Столбчатый фундамент под каркасное здание

Расчет и строительство столбчатого фундамента для каркасного дома

Столбчатый фундамент — это фундамент из нескольких столбов, заглубленных в грунт в определённом порядке и связанных в единую раму посредством деревянной, металлической обвязки или железобетонного ростверка.

Столбчатые фундаменты применяются в основном для возведения деревянных или каркасных домов высотой не более 2-х этажей, бань, хозяйственных построек, удельная масса которых не превышает 1000 кг/м³. Более тяжёлые дома на таких фундаментах строить нецелесообразно, в связи с относительно невысокой прочностью столбов и недостаточно большой суммарной площадью подошвы.

Столбчатый фундамент хоть и является самым дешевым, но в случае его правильного проектирования он также будет надежной опорой.

Достоинства столбчатого фундамента:

1. экономия денежных средств и трудовых затрат за счёт уменьшения объёма земляных и бетонных работ;
2. высокая скорость строительства нулевого цикла.

Основной недостаток столбчатого фундамента:

1. непредсказуемое поведение отдельных столбов фундамента при легкомысленном отношении застройщика к исследованию свойств грунта на участке (особенно для фундаментов без монолитного ростверка).

Отличия столбчатого фундамента от ленточного:

1. подходит для построек, относящихся к облегченному типу (деревянные строения без подвального помещения, колонны и т.д.);
2. представляет собой ряд опор, находящихся в наиболее нагруженных точках.

Виды столбчатого фундамента:

1. по особенностям конструкции:
   • монолитный, который имеет большую прочность, т.к. изготовлен из армированного бетона.
   • сборный, который состоит из отдельных элементов, поэтому имеет слабые места по швам (стыкам).
2. по глубине размещения основания:
   • заглубленный — размещен ниже уровня промерзания, обязателен на глинистых почвах.
   • малозаглубленный — выполненный на глубине до 700 мм, целесообразен на песчаных или скалистых грунтах.

Расчет столбчатого фундамента каркасного дома

Исходные параметры для расчета столбчатого фундамента:

1. тип грунта и перепад высот в месте будущего строительства;
2. глубина залегания подземных вод;
3. уровень промерзания грунта;
4. проект дома (расположение несущих и внутренних стен).

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.

Сначала необходимо исследовать грунты на месте будущего строительства. Подробно об этом говорится в статье по ссылке http://moi-domostroi.ru. Запомните: приняв решение строить столбчатый фундамент, в обязательном порядке необходимо делать пробное бурение на 0,5-0,6 метров ниже предполагаемой глубины заложения столбов для выявления водонасыщенных слабых грунтов (плывунов).

После исследования грунтов необходимо определить нагрузку, которую дом с фундаментом будут оказывать на несущий грунт, проще говоря, расчёт веса дома. Оценивается примерная масса будущей постройки (точную считать бессмысленно, однако при подсчетах постарайтесь учесть и нагрузки из-за домашней утвари), после чего выбирается вид столбчатого фундамента. Если есть сомнения, то лучше взять более прочный вариант.

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.

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

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.

Итак, спроектированный мной каркасный дом с мансардой имеет размеры 8 на 8 м, высота потолков 1-го этажа 2.5 м, площадь крыши 108 м 2 , стены толщиной 200 мм с утеплением пенопластом или минватой (окончательное решение еще не принято).

Для расчета нагрузки возьму следующие параметры массы 1 м 2 конструкций:

1. цокольное перекрытие 75 кг;
2. чердачное 75 кг;
3. стены 70 кг;
4. кровля 30 кг;
5. снеговая нагрузка 190 кг;
6. полезная нагрузка помещений (мебель и люди) 210 кг;
7. фундамент 2500 кг/м 3 ;

При расчете массы стен просуммировал площадь всех стен, включая внутренние перегородки, получив следующий результат: площадь стен первого этажа 121.5 м 2 , площадь внутренних стен мансарды 41.5 м 2 . Таким образом, масса всех стен дома равна (121.5 + 41.5)*70 = 11 410 кг.

Площадь перекрытий (цокольного и первого этажа): 8 * 8 = 64 м 2 . Масса перекрытий 64*2*75 = 9 600 кг.

Полезная нагрузка помещений: 64 * 210 = 13 440 кг.

Масса чердачного перекрытия (мансарда с утеплением): 108 * 200 = 21 600 кг.

Масса снеговой нагрузки (при самых худших условиях): 108 * 190 = 20 520 кг.

Общая масса дома равна примерно 77 тонн.

Масса фундамента (22 опоры): 4 м 3 * 2500 = 10 000 кг.

Итого, масса дома с фундаментом составляет около 87 тонн.

Так как по проекту у меня запланирована установка 22 столбов-опор, теперь необходимо определить потребную площадь их основания (грунт: 50 см плодородный слой, далее — 10 см суглинка, ниже — песок с гравием, грунтовые воды расположены ниже 2 м).

Минимально необходимая суммарная площадь (S) оснований всех столбов фундамента:

S = 1.3 * 87 000 (кг) / 3,5 = 32 314 см 2

Теперь находим потребную площадь одной опоры: 32 314 / 22 = 1 468 см 2 , что соответствует квадрату со сторонами 38 см.

Если принять размер опоры 0.6 м х 0.6 м (площадь основания 3600 см 2 или 0.36 м 2 ), то суммарная площадь основания всех опор будет равна 7,92 м 2 , а нагрузка на грунт составит не более 1,3 * 87 000/79200 = 1,42 кг/см 2 , что обеспечивает необходимую несущую способность фундамента (ведь под подошвами опор у моего фундамента будет насыпной грунт с уплотнением, т.е. R₀ должно быть не более 1,5 кг/см 2 ).

Строительство столбчатого фундамента

Инструмент, который понадобится при возведении столбчатого фундамента:

1. Лопата.
2. Опалубка.
3. Рулетка.
4. Рубероид.
5. Геотекстиль плотностью 200 гр/м 2 .
6. Армирующий каркас.

Разметка столбчатого фундамента

О разметке столбчатого фундамента довольно подробно можно почитать по ссылке http://fundamentprofi.ru.

В связи с тем, что я собираюсь строить столбчатый мелкозаглубленный фундамент (а устройство этого типа основания предполагает, что глубина его заложения не будет превышать 80 см), то технология будет следующей:

1. на месте строительства снимается плодородный слой почвы;
2. в минеральном грунте в местах нахождения опор по проекту копаются ямы размером 0,6 х 0,6 м 55-60 см глубиной;
3. ямы застилаются геотекстилем 200 гр/м 2 и засыпаются щебнем 5-20 слоем 25-30 см, который трамбуется, далее геотекстиль нужно завернуть и положить сверху слой рубероида;
4. связать армирующий каркас для подошв из арматуры 12мм, уложить на дно ям (прутья арматуры не должны соприкасаться с грунтом), обеспечить вверх вывод концов (до 15 см) для связи с армированием столбов;
5. залить подошвы столбов (в моем случае опалубкой будут выступать стенки ям).

В качестве опалубки самих столбов я буду использовать старые доски и фанеру, оставшиеся после разборки старой постройки), хотя некоторые предлагают использовать безнапорную асбоцементную трубу диаметром 300 мм. Армирование столбов — арматура 12 мм.

Для заливки фундамента буду использовать товарный бетон марки М-300 В22.5. Для самостоятельного замеса 1 м 3 мне потребуется, кг (части) ( подробнее . ):

1. Портланд цемент М400 — 382 кг (1)
2. Щебень — 1080 кг (2,83)
3. Песок — 705 кг (1,85)
4. Вода — 220 л (0,58)

Далее — обязательное устройство отмостки и забирки (из листов АЦП) с утеплением Пеноплексом ( подробнее об утеплении фундамента).

Ошибки при строительстве столбчатого фундамента для каркасного дома

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.

Теорию, изложенную в этой статье, я практически опробовал и на практике (подробнее — в статье Строительство опорно-столбчатого фундамента под каркасный дом ).

Источник

Столбчатый фундамент для каркасного дома

Строительство каркасных домов своими руками – это достаточно качественный и чаще всего недорогой способ возведения отдельного многоквартирного и собственного дома. Строительство любого каркасного дома начинается с последовательной заливки фундамента или монтажа специальных опор, которые образуют столбчатый фундамент. Часто задают вопрос, как сделать столбчатый фундамент своими руками. Почему в индивидуальном и многоквартирном строительстве все чаще выбирают столбчатый фундамент для каркасного дома – попробуем в этом разобраться.

Характеристики столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент под каркасный дом ставится из последовательных несущих столбов, которые располагают под стенами каркасного дома. Опоры столбчатого фундамента обычно ставят по всему периметру стен согласно проекту строительства, и в на них будет монтироваться нижняя обвязка каркасного дома.

Столбчатый фундамент из блоков пенополистерола.

Фундамент с применением столбчатых опор необходим там, где предполагается наибольшая нагрузка на элементы каркасного дома, в местах соединения перекрытий стен, в углах каркасного дома и где пролеты будут достигать высоты от 2,5 м.

Параметры столбчатого фундамента

• Если решили сделать столбчатый фундамент своими руками для каркасного дома, то оптимальное расстояние между двумя опорами будет составлять от 0,5 до 1,5 м.
• Столбчатые опоры каркасного дома устанавливается в размерах 250х400х200-400 мм сделанных прямоугольной формы и 150-300 мм для опор круглой формы.
• Расстояние над поверхностью земли должно составлять не более 500 мм.
• Столбчатый фундамент дома своими руками может легко залегать на различной глубине – в зависимости от почвы, на которой ведется монтаж каркасного дома, этажности и сложности возводимой конструкции каркаса.

Столбчатый фундамент под каркасный дом можно разместить в единой горизонтальной площади, что обеспечит наиболее оптимальную установку венцов нижней обвязки дома и создаст прочную конструкцию.

Столбчатый фундамент своими руками

Почему же при строительных работах выгоднее всего строить столбчатый фундамент под каркасный дом своими руками?

• Во-первых, в отличие от фундаментов ленточного или ростверкового типа высыхает гораздо быстрее и дает меньший процент усадки.
• Во-вторых, по стоимости он не уступает, а даже выигрывает перед фундаментами другого типа. К тому же если сделать столбчатый фундамент своими руками, можно избежать значительных затрат на тяжелую технику или дорогостоящие строительные бригады и оплату их деятельности.
• В третьих, опоры фундамента можно возводить не одновременно, а в порядке очередности.

Столбчатый фундамент из труб своими руками.

Столбчатый фундамент из труб своими руками можно возводить независимо от времени года. Также есть возможность частично заменить или отремонтировать опору, когда дом будет готов, равно как и укрепить одну или несколько опор дополнительно.

Материалы для столбчатого фундамента

Перед началом строительства необходимо ознакомиться с техническими характеристиками будущего каркасного дома, а также изучить почвы, которые присутствуют на участке строительства. От этого будут различаться выбранные для проведения строительных работ материалы. Материалы для столбчатого фундамента будут различаться по форме, величине сечения столбов, а также глубине расположения опор в грунте.

Рассмотрим основные виды материала, которые выбираются для изготовления фундамента из столбов:

1. Железобетон – заливку столбов такого фундамента производят в предварительно изготовленную деревянную опалубку прямоугольного сечения. Дополнительную стойкость фундаменту придает установленная в бетонные столбы стальная связанная арматура.
2. Бут, бутобетон – камни природного происхождения, имеющие одновременно и неправильную форму и две условно параллельные грани. Несущую стойкость может обеспечить грамотный подбор материала и соединений между камнями, верным проектом соединений столбов и четкое следование инструкциям по укладке опор такого типа. Если основа фундамента изготавливается из бута или бутобетона, дополнительную стойкость ему придаст закладка армированной проволоки сечением от 6 мм или арматурной сетки. Подушка из мелкого песка под опорой не превышает толщину 300 мм. Если под стройкой грунт неоднороден, то основание столбов железобетонного фундамента расширяют за счет выступов.
3. Под столбчатый фундамент из блоков своими руками выбираются готовые стеновые блоки правильной прямоугольной формы. В базовом варианте блоки имеют размер приблизительный к 200х200х400 мм. Блоки стеновые устанавливаются как под землей так и в наземной части фундамента, подушечные – в основании столбчатой опоры в трапециевидной форме.

Достаточно часто дополнительную прочность конструкции может придать не только комбинирование материалов, но и комбинирование техник разного типа в выполнении фундамента.

Столбчатый фундамент с ростверком.

Виды столбчатого фундамента

Существуют различные классификации видов фундамента сделанных из столбчатых опор. Фундаменты выделяются по форме столбов: столбчатый круглой формы, основание с квадратными опорами, а также столбы с прямоугольным сечением. По способу возведения фундамента выделяют монолитные столбы – с выкапыванием траншеи, установкой надежной опалубки, заливкой бетонной смеси и фундамент по сборной технологии из кирпича или блоков.

Узнаем подробнее про нюансы того, как устанавливается столбчатый фундамент своими руками, видео фрагмент представлен ниже.

Столбчатый фундамент классифицируют глубиной нахождения столбов под землей. Глубоко заглубленный тип устанавливается на глинистых или пучинистых участках почв, с нахождением столба ниже того уровня, по которому почва промерзает в зимний период около 1,5 метра.

Монтаж столбчатого фундамента для каркасного дома с небольшим заглублением целесообразен на глубине не более 0,5 метра – устанавливается на песчаной подушке. Также его можно монтировать на гравийной подушке, когда имеются почвы песчаного и пучинистого типа. Другой вид столбчатого фундамента, когда опоры не заглубляют. Такой фундамент идеален для дачных домиков с небольшим весом, и чаще всего применяется на песчаных почвах.

Столбчатый фундамент: пошаговая инструкция

Итак, мы рассмотрели преимущества данной технологии строительства, теперь рассмотрим как сделать столбчатый фундамент своими руками, пошаговая инструкция поможет разобраться во всех тонкостях работы. Как установить столбчатый фундамент своими руками, фото.

Пошаговая заливка столбчатого фундамента из труб.

1. Необходимо начать подготовку дачного участка для строительства каркасного дома, и для этого сначала выровняем все большие бугры в выкопанном слое почвы. Обязательное мелкое углубление надо сделать на пару метров больше по площади, чем выбранный проект фундамента.
2. На земельный участок с помощью колышков и лески переносится проект будущего основания дома. Намечается будущее расположение опор, выкапываются ямы соответствующего размера.
3. Засыпается песчано-гравийный базис, и тщательно утрамбовывается.
4. При необходимости монтируется деревянная опалубка для заливки будущего раствора.
5. На подготовленную поверхность выкладываются материалы — это бут, кирпич, блоки.
6. Установка арматуры и заливка бетонной смеси. Металлическая арматурная сетка состоит из длинных стержней, их может быть три или четыре штуки. Скрепляют стержни проволочной арматурой в разных участках на промежутках в 250 мм.
7. Заливать бетон необходимо постепенно – слоями по 300 мм. с обязательным проколом железным стержнем для уплотнения и ликвидации пузырьков воздуха.
8. Столбчатый фундамент из блоков своими руками нужно обязательно гидроизолировать после снятия опалубки. Рекомендуется применить листы усиленного рубероида, можно жидкое стекло или расплавленный смолянистый состав.
9. Роль завершающего скрепляющего элемента играет нижняя обвязка каркасного дома на столбчатом фундаменте. Рекомендуется выполнять ее из качественного бруса на расстоянии не менее 500 мм от земли.

Источник