Надежный опорно-столбчатый фундамент: бетон, дерево или стальные трубы?

Виды опорно-столбчатых оснований

Главный критерий, который позволяет использовать различные варианты исполнения данного типа основания, это многообразие строительных материалов, применяемых в производстве работ. При планировании объекта необходимо выбирать лучший тип материалов, исходя из ряда параметров:

• Условия эксплуатации.
• Сроки строительства.
• Параметры будущего строения.
• Финансовые возможности владельца.

Проконсультируйтесь с архитектором – на основе предпроектных изысканий он сможет порекомендовать вам оптимальный вариант проекта и тип материалов.

Опорно-столбчатый фундамент состоит из ряда столбов, которые выполняют из:

• кирпича,
• фундаментных блоков,
• стальных труб рассчитанного диаметра,
• труб из асбеста,
• бетона,
• натурального камня,
• деревянных бревен.

Перед планированием такого основания, необходимо провести детальные инженерно-геологические и инженерно-геодезические изыскания. Без этого комплекса работ сложно подобрать оптимальный тип конструкции и заложить фундамент необходимой прочности. Почва должна состоять из песка или супеси, а уровень залегания грунтовых вод иметь достаточную глубину. В противном случае, приямки для опор следует заглублять гораздо ниже вод.

Каждый материал накладывает на производство работ свои особенности.

Различные варианты исполнения опорно столбчатого основания

Стальные трубы обладают прочностью и устойчивостью к нагрузкам. Но имеют один главный недостаток – они подвержены коррозии и могут постепенно разрушаться под воздействие негативных факторов окружающей среды. Перед заложением опор необходимо:

1. тщательно обработать поверхность труб специальными антикоррозийными средствами,
2. толщина трубки должна быть не менее 4 мм,
3. не допускается использование бывших в употреблении материалов – только новые трубы.

Столбы из асбеста не подвержены подобным проблемам. Также они устойчивы к воздействию воды и могут применяться на рыхлых грунтах. Но необходимо соблюдать технологию заложения и следить за качеством материала.

Бетон позволяет возводить на фундаменте сооружения средней тяжести. При этом процесс строительства простой и может быть выполнен даже не профессионалами.

Натуральный камень является «родоначальником» столбчатого основания. Он занимает большую площадь и способен выдержать большие нагрузки

Но при закладке основания важно иметь навыки кладки натурального камня – здесь есть свои особенности, требующие специальных знаний

Дерево разрушается под воздействием влаги и насекомых. Оно имеет ряд достоинств (сопротивление деформации и движениям почвы, стоимость), но требует пристального внимания при выборе древесины и выполнении работ по заложению фундамента. Кроме того, необходимо обработать бревна специальными средствами, чтобы обеспечить сохранность его структуры.

Столбчатый фундамент имеет свои плюсы и минусы. Но, если условия позволяют заложить именно такое основание, стоит отдавать ему предпочтение. Так вы значительно сократите затраты на строительство.

Опорно-столбчатый фундамент из бетонных блоков

Опорно-столбчатый фундамент из бетонных блоков самый распространенный тип основания в данной категории. Его активно применяют при строительстве каркасных домов и различных хозяйственный и бытовых построек.

Опорно столбчатое основание из бетонных блоков

При строительстве небольших зданий, порядок выполнения работы следующий:

1. Определите количество столбов на периметре здания. Обязательно располагать опоры в углах здания и в точках пересечения стен. Далее необходимо ставить столбы каждые 3 метра, не меньше.
2. Далее выполните точную разбивку фундамента на участке с закреплением каждой опоры.
3. Делаются ямы в точках расположения столбов. Глубина составляет от 15 до 30 см. Определяется от рельефа участка и характеристик грунтов.
4. В каждый приямок засыпают подушки из песка, мощностью в 15 см. После поливания водой тщательно трамбуют.
5. После этого делают опорные площадки для увеличения площади опоры каждого столба.

После создания нижней площадки приступают к размещению бетонных блоков. Лучше применять полнотелые блоки, имеющие большую прочность. Для скрепления блоков применяют кладочную смесь.

Фундамент поверхностный столбчатый из бетонных блоков при правильном выполнении работ, способен прослужить длительное время и выдерживать большие нагрузки.

Особенности закладки опор из труб

Ограничением для столбчатого основания является значительный вес постройки. Использование металлических труб позволяет увеличить несущую способность фундамента. Металлический корпус защищает бетонный столб от проникновения влаги и разрушения. Такие столбы не требуют дополнительного армирования.

В зависимости от веса постройки, климатической зоны, состава и влажности грунта на строительной площадке, существует два способа установки металлических опор в качестве столбчатого фундамента: мелкозаглубленный и заглубленный.

На сухих непучинистых грунтах глубина закладки не превышает 0,8 м. Опоры вдавливают в скважины меньшего диаметра, заливают бетоном и обвязывают металлическим швеллером или деревянным брусом на расстоянии 30–40 см от земли.

Скважины бурят на глубину 1,8 м диаметром, который превышает размер несъемной опалубки. На дно ямы засыпают крупнозернистый песок и вставляют металлическую трубу, которую заливают бетоном. Бетон пропитывает песчаную подушку, образуя устойчивое основание.

Разновидности по материалу

Существует множество материалов, из которых можно построить основания, различающиеся по несущей способности, долговечности и степени устойчивости к внешним факторам.

В частном строительстве могут быть реализованы такие проекты:

• Столбчатый монолитный фундамент. Представляет собой единую железобетонную конструкцию, состоящую из опущенных в грунт стержней, соединенных по верху непрерывной лентой. Для нижней части сооружения используется водостойкая смесь, тогда как для верхней можно применять более дешевую.
• Кирпичный фундамент. Считается наиболее простой в выполнении технологией, не требующей крупных затрат и привлечения тяжелой техники. Кирпич используется только обожженный глиняный. Кроме этого, необходимо надежное и устойчивое основание.
• Блочный. Используются блоки различного размера, от самых мелких до стандартных ФБС. Лучше выбирать блоки, которые соединяются в шипы и пазы. Такая конструкция исключает их взаимное смещение под воздействием вертикальных нагрузок.
• Бутобетонный. Этот вид фундамента отличается достаточной прочностью, но не может быть установлен на неустойчивых грунтах и на склонах. Прочность достигается сцеплением граней камней, глиняных кирпичей и керамических осколков, зафиксированных цементным раствором.
• Деревянный. Деревянные опоры используются крайне редко в силу ограниченной прочности и недолговечности. Чтобы продлить срок службы, материал обрабатывается антисептиком, пропитывается олифой, креозотом или другими водоотталкивающими средствами. Перед опусканием в скважину бревно дополнительно смазывается битумом и оборачивается рубероидом.
• Асбестовые трубы. Сами по себе трубы выполняют функции опалубки и гидроизоляции. После установки и выравнивания трубы в отверстии проводится армирование и заливка цементного раствора. Выступающие из земли фрагменты периодически очищаются от грязи и гнили, затем окрашиваются.
• Металлические сваи. Винтовые изделия используются на слабом грунте, когда устойчивые слои залегают на значительной глубине. Вкручивание проводится вручную или механическим способом. После установки излишек металла срезается, в полость заливается бетонный раствор, приваривается оголовок.

Основные виды столбчатого фундамент

Приступая к проектированию и расчетам по монтажу столбчатого фундамента, важно четко определиться с технологией возведения постройки и типом участка под застройку. На основе полученных данных происходит выбор материала, из которого будут изготавливаться столбчатые основания для фундамента и вычисляется оптимальная глубина их заложения

Материалы для постройки фундамента

Фундаментные основания могут изготавливаться из следующих материалов:

1. бутобетон;
2. кирпич;
3. дерево;
4. железобетон;
5. блоки;
6. натуральный камень;
7. пластиковые или асбестовые трубы.

На первичном этапе подготовки фундамента, делается разметка.

Какая глубина используется для заложения фундамента?

При заложении столбчатого фундамента учитываются геологические характеристики грунта на месте проведения строительных работ, конструкция самого фундамента и технологические особенности будущего здания.

Исходя из глубины установки столбчатого фундамента, его делят на несколько видов:

1. заглубленный (монтаж осуществляется на глубину ниже отметки промерзания земляного покрова);
2. мелкозаглубленный (глубина монтажа 40-70 см);
3. незаглубленный (не имеет подземной части и располагается полностью на поверхности. На месте установки столбиков, необходимо убрать плодородный слой почвы и засыпать нерудным материалом ).

Решив самостоятельно обустроить столбчатый фундамент, необходимо тщательно следовать инструкции с пошаговым руководством монтажа. Сама конструкция опорно-столбчатой основы относится к системе минимального поперечного сечения опор, которые располагаются в точках подверженным максимальным нагрузкам. Сюда относят углы помещения, несущие балки, простенки и места пересечения стен. Чтобы определиться с количеством столбиков, используют общепринятый стандарт, где расстояние между каждым столбом приравнивается 1,5 -2,5 м. Для объединения установленных опор в единую конструкцию, между ними делают ростверк.

В зависимости от конструкции ростверка, выбирается оптимальная высота столбцов над нулевой отметкой.

Фундамент из металлических труб своими руками. Пошаговая инструкция

После подготовки необходимых материалов можно приступать к устройству фундамента. Необходимо следовать инструкции:

• Выполнить расчет основания.
• Сделать разметку.
• Пробурить скважину.
• Зафиксировать трубу.
• Залить бетоном.
• Соединить столбы.

Возводить фундамент без предварительных расчетов нельзя. Работать нужно только согласно проекту. Столбы должны быть достаточной толщины, чтобы могли выдержать нагрузку дома. На пучинистых грунтах столбики могут вытесняться, что приведет к деформации грунта.

Разметка

Начинается с очистки территории от сорняков и разглаживания грунта. Затем расставляются колышки, между которыми натягивается веревка. На плане местности можно изобразить все постройки. Это поможет правильно расположить строения относительно друг друга.

Под расположенными колышками выкапываются скважины. Для этого используется садовой бур. Диаметр отверстия должен быть на 60 мм больше диаметра трубы. Глубина скважины делается на 20 мм больше длины трубы.

Фиксация трубы

На дно скважины засыпается песок, хорошо утрамбовывается. На такую песчаную подушку устанавливается подготовленный столб. Пространство между стенками скважины и трубы заполняется оставшимся песком. Затем нужно утрамбовать его, увлажняя водой. Такая установка обеспечивает прочный монтаж опор.

Существует еще один метод установки опор: скважины делаются меньшего размера, чем диаметр столбов. Это приводит к тому, что опоры нужно вдавливать в землю с небольшим усилием. Такой способ не позволяет установить столбики максимально ровно, поэтому лучше использовать первый вариант.

Заливка

Заливка производится только после ровной установки труб. Для этого готовится бетонная смесь из цемента марки М500. Затем раствор заливается небольшими порциями в трубу. Необходимо постоянно протыкать залитый раствор металлическим стержнем, для избегания появления в нем воздушных прослоек. Значительно упростить проведение работ поможет бетонный вибратор, который позволяет сократить время на увеличение плотности раствора.

Когда трубы полностью заполнены раствором, работа оставляется на просушку не менее, чем на 7 дней. Необходимо обеспечить опорам защиту от солнечного света.

Существующие типы подобной столбчатой основы

На этапе проектирования будущей конструкции необходимо выбрать материал, из которого можно изготовить несущие столбы. Имеются следующие основные типы столбчатого основания:

• бутобетонные;
• бетонные;
• кирпичные;
• из бута-плитняка;
• из естественного камня.

В некоторых случаях в ходе строительства фундамента используется древесина. Однако данный материал необходимо обязательно обрабатывать раствором против гниения и обжечь. Если этого не сделать, дом на деревянных столбах не сможет долго простоять.

Устройство ростверка в столбчатом фундаменте.

Наибольшей популярностью пользуются бетонные и кирпичные столбчатые фундаменты, которые более долговечные и монолитные.

Кирпичный столбчатый фундамент при должном уходе сможет с легкостью прослужить и 100 лет.

Для того чтобы изготовить из кирпича столбчатое основание, понадобится перелопатить несколько кубометров земли и приобрести пережженный кирпич.

Следует сказать, что существует мелкозаглубленный столбчатый фундамент, который закладывается на 50-70 см и используется в большинстве случаев в тех местах, где имеется достаточно низкий уровень подземных вод. Существует и заглубленный столбчатый фундамент, который необходимо устанавливать на 2-метровую глубину. Его устройство оправдано на участках, которые пересыщены влагой.

Преимущества столбчатого фундамента

Столбчатое основание отличается простотой и скоростью производства работ. Установка несущих столбов не требует привлечения тяжелой техники для рытья котлована или траншеи. Бетон для заполнения опалубки можно приготовить на участке в небольшом миксере и выполнить заливку самостоятельно.

Фундамент из труб является разновидностью столбчатого основания и закладывается по общим правилам установки несущих опор. Такой метод обеспечивает точную геометрию столбов, что гарантирует равномерное распределение внутренних нагрузок. Гладкая наружная поверхность несъемной опалубки помогает противостоять силам, которые возникают во время зимнего пучения почвы.

Столбы формируют из труб, которые плотно вгоняют в грунт и заполняют бетоном. Для распределения постоянной и временной нагрузки на все столбы равномерно, их связывают ростверком. Надежная конструкция ростверка снижает риск опрокидывания строения из-за пучения грунта.

Расчет

Начинать закладку фундамента все-таки надо с произведения расчетов. И лучше действовать по следующему (правда, очень приближенному) методу:

1. Для начала по проектной документации потребуется определить весовые нагрузки от конструкций будущего здания.
2. Далее по российским картам районирования климатических нагрузок надо найти нужные показатели по снегу и ветру.
3. После необходимо самостоятельно определить эксплуатационные нагрузки. Они зависят от многих факторов: количества жильцов, а также гостей, которые будут приходить к жильцам; оборудования дома бытовыми и иными приборами; проживания домашних животных (и каких именно) и наличия аквариума; количества сантехнических устройств и пр.
4. Затем по соответствующим документам (СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений», СНиП 2.08.01-85 «Конструкции жилых зданий», СНиП II-Б.1–62 и прочих СниПов) придется вычислить сводный вес дома. Суть операции заключается в сведении абсолютно всех нагрузок к весу, наложенному на фундамент.
5. Потом надо будет определить РПГ — расчетную глубину промерзания грунта на строительной площадке. Ориентироваться здесь нужно на максимальное значение этого параметра на карте для данной местности. И лучше бы проконсультироваться по этому вопросу у специалистов — геологов и строителей.
6. На данном этапе можно приступать непосредственно к расчету величины и характера заглубления столбов:

• для заглубления до 1 м надо взять стандартные показатели несущей способности грунта 1,7 кг х кв см или 17 тс х кв м;
• для заглубления более, чем на 1 м, придется брать другие показатели — 2 кг х кв см и 20 тс х кв м;
• на грунтах плотных (сухих суглинках и глине, гравелистых или каменистых), промерзающих больше, чем на полтора метра, полученное в результате вышеупомянутых расчетов значение необходимо умножить на коэффициент 1,15;

1. Далее для столба по размерам его пяты рассчитывается опорная площадь. Предельное значение для бетонных столбов в скважинах, пробуренных вручную — 0,28 кв м.
2. Затем величину несущей способности грунта надо умножить на величину опорной площади. В результате станет известной нагрузка на один столб.
3. После сводный вес здания нужно поделить на несущую способность столба, чтобы вычислить число столбов для конкретного фундамента.
4. От полученного числа столбов потом необходимо отнять количество углов, образованных несущими стенами, а также число перекрытий несущих стен.
5. Суммарное значение длины периметра здания и внутренних несущих стен требуется разделить на значение, полученное в результате действий п. 10. В результате получится шаг расположения столбов (величина должна находиться в пределах 1,5-2,5 м).
6. Далее следует рассчитать вес фундамента вместе с рандбалкой или же с ростверком, в зависимости от выбранного для оформления вида (если дополнительные конструкции вообще предусмотрены эскизом). При этом исходить нужно из стандартной плотности:

• железобетона (27 тс/куб. м);
• дерева (8,7 тс/куб. м);
• или кирпича (по 4 кг на кирпич с раствором).

1. Потом вес фундамента надо будет прибавить к сводному весу здания.
2. Следующий этап расчетов — распределение столбов. Под каждый угол и перекрестье следует определить по столбу, а остальные столбы равномерно «расставить» по всей площадке под фундамент. В наиболее нагружаемых пролетах (это там, где будут находиться печь или, например, ванна) столбы придется совместить по два.

На этом расчеты можно считать завершенными и переходить к другим мероприятиям.

Что это такое?

Интуитивно понятно, что столбчатый фундамент есть совокупность опор, стоящих под строением отдельно друг от друга. Понять, что из себя представляет этот вид фундаментных конструкций будет проще, если сопоставить его характеристики со свайным типом опоры под дом, который ближе всего по своему внешнему виду. В обоих случаях вместо монолитного основания есть обособленные опорные точки.

Но разница все же есть:

• свая может уходить в почву до 5 м, тогда как столб так сильно не заглубляют;
• столбы имеют опору только на подошву, а сваи удерживаются еще боковыми гранями;
• почти всегда для сооружения с сопоставимыми параметрами сечение свай уступает диаметру столбов;
• определенная разница есть и в сфере их использования.

Общими признаками являются геометрия сечения (круг либо квадрат), выделение обособленных опор и (опционально) ростверк. Главные области применения столбчатых подпорок:

• одноэтажные постройки индустриального и общественного характера (требуются наиболее массивные столбы);
• дома каркасные;
• дома, в которых комбинируется каркас и щит;
• брусовые и бревенчатые сооружения;
• различные ограждающие элементы.

Принципы устройства основания из столбов-опор

В самом названии конструкции заложен общий принцип его организации. Столбчатыми называют фундаменты, представляющие собой более или менее заглубленные в грунт столбы круглого, квадратного или прямоугольного сечения.

Различают основания по:

• степени заглубления – поверхностные (опора на поверхность грунта), малозаглубленные, заглубленные ниже глубины промерзания;
• сечению – одинаковое по всей высоте опоры или с «башмаком», то есть расширением, в нижней части (обычно подземной);
• наличию песчано-гравийной подушки. Может использовать послойная засыпка, только один слой (песок, гравий, щебень), при плотных не пучинистых грунтах допустимо обойтись без подушки;
• материалу – используют монолитный железобетон, кладку из кирпича или бетонных блоков, буронабивные сваи (данный вид основания также считается свайным);
• способу крепления к домовым конструкциям – с ростверком из того же материала (обычно для монолитного железобетона), с металлическим ростверком, деревянным ростверком с последующей укладкой венцов сруба или монтажом каркаса.

При этом в отношении разных типов грунтов применяются такие варианты фундамента:

• для плотных песчаных, каменистых, скалистых грунтов можно устраивать мелкозаглубленный столбчатый фундамент (40…70 см ниже уровня земли) или монтировать опоры непосредственно на грунте. При этом для песчаных почв желательно устройство гравийной подушки и трамбовка, для каменистых вопрос решается в зависимости от элементов почвы – наличие глины или суглинков требует внимательной проверки, упрочнения поверхности и/или применения заглубленного типа основания;
• на пучинистых грунтах этот вид фундаментов применять нежелательно. Если других вариантов нет, необходимо заглублять опоры ниже уровня промерзания на 30…40 см и устраивать башмак. При таких условиях столбчатый фундамент обходится не намного дешевле универсального свайно-винтового или более практичного ленточного.
• В зависимости от высоты грунтовых вод и особенностей грунта, можно предположить такие проблемы с поведением опор во время эксплуатации: перекос, изменение уровня (проваливание опоры глубже или выталкивание ее грунтом на поверхности) и нарушение целостности – появление трещин или разломов под действием бокового давления.

Выбор вида столбчатого фундамента

Устройство столбчатого фундамента и бетона

В зависимости от того, какой материал используется при монтаже столбчатого фундамента, выделяют несколько его видов, каждый их которых характеризуется собственными особенностями:

1. Железобетонный монолит. Отличается прочностью. Вполне может выдержать, к примеру, вес деревянного двухэтажного дома. Не требователен к структуре грунта.
2. Кирпичный. Если брать для такого фундамента обожженные полнотелые кирпичи с низким коэффициентом поглощения влаги, то прослужит он дольше всего.
3. Бетонный. Срок его службы зависит от качества взятого материала.
4. Из бутового камня. Устанавливать его можно только на ровной поверхности, поскольку на подвижных грунтах он не устойчив.
5. Бутобетонный. Характеризуется надежностью. Кладется разными способами.
6. Деревянный. Подойдет для легких построек: беседок, террас, веранд. Если материал обработать гидроизоляционным, огне- и биозащитным материалами, то прослужит деревянный фундамент довольно длительное время.
7. Асбестовый. Выполняется из асбестовых труб, играющих роль своего рода несъёмной опалубки. Вполне выдерживает утяжеленную постройку.
8. Из металлических свай, которые вкручиваются глубоко в грунт, закрепляясь в наиболее плотных его слоях.

Выбор вида фундамента и материала осуществляется с учетом структуры грунта и веса строительной конструкции, которую ему предстоит выдержать. От этих показателей также будет зависеть степень заглубленности фундамента, который может быть:

1. Незаглублённый. Устанавливается без сильного заглубления в землю, только лишь с предварительным снятием ее плодородного слоя. Такой тип фундамента подойдет для непучинистых грунтов. Лучше всего сооружать его из кирпича или бетона. Приемлем для возведения на нем небольших хозяйственных построек и бань.
2. Мелкозаглублённый. Чаще всего выполняется из асбестовых, пластиковых или железны труб, заглубляемых в грунт на 0,4 — 0,7 м. Подходит для строительства на слабопучинистых повчах веранд, беседок и террас.
3. Заглублённый. Его опоры при монтаже заглубляются ниже уровня зимнего промерзания грунта. Как правило, заглубленные фундаменты устанавливают на влагонасыщенных и глинистых почвах.

От правильного, грамотного выбора вида столбчатого фундамента будет зависеть срок службы всей постройки и ее прочность. В противном случае стены могут перекоситься, по ним пойдут трещины, или дом вообще просядет.

Оправдан ли выбор?

Прежде, чем построить здание, необходимо обеспечить его надежной платформой―фундаментом. На сегодняшний день в строительной практике применяются два типа оснований:

• монолитный;
• блочный.

Монолитная основа считается более практичной и надёжной. Но в случае, когда есть необходимость ускорить процессы строительства, применяют блочный фундамент.

Рассмотрим два вида материалов ― это ФБС (фундаментные блоки стеновые, как правило применяются при строительстве подвальных помещений), и стандартный полнотелый блок размером 20х20х40 см (ширина, высота, длина). В качестве наполнителя использован керамзит, соответственно оба вида блоков―керамзитобетонные.

Как правило, фундаментные блоки, различных типов и размеров производят на заводах. В этом случае, они имеют ряд преимуществ перед самодельным бетоном изготовленном в домашних условиях. Но стоит отметить, что для укладки крупных заводских керамзитовых ФБС, потребуется строительная техника.

Прежде чем приступить к закладке блочного фундамента, уделите должное внимание особенностям рельефа, свойствам почвы и уровню грунтовых вод, этажности дома и соответственно нагрузке. Если свойства и особенности рельефа благоприятны, то застройщики выбирают ФБС. Если свойства и особенности рельефа благоприятны, то застройщики выбирают ФБС

Если свойства и особенности рельефа благоприятны, то застройщики выбирают ФБС.