Практичное и экономное решение – монолитно-столбчатый фундамент

Особенности и область применения

Главной отличительной особенностью столбчатого фундамента является устройство отдельных опор небольшого размера, а не монолитной плиты или ленты под всеми несущими конструкциями дома. Столбики располагаются с определенным шагом под всеми стенами и в наиболее нагруженных точках конструкции: в углах, в местах соединений стен, под лестничными пролетами, массивными печами и каминами, тяжелыми дымовыми трубами, опорными колоннами, точками опоры несущих балок. Соединение оснований в одно целое при помощи ростверка обязательно!  Пространство между столбиками заполняется – выполняется забирка – тонкая цокольная стена.

Столбчатый фундамент – это неглубокая конструкция. Он заглубляется в грунт неглубоко – выше глубины промерзания. Ниже глубины промерзания заводят сваи (длиной от 2 м). Столбики только давят на грунт, сила трения стенок о почву незначительна. Из-за небольшой глубины их можно собирать из штучных материалов. Например, кирпича, бутового камня, небольших бетонных блоков.

Применяется фундамент на забитых в землю столбах в следующих случаях:

  • при строительстве легких построек из дерева, щитовых и каркасных домов. Правильно спроектированное столбчатое основание может выдержать вес даже двухэтажного легкого дома или постройку с мансардой;
  • при устройстве временных построек, например бытовок;
  • при устройстве хозяйственных построек, бань, навесов, беседок, теплиц, летнего душа, установки бака для сбора дождевой воды и т.д. Иногда применяют для модернизации дома – пристраивают террасу, зимний сад или веранду на столбчатых опорах, не связанную жестко с конструкциями дома;
  • на грунтах с высокой пучинистостью, близким залеганием грунтовых вод.

Когда не рекомендуется использовать столбчатый фундамент:

  • для массивных построек;
  • при низкой несущей способности и нестабильности грунтов – например, на торфяниках, сыпучих песчаных грунтах;
  • на плывунах, при повышенном риске смещения пластов, например, если близко залегает толстый слой глины;
  • при очень высоком уровне залегания грунтовых вод;
  • при больших перепадах высоты по длине дома. Нежелательно устраивать фундамент на столбах даже при разнице уровня почвы 1 м. При разнице в 1,8-2 и более м возведение построек на столбах категорически запрещено.

Иногда на столбчатом основании сооружают относительно тяжелые здания, если экономически нецелесообразно устраивать очень глубокую фундаментную ленту. Но этот вид фундамента имеет большую глубину – больше 2 м и ниже уровня промерзания. Поэтому правильнее считать его свайным.

Для столбчатых фундаментов под тяжелые здания столбы заглубляются от 2-ух метров

Преимущества и недостатки

Самое главное достоинство столбового фундамента – разумная цена. Он дешевле популярного мелкозаглубленного ленточного примерно в полтора-два раза.

Прочие плюсы:

  • можно применять на пучинистых грунтах;
  • небольшая трудоемкость;
  • меньше объем земляных работ;
  • расходуется меньше материалов (меньше расходов на перевозку и разгрузку);
  • не нужно утепление;
  • при устройстве столбиков не нужна тяжелая техника;
  • не требуется планирование всего участка;
  • даже один человек справится с постройкой;
  • простота ремонта.

Недостатки:

  • не очень большая несущая способность делает невозможным применение столбчатого фундамента при строительстве домов с большой массой;
  • невозможность применения на склонах, подвижных грунтах, заболоченных участках. Слабонесущие и насыщенные водой почвы под воздействием концентрированного давления просаживаются;
  • сложность с устройством подвальных помещений и погребов. Впрочем, современная промышленность выпускает немало компактных цельных погребов, которые можно просто закопать под домом на этапе устройства основания.

Разметка территории и земляные работы

Чтобы возвести столбчатый фундамент, потребуется разметить территорию. Нужно иметь в наличии рулетку и колья. По всему периметру сооружения в участках будущего расположения столбов натягивается леска, как показано на рис. 1. Леску нужно натягивать в 2 ряда, идущих в одном направлении. Расстояние между ними равно ширине столбов. В местах будущего строительства столбов выкапываются ямы. Глубина их зависит от уровня промерзания грунта.

Для рытья ям целесообразно использовать ручной бур нужного диаметра. Он бывает 15, 20, 25 и 40 см. Последний вариант самый оптимальный. Если глубина заложения больше 1 м, то рекомендуется организовать подпорки из деревянных досок. Оптимальное количество – 9 или 12. При строительстве столбчатого фундамента нужно помнить, что организовать подвальное помещение при такой технологии не получится. Когда ямы готовы, на их дно укладывается песок. Толщина его должна быть около 10 см.

Земляные работы

Объём земляных работ для столбчатого основания один из самых небольших среди всех типов фундаментов, лучше дело обстоит, пожалуй, только с винтовыми и забивными сваями. Однако в большинстве случаев шурфы или скважины должны быть несколько больше, чем это кажется на первый взгляд.

Чтобы на глубине, предположим, в 70 см создать опору из кирпича — придётся вручную копать прямоугольный шурф, причём его размер в самом низу будет примерно на 15–20 см больше стойки с каждой стороны. Кверху выработка должна расширяться, так как откосы будут препятствовать осыпанию грунта в шурф. Примерно такие же ямы нужно готовить для изготовления монолитных квадратных столбов, так как необходимо будет устанавливать и раскреплять опалубку, а после произвести её демонтаж. Несомненным плюсом укрупнённых шурфов является возможность после распалубки осмотреть тело столба, сделать его гидроизоляцию.

Намного проще дело обстоит с опорами круглого сечения, для их установки нужны скважины, которые могут быть отрыты с помощью ручных буров или специальной техники — мотобуров, ямобуров. Явным плюсом такого метода является возможность произвести заливку монолита непосредственно по стенкам выработки, без применения опалубки. Однако механизированное изготовление скважины диаметром свыше 40 см невозможно из-за отсутствия специального инструмента, поэтому нередко круглые столбы с опорной пятой устанавливают в шурфы, вырытые лопатой.

Обратите внимание, что необходим некоторый запас выемки по глубине, около 20 сантиметров ямы «заберёт» подушка.

Заливка опор

После армирования совершается заливка подушек бетонной смесью. Необходимо создать слой толщиной 10 см, не более. В центральной части подушки, пока она еще не застыла, устанавливается металлический прут. Он нужен для последующей привязки каркаса. Когда заливка бетонной смесью будет выполнена, стоит подождать около недели, чтобы она застыла. Затем можно приступать к установке опалубки.

В случае использования труб в качестве столбов, бетон заливается внутрь их, а металлический прут предварительно устанавливается изнутри.

Опалубка производится из обрезных досок. Она представляет собой удлиненный короб, в котором отсутствует дно. Бетонная смесь заливается в опалубку, а затем с помощью глубинного вибратора происходит уплотнение раствора.

Далее доливается бетон в опалубку столба. Затем используется согнутый уголок из металла, который закладывается в бетонный раствор, чтобы получить возможность выполнить дальнейшую обвязку.

Через неделю, когда смесь застынет, можно снимать опалубку, а спустя еще три недели выполняется обвязка опор швеллером.

Виды фундаментов на столбах

Столбчатые фундаменты тоже неодинаковы. Их можно разделить на:

  1. Опорно-столбчатые, в которых вершины столбов-оснований между собой никак не связаны. Распределение нагрузки в этом случае происходит на нижнем опорном поясе строения. А поэтому нижний венец следует выполнять из вязкого, упругого материала. Опорно-столбчатые фундаменты закладываются под здания легкие, деревянные или на металлическом каркасе, поскольку у подобного основания наименьшая из возможных (и допустимых) несущая способность, а также сопротивление нагрузкам (горизонтальным) при промерзании почвы. Зато трудоемкость конструкции и ее стоимость тоже невелики.
  2. Классические кирпичные с вентиляционными отдушинами. При оформлении такого типа фундамента пространство между столбами заполняется забиркой для гидроизоляции и утепления основания будущего строения. Забирка в данной ситуации в грунт углубляется на песчано-щебневой противопучинной подушке на расстоянии от 1 до 5 рядов кирпичной кладки (для конкретного фундамента в конкретном месте выбирается своя глубина). По сравнению с простым опорно-столбчатым основанием, у этого фундамента теплопотери через подпол в процессе эксплуатации строения снижаются в разы. Только между венцом и забиркой необходимо будет оставить вентиляционный зазор в 5 или 7 см и проконопатить его. С появлением новых материалов кирпичную забирку все чаще стали менять на плиты ЭППС или плиты из стекломагнезита, наложенные снаружи, заглубленные в грунт и оштукатуренные по армирующей сетке.
  3. Столбчатые с рандбалкой. Эти фундаменты держат современные коттеджи фахверкового типа или частные сборно-щитовые «немецкие» домики. Деревянный венец для подобных построек не подходит — он их не выдержит ни по весу, ни по сроку службы. В таком случае столбы фундамента следует перекрыть рандбалкой, цельной или из железобетонных монолитов. Тогда получится обеспечить максимальную несущую способность столбов на грунте, без увеличения цены и трудоемкости фундамента.

Важно: Рандбалка передает на столбы лишь вес. Какой-то единой силовой системы она с ними не образует

  1. Фундаменты с рандбалкой по поверхности грунта и кирпичным цоколем. При таком типе фундамента рандбалку действительно не заглубляют, а пускают по поверхности, чтобы силы пучения не повредили здание. И обязательно оформляется цоколь из кирпича. Тогда срок жизни строения и показатели комфорта в нем удваиваются, а теплопотери через подпол снижаются (тоже примерно вдвое). Кроме того, легко решается проблема лаговой обрешетки и обустройства чернового пола. Теперь обрешетка может опереться на цоколь. Но под рандбалкой обязательно нужно насыпать противопучинную подушку (потому что зазор термопучинный в данную конструкцию совсем не вписывается).
  2. Столбчатые с ростверком. Столбы и венец у таких фундаментов выполняются из одного и того же материала — из железобетона или стали (значительно реже). У столбов из железобетона каркас общий, да и заливаются они, как нечто единое, целое — то есть образуют с ростверком жесткую силовую схему, способную нести практически любые нагрузки, в том числе каменные 2-3-х этажные здания.

Важно: Ростверк можно тоже опустить хоть до земли. Главное — оформить песчаную противопучинную подушку

  1. Столбчато-ленточные конструкции с увеличенным ростверком и противопучинной подушкой. Если ростверк увеличить в высоту и заглубить в грунт, обеспечив ему снизу и с боков увеличенную же противопучинную подушку, получится столбчато-ленточный фундамент. Такому ростверк заменяет и забирку, и цоколь. А кроме того, удешевляет конструкцию и ускоряет любое строительство. Дополнительными плюсами подобного фундамента можно считать:
  • простоту утепления основания и отмостки;
  • возможность строительства легких зданий на грунтах до сильнопучинистых (ростверк своим весом любое основание стабилизирует).

Сборка железобетонных блоков

Производить монтаж любой серии сборного железобетонного фундамента необходимо в шахматном порядке, иначе конструкция попросту разрушится в результате сильного удара об угол. При укладке блоков используется цементно-песчаный раствор, толщиной примерно в 20 миллиметров, который следует постоянно выравнивать с помощью строительного уровня. По мере установки швы должны также плотно заполняться раствором.

Не стоит забывать о необходимости оставить между блоками специальные проемы для того, чтобы затем провести средства коммуникации или канализацию. Как только гильзы будут вмонтированы в стену, необходимо заделать все швы и дыры с помощью строительного раствора. В противном случае сквозняков и попадания влаги внутрь дома не избежать.

Также при монтаже блоков настоятельно рекомендуется использовать перевязку в рядах. особенно на месте соприкосновения внутренних и наружных стен. Ну а качественная гидроизоляция имеет одно из самых важных значений, поскольку соприкосновение с влажной средой может стать губительным для фундамента. Именно поэтому в наземной части фундамента стоит забить все пазы блоков плотным грунтом. Лучше всего использовать для этой цели глину или ту же землю, которая останется на участке после выкапывания котлована.

Фундамент столбчатого типа из кирпича

В качестве материала для столбов можно использовать кирпич (железняк). Правда, такой материал подходит только в случае устойчивого грунта и глубокого залегания вод.

Возведение столбов из кирпича допускает два варианта:

  1. Первый слой укладывается на подушку из песка.
  2. Начальный слой укладывается на залитый заранее «башмак» из бетона.

В большинстве случаев столбы под каркасные строения делают шириной 25*25 см (два кирпича в одном ряду). Если речь идет о большом доме, то ширина возрастает до 50*50 (4 кирпича). В последнем случае внутрь столба помешают прутья арматуры. Это делается для увеличения показателей прочности конструкции.

Столбы из кирпича должны быть вертикальными. Не допускается наличие откосов и искривления. Поэтому кладку кирпича постоянно контролируют при помощи уровнемера и отвесов.

Сборка и бетонирование столба

Сборку стоек столбчатого фундамента необходимо внимательно контролировать по высоте после монтажа каждого ряда, в этом помогут грамотно натянутые шнуры обноски, от которых рулеткой можно произвести необходимые замеры. Если железобетонную сваю можно «подрубить» до необходимой высоты и выровнять все оголовки в одну горизонтальную линию, то, например, с кирпичом так просто не справиться. Те же проблемы возникают и с фундаментами из ЖБ блоков. Внутри сборного кирпичного столба, положенного в полтора или два кирпича, образуется колодец, который следует заармировать стальным стержнем и залить бетоном.

Деревянные столбы изготавливают чаще всего из дубовых брёвен диаметром около 200–250 мм, которые обжигают на слабом огне до обугливания, обрабатывают дёгтем, битумом или отработанными маслами. Готовые стулья устанавливают в шурфы или открытые котлованы и фиксируют обратной засыпкой.

Бутобетонные фундаменты собирают попеременной укладкой камня (диаметр не более 25 см, прочность на сжатие не менее марки крупного заполнителя) и бетона. Сначала укладывают бетон слоем 30–35 см, затем на него кладут камни и утапливают их до полного погружения. Ориентировочное соотношение бетон/бут должно составлять не более 3:1. Минимальная ширина бутового фундамента составляет 500 мм.

Для удобства заливки бетона в узкие скважины, с опалубкой или без неё, есть смысл предварительно изготовить из листового металла загрузочную воронку диаметром 700–800 мм. Бетон укладывают в опалубку слоями в 30–35 см и подвергают вибрированию или штыкованию. После завершения бетонирования изделие укрывается полиэтиленом и до момента снятия опалубки (около 5 дней) нуждается в уходе — увлажнение, обогрев и прочее. По прочности на сжатие наиболее подходящим будет бетон класса В15 и более, с крупным заполнителем фракцией до 70 мм. Для самостоятельного приготовления бетонной смеси стоит принять за основу соотношение 1:3:5:0,5 (цемент, песок, щебень, вода). Все основные моменты, касающиеся бетонирования фундаментов, были нами изложены в статье «Ленточный фундамент. Часть 3: бетонирование, заключительные операции».

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

Армирование, устройство оголовка

Используя бетон, как строительный материал, необходимо усиливать его стальными прутами с переменным сечением — арматурой. Стержни сечением от 10 до 14 мм объединяют в каркас с четырьмя продольными (вертикальными) нитками, которые раскрепляются между хомутами из тонкой гладкой арматуры диаметром 6 мм. Фиксация элементов каркаса осуществляется вязальной проволокой или электросваркой.

Для армирования столбов круглого сечения (при сравнительно небольшом диаметре), возможно, лучше подойдёт каркас из трёх рабочих ниток, расположенных внутри треугольных хомутов. Главное, нам необходимо выдержать минимальный коэффициент армирования, который для монолитных колон составляет 0,4% (рассматриваем площадь поперечного сечения столба), нормальным считается показатель в 1–2%.

Если фундамент будет иметь железобетонный ростверк, то продольные пруты арматуры делают на 40–50 см длиннее, чем сама стойка. Арматура впоследствии загибается в горизонтальную плоскость и перевязывается с каркасом ростверка. Если в качестве ростверка используется деревянный брус или готовые ЖБ перемычки, то оголовок может оформляться одним центральным стержнем, в том числе замоноличенной резьбовой шпилькой.

Бутобетонные столбы не армируются, здесь камень усиливает массив, но такие конструкции не должны иметь бута в верхней части, так как в этой части необходимо анкеровать арматуру, предназначенную для связки с ростверком.

Чтобы сформировать защитный слой бетона (около 5 см) и надёжно закрепить каркас в опалубке, необходимо применить специальные распорные элементы. Лучше всего для этих целей использовать заводские пластиковые ограничители-звёздочки, которые надеваются прямо на арматурные стержни. О нюансах работы с арматурой читайте в разделе «Армирование фундамента» второй статьи о монолитных ленточных фундаментах, о типах прутов и проектировании каркаса кое-что интересное есть в разделе «Расчёт арматурного пояса» первой статьи о ленточных монолитах.

Как сделать ригель

  1. Изготовьте опалубки под низ монолитного элемента . Обычно используется металлическая пространственная листами. Под последние в 2 ряда укладываются перпендикулярно друг другу двутавровые доски. Следите за уровнем опорной плоскости.
  1. Армирование или вязка каркаса производится на земле, а затем устанавливается в опалубку, или прямо в ней . Требования:
  • нельзя стыковать нижнюю продольную арматуру на участке средней трети пролета;
  • не стыкуйте верхнюю продольную арматуру на участке первой четверти пролета.

Здесь возникают самые большие растягивающие усилия.

  1. Установка боковых граней опалубки . Главное добейтесь правильных геометрических размеров. Поможет установка ребер жесткости.
  1. Проведите бетонирование .Поле укладки бетонную смесь сразу необходимо загладить мастерками.Не забудьте про уход за ним.
  2. Демонтаж опалубки . Спустя три дня уберите боковые щиты, а вот подпорки оставьте и не трогайте ни в коем случае не менее 28 суток. Инструкция рекомендует их оставлять и после уборки нижней опалубки через месяц, чтобы не было трещин.

Спустя месяц пригласите лабораторию, чтобы проверить качество элемента. Нагружать его можно лишь тогда, когда бетон наберет полную прочность.

Где лучше использовать фундамент на столбах

Самостоятельно построить столбчатый с ростверком поверх опор фундамент своими руками несложно. Приведенная пошаговая инструкция и описанные выше нюансы изготовления подобной опоры помогут справиться с задачей даже начинающему строителю. Все выполняется буквально за несколько дней. Правда придется подождать до месяца, пока застынет бетон в ростверке, но иначе никак.

Пример дома

Если строение в планах возводить легкое, то подобный фундамент для него по стоимости и срокам работ сделать будет выгодней всего. Проект можно подготовить даже самому. А вот расчеты для основания под массивным коттеджем лучше заказать у профессионала.

Устройство фундамента: важные моменты

Устройство фундамента такого типа требует соблюдения ряда важных правил и требований. Так, если вы построите фундамент на сыром участке и оставите на зимнее время без перекрытий, стен и крыши, то конструкция может деформироваться

Это правило общее для всех фундаментов, но в особенности оно важно для столбчатого, т.к. каждый столб в данной системе представляет отдельный фундамент ввиду отсутствия единого жесткого остова. Каждый столб такого основания дает свою осадку, что усложняет устройство ростверка и стен в будущем

Каждый столб такого основания дает свою осадку, что усложняет устройство ростверка и стен в будущем.

Схема столбчатого фундамента с ростверком.

Устройство фундамента должно выполняться летом или в начале осени, когда грунт достаточно прогрет и подземные воды находятся в нижних пластах. Если в процессе устройства фундамента использовались монолитные бетонные столбы, необходимо помнить, что бетон будет полностью готов через 30 дней. В течение этого времени нельзя давать нагрузки на бетонные опоры и нужно следить за тем, чтобы верхний слой бетона не пересыхал. Его можно укрыть пленкой или рубероидом. Чтобы раствор схватывался равномерно, опоры следует периодически смачивать.

Для устройства фундамента используется бетонная смесь на основе цемента марки М400. В качестве наполнителя применяется мелкий гравий и крупнозернистый песок. Вода добавляется в таком количестве, чтобы готовая смесь легко укладывалась, но не заливалась. Слишком густая или жидкая консистенция бетонной смеси снижает прочность конструкции на 25%.

При закладке опоры допускается ряд типичных ошибок. Одна из них – это неравномерность проседания. Причины следующие:

  • неправильный расчет глубины;
  • неравномерная нагрузка на опоры;
  • разная величина заглубления опор;
  • низкокачественные материалы;
  • неверная оценка несущих особенностей почвы.

Избежать этих и других ошибок вам поможет проект основания, составленный специалистами, и постоянный контроль выполнения строительных работ.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий