Самостоятельный монтаж столбчатой основы от «а» до «я»
Самостоятельно заложить столбчатый фундамент, особенно мелкозаглубленный, не составит особого труда. Но усилия приложить стоит, ведь от правильного монтажа основы зависит дальнейшая судьба всего здания, а ремонт данного типа фундамента обойдется в приличную сумму.
Несколько несложных шагов, и результат не заставит себя ждать:
Шаг 1. Перед работой нужно подготовить участок – очистить его от растительности и немного разровнять почву.
Шаг 2. Наносится разметка
Очень важно сверяться с проектом
Столбы должны будут находиться конкретно под углами постройки, а также в точках пересечения и соединения стен. Центральные оси столба и стены, опирающейся на него, обязаны совпадать. Общая сумма опор и их местоположение вычисляют относительно нагрузок и несущих способностей почвы.
Шаг 3. Выкапываются углубления для опор.
Если столбы цельные, то ямы роют в соответствии с их размерами и формами, при этом учитывается несъемная опалубка. Если опоры делаются из кирпича – выкапываются более широкие углубления. Глубина ям зависит от уровня промерзания почвы.
Шаг 4. Готовится подушка под столбы. На дно ямы сыпется щебенка или песок, далее их утрамбовывают и сверху укладывают лист гидроизоляции (рубероид), чтобы во время бетонирования смесь не стекала вниз.
Шаг 5. Начинается установка опалубки.
Стены ее стоит защитить гидроизолирующим материалом. После этого внутри устанавливается арматурный каркас, который изготавливается из металлических прутов, объединяемых проволокой
Если планируется скрепление опор ростверком, важно позаботиться об увеличении арматурного скелета столбов, чтобы соединить его с арматурой такого основания
Шаг 6. Делается бетонная заливка. Смесь укладывается вплотную, для лучшего эффекта нужна утряска вибратором через каждые 20 см.
Шаг 7. После полного высыхания бетона, его верхняя часть покрывается гидроизоляцией. Если в планах есть скрепление столбов цельным бетонным основанием, стоит пропустить этот шаг (гидроизоляция укладывается уже после изготовления ростверка).
Расчет для мелкозаглубленного фундамента
Следует привести пример расчета мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах. Например, строится одноэтажный дом с такими размерами:
- высота – 4 метра;
- ширина – 5 метров;
- длина – 10 метров.
Конструкция включает две несущие внутренние стены с высотой каждой в 4 м и длиной в 3 м. Пол не опирается на фундамент, заливается бетоном. Основание будет иметь форму ленты с шириной подошвы в 40 см и глубиной в 70 см. Выполнен фундамент из армированного бетона, для чего применяется арматура с диаметром в 12 мм. Каркас будет иметь два пояса, каждый из которых состоит и пяти прутьев, перемычек с длиной в 25 см. Такие перемычки ставятся с шагом в 50 см.
Чтобы узнать массу, которую будет иметь ленточный фундамент, необходимо определить такие значения:
Схема мелкозаглубленного фундамента с гидроизоляцией на печанной подушке.
- геометрические размеры конструкции;
- плотность используемого строительного материала.
Геометрические размеры узнать довольно просто. Так, длина фундамента равна периметру будущего здания, то есть надо просто вычислить сумму его сторон:
10+10+5+5+3+3=36 метров.
Ленточный фундамент будет заливаться не только под наружными фасадными стенами, но и под внутренними несущими, поэтому учитывают их тоже.
Теперь можно найти объем исходя из того, что высота ленты равна 70 см, а ширина – 40:
V=36×0,4-0,7=10,08 метра кубического.
Но это общий объем, из которого необходимо вычесть арматуру, чтобы узнать количество бетона. Зная, что ленточный фундамент имеет два пояса по пять прутков с перевязкой, считают длину для каждого:
10-0,5-0,5=9 метров.
Длина всех поясов будет равна:
2×(9×2+4×2+2,5×2)=62 м.
Каждый пояс имеет по пять прутьев, значит, общая их длина составляет: 62×5=310 м.
Теперь определяют длину необходимых перемычек для армирования:
Схема армирования мелкозаглубленного фундамента.
9/0,5+1=19 шт.,
4/0,5+1=9 шт.,
2,5/0,5+1=6 шт.
Для одного верхнего пояса количество перемычек составляет:
19×2+9×2+6×2=68 штук,
Так как длина одной перемычки составляет 0,25 метра, то общая длина составляет:
68×0,25=17 метров.
Для всех горизонтальных перемычек для каркаса длина составляет:
17×2=34 метра.
Для вертикальных перемычек учитывают, что с одной стороны их идет 68 штук и с другой столько же. То есть получается 136 штук с длиной одной в 40 см. Общая их длина составляет:
136×0,4=54,4 м.
Теперь вычисляют общую длину арматуры, которую требует мелкозаглубленный фундамент:
310+34+54,4=388,4 м.
Чтобы узнать площадь сечения для арматуры, используют формулу площади круга:
Схема приготовления раствора бетона для фундамента.
3,14×0,000036=0,00011 кв. метра.
Для получения объема используют формулу:
0,00011×388,4=0,04 куб. метра.
Теперь получают объем только для арматуры:
10,08-0,04-0,04=10 куб. метров.
Значение 0,04 берется из расчета, что мелкозаглубленный фундамент будет армироваться и по углам.
При помощи такого не слишком сложного расчета определяют, что ленточный фундамент на пучинистых грунтах требует:
- 10 куб. метров цемента (при плотности 2500 кг на кубометр);
- 0,08 куб. метра металлической арматуры (при плотности 7800 кг на кубометр).
То есть общая масса всего основания, которое возводится на пучинистых грунтах в виде ленточного фундамента, будет составлять:
10×2500=25000 кг,
0,08×7800=624 кг,
25000+624=25624 кг.
То есть ленточный фундамент имеет массу в 25624 кг.
Строительство дома на пучинистых грунтах не является самым оптимальным вариантом. Но если другого выхода нет, то необходимо тщательно рассчитать будущее основание, чтобы после его сооружения конструкция не выталкивалась из почвы по время зимнего пучения. Сделать это не так сложно, но необходимо проявлять внимательность, чтобы при эксплуатации не произошли деформации фундамента, а значит, и самого дома.
Что такое пучинистые грунты и чем они опасны
Пучение — это процесс увеличения объема грунта, вызванный расширением замерзшей воды. Пучинистые грунты содержат достаточное количество влаги, чтобы она смогла повлиять на их состояние в зимнее время.
Примечательно, что на территории России большинство участков обладают таким типом грунта, что выдвигает особые требования к технологии строительства.
Наличие влаги делает эти грунты нестабильными в холодное время года. Вода замерзает, расширяется и начинает выдавливать грунт вверх или в стороны наименьшего сопротивления.
При этом, величина нагрузок пропорциональна количеству влаги и в разных точках имеет собственные значения, которые постоянно меняются.
Мелкозаглубленный ленточный фундамент своими руками от А до Я
Обычно, когда возводятся частные строения с небольшим числом этажей из более лёгких материалов (кирпичи, газоблоки, пенобетон и т. п.), задействуется ленточный фундамент на мелкой глубине. Такое решение выгодно в плане экономии и практичности.
Для подобного фундамента создаётся котлован под кирпичный дом или для дома из газобетона. Он углубляется ниже отметки промерзания грунта. На Урале и в Сибири, и в других районах с суровыми холодами он углубляется ниже 150 см. И на таком участке необходимо работать с тяжёлой техникой. Данный фундамент охватывает периметр всех несущих стен. Его устройство только в исключительных случаях получается ниже 150 см. СНиП под подобный вид фундамента рассчитывается из нагрузки стен на площадь. Также учитывают несущую способность или особенность грунта на конкретном участке.
Достоинства этого фундамента:
- Лёгкость работ.
- Хорошая экономия средства.
- Не нужно задействовать спецтехнику (она нужна только в указанных регионах).
- Превосходная прочность, если возводится небольшое строение в 1-2 этажа.
- Даёт возможность утеплять полуподвальные помещения.
- Богатый диапазон материалов и технологических решений для его воздвижения.
- Он может создаваться как монолитный вид, где предусматривается заливка бетона.
- Другие его конфигурации: кирпичи или бетонные блоки.
Конструкция такого фундамента:
- Слабая прочность для строений на пучинистых грунтах. Дилемма решается благодаря песчаной отсыпке и системе дренажа. Так снижается воздействие грунта.
- Невозможность создания на промерзшем грунте.
- Нельзя оставлять без нагрузки на зиму.
- Пункты 2 и 3 обуславливают сжатые сроки его заливки и воздвижению стен: порядка 4-5 месяцев.
Поподробнее про монолитные ленточные фундаменты и плиты
Для МЛФ существует несколько типов или подвидов. Перечислим все:
- Ленточные пояса. Без заглублений, подходят для каркасных домов и легких конструкций. Особенность такая – ширина всегда больше, чем высота. Так опорная поверхность будет намного лучше.
- Незаглубленные ленточные. Идеальны для конструкций из древесины. Особенность – поднят пояс цоколя.
- Мелкозаглубленный ЛФ. Его устройство разберем более тщательно. Применяется для любого типа постройки, как для сруба, так и для камня.
- Заглубленный – это, по сути, монолитная плита, потому что заливается ниже уровня промерзания. Подходит для абсолютно любого строения.
К сведению! Любой тип или вид МЛФ невозможно сдать в эксплуатацию без дренажа, гидроизоляции и обратной отсыпки песком.
Особенности пучинистого грунта
Пучнистые земли представляют собой наличие в почве участка таких составляющих, которые склонны к скоплению большого количества воды
Пучнистые земли представляют собой наличие в почве участка таких составляющих, которые склонны к скоплению большого количества воды. В результате в сезон морозов эта самая вода кристаллизуется (то есть замерзает), увеличиваясь от этого в объеме, а именно — в почве присутствует лёд, которому требуется место.
Особенно пучнистыми являются такие почвы:
- Мелкопесчаные с высоким уровнем грунтовых вод;
- Глинистые и суглинистые;
- Пылеватые почвы.
Грунт, насыщенный в зимнее время года льдом, начинает пучиться, отыскивая себе место. Таким образом происходит смещение фундамента под воздействием пучнистой земли. Причем в зависимости от степени заглубленности основания негативное воздействие грунта может оказываться как снизу, так и на стенки фундамента. То есть, если основание дома не углубляют ниже уровня промерзания почвы, то такой базис находится как бы на поверхности играющей лавы. Его постоянно деформирует, меняя соответственно и первоначальное положение дома. Если же фундамент углубляют ниже уровня промерзания грунта, то здесь пучинистая земля снизу не оказывает влияния на каркас дома, а вот на боковые его стенки изрядно давит. Стоит ли говорить о негативных последствиях для дома в результате такого влияния на фундамент.
Стоит отметить, что в момент промерзания и пучения почва может увеличиваться в объеме в диапазоне 4-12%. И объем увеличения полностью зависит от количества воды в грунте.
Профессионалы делят пучнистые земли по степени пучения на такие виды:
- Слабопучнистые почвы. Процент увеличения грунта в объеме не превышает 4%.
- Среднепучнистые. Здесь земля увеличивается в объеме до 8%.
- Сильнопучнистый грунт. Его объем может увеличиться до 12%.
При этом процент вспучивания почвы обусловлен дополнительными факторами, такими как:
- Уровень расположения подземных вод;
- Глубина промерзания почвы;
- Дисперсионные свойства грунта;
- Высота капиллярного смачивания слоёв земли на участке.
Расчет интенсивности пучения на участке
Чтобы произвести расчет степени пучения грунта на стройплощадке своими руками, необходимо воспользоваться формулой: E = (H— h) / h, в которой:
- Е – отвечает степени пучинистости грунта;
- h – высоте грунтового массива до замерзания;
- H – высоте грунтового массива после промерзания.
Чтобы сделать расчет степени, необходимо сделать соответствующие замеры в летнее и зимнее время. Пучинистой можно считать почву, высота которой изменилась на 1 см
при промерзании на 1 м. С этом случае «Е» будет равняться коэффициенту 0.01.
Процессам пучения больше подвержены грунты, в которых есть большое содержание влаги. Она при замерзании расширяется до состояния льда и тем самым поднимает уровень грунта. Пучинистыми считаются: глинистые почвы, суглинки и супеси. Глина, из-за наличия большого количества пор, хорошо удерживает воду.
Как снять воздействие пучения на грунт?
Существуют простые способы снять пучение вокруг фундамента своими руками:
- Замена слоя грунта под и вокруг основания на непучинистый слой.
- Закладка фундамента на грунтовый массив ниже слоя промерзания.
- Утепление конструкции для предотвращения замерзания грунта.
- Водоотвод.
Первый способ – самый трудоемкий. Для этого необходимо вырыть котлован под фундамент, глубиною ниже уровня замерзания земли, пучинистый грунт вывезти, а на его место засыпать сильно утрамбованный песок.
Он показывает высокую несущею способность и не удерживает влагу. Большой объем земельных работ делает его наименее популярным, хотя он и является эффективным способом побороть пучение. Эта техника эффективна для заложения малоэтажных зданий, мелкого заглубления, например, сарая.
Особенностью второго способа является снятие влияния пучения на подошву фундамента, но его сохранение при воздействии на стенки основания. В среднем боковое давление на стенки составляет 5 т/1 м2. С его помощью можно возводить дома из кирпича.
Третий способ позволяет сделать незаглубленный фундамент под частный дом своими руками в условиях пучения. Суть метода заключается в заложении утеплителя по периметру фундамента на всю его глубину. Расчет материала делается так: если его высота равна 1 м, то и ширина утеплителя должна составлять 1 м.
Чтобы сделать отвод воды вокруг дома или сарая, нужно построить дренаж. Он представляет собой канаву на расстоянии 50 см от постройки, глубина которой такая же, как уровень заложения конструкции. В дренажную траншею укладывают перфорированную трубу под техническим уклоном и оборачивают ее в геотекстиль, а затем заполняют гравием и песком крупной фракции.
Ниже — рассмотрим типы оснований, которые могут применяться на почве, склонной к пучению.
Какие типы можно отнести к пучинистым
Пучинистые грунты — это почвы, содержащие большое количество влаги, способные поглощать и удерживать ее в себе.
К ним относятся:
- Глинистые грунты. Обладают наибольшим пучением, так как глина не пропускает воду, но хорошо удерживает ее благодаря пористой структуре. Из-за этого глинистые участки никогда полностью не высыхают, что является серьезной проблемой для строителей.
- Суглинки. Состоят из глины (10-30%) и песка. Способны задерживать воду в меньших объемах, чем глины, что уменьшает показатели морозного пучения относительно максимальных значений.
- Супеси. Содержание глины не превышает 10%, остальной состав приходится на песок. Впитывание воды у такого грунта относительно невысокое и степень пучения низкая.
Проблемными в отношении пучения являются также слоистые почвы, содержащие глиняные прослойки. Они задерживают впитывающуюся с поверхности воду, образуя почвенные водоносные слои.
Они нестабильны, периодически появляются и исчезают, что затрудняет предварительные расчеты.
Разновидности оснований
Так, мелкозаземленную основу не стоит использовать для строений из «тяжелых» материалов, а для «легких» — глубокозаземленную, особенно если речь о глинистых грунтах.
Сама же лента основания может быть выполнена в виде монолитного железобетона, либо с помощью промышленных блоков, изготавливаемых промышленным способом.
Некоторые специалисты также рекомендуют проводить усиление ленточного основания мелкого заложения. С этой целью оно делается на сваях, которые служат дополнительным элементом жесткости всей конструкции, повышая тем самым надежность.
Схемы выкладки фундамента на пучинистых грунтах.
В чем опасность
Пучением почвы называют явление природы, которое может наблюдаться при совпадении пары факторов:
- наличия воды;
- понижения температурного режима ниже 0 градусов.
Вода является необычным веществом. Только она способна в момент замерзания расширяться, от чего почва увеличивает свои объемы. Одновременно с этим возникает напряжение, стремящееся вытолкнуть фундаментное основание из земли.
Деформирования равномерного характера особой опасности для здания не представляют, но при пучении они проходят неравномерно. В середине объекта температура почвенного покрова выше, воздействие пучения не такое сильное. Ближе к краям это явление усиливается, так как прогрев от помещений понижается. Стены наружного типа поднимаются больше по сравнению с внутренними, что становится причиной образования в стенах и фундаментной основе трещин.
Особенности использования столбчатых фундаментов в условиях пучинистых грунтов
Перед тем, как начать возводить мелкозаглубленный столбчатый фундамент на пучинистых грунтах, следует вспомнить о том, что все проектные работы и расчет расхода строительных материалов и столбового основания осуществляется до начала строительства.Основные этапы технологического обустройства основания:
- Первоначальное проектирование.Выполнение необходимых расчетов.Нанесение на поверхность грунта специальной разметки.Проведение земляных работ.Изготовление монолитных бетонных подушек.Изготовление опалубки для опорных столбиков.Заливка раствором бетона.Обвязка монолитных столбиков.
Таблица с нормативами промерзания почвы для нескольких городов России
Необходимо определить глубину промерзания грунта в месте строительства и рассчитать его плотность. Следует рассчитывать на то, что монолитная бетонная подушка должна находиться в обязательном порядке под линией промерзания. На этом основании и отмечают высоту столбика.В зависимости от конструктивных особенностей здания, , выбирается форма и размер поперечного сечения бетонных столбов.
Чаще всего, это квадратная форма, размер стороны 25 см. Существуют формулы для расчета количества бетонной смеси для производства одного монолитного столба, их легко можно найти в интернете. К полученной сумме необходимо прибавить величину объема бетонного раствора для опорной подушки.
Особенности возведения незаглубленного столбчатого фундамента
Незаглубленный из бетонных блоков
Такой тип основания применяется достаточно часто. Единственное условие – небольшой вес и габариты возводимого строения. Используют незаглубленный столбчатый фундамент на пучинистых грунтах и даже на скальных.
В последнем случае возможно также возведение над ним бревенчатого или брусового дома.Если заменить грунт под постройкой, то можно уменьшить воздействие пучения. Главное, знать, чем засыпать яму под незаглубленный столбчатый фундамент. Обычно для этих целей используется песчаная прослойка.Столбы изготавливают из камня, бетонных блоков для фундамента, песко-, железо- или бутобетона.
Можно воспользоваться и кирпичом, только учитывайте морозостойкость керамического материала. Она не должна быть низкой. А силикатный кирпич не подойдет совсем.
Если задаться целью соорудить незаглубленный столбчатый фундамент своими руками, опирайтесь на пошаговую инструкцию. Основные этапы проведения работ включают в себя:
- Очищение строительной территории от поверхностного мусора.Удаление верхнего плодородного слоя почвы.Разбивка участка.Копание ям под каждую опору.Обустройство каждой ямы специальной песчаной подушкой.Выкладывание опоры из блоков.Гидроизоляция стыкуемых с домом частей опор.
Столбчатый незаглубленный фундамент на песчаной подушке отличается особой прочностью и устойчивостью. Рекомендуется его установка в местах, где велика вероятность появления грунтовых вод вследствие весенних паводков или выпадения экстремально большого количества осадков.
Для каких грунтов его используют
Мелкозаглубленная лента подходит практически для всех типов грунта, кроме наиболее проблемных, к которым относятся торфяники, заболоченные участки.
Возможно строительство на следующих типах грунта:
- Сухие песчаные почвы.
- Гравелистые, скальные участки.
- Супеси, суглинки.
- Глинистые почвы.
Для каждого типа грунта существуют собственные технологические особенности строительства, связанные с глубиной погружения и составом ленты. Так, для сильно пучинистых почв не рекомендовано строительство сборных фундаментов, в особенности из кладочных материалов (кирпич, шлакоблок и т.п.).
Нагрузки пучения неравномерны и распределяются случайным образом. Кроме того, они непостоянны и способны менять свои значения, усиливаясь и ослабевая в разных, не поддающихся предварительному расчету, точках.
Поэтому на проблемных грунтах нужна монолитная лента, способная противостоять возникающим нагрузкам.
ВАЖНО!
МЗЛФ нельзя использовать на склонах, поскольку слабый контакт с грунтом спровоцирует сползание постройки.
Мелкозаглубленный фундамент
Иногда фундамент глубокого заложения строит очень дорого. Тогда рассматривают свайный (свайно-ростверковый) или фундаменты мелкого заложения (мелкозаглубленные). Их еще называют «плавающими». Их только два вида — это монолитная плита и лента.
Плитный фундамент считается самым надежным и легко предсказуемым. У него такая конструкция, что она может получить значительные повреждения только при грубых просчетах при проектировании. Тем не менее, и его можно испортить.
Тем не менее, застройщики плитные фундаменты не любят: они считаются дорогими. На них уходит много материала (в основном арматуры) и времени (на вязку той же арматуры). Но иногда плитный фундамент получается дешевле ленточного глубокого заложения или даже свайного. Так что не сбрасывайте его сразу со счетов. Он бывает оптимальным, если строить хотят тяжелое здание на пучнистых или сыпучих грунтах.
Фундамент мелкого заложения
Мелкозаглубленная лента может иметь глубину от 60 см. При этом она должна опираться на грунт с нормальной несущей способностью. Если глубина плодородного слоя больше, то глубина заложения ленточного фундамента увеличивается.
С ленточными фундаментами мелкого заложения под легкие здания все очень просто: они работают хорошо. Комбинация со срубом из бревна или бруса — это экономный и в то же время надежный вариант. Если и случаются перегибы ленты, то упругая древесина отлично с ними справляется. Почти также хорошо себя на такой основе чувствует себя каркасный дом.
Более внимательно нужно просчитывать если на мелкозаглубленном ленточном фундаменте собираются строить задние из легких строительных блоков (газобетона, пенобетона, и т.п.). Они на изменения геометрии реагируют не самым лучшим образом. Тут нужна консультация опытного и, обязательно, компетентного специалиста с большим опытом.
Строение плитного фундамента
А вот под тяжелый дом мелокзаглубленный ленточный фундамент ставить невыгодно. Чтобы передать всю нагрузку, его нужно делать очень широким. В этом случае, скорее всего, дешевле будет плитный.
Как работает мелкозаглубленый фундамент
Этот тип используется тогда, когда бороться с силами пучения слишком дорого и не имеет смысла. В случае с фундаментами мелкого заложения с ними и не борются. Их, можно сказать, игнорируют. Просто делают так, что фундамент и дом поднимаются и опускаются вместе с вспучившимся грунтом. Потому их еще называют «плавающими».
Все что при этом необходимо — обеспечить стабильное положение и жесткую связь всех частей фундамента и элементов дома. А для этого нужен правильный расчет.
Выводы
Типовым решением для таких ситуаций является обустройство свайного основания
При этом важно правильно выбрать длину свай. Также удачный вариант – «плавающий» фундамент в виде мелкозаглубленного плитного основания под всей площадью сооружения
За счет большой площади опирания плиты обеспечивается перераспределение нагрузки всего сооружения по площади, за счет чего снижается нагрузка на фундамент. Единственным недостатком технологии является больший расход материала (песок, гравий, бетон, арматура). За счет применения бетона с высокой прочностью и арматуры в нужном количестве обеспечивается высокая устойчивость и надежность возводимых построек.
В статье использованы фотографии с сайта.
