Как возвести столбчатый фундамент из труб своими руками и что для этого нужно?

Столбчатое основание — плюсы и минусы

Для того, чтобы определиться, подойдет ли столбчатое основание для дома, необходимо изучить его особенности. Основными преимуществами такого типа фундамента являются:

• Низкая стоимость.
• Простота его устройства.
• Устойчивость к промерзанию почвы в холодное время года.
• Низкая вероятность затопления дома за счет возвышения его основания.
• Короткие сроки проведения работ.
• Простота подвода коммуникаций.

Сделать столбчатый фундамент можно в сжатые сроки без применения специальной техники. За счет небольшого количества материалов его стоимость значительно уменьшается. Трубчатый фундамент менее подвержен промерзанию почвы. Если правильно выполнить расчеты и заложить трубы ниже промерзания земли, то такая конструкция будет максимально устойчивой. Несмотря на такие преимущества, следует учесть недостатки этого типа опоры:

• Невозможность устройства подвала.
• Низкая прочность.
• Невозможность установки на подвижных грунтах.

Если же проектируется многоэтажное строение, то от такого типа основания следует отказаться. Масса столбчатого фундамента недостаточная для того, чтобы удерживать тяжелую конструкцию.

Чтобы разобраться, как правильно сделать столбчатое основание для дома из металлических труб, необходимо более детально ознакомиться с его устройством.

Столбчатый фундамент из металлических труб является отличным вариантом для легкой конструкции, например, деревянного дома. Его основой являются металлические трубы, которые легко забивать в заранее пробуренные скважины. Нередко выбор жителей дачных участков останавливается именно на таком фундаменте.

Достоинства трубного фундамента

Опорно-столбчатые основания, согласно строительной практике, максимально соответствуют всем требованиям строительства небольших зданий жилого и нежилого назначения. Среди преимуществ, которыми обладает фундамент, нужно отметить:

• высокую скорость монтажа, по сравнению с большинством других видов фундамента;
• установка арматуры осуществляется без привлечения спецтехники;
• расходы на строительные материалы – вдвое ниже, нежели на обустройство ленточного основания;
• отсутствие необходимости выполнять предварительную гидро- и теплоизоляцию;
• быстрый монтаж даже на промерзших грунтах;
• ремонтопригодность;
• длительный срок эксплуатации конструкции (80-100 лет).

Достоинства трубного фундамента Не обходится и без недостатков. Как известно, металлический фундамент не подходит строительству целевых зданий из-за малой несущей возможности (опорные основы не выдерживают многоэтажные габаритные конструкции). Пренебрежение этим правилом, а также использование труб в подвижных или рыхлых грунтах снижает устойчивость столбов и сокращает весь срок эксплуатации здания.

Расчет оснований

Расчет основания начинается с определения типа почвы грунта. Для этого определяется глубина промерзания земли.

Значение промерзания грунта отличается в разных регионах.  Эти показатели определяются по справочным данным

Но следует обратить внимание, что эти значения указываются без снежного покрова

Также необходимо учитывать нагрузку будущего строения. В среднем глубина свай берется около 150 см. Что касается диаметра труб, то он отличается в зависимости от нагрузки (для каркасного дома или небольшой веранды эти показатели будут разными).

Для правильного расчета оснований следует воспользоваться инструкцией:

1. Определить вес дома.
2. Определить сопротивление грунта.
3. Рассчитать площадь фундамента.

Общая формула расчета минимальной суммарной площади основания выглядит так:

S=1,3×P/R_o

Из этого следует, что Р – это вес здания, кг,

R — это сопротивление грунта, которое определяется расчетным путем, кг/см2.

Для запаса надежности в формулу вводится коэффициент 1,3.

Пример расчета

Приведем пример: имеется каркасный дом с размерами стен 6×7 м с высотой первого этажа 2,8 м, фронтона – 2,6 м.

Нагрузка межэтажных перекрытий во время эксплуатации γ_нп = 210 кг/м2.

Грунт, на котором будет возводиться дом, – суглинок (R— 3,5 кг/см2), у которого глубина промерзания 1,2 м.

Расчет количества труб

Для расчета необходимого количества и размеров труб для фундамента выполняется несколько действий:

Определяется масса стен.

Площадь стен дома вместе с фронтонами будет равна Sс = 89 м2. Исходя из этого, находится масса стен:

P_с = S_с × γ_с = 89 × 50 = 4450 кг.

Затем рассчитывается масса перекрытий между этажами (на первом этаже и мансарде).

Находится площадь перекрытий (Sп = 84 м2). Масса перекрытий:

P_п=S_п×γ_п=84×100=8400 кг.

При Sп=84 м2:

P_нп=S_п×γ_нп=84×210=17640 кг.

Находится площадь кровли: Sк = 50 м2. Масса кровли:

P_к=S_к×γ_к=50×30=1500 кг.

Делается расчет предварительной массы фундамента.

Для этого берется приблизительное число столбов, например 14. Исходя из того, что каждые 2 метра фундамента (по периметру) будет устанавливаться столб, то 14 штук должно хватить. Длина столба L = 1,9 м.

Определяется объем столба:

Vс=π×R2 ×L=0,24м3,

где R — радиус столбика (R = 0,2 м). Исходя из этого масса 1 столба: 0,24 × 2500 = 600 кг.

Суммарная масса столбов: 600 × 14 = 8400 кг.

Суммарная масса дома

Для этого суммируются все полученные значения (стен, перекрытий, кровли, фундамента) и получается итоговое число 40390 кг.

• Вычисляется минимальная суммарная площадь оснований по формуле, приведенной в начале раздела: S = 1,3 × 40390/3,5 = 11540 см2.
• При расчете площади основания 1 столба высчитывается число 1250 см2.(S=пr2=3.14 ×0.22) Рассчитывается общее количество столбиков: 11540/1250 = 10 штук.

Из этого следует, что при увеличении диаметра столбов их количество можно уменьшать и наоборот.

Только после такого расчета можно приступать к закупке материалом и установке фундамента.

Возведение фундамента

Подготовка

Устройство столбчатого основания, собственно, как и любого другого, начинается с подготовительных работ.

Выполняются они следующим образом:

• Работа начинается с разметки участка согласно проекту.
• Далее при помощи бура надо выполнить необходимое количество скважин, которые должны располагаться друг от друга на расстоянии 1,5-2 метра. Глубина скважин должна быть на 25-35 сантиметров ниже уровня промерзания грунта, в среднем это – 1,4-1,7 метров. Что касается диаметра скважин, то он зависит от диаметра опор, чаще всего этот параметр составляет 15-20 см.
• Дно скважин на 10-15 см засыпается слоем щебня или песка.

Установка асбестобетонных опор

Асбестовые трубы

Наиболее распространенным вариантом являются асбестоцементные трубы для фундамента, что связано с их устойчивостью к коррозии, в отличие от металлических аналогов, и устойчивости к морозам, в отличие от пластика.

Итак, фундамент из асбестоцементных труб своими руками выполняется в таком порядке:

• В скважину помещается асбестоцементная труба диаметром 200 мм, выступающая над уровнем почвы на 30-40 сантиметров.
• Затем забиваются два металлических прута на расстоянии 6-7 см друг от друга. Прутья должны располагаться ниже опоры на 20 см и настолько же над ней возвышаться. Выступающая часть прутьев будет служить основой для крепления ростверка.
• Далее опора изнутри и снаружи заливается бетоном марки не ниже М200.

Заливка бетона в опору

После этого, точно также выполняется монтаж остальных опор. Самое главное в данном процессе – обеспечить расположение столбов на одном горизонтальном уровне. При необходимости, их можно подпилить. (См. также статью Изделия из труб: особенности.)

Чаще всего, ростверк для такого основания выполняют из бруса, которые укладывается поверх столбом.

Опора из ПВХ трубы

Пластиковые

Столбчатый фундамент из пластиковых труб выполняется по описанной выше схеме. Поэтому опустим техническую часть его монтажа и рассмотрим особенности данного материала.

Итак, достоинством пластиковых труб является их дешевизна. Кроме того следует отметить, что они значительно легче и при этом более устойчивы к различным химическим веществам, чем асбестобетонные аналоги. Однако, как уже было сказано выше, пластик становится хрупкими на морозе.

Готовый фундамент из металлических труб

Металлические

Фундамент из металлических труб является наиболее прочным и быстрым в плане возведения, но, в то же время, наиболее затратным вариантом. Кроме того, он требует надежной защиты металлических элементов от коррозии, в противном случае конструкция не простоит более двадцати лет.

Возводится такой фундамент на трубах своими руками следующим образом:

• Обработанные антикоррозионным средством трубы забиваются ниже уровня скважин на 50-100 см. Самое сложное при этом – обеспечить один уровень для всех опор.
• Далее выполняется заливка опор и шурфа бетоном. Использование арматуры в данном случае не требуется, так как столбы сами по себе достаточно прочные.

https://youtube.com/watch?v=tbHYwbcKlLc

Для такого фундамента предпочтителен ростверк из металлического профиля. Конечно, он получится довольно дорогим, но зато – наиболее прочным. После того как ростверк будет готов, можно приступать к дальнейшему строительству здания.

Виды фундамента на сваях

В зависимости от технологии погружения опор свайные фундаменты бывают:

• На висячих сваях;

• На подпорных сваях.

В первом случае столбы как бы висят в земле без опоры на несущий слой за счет банальных сил трения. Во втором они наоборот опираются на твердые пласты грунта. Висячий фундамент требует большого количества свай и более основательных расчетов на базе серьезных геодезических исследований участка. Для строительства частных коттеджей в два-три этажа такую технологию не используют.

В малоэтажном домостроении более востребован подпорный вариант. Сваи здесь не забиваются сплошным полем, их требуется гораздо меньше. Для обычного дома за городом вполне хватает четырех опор по углам и нескольких под несущими стенами. Такой свайный фундамент своими руками выполнить гораздо проще.

Сваи для устройства подобного основания можно взять:

1. Винтовые (вкручиваемые) стальные.

2. Забивные железобетонные.

3. Буронабивные из асбестоцементной трубы и железобетона внутри.

Виды свай для разных типов фундамента

Частные застройщики для строительства свайного жб фундамента обычно выбирают винтовую либо инъекционную (буронабивную) технологию. При этом у “винтов” из стали есть серьезное ограничение – глубина заложения при самостоятельном монтаже. При неглубоком залегании плотных слоев (до 2-х метров) их самостоятельно еще можно закрутить в землю, а вот для более длинных опор уже нужна будет специализированная техника.

С буронабивными аналогами ситуация принципиально иная. Они делаются из труб, для погружения которых в землю необходимо вырыть соответствующего размера яму. Даже если она потребуется под пару метров глубиной, в плотном не осыпающемся грунте выкопать такой котлован своими руками для будущего основания будет несложно.

Монтаж

Распределение бетонных столбов по периметру происходит не случайным образом, а с учетом конструкции итогового строения. Следовательно, основная опора необходима в углах, далее по периметру несущих стен и в центральной части с учетом нагрузки. Стоит помнить, что минимальное расстояние между столбами не должно превышать пары метров в обе стороны. Только при соблюдении столь несложных правил конструкции будет прочной и устойчивой. Высота столба может варьироваться. На такой показатель влияет геологические строение земной коры и климат выбранной территории. Усредненным показателем принято считать 30 см от земли, но стоит помнить, что на периодически затапливаемых территориях данный показатель может быть увеличен.

Конструкция столбчатого фундамента

Технология изготовления столбчатого фундамента

Дальнейшие работы будут делиться на два этапа, каждый из которых требует ответственного и пошагового выполнения.

Бурение скважин и установка свай

1. Согласно разметкам изготавливаются скважины с помощью бура. Глубина скважины должна быть глубже уровня промерзания почвы на 25 см, а ширина – на 7 см больше диаметра ПВХ труб. Ввиду возможных обвалов, не стоит бурить сразу все скважины, лучше изготавливать их последовательно;
2. Используя лопату или специальную насадку на бур, на дне скважины делают расширение высотой 25 см и диаметром 12 см;
3. Изготавливают подушку на дне скважины из смеси песка с гравием толщиной 20 см;
4. Вставляется труба таким образом, чтобы ее поверхность практически совпадала с нижней плоскостью ростверка.
5. Используя уровень отметить на столбах расположение нижней части ростверка и при необходимости отрезать сваи согласно разметке;

Бетонирование труб

Готовый раствор бетона для удобства налить в емкость и залив 20 литров в полость трубы, необходимо приподнять ее на 20 см. Бетон, растекаясь по расширению, образует пятку. Оставшееся пространство вокруг опоры засыпать почвой и тщательно утрамбовать;
В трубу вставить заранее сваренный каркас из трех арматур таким образом, чтобы их край был выше пластиковой трубы на 25 см, если планируется устройство железобетонного раостверка. Если связка будет осуществляться деревом, то арматура должна быть установлена ниже края пластиковых труб на 5-7см.

Заливка бетона должна осуществляться порционно, с тщательной утрамбовкой каждого слоя с помощью вибратора или металлического прута

В последнем случае необходимо действовать с максимальной осторожностью, чтобы не нарушить целостность столбов из пластика;
Бетонный раствор заливать до тех пор, пока он не достигнет уровня трубы;
Заполнить полностью трубы раствором, утрамбовать, установить в сваю шпильку диаметром 10-12 мм (для деревянного ростверка) и оставить до полного застывания.

Чтобы раствор не пересох, на поверхность столбов укладывают сырые опилки и накрывают полиэтиленом до полного схватывания бетона.

Видео: Фундамент для подсобного помещения

Достоинства и недостатки столбчатого фундамента

Преимущества

• Экономичный. Требует меньше материалов, а именно  бетона и арматуры, по сравнению с ленточным и плитным фундаментом.
• Не требует изготовления съемной опалубки. Используется несъемная опалубка, на изготовление которой тратится небольшое кол-во времени.
• Фундамент из буронабивных свай легко можно сделать самостоятельно без привлечения спецтехники и наемной силы.

Недостатки

• В отличие от ленточного нет возможности сделать погреб и цокольный этаж.
• Требуется более детальное проектирование в отличие от ленточного и плитного.

Средний срок службы столбчатого фундамента из буронабивных свай:  150 лет.

Инструкция строительства столбчатого фундамента из пластиковых труб

Предлагаем вашему вниманию инструкцию по установке столбчатого фундамента из пластиковых труб (ПВХ). Более подробную инструкцию вы можете изучить в статье: Столбчатый фундамент своими руками.

План работ

1. Проектирование столбчатого фундамента. Расчет кол-ва столбов, их расположение, глубина размещения в грунте. Подробную инструкцию по разметке фундамента можно прочитать в статье: Разметка под фундамент. Правила построения прямоугольного фундамента. Для столбчатого фундамента: Разметка под столбчатый фундамент с ростверком.

Калькулятор Столбы-Онлайн v.1.0 — проектирование столбчатого фундамента.

2. Подготовительные работы. Заготавливаем опалубку из пластиковых труб нужной нам длины. Если столб будем делать с уширением, то размещаем внизу трубы мусорный пакет и крепим его к опалубке скотчем. Данный пакет будет служить резервуаром для заливки пятки столба.

3. Делаем арматурный каркас. Если будем армировать уширения, то арматуры делаем в виде буквы L. Более подробно читаем в статье: Арматурный каркас под уширение столбчатого фундамента.

Если нижняя обвязка у вас будет и бруса, то для ее связи со столбчатым фундаментом будем использовать шпильки-анкера, залитые в столб.

4. Бурим скважины на глубину ниже промерзания грунта.

Для расчета глубины промерзания грунта можно воспользоваться нашим калькулятором: Расчет глубины промерзания грунта.

5. Делаем уширения внизу наших скважин.

6. Вставляем несъемную опалубку из ПВХ труб в нашу скважину и формируем уширение.

Все столбы делаем на одном уровне. Для данной задачи нужно будет отбить горизонталь с помощью гидро или лазерного уровня и натянуть по уровню бечевку. По бечевке будем выводить все столбы. Чтобы опалубка у нас не проседала, делаем приспособление в виде захвата как на рисунке. Для захвата нам нужно 3 бруска, 2 самореза и веревка. Если сложно опалубку выставить по бечевке, то можно в процессе заготовки сделать ее длиннее и затем уже все сваи обрезать в один уровень. Главное сделайте отметку на опалубке — до кого уровня вы будете заливать бетон.

7. Вставляем арматурный каркас в опалубку. Разворачиваем арматуру для армирования пятки столба.

8. Заливаем столб бетоном. Для расчета состава бетона предлагаем воспользоваться нашим сервисом: Калькулятор по расчету состава бетона.

9. Крепим шпильку-анкер вверху столба.

10. Все, фундамент из пластиковых труб ПВХ готов. Также можно порекомендовать сделать гидроизоляцию верхней части столба с помощью рубероида либо битумной мастики.

Более детальную поэтапную инструкцию читаем в статье: Столбчатый фундамент своими руками. www.gvozdem.ru

При наличии болотистого грунта возведение ленточного или плиточного основания невозможно. Решить проблему поможет пошаговая инструкция по возведению столбчатого фундамента из пластиковых труб своими руками. Этот тип основания оптимален при строительстве сооружения на проблемной почве.

На какую глубину следует закладывать столбчатый фундамент

При расчете глубины фундамента следует учитывать следующие факторы:

1. Чтобы избежать деформации в будущем, нужно выяснить на какую глубину промерзает грунт в конкретном регионе. Фундамент следует обустраивать ниже этого уровня.
2. Особенности почвы. В данном случае наиболее подходящим является песчаный грунт. Его несущая способность высока и  влагу он не накапливает. На илистой или торфяной почве подобный фундамент возводить нельзя, в крайнем случае, его частично придется заменить песком. При наличии грунтовых вод недалеко от поверхности земли, нужно в обязательном порядке обустроить дренаж и гидроизоляцию.
3. Также необходимо рассчитать вес самого строения, нагрузку от живущих в нем людей, хотя бы примерно. К этим показателям следует прибавить вес самих опор.

Когда трубы – верное решение

Фундаменты, в которых в качестве опор используют трубы, относятся к разновидностям столбчатых оснований. Их закладывают согласно действующим правилам для несущих опор (СП 22.13330.2011).

Применение трубы, как изделия с точной геометрией формы, дает возможность создать столб с равномерным внутренним распределением действующих вертикальных нагрузок от здания.

Цилиндр, по сравнению с другими фигурами, имеет минимальную площадь наружной поверхности. Усилия выталкивания, возникающие в пучинистых грунтах в зимний период, не оказывают заметного действия на гладкие круглые элементы относительно небольшого сечения.

Установка свайного фундамента возможна на участках, где другие типы оснований не справятся с поставленной задачей. Нужно только правильно выбрать Ø и рассчитать количество точек опоры, принимая значения для вычислений из справочной таблицы:

Если геологические условия участка, рельеф местности, экономические соображения определяют лучшим вариантом проект основания со сваями, то от подвала, скорее всего, придется отказаться (хотя встречаются и такие комбинации).

Усиление жесткости свайного поля

С другой стороны, облегчается подведение и обслуживание технологических коммуникаций и систем жизнеобеспечения. Высота подъема над уровнем почвы обеспечивает защиту материалов венца дома от действия природной влаги, сезонных паводков и живых организмов.

При строительстве высокого фундамента из металлических труб, ему придают дополнительную жесткость с помощью профильной обвязки.

Столбы своими руками

В качестве корпуса (опалубки для бетона) столба используют разные виды стандартных труб, доступных для приобретения. По применяемым материалам трубчатый фундамент может быть изготовлен из таких заготовок:

• стальные (металлические);
• асбестоцементные;
• бетонные;
• пластиковые.

При значительном весе строения прочность материала приобретает существенное значение, и тогда целесообразно использовать именно металлические трубы, что увеличит несущую способность каждого элемента. Стальной корпус надежно защитит внутренний бетонный массив столба от окружающей влаги, деформирующих усилий, возникающих при движении грунта. Прочная оболочка не потребует дополнительной установки внутри арматурного каркаса.

Недостатком стального исполнения является то, что металл нужно надежно защищать от коррозии. При промышленном производстве винтовые сваи подвергают антикоррозийной обработке – не только красят, но и оцинковывают. В домашних условиях это сделать невозможно, поэтому применяют традиционные способы: битум и лакокрасочные покрытия.

У опоры, самостоятельно изготавливаемой из стальных труб расчетного Ø, нижний конец заваривают (для предотвращения поступления почвенной воды во внутреннюю полость). В зависимости от способа установки, свая может иметь плоскую пятку или заостренный для забивания или вкручивания конец.

Заготовка столбов

В качестве заготовок используют бесшовные трубы с толщиной стенки 4 мм – 5 мм и длиной на 0,1 м – 0,15 м больше расчетного значения (после спуска в скважину можно обрезать по уровню).

Если способом монтажа выбирается завинчивание, то длина одного элемента берется 2,5 м – 3 м. При чередовании плотных и рыхлых слоев грунта на участке на больших глубинах залегания, стальной столб может не достичь плотного упора и его нужно будет посадить глубже. В таком случае трубу можно нарастить при помощи электросварки.

Для того чтобы опору можно было достаточно легко обработать подручным инструментом и сваркой, и в то же время колонна обладала требуемой жесткостью выбирается сорт стали Ст 20 или 09Г2С.

Асбоцементные трубы

Высокая прочность к вертикальным нагрузкам, которую имеет конструкция опоры с использованием асбоцементных оболочек, обусловлена сочетанием круглой трубы, внутреннего стержня из бетона и арматурного каркаса. Такой материал доступен для приобретения практически во всех регионах и является бюджетным вариантом строительства.

Пример устройства основания из асбоцементных опор

При благоприятных геологических условиях столбчатый фундамент из труб своими руками устанавливают в пробуренные скважины, соответствующие Ø трубы, без необходимости обратной отсыпки непучинистыми материалами (песок, гравий). Нужную пятку формируют, приподнимая опалубку с залитым на 0,5 м бетоном.

На сыпучих сухих грунтах под каждую колонну засыпают песчано – гравийную подушку (смесь в пропорции 1/1) толщиной 0,1 м – 0,15 м.

Преимущества столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент, несмотря на то, что занимает отдельное место в иерархии оснований, чем-то схож со свайным. Это вызвано тем, что оба вида (столбы и сваи) вкапываются в грунт и держат общую конструкцию дома или сооружения.

Для их усиления, иногда используют специальную стяжку, или монолитный тип фундамента, в зависимости от свойства почвы на участке где происходит строительство.

Его основные преимущества в следующем:

• такое основание можно использовать на самых сложных рельефных участках (склоны, неровности, которые невозможно выровнять);
• благодаря тому, что столбы вкапываются в землю ниже уровня промерзания грунта, они не подвержены усадке и другим неблагоприятным моментам;
• при его создании не нужно затрачивать большого количества средств, делая большой объем земляных и строительных работ, поэтому можно прийти к выводу, что такой тип фундамента идеально подойдет для тех, кто ограничен в финансовых средствах;
• такое основание просто не заменимо, если строительство планируется на тех участках местности, которые постоянно подтапливается, либо на них близко к поверхности находятся грунтовые воды;
• данный тип основания является находкой для тех, кто собирается строить дом, в котором будет подвал, так как столбчатая конструкция фундамента подходит для таких строений;
• последнее преимущество данного фундамента состоит в том, что его можно легко сделать своими руками привлекая минимальное количество людей, а также затрачивая меньше финансовых средств.

Но, несмотря на наличие стольких преимуществ, необходимо указать и на некоторые недостатки. Они состоят в том, что такой тип основания не подойдет для мощных конструкций и тяжелых строений.

Как было указано выше, речь будет идти о столбчатом фундаменте, который легко сделать своими руками. Специалисты рекомендуют такое основание, сделанное из труб. Исходя из этого, можно выделить три разновидности:

• столбчатый фундамент из пластиковых труб;
• столбчатый фундамент из асбестовых труб;
• столбчатый фундамент с использованием металлических труб.

Каждый из них легко сделать своими руками, и об этом будет идти речь.