Виды и этапы строительства столбчатых фундаментов

Если частный дом делается по каркасной технологии или из легких стройматериалов, то наиболее оптимальная фундаментная опора для него – это столбы с ленточным ж/б или стальным ростверком. Такое основание оказывает минимальное давление на грунт и достаточно просто в самостоятельном исполнении. Правильно по всем нормам выполнить столбчатый фундамент своими руками несложно, а стоит подобная конструкция сравнительно недорого.

Достоинства и недостатки столбчатого основания

Каждый тип фундамента первоначально создавался с расчётом на применение в определённой ситуации:

  • ленточное основание — оптимальный вариант для возведения конструкций на подвижной почве;
  • монолитная конструкция используется в процессе сооружения многоэтажных зданий с большим весом;
  • опорно-столбчатое основание подходит для постройки маленьких жилых домов.

Следовательно, некоторые из недостатков можно считать незначительными при возведении целевых конструкций.

Основные недостатки:

  1. Хрупкость конструкции. Первоначально основание из опорных деталей предназначалась для возведения конструкции в промёрзшей почве. Применение в подвижном грунте или самостоятельное разрыхление почвы может повлечь за собой снижение устойчивости столбов.
  2. Небольшая несущая способность. Опоры не могут выдерживать многоэтажные здания с существенным весом.
  3. В будущем не будет возможности соорудить погреб или подвальное помещение. Расстояние между опорами не позволит прорыть широкую канаву, которая могла бы использоваться в качестве подземного сооружения.

Если сооружать здание с учётом данных ограничений, то будет возможность максимально использовать все достоинства. Основными из них являются следующие:

  1. Низкая стоимость. Если не считать расходы на аренду вспомогательной техники, то затраты будут в 2 раза ниже, чем при сооружении ленточного фундамента. Соотношение цены между монолитной и столбчатой конструкцией — 10:1.
  2. Не нужно иметь особых навыков, чтобы соорудить столбчатое основание своими руками.
  3. Высокая скорость сооружения конструкции.
  4. Не требуется выполнять подготовительные работы, связанные с гидро- и теплоизоляцией.
  5. Можно использовать для сооружения зданий на промёрзшей почве.
  6. Период службы основания в случае правильного использования составляет 90–95 лет.

Столбчатый фундамент несложно ремонтировать, при этом процесс не требует большого количества финансов и времени.

Что такое столбчатый фундамент?

Столбчатые фундаменты просто идеально подходят для легких строений (гаражей, садовых домиков, сараев, бань). Однако при правильном расчете на них можно ставить и каркасные либо пенобетонные коттеджи. А вот для дома из кирпича с толстыми стенами лучше поискать иной вариант.

Но многое в этом вопросе зависит от общего веса постройки. Ведь шифер или керамическая черепица для крыши значительно тяжелей рубероида либо легкого металлопрофиля. В проекте столбчатого фундамента и всего дома учитывать надо все применяемые при строительстве материалы – от пола и стен до кровли. А готовить расчеты доверять стоит только квалифицированному специалисту.

Читайте также:  Винтовой фундамент — расчет и технология строительства

Пример

Конструктивно такое основание представляет собой свайное поле из столбов, выполненных из различных материалов и связанных поверху ростверком. Если грунт на участке неустойчивый, то возводить для дома основание в виде заглубленного монолита из железобетона не слишком рационально. Столбчатые сваи здесь сильно выигрывают в плане дешевизны работ. При грамотном проектировании им не страшны высокие грунтовые воды и пучения грунтов.

Область применения

Как уже говорилось, столбчатый фундамент называют еще столбовой или на столбах) нормально себя ведет на грунтах с нормальной несущей способностью. На сыпучих песках, торфяниках и других нестабильных основаниях они не применяются. Основные его особенности — невозможно организовать подвал и продуваемый промежуток между уровнем грунта и черновым полом. Их тоже надо иметь в виду при выборе.

Подходят они для следующих случаев:

  • под дома из легких материалов — деревянные, каркасные, щитовые;
  • под тяжелые стены если требуется закопать фундамент глубже чем на 1,8-2 метра и ленточный становится очень дорогим;
  • на сильно пучинистых грунтах — на столбы действует меньшие силы, чем на ленту.

Один из столбчатых фундаментов — вид снизу

В то же время есть ряд ситуаций (кроме слабых грунтов), когда фундаменты на столбах использовать не рекомендуют:

  • при большом перепаде высот на участке застройки — более 2 м;
  • при сложной геологии с возможным смещением пластов.

В остальных случаях их можно использовать.

Как устроен столбчатый фундамент

Столбчатое основание состоит из:

  • песчано-щебенчатой подушки;
  • железобетонной опорной плиты;
  • столба кирпича, блоков или бетона;
  • металлического, деревянного или бетонного ростверка.

Как устроен свайный фундамент на твердой и прочной почве

Подушка и железобетонная плита

Подушка из песка и щебня, а также железобетонная опорная плита обеспечивают равномерное распределение веса здания по грунту. Чем меньше площадь плиты, тем больше давление на почву. При создании подушки обязательно применяют расклинцовку – особый порядок укладки щебня, при котором каждый верхний слой укладывают материал меньшей фракции, чем шел на нижний. Если же не сделать расклинцовку или использовать только песчаную подушку, то давление на грунт станет неравномерным и в некоторых местах возможно проседание почвы. На твердых грунтах можно ставить трубу для заливки столба прямо на щебенчатую подушку.

Фракции щебня

Столб

Столбы делают из различных материалов. Наиболее популярны кирпич, шлакоблок и железобетон. По своим характеристикам они одинаковы, однако заливка железобетонного столба потребует несколько меньше времени, чем кладка блока и тем более кирпича. В качестве опалубки для бетона используют деревянные или пластиковые короба, конструкции из пенопласта, асбестовые трубы большого диаметра. Если вы решили делать столбчатый фундамент из асбестовых труб своими руками, видео поможет понять основные принципы этой работы.

Как устроен столбчатый фундамент

Асбестовые трубы

Как устроен столбчатый фундамент

Видео: армирование и бетонирование асбестоцементных труб

Как устроен столбчатый фундамент
Как устроен столбчатый фундамент

Ростверк

Как устроен столбчатый фундамент

Большое расстояние между столбами (1,5–4,5 метра) снижает стоимость и трудоемкость работ, но негативно воздействует на стену, приводя к проседанию отдельных участков. Чтобы избежать этого, на столбы монтируют ростверк – несущую балку повышенной жесткости, которая обеспечивает поддержку стены на всем расстоянии между отдельными элементами фундамента. Ростверк изготавливают из железобетона, дерева или стали. Характеристики ростверка и максимально допустимое расстояние зависят от применяемого материала. Для деревянных домов эти расстояния равны:

Как устроен столбчатый фундамент

Как устроен бетонный ростверк

Как устроен столбчатый фундамент

Особенности столбчатых фундаментов

Опорно-столбчатый фундамент – это конструкция из столбов, на которую опираются стены и нижняя обвязка. Столбы устанавливают на участках с самыми большими статическими нагрузками: на углах, стыках стен. Шаг между опорами – не больше двух с половиной метров. Если пролет длиннее, устанавливают промежуточные столбы.

Читайте также:  Как укрепить фундамент если близко грунтовые воды

Фундаменты различаются габаритами, сечением столбов и материалом их изготовления, глубиной погружения, формой (квадратные, круглые, прямоугольные).

Особенности столбчатых фундаментов

Одно из основных требований к фундаменту, независимо от его вида – верхушки столбов должны располагаться в общей горизонтальной плоскости. Тем более, если ростверка нет, и обвязку кладут прямо поверх опор. Горизонтальность вымеряется водяным уровнем либо нивелиром.

Материалы для изготовления столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент своими руками можно изготовить из следующих материалов:

Особенности столбчатых фундаментов
  • кирпич;
  • железобетон;
  • бутобетон;
  • готовые блоки;
  • бутовый камень.

Кроме этого опоры различают по способу изготовления:

  • монолитные (устанавливают опалубку и заливают бетон);
  • сборные – их складывают из кирпичей, блоков, камня.
Особенности столбчатых фундаментов

Фундамент можно установить с ростверком или без него. Ростверком в данном случае служит ж/б балка. Ее кладут на столбы сверху. Смысл – равномерно распределить по всем опорам нагрузку от конструкции. Кроме этого балка «связывает» столбы, не позволяет им разъезжаться в стороны в случае горизонтальных подвижек грунта.

Поскольку использование фундаментной балки увеличивает трудоемкость монтажа и затраты на материалы, легкие каркасные сооружения часто устанавливают без нее: кладут обвязку поверх гидроизоляции прямо на вершины столбов. Но при этом обязательно нужно учитывать характер грунта, т.к. без ростверка основание дома практически не защищено от горизонтальных подвижек.

Особенности столбчатых фундаментов

Уровни заглубления

Существует три вида фундаментов в зависимости от глубины погружения опор: заглубленные, мелкозаглубленные и незаглубленные.

Виды столбчатых фундаментов по уровню заглубленности: А) Заглубленный фундамент,Б) Мелкозаглубленный фундамент, В) Незаглубленный фундамент.

Особенности столбчатых фундаментов

1. Заглубленные. Столбы погружают ниже линии промерзания почвы. Вариант для «плохих» пучинистых грунтов – глин, суглинков.

2. Мелкозаглубленные – около полуметра выше линии промерзания. В этом случае половину скважины под столб занимает подушка из песка и гравия. Подходит для слабопучинистых грунтов.

3. Незаглубленные. Примерно вровень с поверхностью земли. Перед монтажом насыпают песчано-гравийную подушку. Подходят для устойчивых грунтов и очень легких построек.

Обратите внимание

Если грунт совсем слабый и водонасыщенный (плывуны), столбчатый фундамент лучше не использовать.

Расчет столбчатого фундамента

Особенности столбчатых фундаментов
  • Шаг между столбами: 1,5-2,5 метра
  • Сечение прямоугольного столба: 25 на 40 см
  • Сечение круглого столба: 20-25 см
  • Высота столба над землей: не меньше полметра

Расчет осуществляется исходя из ожидаемой нагрузки на основание. Она складывается из следующих цифр:

  • 1. Полный вес дома (стены, крыша и т.д.);
  • 2. Примерный вес самого фундамента;
  • 3. Снеговая нагрузка (при крутизне ската более 60º не учитывается).
Особенности столбчатых фундаментов

Вторая необходимая характеристика – несущая способность грунта. Значения этого показателя для разных грунтов (пески, глины и т.д.) можно найти в таблицах СНиП.

Общую площадь оснований столбов находим по формуле S=1,3*P/R, где

  • Р – нагрузка;
  • R – несущая способность;
  • 1,3 – коэффициент запаса прочности.
Особенности столбчатых фундаментов

Чтобы вычислить количество столбов, надо поделить площадь на сечение одной опоры. Чем больше сечение, тем меньше потребуется опор и наоборот.

Далее рассмотрим, как залить столбчатый фундамент своими руками.

Срок эксплуатации

Период эксплуатации столбчатого фундамента зависит от применяемого материала, степени его защиты, соблюдения нормативов при проектировании, а также соблюдения технологии строительства. При выполнении требований фундамент простоит достаточно долго:

  • до 100 лет для металлических;
  • до 50 лет для деревянных опорных столбов;
  • до 70 лет – для асбестовых;
  • до 130 для бетонных.

Таким образом, строительство столбчатого фундамента — оптимальное решение для индивидуального застройщика. Плюс, это хорошая альтернатива ленточному и монолитному основанию, т.к. его устройство обходится дешевле и практически все работы можно выполнить своими руками.

Подготовка к изготовлению

На подготовительной стадии следует выяснить размеры будущего строения, нагрузку на фундамент вышестоящих конструкций и несущую способность грунта. Перед возведением каркасного дома можно самостоятельно выполнить исследование почвы. Для этого необходимо пробурить несколько ям на участке. Глубина скважины — ниже 50 см подошвы фундамента. Таким способом определяется тип грунта и отсутствие водоносных слоёв.

Характеристика грунтов:

  • Скальные — почвы с высоким содержанием камня или гравия, отличаются крепким основанием, хорошо удерживают нагрузку, не собирают воду.
  • Крупные пески — представляют собой крепкое основание с низкой пучинистостью.
  • Мелкопесчаные — плохо подходят для строительства, так как отличаются высокой пучинистостью. Они собирают воду в верхних слоях и выталкивающим образом действуют на фундамент.

Расчёты глубины и количества столбов

Столбчатые основания бывают заглублёнными (для водонасыщенных и глиняных грунтов) и малозаглублёнными (для скальных и песчаных почв с низким уровнем залегания грунтовых вод). Высота заглублённого фундамента зависит от средней глубины промерзания почвы в вашей местности. Подошва такого основания должна располагаться ниже этого уровня на 30–50 см. Перед началом работ следует рассчитать нагрузку дома, для этого суммируется вес стен, перекрытий, кровли и масса фундамента.

Тип конструкции вес
Каркасные утеплённые стены толщиной 15о мм 25–50 кг/м²
Деревянные балки с перекрытиями и утеплителем 90–140 кг/м²
Кровля и снеговая нагрузка  
Металлическая 45–60 кг/м²
Из гибкой черепицы 45–65 кг/м²
Керамическая 75–115 кг/м²
Снеговая нагрузка в разных регионах России  
Средняя полоса 100 кг/м²
Южные регионы 50 кг/м²
Северная часть страны 90 кг/м²

Для определения веса железобетонного столбчатого фундамента нужно его объем умножить на удельный вес железобетона (2500 кг/м³). Для подсчёта веса одного столба используется следующая формула: V=3,14*G²*h. V — объем столба, G — радиус столба, h — высота столба. Все величины указаны в метрах. Полученную величину нужно умножить на количество столбов, и у нас получится общий объем фундамента. 

Несущая способность разных грунтов (в кг/см²):

Несущая способность грунтов  
Галька с глиной 4,5
Крупнопесчаная 6
Среднепесчаная 5
Мелкопесчаная 4
Гравий с глиной 4
Суглинок 3.5
Глина 5

Выбор материала и расчёт количества 

Для устройства столбчатого фундамента используются разные материалы:

  • Дерево — весьма недолговечный материал, даже при обработке защитными составами прослужит не более 20 лет.
  • Каменные столбы — обычно возводятся из бута или гранитных камней. Отличаются долговечностью и надёжностью. Недостаток — массивность и трудоёмкость при постройке.
  • Монолитные бетонные столбы.

Для того чтобы рассчитать количество бетона на столбчатый фундамент можно воспользоваться следующей таблицей:

Радиус столба с круглым сечением  
 7,5 см 0,0176 м³
 10 см 0, 0314 м³
15 см 0,07 м³
Квадратное сечение  
20х20 см 0,04 м³
30х30 см 0,09 м³
40х40 см 0,16 м³

Арматура для столбчатого основания используется рифлёная, класса А, диаметром 10–12 мм. Металлические прутья нужны той же длины, что и опоры. Для столба диаметром 10–14 мм понадобится 4 прутка арматуры. Их размещают на расстоянии 10 см друг от друга и перевязывают через полметра гладкой и более тонкой арматурой диаметром 6 мм. Таким образом, для двухметрового столба понадобится 8 м толстой и 1,2 м тонкой арматуры. Полученные цифры умножаем на количество опор и получаем метраж необходимой для столбчатого основания арматуры.

Необходимые инструменты

Перед началом строительства необходимо подготовить следующие инструменты:

  • Бетономешалка;
  • Лопата;
  • Рулетка;
  • Уровень;
  • Гвозди и саморезы;
  • Молоток;
  • Шнур;
  • Колышки;
  • Ручной бур;
  • Мастерок;
  • Трубы или доски для опалубки.