Обустройство опорно-столбчатого фундамента

Вопрос от читателя нашего портала: Можно ли построить опорно-столбчатый фундамент своими руками?

Что такое столбчатый фундамент?

Эта конструкция является упрощённой и облегчённой разновидностью свайного фундамента. Если сваи для фундамента кирпичного или железобетонного многоэтажного строения забиваются вплотную друг к другу и могут уходить в землю на десятки метров, то столбчатый фундамент для каркасного дома представляет собой ряд железобетонных, металлических или деревянных опор, устанавливаемых по углам строения (обязательно), а также с интервалом 1 – 2 метра под внешними стенами и перегородками. Нижняя часть опор должна находиться в грунте ниже глубины его промерзания. Этот показатель зависит от климатической зоны и составляет в большинстве регионов России от 0,5 до 1,5 метров.

Что такое столбчатый фундамент?

Столбы забиваются в землю, ввинчиваются или просто вкапываются. Надземная часть опор выровнена по высоте и связана ростверком – своего рода лентой, на которой, собственно, и монтируют каркасный дом. Небольшая глубина установки свай, редкое их расположение, а также более широкий спектр используемых материалов дают столбчатым фундаментам уверенное лидерство по соотношению цена/качество.

Что такое столбчатый фундамент?

Как рассчитать столбчатый-ленточный фундамент

Для правильных расчётов столбчатого фундамента понадобиться следующие данные:

  • сведения о грунте (делаем анализ строительной площади);
  • глубине промерзания;
  • общая масса сооружения (суммируйте массу стен, перекрытий, кровли);
  • вес ленты.

Знание параметров поможет определить габариты, расположение и количество столбов.

Важно! За точными расчётами по вашему проекту советуем обратиться к профессиональным строителям. Это поможет сэкономить время, а также обезопасит ваш дом от неверных решений.

Пример расчёта столбчатого фундамента.

Геологические изыскания делают специальные инстанции. Не стоит пренебрегать этим пунктом. Поэтому если нет возможности обратиться к профессионалам изучите грунт самостоятельно. Понадобиться сделать несколько шурфов или ям глубиной 50 см. Определяем тип грунта и проверяем на отсутствие водонасыщенных слоёв.

Тип грунта понадобится для расчётов.

Таблица №2. Масса конструкции

Тип конструкции Вес
Каркасные стены толщиной 150 мм с утеплителем 30-50 кг/м2
Перекрытие по деревянным балкам утепленные материалом плотностью до 200 кг/м3 100-150 кг/м2
Собственный вес фундамента из железобетонна 2500 кг/м3
Кровля с несущими конструкциями
Металлическая 40-60 кг/м2
Керамическая 80-120 кг/м2
Гибкая черепица 50-70 кг/м2

Таблица №3. Коэффициент надёжности по нагрузке

Тип конструкции Коэффициент надежности по нагрузке
Деревянные 1,1
Железобетонные плотность более 1600 кг/м3 1,3
Изоляционные слои, засыпки, стяжки изготавливаемые в заводских условиях 1,2
Изоляционные слои, засыпки, стяжки изготавливаемые на строительной площадке 1,3

Таблица №4. Расчётного сопротивления грунта

Тип грунта Ro на глубине 1,5 м и более, кг/см2 Ro у поверхности земли кг/см2
Галечный с глиной 4,5 3
Гравийный с глиной 4,0 2,7
Крупнозернистый песок 6,0 4,0
Песок средней крупности 5,0 3,33
Мелкозернистый песок 4,0 2,7
Пылеватый песрк 2,0 1,33
Супесь или суглинок 3,5 2,33
Глина 6,0 4,0
Насыпной грунт с уплотнением или просадочный 1,5 1,0
Насыпной грунт без уплотнения 1,0 0,67

Для примера возьмём каркасный дом в два этажа размером — 6 на 6 м. Площадью — 100 м квадратных и толщиной стен — 150 мм. Металлическая кровля с деревянными стропилами и уклоном 25 градусов, площадь которой 40 м квадратных. Перекрытия деревянными балками — 72 м2. Грунт — гравийный с глиной и снеговой район 4.

Для расчёта собственного веса фундамента:

  1. принимаем ширину 0,4 м;
  2. примерно берём 1 столб через каждые 2 метра: 24/2=12 (шт.).

По СП «Строительная климатология» глубина промерзания грунта — 1,8 м. Безопасность строения зависит от заглубления, для этого опоры заглубляем ниже глубины промерзания на 0,2 м и выше земли на 0,5 м. Наше значение — 2,5 м.

Таблица № 5. Расчёт нагрузки

Наименование Решение Равно (кг)
от стен 100м2*50 кг/м2*1,1 5500
от перекрытий 72м2*150кг*1,1 11800
от кровли 40м2*60кг/м2*1,1 2640
масса всех столбов 1,3*2,5м*0,4м*12шт*2500 кг/м3 15600
полезная долговременная нагрузка 150кг/м2*72м2*1,2 12960
снеговая нагрузка 240кг/м2*1,4*40м,2 13440
Сумма всех значений 5500+11800+2640+15600+12960+13440 61940

Решение

Определяем площадь основания для всех столбов, по формуле: S=P/Ro

P — общий вес конструкции, кг;

Ro — сопротивление грунта, кг/см2.

S = 61940/4,0 кг/см2 = 15485 (см2)

Площадь одной опоры = 40*40 = 1600 см2

Количество опор = 15485/1600 = 9,67 (шт). Округляем до 10.

Совет! Располагайте 4 опоры по углам, а оставшиеся 6 распределите по периметру в зависимости от нагрузки.

Особенности технологии столбчатого фундамента для каркасного дома

Материалом для изготовления опорно-столбчатого фундамента может служить как дерево, так и камень. Деревянные столбы – не имеют большого срока службы, поэтому их целесообразно применять только при сооружении временных построек. Материалом для каменного фундамента могут служить бетонные блоки, гранит или кирпич железняк. Наиболее распространено возведение столбчатого фундамента путём заливки труб бетоном.

Ростверк

Ростверк, который связывает оголовки столбов фундамента, может быть сооружен из бетонных или деревянных балок. Также в некоторых случаях производится заливка ростверка бетоном, что позволяет получить жесткую конструкцию из железобетона.

Особенности технологии столбчатого фундамента для каркасного дома

Грунт

Наибольшее внимание следует обратить на грунт, на котором планируется возводить фундамент дома. Если грунт торфянистый и обладает большой усадкой, то применение опорно-столбчатого фундамента на таком грунте категорически недопустимо. Также грунт влияет на глубину залегания столбов, их количество и многие другие факторы при возведении любого фундамента.

Состав опорно-столбчатого фундамента

Основой данного типа основания являются столбы, что собираются из фундаментных блоков, размер которых составляет 20х20х40 см. Высота столбов в каждом случае определяется индивидуально, устанавливаются они приблизительно на расстоянии 1,5-2 м друг от друга.

Виды столбчатого фундамента

Несмотря на наличие преимуществ, опорно-столбчатое основание имеет и свои недостатки:

  • нет возможности сделать подпольное пространство;
  • требуется проводить дополнительную отделку низа фасада дома;
  • нельзя устанавливать на грунтах, что могут двигаться в горизонтальной плоскости. Решением такой проблемы будет установка жесткого ростверка, но тогда исчезнет такое преимущество, как низкая стоимость, она приблизится к стоимости ленточного фундамента;
  • нельзя использовать на глинистой, водонасыщенной почве, просадочных породах;
  • нельзя строить большие и тяжелые коттеджи из кирпича, блоков или железобетонных плит.

Самостоятельный расчет

Залогом успешного завершения строительства конструкции является расчет столбчатого фундамента и подготовка проекта. Они начинаются еще до процесса подготовки и планирования участка под фундамент. Лучше если помощь по составлению проекта окажет профессионал своего дела. Благодаря этому удастся учесть все нюансы, которые касаются грунта и предполагаемой нагрузки. В расчет также берутся пожелания самого заказчика. Основным исходным параметром для составления проекта конструкции является площадь, которая отведена под строение. Следующим важным показателем является масса строения. Для правильного составления всех документов потребуется геодезическая съемка на местности и привязка будущего строения к конкретному участку.

Во время проведения проектирования будут учитываться также следующие моменты:

специфика грунта; близость водоносных слоев; уровень промерзания грунта; количество этажей; материалы для строительства; возможные дополнительные нагрузки.

Первый и второй факторы позволят определить необходимую глубину расположения столбиков или свай для конструкции фундамента, а также их уровень над землей. Третий фактор необходим, чтобы определить ниже какой глубины должны располагаться опорные элементы фундамента. Количество этажей влияет на количество опорных элементов, а также на выбор материала для строительства. Учитываются дополнительные нагрузки, которые могут быть оказаны ветром, изменениями в грунте или осадками. Все эти факторы дают четкое понимание о количестве и параметрах для столбов будущего фундамента.

При достаточном опыте расчетные работы для конструкции можно попытаться выполнить самостоятельно. Для этого потребуется собрать все данные, касающиеся конкретной местности. Их можно найти на официальных сайтах различных служб или получить их непосредственно в службах. Во время выведения показаний потребуется знание многих формул. Но даже использование онлайн-помощников может не помочь, т. к. будут упущены важные факторы, которые можно оценить только при пребывании на конкретном участке. Если обращаться к специалистам, которые выполнили уже не один десяток подсчетов для конкретного региона, то можно быть уверенным, что они неплохо знают все нюансы грунта в местности. Кроме того, профессиональные услуги подразумевают выдачу специфических документов, которые потребуются при оформлении необходимых разрешений при строительстве.

Противодействие морозному пучению

Морозным пучением называют процессы, возникающие при сезонном промерзании во влажных пылеватых, глинистых и мелкопесчаных грунтах. Не стоит недооценивать пучинистые явления, поскольку они способны создавать выталкивающие силы мощностью в десятки тонн.

Основным явлением, наблюдаемым при таких процессах, становится заметное увеличение в объеме грунта. Промерзание происходит сверху вниз, поэтому образовавшийся лед начинает выталкивать влагу книзу. Если структура грунта не создает препятствий для просачивания влаги в нижние слои, то и пучения нет. К таким грунтам относятся гравийные и крупнопесчаные грунты. В противном случае происходит расширение грунта.

По степени подверженности пучению грунты бывают:

      • слабопучинистые (4% пучения);
      • среднепучинистые (8%);
      • сильнопучинистые (12%).

Чем опасно морозное пучение для строений

При допущении ошибок в учете морозного пучения для конкретного грунта во время проектирования и строительства возможно скорое разрушение построенного здания. Это связано с деформациями, которые могут возникать за холодное время года в фундаменте и материале стен. Грунт, оказывая колоссальное выталкивающее действие нарушает целостность конструкций. Со временем эти процессы лишь усугубляются.

Столбчатый фундамент гораздо лучше сопротивляется силам пучения, нежели ленточный. Это объясняется созданием точечной сосредоточенной нагрузки, что влечет уплотнение грунта и, как следствие, подавляет силы пучения полностью или в некоторой степени. Это решение особенно эффективно при использовании заглубленного столбчатого фундамента, подошва которого находится ниже уровня промерзания грунта.

Ошибки строительства оборачиваются деформацией здания

Однако, при ненадлежащем исполнении работ по устройству этого типа фундаментов силы пучения могут дать о себе знать. При постепенном промерзании грунта, кроме выталкивающего действия снизу на столб начинают воздействовать силы бокового сцепления мерзлого грунта. Их величина может достигать 7 тонн на кв. метр. После того, как их выталкивающее действие превысит силу давления дома на столб, начнутся деформации. После того, как столб поднимется, в образовавшуюся полость просочится вода и частицы грунта, поэтому при оттаивании он сохранит неправильное положение. За один год столб может подняться на 6 см.

Чтобы предотвратить это негативное явление и снизить боковое сцепление мерзлого грунта в 4-6 раз рекомендуется сгладить поверхность скважины до её заполнения бетонной смесью. Для этого хорошо подходит толевая рубашка. Сама поверхность столба должна быть покрыта гидроизоляцией и быть относительно ровной. Асбестные и металлические трубы также покрываются гидроизоляционным слоем.

Если вертикальная нагрузка от здания велика, то грунт под опорами сильно уплотнен, поэтому при оттепели вода из-под неё вытесняется вниз сквозь структуру грунта. При этом опоры не изменяют своего положения и не поднимаются. В этом случае подходит железобетонный тип фундамента. Затраты на арматуру, бетонный раствор, а также большая трудоемкость процесса окупаются высокой несущей способностью и надежностью. Сравнивая свайно-винтовой фундамент цена, которого значительно дешевле, и монолитный фундамент, можно отметить, что каждый из этих вариантов позволяет опорно передавать нагрузку на основание в сложных условиях эксплуатации.

Саморемонт

Ремонт фундамента – всегда сложнейшая задача для строителя. Однако только столбчатый (подчеркиваем – только и только столбчатый!) в отдельных случаях (еще подчеркивание – в отдельных!) позволяет устранить некоторые свои изъяны и хозяину-умельцу. Во-первых, мелкие, не нарушающие целостности столбов, щербины. Скажем, лихой бульдозерист наехал лопатой, кусок отлетел и арматурина показалась. Тогда выручит ремонтная опалубка, см. рис. Если дефект низко, столб обкапывают, чтобы верхний край опалубки оказался под ним. Затем опалубку собирают вокруг столба и, подпирая снизу, понемногу подвигают вверх, одновременно заполняя выщербину ремонтным раствором.

Ремонтные опалубки для столбчатого фундамента

Саморемонт

Примечание: ремопалубку Б используют для ремонта столбов, поврежденных до постройки здания. Для ремонта круглых столбов под зданием пользуются круглой опалубкой В, разъемной и стягиваемой хомутами-удавками.

Во-вторых, замена столба, потерявшего целостность. Своими силами это возможно только для столбов, расположенных по периметру, с помощью все того же бура ТИСЭ, и только для легких быстровозводимых деревянных строений. Как это делается – показано на рис.

Ремонт столбчатого фундамента

Особенности, суть которых в том, что вместо поврежденного теперь будет сдвоенный или строенный столб:

Саморемонт
  • На период ремонта все жильцы должны быть отселены, а ценное имущество эвакуировано.
  • Длину оболочки заменяемого столба нужно рассчитать, и подогнать ее в размер до подъема под венец точно: столб должен встать на место впритык.
  • Если меняется угловой столб или столб, пролеты по обе стороны которого равны, для ремонта ставят 2 столба симметрично по обе стороны от поврежденного.
  • В противном случае столб-заменитель ставится со стороны большего пролета; если величина меньшего позволяет, то там ставится и второй столб-заменитель.
  • Поврежденный столб, если его арматура не покорежена или поддается исправлению, ремонтируется с помощью ремонтной опалубки и остается на месте.
  • Столбы-заменители после ремонта основного не удаляются.
  • Весь засыпаемый обратно грунт тщательно утрамбовывается.

Заливка бетона

Очень важно правильно составить пропорцию бетона. Ведь нагрузки на него будут довольно высокими, поэтому готовый материал должен отличаться значительной прочностью. Для бетона вам понадобятся следующее сырье:

  • цемент (желательно не ниже М400);
  • песок;
  • вода;
  • щебень (мелкофракционный, не крупнее 15-20 миллиметров).

Инструкция приготовления бетона простая. Главное выдержать соотношение. На 10 килограмм цемента возьмите 9 литров воды, 30 килограмм песка и 50 килограмм щебня. Необходимо тщательно перемешать все составляющие – при возможности воспользуйтесь специальной бетономешалкой. Это позволит получить более качественный бетон и сэкономит ваше время. Если же нет возможности арендовать её, можно смешивать компоненты по старинке – лопатой в ванне подходящего размера.

Не смешивайте слишком много материалов – желательно залить их в течение часа.

Через 3 дня снимается опалубка (если вы решили использовать съемную) и заняться устройством ростверка. Он может быть выполнен из готовых бетонных плит – этот вариант дороже, но экономит немало времени. Или же, используя специальную опалубку, можно устроить его из бетона. Части столбов, выступающие над уровнем земли, должны быть намертво вмонтированы в ростверка для наибольшей прочности.

Заливка бетона

За 28 дней (при температуре воздуха не ниже +20 градусов по Цельсию) бетон набирает расчетную прочность и можно начинать строительство дома, бани или гаража.

На этом наша пошаговая инструкция заканчивается, как видите, изготовить столбчатый фундамент своими руками может каждый человек, имея минимум навыков и инструментов. Для наглядного примера строительства, рекомендуем к просмотру видео материал по теме.

Рекомендуем к изучению статьи:

Пошаговая инструкция строительства ленточного фундамента.

Фундамент для дома своими руками – этапы строительства.

Как рассчитать столбчатый фундамент

Вот пример расчета столбчато-монолитного железобетонного фундамента дома, стены которого имеют размер 5 на 3 метра, а высота – 3 метра.

Для этого нам понадобятся столбы квадратного сечения, имеющие длину стороны в 50 см, высоту в 1 м. Ростверк в данном случае имеет ширину ленты в 30 см, высоту отливной части – 20 см и выполняется из армированного бетона. При строительстве дома используются блоки, для крыши – деревянный каркас и шифер. Полы и чердачные перекрытия сделаны из дерева. В целом на дом будет затрачено 5 куб. М древесины, а крышу будут покрывать 23 листа шифера.

Известно, что сопротивление грунта равно трем.

Этих данных достаточно, чтобы перейти к расчету массы постройки. Для фундамента будут установлены 4 угловых столба, и еще 4 будут расположены под серединой каждой из четырех стен. При длине и ширине в 50 см, и высоте в 1 м, объем одного столба будет равняться 0, 5х0, 5х1=0, 25 куб. М.. Значит общий объем столбов будет равен 0, 25х8=2 куб. М.. При средней плотности бетона 2500 кг на 1 куб. М общий вес столбов составит 2500х2=5000 кг.

Теперь можно рассчитать ростверк. Его длина составляет 5х2+3х2=16 м. (сумма длины всех 4 стен). Объем ростверка составит 0, 2х0, 3х16=0, 96 куб. М. Масса ростверка составит 0, 95х2500=2400 кг.

Как рассчитать столбчатый фундамент

Вычисляем объем и массу стен. Один блок, уложенный на ребро, имеет площадь 0, 18 кв. М., значит общая площадь составит 48 кв. М. При площади стен в 48 кв. М делим ее на площадь одного блока и получаем 267 блоков. При весе одного блока в 30 кг вычисляем вес всех 267 блоков – он будет равен 8010 кг.

Вес 5 куб. М дерева составит 4000 кг., а вес шифера – 598 кг. Теперь все суммируем и получаем общий вес постройки, он будет равен 20 тоннам.

Остается только добавить массу внутренних перегородок. И можно вычислять площадь опоры столбов. Делаем это по формуле 2500х8=20000 кв. См.

Теперь осталось посчитать массу всех деревянных частей и массу шифера. Масса дерева высчитывается, как общий объём, умноженный на плотность породы. Так как сказано, что всего затрачено 5 кубических метров сосны, получим: 2500х8=20000скв. См. Разделив массу на площадь опоры, вычисляем давление 20000:20000=1 кг на 1 кв. См. С учетом сопротивления грунта, которое равно трем, приходим к выводу, что подобрано оптимальное количество столбов.

Сооружаем опалубку для фундамента своими руками – подробное руководство по возведению съемной и несъемной опалубок.

Установка отлива на готовый фундамент – читайте в нашем руководстве.

Что представляет собой основание столбчатого типа?

Процесс строительства столбчатого фундамента.

Монтируя столбчатый фундамент, необходимо следить за тем, чтобы концы опор, возвышающиеся над грунтом, находились на одном уровне. Иначе все здание может перекосить. Высота, на которую столбы “выходят” из грунта, зависит от конструкции самого дома и типа грунта под ним. Опоры такого типа основания сооружают по углам строения, в местах сопряжения основных стен и точках максимальной нагрузки.

Опоры столбчатого фундамента могут быть деревянными, металлическими, сложенными из кирпича, бутового камня или пенобетонных блоков. Но чаще всего столбы представляют собой монолитную бетонную конструкцию, отлитую непосредственно на участке строительства.

Что представляет собой основание столбчатого типа?

Выбирая строительный материал для основания будущего дома, необходимо учитывать особенности его конструкции. Так, деревянные опоры на данный момент закладывают только под веранды или легкие каркасные постройки, например летние кухни. Причем диаметр таких столбов должен быть не менее 20-30 см.

Схема фундамента свайно-ленточного.

Столбчатый фундамент, сложенный из кирпича или камня, подойдет для незаглубленного или мелкозаглубленного основания дома. Металлические же трубы, наоборот, используют для конструкций, использующихся в условиях зыбких, сильно заболоченных почв.

Чаще всего сейчас строят фундаменты, построенные из монолитных столбов или сложенные из бетонных блоков.

Сверху на опорах монтируется ростверк, соединяющий столбы в надежную единую конструкцию. Кроме того, в его функции входит равномерное перераспределение нагрузки на фундамент.

Устройство основания столбчатого типа

Что представляет собой основание столбчатого типа?

При строительстве такого фундамента необходимо помнить, что ширина его опор не должна быть меньше 40 см. А расстояние между столбами – не менее 1 м, но не более 2,5-3 м. Делать пролеты между опорами шире специалисты не рекомендуют.

Нижняя (заглубленная часть столба) должна находиться на 17-27 см ниже уровня промерзания грунта.

Расчет глубины такого типа основания проводят исходя из следующих показателей:

  • структуры почвы на участке строительства;
  • уровня залегания грунтовых вод;
  • параметров промерзания почвы в зимний период.

На данный момент все чаще при строительстве загородных домов применяют ростверк, представляющий собой монолитную бетонную конструкцию. Но при возведении дома из бруса разумнее использовать деревянные бревна. Кроме своей непосредственной функции, такой ростверк послужит еще и закладным венцом.

Высота ростверка зависит от конструктивных особенностей строения. Он может быть высоким, то есть возвышающимся над грунтом на высоту от 30 до 70 см, или низким, то есть находящимся на одном уровне с почвой.

Что представляет собой основание столбчатого типа?

Бетон в опалубку сначала заливают, потом утрамбовывают.

Поскольку в зданиях со столбчатым фундаментом изначально не предусмотрено оборудование подвала, некоторые строители формируют так называемую «забирку». То есть в пространстве между опорами монтируют кирпичную или каменную кладку. Она не должна соединяться с самими столбами, иначе во время неизбежных подвижек построенного дома фундамент может быть поврежден. В таких кладках обязательно формируют вентиляционные окна или каналы.

Но если почва, на которой будет стоять дом, заболочена или уровень грунтовых вод чрезвычайно высокий, то столбчатый фундамент необходимо возвести на достаточно большой высоте. Иногда верхушка опор может возвышаться над почвой на 1-2 м. Естественно, что при таком варианте основания забирку делать нельзя.

Установка ростверка

Для устройства ростверка столбчатого фундамента используются следующие материалы:

  1. Деревянные балки большого сечения.
  2. Железобетонные балки.
  3. Профилированный металлопрокат.

При строительстве хозяйственных построек целесообразно изготавливать ростверк из дерева. Конструкция должна быть поднята над уровнем земли на расстояние не менее 10 см. Монтаж производят только после того, как опоры полностью наберут прочность. Если они изготавливались из бетона, то на это понадобится около трех недель.

Установка ростверка

Ростверк крепится к опорам при помощи шпилек, которые предварительно были вставлены в еще не застывший бетон. Допустимо также использовать металлическую обвязку.

Читайте также:  Заливка фундамента ленточного типа: советы экспертов