбчатый фундамент не рекомендуется в следующих случаях:

• на склонах с перепадом высот более 1,8-2 м;
• при повышенном риске смещения пластов;
• на сыпучих песчаниках, торфяниках и иных нестабильных грунтах.

Исходя из экономической целесообразности, не рекомендуется возводить СФ с заглублением более 3,5 м. В этих случаях лучше использовать фундамент свайного типа.

Классификация СФ производится по конструкции, применяемым материалам и заглублению. По материалу выделяются такие разновидности:

• железобетонные (бетон с металлическими армирующими элементами);
• кирпичные или блоковые (шлакоблоки, пеноблоки);
• деревянные (бревна или брусья);
• каменные;
• металлические (как правила, труба);
• асбестоцементные;
• пластиковые (пластмассовые трубы с заливкой бетоном).

По форме столбы могут быть круглыми или прямоугольными (квадратными). Различаются СФ и по типу ростверка.

Он может изготавливаться путем укладки балки (железобетонной, металлической или деревянной) или возводиться в виде мелкозаглубленной (поверхностной) бетонной ленты по всему периметру дома.

Кроме того, классификация осуществляется по высоте подземной части столбов – мелкозаглубленный и заглубленный фундамент. По конструкции и технологии изготовления различаются 2 типа СФ – монолитный и сборный фундамент.

Монолитная конструкция

Монолитный вариант (МСФ) возводится путем заливки бетона в съемную или неразъемную опалубку. В последнем случае обычно применяется труба (металлическая, пластиковая, асбестовая), внутрь которой заливается раствор и устанавливается армирующий каркас.

Неразъемная опалубка создает внешнюю защиту (герметичность) и повышает механическую прочность.

К монолитному бетонному столбчатому основанию можно отнести и деревянные опоры в виде бревен большого диаметра.

Сборный вариант

Сборная конструкция (ССФ) может изготавливаться несколькими способами. В частном строительстве часто используется кирпичная, блоковая или каменная кладка. Обязательно монтируется армирующий каркас из арматурных стержней.

Ускоряет строительство изготовление ССФ из железобетонных блоков. Они устанавливаются друг на друга и скрепляются цементно-песчаным раствором.

Плюсы и минусы опорно- столбчатого основания

Популярность такого фундамента обеспечивают следующие его положительные качества:

1. Снижение себестоимости фундамента. По материалоемкости и трудовым затратам СФ в средним в 1,6-1,8 раз экономичней ленточного основания.
2. Снижение общих затрат на строительство дома. Другие варианты фундаментов составляют от 20 до 30% стоимости всего сооружения. Вклад СФ в общие затраты не превышает 14-16%.
3. Уменьшение трудоемкости. Строительство СФ осуществляется значительно быстрее. Существенно снижается объем земляных работ.
4. Простота технологии. Столбы можно легко возвести своими руками.
5. Отсутствие необходимости в теплоизоляции. При СФ она практически бесполезна.
6. Промерзание грунта влияет значительно меньше, чем в случае бетонной ленты.
7. Уменьшение нагрузки на грунт, что снижает риск проседания и дает возможность повышения удельной нагрузки на 18-20%.
8. Ремонтоспособность. Отдельные столбы при необходимости можно отремонтировать или заменить в процессе эксплуатации.
9. Возможность заглубления более 2 м.

Для объективной оценки необходимо указать и основные недостатки СФ:

1. Несущая способность СФ ниже по сравнению с ленточным и плитным фундаментом, что ограничивает его применение для тяжелых строений.
2. Невозможность строительства на подвижных грунтах и на склонах.
3. Большие проблемы с обустройством подвалов и погребов.

При выборе СФ особо отмечается, что срок его эксплуатации достигает 100 лет при соблюдении всех технологических нюансов.

Общая схема устройства

Как же работает СФ? В основе плана столбчатого фундамента находятся несущие опоры в виде столбов монолитной или сборной конструкции. Они обеспечивают несущую способность фундамента. Этот важнейший параметр зависит от количества и размеров столбов, а также их заглубления.

Для одинаковой нагрузки опор в процессе эксплуатации, в верхней части формируется сплошной пояс (ростверк). Он воспринимает эксплуатационные нагрузки и равномерно распределяет их на все столбы. В результате СФ работает, как единая система, не допускающая проседания отдельных элементов.

Размеры

Фундамент столбчатого типа предназначается для строительства небольших домов. При возведении строений площадью до 30 м2 на нормальном грунте можно использовать опорно-столбчатый фундамент облегченного типа.

Минимальные размеры столбов определяются, исходя из применяемых материалов, эксплуатационных нагрузок и размеров дома. Они нормируются от 30 до 60 см для разных типов СФ.

Ширина столбов зависит от толщины стен дома. Опоры должны выступать не менее, чем на 5-6 см от стены в обе стороны. Стена должна приходится четко на средину фундамента.

Основные узлы и элементы

Рассматриваемый фундамент содержит следующие основные элементы и узлы:

1. Подушка из уплотненного гравия (щебня) и песка. Она играет роль демпфера между опорами и грунтом, а также выполняет фильтрующую функцию.
2. Горизонтальная гидроизоляция защищает столбы от проникновения влаги снизу. Накладывается поверх подушки, и обычно выполняется из рубероида.
3. Основание (пятка) столба. Это расширенная нижняя часть, увеличивающая площадь опоры. Она не позволяет ей проседать под действием нагрузки и повышает устойчивость.
4. Основные элементы – опорные столбы с армирующим каркасом.
5. Соединительный узел. Для скрепления столбов с ростверком концы арматуры выводятся на 60-80 см выше верхнего среза. При необходимости закрепляются специальные шпильки и анкерные болты.
6. Ростверк. Основные его разновидности: монолитная балка, железобетонная лента и рандбалка. Последний вариант изготавливается в виде кирпичной кладки с армировкой на основании из доски. Тело ростверка в виде непрерывного пояса охватывает весь периметр дома. С помощью соединительного узла оно должно быть надежно соединено с армирующим каркасом столбов.
7. Вертикальная гидроизоляция. Ее задача – надежная защита от проникновения влаги сбоку. Применяется битумная обмазка, слои рубероида, полиэтилена и современных плиточных или рулонных материалов.

Все элементы должны быть увязаны в единую систему и работать, как единое целое.

Глубина заложения

По высоте подземной части (заглублению) СФ подразделяется на 2 типа. За мелкозаглубленный СФ принимается фундамент с заглублением менее уровня промерзания грунта. Глубина заложения составляет 0,4-0,7 Н, где Н – глубина зимнего промерзания, характерная для данного региона.

Так для Центрального региона РФ, где Н достигает 1,4 м – глубина МСФ может составлять от 60 до 100 см.

Одной из разновидностей МСФ является незаглубленный СФ. Независимо от уровня промерзания, его заглубление принимается 40-55 см, что иногда составляет всего 1/3Н.

Правила глубины заложения заглубленного СФ устанавливают, что его основание должно находиться ниже уровня промерзания на 20-25 см, но на 40-50 см выше расположения грунтовых вод. Этот вариант используется для грунтов с высокой пучинистостью. Для Центральных регионов заглубление достигает 1,6-1,8 м.

Опоры

Опорные столбы должны обеспечивать несущую способность и обладать максимальной прочностью. Пятка, как правило, имеет площадь, превышающую сечение столба в 1,8-2 раза. Высота расширенной нижней части достигает 1/3 от заглубления. Например, столб 45х45 см имеет пятку 90х90 см высотой порядка 15 см.

Второй важный элемент – армирующий каркас. Он состоит из вертикальных стержней стальной арматуры диаметром 12-16 мм, которые имеют горизонтальную увязку (шаг 20-25 см). Количество стержней зависит от размеров столба и может составлять от 4 до 10 штук.При изготовлении МСФ применяется бетон марки не ниже М400.

Проектирование и расчет

Надежность СФ зависит от правильного выбора размеров и количества опор. Существует методика проведения точных расчетов, которой пользуются специальные организации. При проектировании СФ в частном строительстве обычно используются упрощенные методики.

Длина

Длина, т.е. высота опорных столбов, зависит от глубины заложения и наличия наземной части, т.е. конструкции ростверка. Для больших хозпостроек, бань, сараев для содержания домашних животных обычно применяют незаглубленные опоры длиной 40-50 см. Небольшие жилые дома, дачи имеют СФ с заглублением 60-100 см. Для тяжелых зданий используется заглубление до 3 м.

Ростверк, как правило, делается с небольшим заглублением (до 20 см) или поверхностного типа. В этом случае длина опоры не превышает глубины заложения СФ.

Если дом возводится в болотистой местности или с плохой паводковой ситуацией, то ростверк поднимается над поверхностью земли. Наземная часть опоры может достигать 30-40 см. Соответственно, общая длина складывается из заглубления и наземного участка.

Сечение

Расчет общей площади опор СФ проводится по простой формуле S=1,3P/Ro, где P – суммарная эксплуатационная нагрузка, учитывающая общий вес строения; Ro – сопротивление грунта (значение брать из таблицы №1).

Для примера, для дома с полной нагрузкой зимой 25000 кг, расположенного на суглинке (Ro=3,5 кг/см2), суммарная площадь опор должна составлять не менее 1,3х25000/3,5=930 см2. Зная количество столбов, можно определить необходимое сечение каждого из них.

Минимальные размеры столбов нормируются с учетом особенности применяемых материалов. Действующие нормативы устанавливают такие значения:

• монолитный железобетон – 30 см;
• кирпичная кладка – 38-40 см;
• бут и бетонные блоки – 40 см;
• камень – 60 см.

При проектировании СФ для небольших строений ориентиром становятся именно минимально допустимые размеры столбов.

Количество

При определении количества необходимых опорных столбов следует учитывать такие условия:

1. Столбы обязательно располагаются в углах, в местах прилегания перегородок, в месте формирования дверного проема, а также в местах, где предполагаются значительные нагрузки (например, установка тяжелого оборудования);
2. Если расстояние между обязательными столбами превышает 2,5-3 метра, то устанавливаются дополнительные, промежуточные опоры в средней части;
3. Средний шаг расстояния между столбами – 1,5-2 метра;
4. С увеличением веса сооружения шаг установки опор уменьшается, но делать его менее 1 метра считается не оправданным экономически.

После определения потребного количества столбов, можно рассчитать минимальное их сечение. Для этого ранее определенное по формуле общее сечение надо разделить на количество опор.

О технологии возведения такого фундамента подробно можно узнать в другой нашей статье: “Просто и быстро: строим столбчатый фундамент своими руками“.

Представляем вашему вниманию фото подборку столбчатых фундаментов для разных типов домов

Полезное видео

Возведение столбчатого фундамента – в видео:

Заключение

Столбчатый фундамент достаточно популярен в частном строительстве. Он помогает значительно снизить затраты на возведение хозпостроек и небольших жилых домов.

Такой фундамент способен противостоять пучинистости, но непригоден для нестабильных грунтов. Ограничено его использование и для больших домов.

Источник

Учимся правильно делать фундамент стаканного типа

В качестве основы любого капитального сооружения чаще используют плитные или ленточные системы. Но для крупных промышленных и сельскохозяйственных объектов площадью более 5 тысяч кв. м заливать такие фундаменты не имеет смысла.

Такие постройки требуют серьезного столбчатого основания. Такого как фундамент стаканного типа. Что это за система, какими преимуществами обладает, как выполнить монтаж своими руками — ответы содержатся в этой статье.

Что это такое?

Столбчатый фундамент стаканного типа представляет собой точечное не сплошное основание, забирающее на себя основную нагрузку предполагаемой постройки. Эту нагрузку он распределяет в отдельных местах, в которых будет действовать наибольшее давление.

Данный тип основания — это совокупность сборных бетонных конструкций, расположенных в заранее спроектированных местах в виде «ступеней».

Его форма напоминает трапециевидные ступени, которые постепенно сужаются к верху конструкции.

Применение

Стаканная система используется при строительстве следующих объектов:

• одноэтажные помещения с незначительной массой;
• подземные парковки, склады, машинные отделения на электро- и теплостанциях;
• промышленные объекты — мосты, пешеходные переходы над ж/д дорогой;
• основания опорных столбов СВ;
• отдельно находящихся бетонных или железных опор контактных электросетей на участках ж/д развязок.

Перед монтажом такого фундамента учитываются характеристики строительных материалов для возведения будущих построек, а также грунт. На основе исследований подбирается конкретная серия основания, которую предварительно должны проверить и утвердить государственные проектные организации.

Плюсы и минусы

Стаканная система имеет немало преимуществ:

1. Быстрота монтажа. Основой такого фундамента являются готовые бетонные плиты. С привлечением специальной тяжелой техники процесс возведения заметно ускоряется.
2. Минимальная нагрузка на грунт. Даже с учетом монтажа тяжелого бетона с армированным каркасом создается незначительное давление на почву. Это достигается за счет точечного расположения стаканов.
3. Незначительное поглощение влаги. Основание практически не контактирует с землей, поскольку стаканы располагаются на цельных плитах. Они играют роль барьера. Поэтому грунтовые воды не оказывают негативного влияния на систему.
4. Долговечность. При соблюдении технологии строительства срок службы такого основания может быть выше 100 лет.
5. Мобильность. С помощью крана можно переместить плиты на другое место.
6. Высокий уровень прочности. Благодаря равномерным нагрузкам, стаканный фундамент отлично выдерживает различные негативные влияния.

Имеются и недостатки:

1. Требуется аренда спецтехники. Плиты необходимо транспортировать, производить их монтаж. Один или несколько человек не смогут самостоятельно сдвинуть изделия, поскольку они обладают большими размерами и серьезной массой.
2. Высокая стоимость. Цена зависит от стоимости изготовления плит.

Устройство (схема)

Согласно нормативным документам фундамент стоит из следующих элементов:

1. Опорная монолитная железобетонная подушка с крупными размерами. Она может быть круглой или квадратной. Обязательна иметь верхний защитный гидроизоляционный слой. Изготовить подушку можно на стройплощадке или заказать готовые изделия у производителя. Основа укладывается на утрамбованный песчано-гравийный слой.
2. По центру основы монтируется железобетонный подстаканник. Имеет прямоугольную форму, отцентрированное углубление для установки опорного элемента. Обязательно происходит армирование стаканов в горизонтальном и вертикальном направлениях.
3. Далее в стакан устанавливается стальная или железобетонная опора. Сечение колонны может быть в форме квадрата или круга. При этом длина и размеры зависят от особенностей грунта и расчетных нагрузок.
4. Затем на опору устанавливается колонна. Она является главным несущим компонентом, берущей на себя основную часть нагрузок от будущих сооружений.

Сборные опорные подушки имеют форму в виде трапеции со скошенными боковыми гранями. Монолитные плиты — прямоугольную форму. Если изготовление фундамента происходит из монолитной плиты, то стакан также должен выполняться из монолита и быть единым целым с плитой за счет их общего армирования.

Размеры

Для возведения сборных железобетонных колонн берутся монолитные опорные основания стаканного типа ФЖ-1 и ФЖ-18-м-2. Для первого варианта отверстие стакана должно составлять 30х30 см, а для второго — 70х50 см.

Выполнением расчетов должны заниматься только специалисты. Этот тип фундамента является более серьезным по сравнению с простыми ленточными основаниями.

После проведения соответствующих работ специалист предоставит данные о размерах, количестве стаканов, материалов для изготовления опор, несущих особенностей и прочих нюансах.

Технология изготовления сборного железобетонного основания

Важно помнить, что установка сборного железобетонного фундамента стаканного типа допустима только в теплую погоду. Согласно нормативной документации монтаж изделий на мерзлую землю запрещена.

При этом все работы должны производиться с привлечением тяжелой спецтехники и под контролем опытных строителей, инженеров и других специалистов.

Подготовительные работы

После получения всех данных и составления проектной документации можно приступать к монтажу фундамента. Инструкция следующая:

1. Подготовка. В первую очередь подготавливается участок. Для этого требуется очистить его от растительности, мусора. Снять верхний плодородный слой почвы.
2. Копка. Ямы вырыть отдельно для каждого элемента. Либо подготовить траншею в виде одной линии, которая будет проходить по контуру будущего сооружения. Далее очистить дно, сделать его ровным, хорошо утрамбовать.
3. Подсыпка. Требуется при возведении сооружения на слабой почве, склонной к деформациям под воздействием массы фундамента и основного здания. В качестве уплотнения используется гравий и песок. Толщина должна быть указана в проектной документации. При этом песчаный и гравийный слои обязаны быть одинаковыми. В начале засыпать гравий. Его выравнять и утрамбовать. Затем насыпать песок. Его увлажнить, тщательно утрамбовать.

На дне вырытой траншеи разметить участки месторасположения плит с помощью обносочных досок и ленты. В месте пересечения осей поставить отвес. Он укажет на точку для монтажа опорного блока. Контуры шаблона плиты перенести на грунт. Отметки можно сделать веревкой и колышками. После проверить горизонтальный уровень подсыпки. Если есть перекосы, то выровнять подсыпку до идеального значения.

Монтаж блоков

1. Монтаж блоков. В каждом элементе есть специальные монтажные петли. Для быстрой их установки достаточно зацепить эти петли краном. Немного приподняв блок, следует убрать прилипший грунт. Далее переместить его на нужный участок. Затем происходит корректировка расположения плит. Если требуется, то повернуть или переместить ее в необходимом направлении. Затем установить ее на положенное место. Аналогичным способом следует разместить все элементы.
2. Армирование. Готовые стержни закрепить друг с другом сварочным аппаратом. Уложить арматуру во все элементы фундамента.
3. Обратная засыпка. Пустоты возле блоков засыпать землей, хорошо утрамбовать.

Гидроизоляция

Затем приступить к созданию гидроизоляционного слоя. Наносится он на внешнюю поверхность блоков.

Инструкция следующая:

1. поверхность блока очистить от грязи, выравнять ее цементной смесью;
2. после высыхания промазать битумом;
3. после затвердения битума монтировать рубероид, обработать стыки мастикой.

Если грунтовые воды расположены близко к основанию, то необходимо выполнить несколько гидроизоляционных слоев. Это не только исключит скорейшей разрушение конструкций под влиянием влаги, но и укрепит их в целом.

Установка колонн

Заключительный этап работ — установка колонн. Инструкция следующая:

1. Предварительно привезенной колонны разложить в удобном месте. Так спецтехника сможет с легкостью добраться до них, переместить на нужный участок.
2. Монтаж колонн представляет собой нанесение специальных рисок. После установки краном этих элементов важно оценить соосность основания и колонн. Она должна быть максимально точной, соответствовать всем требованиям. Иначе в скором времени произойдет смещение балок.
3. Далее монтировать фундаментные балки. Заново разметить и определить проектные показатели места размещения колонн. Затем удалить грязь с балок, закрепить их тросом и навесить над колонной.
4. Закрепить балки болтами, проверить соосность. Если все в порядке, то закрепить их в консоли колонны.

На закрепленные балки можно устанавливать бетонную стеновую панель.

Пошаговая инструкция строительства монолитного фундаментного стакана

Если человеку хочется создать монолитный фундамент с нуля, то следует воспользоваться следующей технологией:

1. Выкопать котлованы, сделать ровным дно. Уложить и утрамбовать песчано-гравийную подушку.
2. Выполнить подбетонку. Иначе говоря залить слой цементного раствора, который предотвратит просачивание бетонного молочка. Важный момент — следует доверить замес бетона опытным строителям. Невозможно собственными усилиями добиться нужной марки.
3. На бетонный слой монтировать армированный каркас для последующего обустройства стакана. Их крепление происходит с помощью сварки или связки проволокой (зависит от маркировки выбранной стали).
4. Вокруг каркаса выполнить опалубку. Она должна повторять форму стаканного блока. Если решено установить железные колонны, то вместо пустой ниши внутри конструкции сделать монолитный стакан с вмурованными металлическими анкерами.
5. После окончания создания опалубки приступить к заливке бетона. Пузырьки воздуха удалить погружным вибратором. Если проигнорировать данный процесс, то в скором времени основание растрескается.
6. После застывания бетона (примерно через три дня) снять опалубку. В течение месяца он будет набирать прочность, поэтому важно правильно ухаживать за ним. Поливать в сухую погоду, укрывать от дождей.
7. Когда фундамент окончательно затвердеет, засыпать землей пространства и установить колонны. Монтаж этих элементов идентичен вышеописанному процессу.

Полезное видео

Порядок выполнения работ при возведении фундамента стаканного типа в видео:

Заключение

Монтаж фундамента стаканного типа — сложный процесс, требующий правильного проведения расчетов и соблюдения существующих норм. Работы по оценке грунта и проектированию схемы основания следует доверить специалистам.

Установку всех элементов конструкции производить под четким руководством опытных строителей.

Источник