Опорно-столбчатый фундамент из бетонных блоков
Наиболее распространенным видом опорно-столбчатых оснований является фундамент из бетонных блоков, для создания которого используются железобетонные либо керамзитобетонные блоки промышленного производства.
Железобетонные блочные конструкции обладают большим весом (до 3 тонн), из-за чего их укладка выполняется строительными кранами (на поверхности блока предусмотрены специальные петлеобразные зацепы). В мелкомасштабном строительстве такие блоки применяются крайне редко.
Керамзитобетонные блоки обладают гораздо меньшими размерами и весом, создание столбчатого основания с применением таких блоков может выполнятся своими руками.
Совет эксперта! Наиболее востребованным в частном строительстве является блок ФСБ 20*20*40 см, вес которого не превышает 30 килограмм.
Рис 1.8: Строительство фундамента из ФБС блоков
Технология возведения опорно-столбчатого основания предусматривает шаг столбов в 2-3 метра (шаг может быть меньшим, если здание строится на проблемной почве), при этом опорные столбы должны равномерно размещаться по периметру стен постройки и обязательно присутствовать в точках пересечения стен и по углам дома.
Высота одного столба может варьироваться в зависимости от уклона строительного участка – согласно технологии, на местности с естественным уклоном опоры должны иметь неравномерное заглубление в грунт, нередки случаи, когда с одной стороны здания опорный столб сделан из двух ФБС блоков, а с другой – из пяти.
Рис 1.9: Схема расположения столбчатых опор
Опорно-столбчатые фундаменты из ФБС, как правило, создаются с минимальным уровнем погружения в почву (в пределах 15-30 сантиметров). Обязательным условием является наличие уплотняющей подушки из песка и щебня, толщина которой должна быть не менее 20 сантиметров (по 10 сантиметров на каждый слой).
Совет эксперта! Уплотняющая подушка, перед монтажом столбов, бетонируется. Это необходимо для того, чтобы опорная поверхность была жесткой и не просаживалась под весом фундамента и самого здания.
При кладке бетонных столбов ФБС блоки соединяются с помощью цементно-песчаного раствора либо специального клеевого состава. По завершению монтажа столбы покрываются гидроизоляционным материалом – толью либо рубероидом и начинается обустройство обвязки.
Расчеты
При расчете столбового фундамента за основу берутся такие показатели, как вид почвы, глубина промерзания грунта, вес конструкции. Они оказывают влияние на прочность будущей постройки.
В зависимости от вида почвы, на которой планируется возводить сооружение, подбирается конструкция столбиков. При близком размещении грунтовых вод к поверхности земли выполняются дополнительные мероприятия с привлечением специалистов. В случае если подземные воды находятся глубоко, можно не предпринимать предварительной подготовки, а смело приступать к процессу строительства.
От уровня промерзания земли также многое зависит. Столбики заглубляются ниже него. Если не придерживаться такой рекомендации, фундамент будет деформироваться зимой в период морозов. Таким образом, если уровень промерзания почвы находится на глубине 1 метра, столбы заглубляются на 1,2 или 1, 5 метров.
Расстояние между столбиками и их заглубление также зависит от типа фундамента и веса будущей конструкции. При нормальных условиях между ними стоит соблюдать расстояние в 2 метра.
Существует еще один нюанс. Столбики обязательно устанавливаются на самых главных узлах, к которым относятся внешние углы, примыкания внутренних стен и различные пересечения. Это позволит повысить прочность всего сооружения. Средняя глубина установки столбов в местах важных узлов составляет 1,5−2 метра, однако это значение может изменяться в зависимости от участка.
Отдельные фундаменты под колонны
Для проектирования и строительства отдельных фундаментов чаще всего независимо от типа почвы, на которой они планируются располагаться, выбираются сборные или монолитные фундаменты. Основанием является плита или несколько плит с дальнейшим расположением на ней ступенчатой конструкции. На особо ответственных участках площадь основания увеличивают, и дополнительно усиливают сварной решеткой из арматуры. В зданиях, где отдельные фундаменты под колонны планируется размещать в центре постройки для обеспечения больших нагрузок, площадь подошвы делают увеличенной, на дополнительно залитой монолитной площадке.
Глубина заложения столбчатого фундамента
При расчёте глубины заложения фундамента следует обратить внимание на некоторые моменты:
- Средняя глубина промерзания грунта в вашей местности, так как лучше всего заложить столбчатый фундамент ниже этой глубины, что уменьшит действующие силы деформации;
- Состав и вид грунта: подвижный и неподвижный грунт, песчаный или глинистый. Самый лучший грунт это песок — так как он не скапливает в себе влагу (вода проходит через песчаные слои очень быстро), а также он обладает наилучшей несущей способностью;
- Торфяной или илистый грунт не подходит для строительства, необходимо частично или полностью заменить его на песчаный;
- При наличии высокого уровня грунтовых вод обязательно нужно устраивать дренаж и делать гидроизоляцию;
- Необходимо учитывать вес будущего строения, массу опор самого фундамента, а также приблизительную нагрузку, создаваемую проживающими людьми, мебелью и т.п.
Глубина заложения
Основной критерий выбора параметров фундамента — обеспечение его целостности. Потому, при планировании, всегда закладывают запас прочности порядка 20-40%. Он компенсирует (до какой-то степени) непредвиденные изменения условий (уровня грунтовых вод, непредвиденно низких зимних температур) или нагрузок. Особенно ярко это проявляется именно при планировании фундаментов: и глубину заложения берут с запасом и несущую способность обычно занижают. Оно и понятно: добавить что-то к уже готовому фундаменту затея или очень дорогая или нереальная.
Наибольший запас прочности закладывают на пучинистых грунтах: просчитать их проявление невозможно, потому стараются сделать как можно надежнее. Для этого для частных домов фундаменты закапывают ниже глубины промерзания грунта. Вы узнаете средние данные по вашему региону, и добавляете к этой цифре порядка 15-25 см. Так получаете глубину заложения фундамента. Например, по региону грунт промерзает на 1,5 м, значит глубина заложения фундамента 1,65-1,75 м.
Несколько примеров монолитных столбов
Как вы понимаете, если делать сборные столбы — из кирпича, бута, блоков — придется под каждый копать приличных размеров яму. Дно должно быть ниже глубины заложения на 20 см, чтобы сделать отсыпку. Также яма должна быть прилично шире — в ней надо будет работать, складывая опоры. Это — еще одна причина почему делают монолитные столбы: под них бурятся лунки, на дно высыпается гравий или песок и вставляется опалубка (чаще всего трубы нужного диаметра). Внутрь которых устанавливают армирующий элемент — каркас из арматуры или металлическую трубу.
Это правило работает для тяжелых зданий. Но под них столбчатые фундаменты делают редко. Их ставят в основном под легкие постройки: деревянные или каркасные дома или хозпостройки. Если в таком здании не планируется подвал, целесообразнее сделать фундамент малозаглубленный (глубина заложения от 0,5 до 0,7 уровня промерзания) или незаглубленный (от 0,3 до 0,5 глубины промерзания).
Пример устройства незаглубленного столбчатого фундамента при глубине промерзания 1,2 м (1/3 от 120 см — это 40 см)
При таком выборе силы пучения будут действовать на столбы, но так как их площадь меньше, чем у ленты, то и воздействие окажется не таким сильным. Эти воздействия успешно компенсируются конструкцией каркасного или деревянного дома. Тем более, что принимаются дополнительные меры по снижению воздействия сил пучения:
- на дне ямы под столб делают гравийную подушку, которая часть нагрузки принимает на себя;
- делают боковые поверхности гладкими и дополнительно их смазывают солидолом, битумной мастикой, эпоксидной смолой и т.п.
- делают утепленную отмостку вокруг дома.
В результате большинстве случаев хозяева даже не замечают, что фундамент «пучило». Какие-то опоры слегка поднялись, ростверк и обвязка их компенсировали. После оттаивания грунта все вернулось на место.
В грунтах хорошо отводящих воду столбчатый фундамент делают мелкого заложения или незаглубленный
Тут важно только правильно подобрать площадь колонн, чтобы равномерно передавать нагрузку
Столбчатый фундамент: его назначение и разновидности
Прежде всего, необходимо определиться, в чём различие между столбчатым и свайным фундаментом для небольших частных построек. Оба типа конструкций являются точечными опорами для поддержания стен, расположенными в узловых местах. Также совпадают типы возводимых на них сооружений:
- легкие каркасные или каркасно-щитовые дома в один-два этажа;
- срубы из оцилиндрованных или профилированных бревен;
- жилые и технические строения из пено- газобетона, с удельным весом не более 1000 кг/м³;
- веранды, пристройки, беседки, прочие МАФы;
- основания для капитальных ограждений.
Однако свайный и опорно-столбчатый фундамент используются на грунтах с совершенно разными несущими характеристиками.
- Свайный – рекомендован на пучинистых торфяных, глинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод;
- Столбчатый – на грунтах с хорошей несущей способностью: твердая глина, крупнофракционные гравелистые пески, щебенистые, галечные, дресвяные гравийные.
Существуют следующие условия, при которых применение столбчатых фундаментов не рекомендуется:
- склонность грунта к сильному пучению и значительным посадкам;
- возможность появления боковых нагрузок – горизонтальных сдвигов почвы;
- уровень грунтовых вод расположен выше полуметра к подошве столба;
- глубина промерзания почвы превышает 1,5 м;
- строительный участок имеет рельеф с перепадом высоты более 2 м.
Общая схема конструкции
В качестве материала изготовления для столбчатого фундамента используется: кирпич, древесина, бетонные блоки, металлический профилированный прокат. Отдельно стоит упомянуть монолитные железобетонные (буронабивные) столбы основания.
По глубине залегания столбчатые фундаменты делятся следующим образом:
- Заглубленные (сваи-столбы) – более 1 м ниже уровня промерзания. Устраиваются во влажных глинистых грунтах с вероятностью пучения.
- Мелкозаглубленные – не более 70 см ниже уровня промерзания на песчаных и крупнообломочных породах.
- Незаглубленные – общая глубина не более 50 см (или без погружения в грунт). Устраиваются на непучинистых скальных породах (гравийные, щебневые).
Столбчатое основание имеет две конструкционных разновидности – без ростверка и с ростверком. Основание без ростверка считается наиболее бюджетным, так как не нуждается в дополнительных материалах для обвязки. Используется при возведении каркасных, каркасно-щитовых сооружений или срубов. Основание с ростверком применяется, если дом возводится из штучных строительных материалов: пустотелый кирпич, блоки из облегченного бетона (газобетона), шлакоблоки. В качестве ростверка чаще всего используются железобетонные балки заводского изготовления. Материалом для нижней обвязки каркасного дома на столбчатом фундаменте из металлических столбиков могут служить деревянные балки с сечением не менее 150х150 мм.
Как сделать столбчатый фундамент своими руками: пошаговая инструкция
Перед началом всех работ необходимо изучить грунтовое основание, определить уровень грунтовых вод, а также произвести качественный расчет необходимого количества опорных столбов, варианта их исполнения. Только потом можно приступать к подготовке строительной площадки.
Видео о том, как можно сделать столбчатый фундамент своими руками:
Расчет
Для того, чтобы грамотно выполнить расчет, можно нанять для этого квалифицированных специалистов, либо воспользоваться специальными компьютерными программами.
Благодаря точному расчету можно получить необходимое количество столбов, их площадь сечения, а также необходимый показатель заглубления. Количество опор расчет обычно выдает минимальное: если выполнить их с меньшим шагом, то это позволит возвести более надежное строение.
На фото чертежи столбчатого фундамента с размерами:
Земляные работы
Вначале необходимо снять с участка плодородный слой грунта. В среднем, этот размер составляет 20 сантиметров. Далее необходимо обозначить места установки опорных столбов. При помощи бура выполняются скважины определенной глубины и размера. Для более качественного обустройства разметки будущей системы можно воспользоваться геодезическим теодолитом.
Устройство подушки под столбы
Под подушкой подразумевают слой песка, толщина которого обычно не более 30 сантиметров. После засыпки, песок необходимо утрамбовать. В большинстве случаев, для выполнения данного этапа работ используют бревно небольшого сечения.
Песок отводит лишнюю грунтовую влагу от опорных столбов. Далее выполняется бетонный слой, толщиной от 10 до 30 сантиметров. Он служит опорой для будущей конструкции.
Выполнение опалубки
При выполнении опалубки стоит учитывать вид грунта. Если на строительной площадке глинистая почва, то возведение опалубки может не потребоваться, так как глина не обваливается. Если же грунт представляет собой песок, то данная конструкция выполняется из деревянных досок, либо аналогичных плоских материалов. При первом варианте обязательной технологией будет служить укладка рубероида в скважины. Он будет выполнять не только роль стенок, но и гидроизоляции.
Если в качестве материала для опалубки выбирается натуральная древесина, то специалисты рекомендуют тщательно смочить ее водой. В противном случае она будет впитывать влагу из раствора бетона, тем самым ухудшая его качественные показатели.
Армирование
Армирование опорных столбов проводится обязательно, так как именно оно сдерживает нагрузки. Железная арматура нарезается на необходимого размера куски и связывается между собой в каркас
В данном случае очень важно сложить отдельные изделия относительно друг друга. Каркас опускается в скважину строго посередине
Только после этого можно заливать бетон.
Заливка бетона
При заливке бетонного раствора необходимо простукивать опалубку, чтобы удалить лишний воздух и выполнить качественные столбы. Бетонный раствор при стандартном замешивании должен состоять из одной части цемента, двух частей песка, а также трех частей щебня. Столбы необходимо не трогать 28 дней. Только после этого они будут иметь необходимую прочность.
Гидроизоляция
Так как отдельным элементам угрожает почвенная и атмосферная влага, очень важно выполнить качественную гидроизоляцию столбов. От поверхностной влаги конструкцию обычно защищает отмостка
Также можно использовать влагозащитный бетон.
Поверх подушки обязательно следует положить гидроизоляционный слой, который может быть выполнен из рубероида. Стенки ямы также следует защитить гидроизоляционным материалом.
Утепление
Утепление снаружи более распространено, так как оно сохраняет показатели прочности бетона, не пропускает холод внутрь дома, а также является дополнительной зашитой от влаги. Данный этап работ можно выполнить с помощью пенопласта, пеноплекса, а также экструдированного пенополистирола. Слой утеплителя необходимо выполнить на основании и вокруг самих опор.
Как сделать ростверк и цоколь?
Столбчатый бетонируемый фундамент наберет 60-70 процентов конструкционной прочности за 10-14 дней. После этого можно приступить к обустройству ростверка – балочной системы, укладываемой на столбовой фундамент, и цоколя – ограждающей конструкции, возводимой по периметру основания. Ростверк делается вот так: берем брус 20х20 сантиметров и укладываем его на схватившиеся столбы, проецируя на основу ростверка месторасположение анкерных болтов. Снимаем брус и высверливаем отверстия под анкеры.
В углах делаем выборку, отступив от торца бруса 20-сантиметровое расстояние и срезав 10 сантиметров его толщины. Укладываем на верхнюю часть бетонного несущего элемента рубероид – он будет работать, как изолятор, предохраняющий брус от влаги. Поднимаем брус и нанизываем его на анкеры, не смещая изоляционный слой. Притягиваем брус к опорам гайками, проворачивая их на каждом анкере на 2-4 оборота. Первый брус ляжет выборкой вверх, второй – выборкой вниз. В итоге получится надежное сопряжение, усиленное анкерной стяжкой.
Устройство ростверка столбчатого фундамента
Для сооружения цоколя придется сделать следующее: прикладываем лист плоского шифера к соседним опорам и обрезаем по уровню верхней части ростверка. Сверлим отверстия в шифере и опоре, заглубляясь на 2 сантиметра. Крепим лист анкерными болтами. Приклеиваем к внутренней части листа пенопласт, используя монтажную пену. Фиксируем утеплитель грунтовой подсыпкой, исключая вероятность отхода пенопласта от шифера. Повторяем эту операцию по всему периметру.
Работы по сооружению цоколя стоит начинать только после завершения строительства стен, но до обустройства пола
Если начать раньше, то усилится риск повреждения хрупкого шифера вследствие неосторожного удара. Сделанный подобным образом цоколь оградит основание от снежных заносов и потери тепла зимой
Причем щитовой цоколь обойдется дешевле кирпичного даже на этапе покупки материала. А недостаточную презентабельность подобной конструкции можно исправить за счет внешней отделки.
