Конструкция столбчатого фундамента
Столбчатый фундамент представляет собой точечные опоры, которые заделаны глубоко в грунт. Расстояние между столбами варьируется от 1 до 3 метров, в зависимости от веса постройки. Под легкое строение достаточно установки столбов по периметру несущих стен. Для более тяжелых домов столбчатый фундамент выглядит как равноудаленно расположенные опоры по всей площади.
Для равномерного распределения нагрузки отдельные столбы-опоры соединяют ростверком, который может быть выполнен в виде рамы-обвязки по периметру или уложенной на столбы железобетонной плиты. Заглубленность столбов и расположение ростверка относительно уровня почвы варьируется.
Различают столбчатый фундамент по высоте:
- заглубленный – строят для предотвращения продувания здания под полом;
- низкий – располагают ростверк на уровне земли;
- высокий – дом поднимают над уровнем земли на затопляемых участках.
Материалом для опорных столбов служит армированный бетон или готовые сваи. Поскольку готовые сваи и их установка достаточно дороги, то для бюджетного строительства представляет интерес возможность использования минимума недорогих материалов.
Самостоятельное строительство столбчатого фундамента мало отличается от технологии строительства ленточного фундамента. Здесь также требуется создание опалубки для заливки опорных столбов.
Вариантов выполнения несколько:
Рекомендуем ознакомиться: Обогрев канализационных труб греющим кабелем для защиты от промерзания
На сегодняшний день пластиковые канализационные трубы оранжевого цвета являются оптимальным вариантом для несъемной опалубки для столбчатого фундамента.
Типы свай и какие лучше выбрать
Существуют разные виды винтовых свай:
- Одно- или многолопастные.
- С литым или сварным наконечником.
- С защитным цинковым покрытием или без него.
Кроме того, они различаются по диаметру и длине ствола и виду лопасти. Выбор винтовых свай производится исходя из свойств грунта и веса постройки.
Для обычной семейной бани, размером 6 : 4 м, изготовленной из оцилиндрованного бревна или бруса, вес которой составляет около 5-7 т, вполне подойдут однолопастные винтовые сваи диаметром 57 или 76 мм.
Допустимая нагрузка на единицу у них достигает соответственно 1 и 2 т, что вполне приемлемо для такой постройки.
Буронабивной свайный фундамент своими руками
Представленная ниже пошаговая инструкция предусматривает самостоятельное возведение свайного фундамента в буронабивном исполнении с ростверком сверху. Это наиболее востребованный вариант среди частников, так как реализовать его несложно. Для работ нужны лишь трубы из асбестоцемента, бетонный раствор и стальная либо стеклопластиковая арматура.
Устройства выполняется в пять этапов:
- Земляные работы.
- Установка асбестоцементных труб и укладка в них арматуры.
- Заливка бетона.
- Устройство ростверка.
- Закрытие цоколя.
Для изготовления буронабивных свай требуются асбестоцементные трубы диаметром 300–400 мм. Они послужат гарантией, что фундамент будет иметь хорошую несущую способность как по вертикали, так и в горизонтальной плоскости. И в отличие от стального варианта асбестоцемент не заржавеет в земле.
Скважины для опор проще всего сделать с помощью ручного бура с бензиновым либо электрическим двигателем. Глубина этих отверстий должна получиться в итоге на 30–40 см ниже точки промерзания грунта.
Свайные столбы располагаются по периметру строения и под несущими стенами внутри с шагом до двух метров. После выбуривания скважин на их дне насыпается песчаная подушка толщиной в 10–15 см. Затем сверху в качестве опоры под сваи заливается бетон еще на 25–30 см. И уже в этот не застывший раствор устанавливаются трубы из асбестоцемента. При этом они должны выступать над землей минимум на 30 см.
Чтобы трубы оставались строго в вертикальном положении, они обсыпаются песком, который повергается в процессе этого утрамбовке. Далее производится армирование опорных столбов. Для этого используется 3-4 прута из стали либо стеклопластика сечением 10–12 мм.
Армирующие стержни необходимо разместить по центру трубы на равном удалении друг от друга. Для упрощения монтажа их еще на земле можно связать поперечинами-распорками из проволоки. По высоте эти вертикальные пруты должны оказаться выше верхнего края трубы, выступая из последней на 15–20 см. После армирования эту несъемную опалубку остается лишь залить бетоном, следя чтобы внутри раствора не образовалось пустот.
Уже через 3–4 дня на получившиеся опоры можно монтировать ростверк из железобетона (с укладкой опалубки, армированием и заливкой бетонной смеси), стального швеллера либо бруса. В итоге между ним и землей должно оказаться просвет в 25–30 см. Укладывать ростверк непосредственно на грунт нельзя, его при пучении может попросту выдавить вверх и снести вместе с постройкой.
В завершении обустройства, лучше всего уже после возведения стен, опоры и ростверковую конструкцию следует закрыть с боков обшивкой. Здесь прекрасно подойдет профнастил для крыши или фасада либо декоративный кирпич. Только сначала надо уложить все коммуникации. Благо водопровод и канализация в доме на сваях проводятся между опор без дополнительных ухищрений и сверления бетона.
Конструктивные возможности столбчатого фундамента
Конструкция столбчатого фундамента очень проста, что выгодно отличает его от всех остальных. Устанавливать такой фундамент можно практически на любой почве, он отлично сохраняет целостность строения даже на сложных, песчаных грунтах.
Столбчатый фундамент можно установить практически в любом виде почвы, что является явным плюсом.
Выясним, из чего состоит подобная основа под постройку. Основную его часть составляют трубы, которые заглубляются в землю через предварительно пробуренное отверстие. При этом расположение столба должно быть на полтора метра ниже точки промерзания грунта, что обеспечивает его надежность и долговечность.
При строительстве дома все нагрузки начинают действовать на столбы во всех направлениях, что предотвращает погружение столба, его расшатывание. Фундамент из труб выполняется с учетом такой глубины, которая не позволит всему зданию погрузиться под действием любых факторов, столб не должен при этом лечь на землю.
А есть ли недостатки?
Фундаменты из пластиковых труб отличаются многочисленными положительными характеристиками, но есть здесь и свои минусы. Поговорим сначала о недостатках. Фундаменты из труб подходят только для возведения небольших строений, так как отличаются способностью выдерживать небольшие нагрузки. Это идеальный вариант для хозпостроек, гаражей, небольших частных домов.
Сроки службы подобного фундамента составляют около семидесяти-восьмидесяти лет, что вполне достаточно для гаража, но явно мало для полноценного дома. Столбчатый фундамент делает невозможным постройку подвального помещения из-за конструктивных особенностей. Очень трудно поставить подобное основание и для грунтов с перепадами высоты, сильно подвижных почв. Часто рекомендуется при таких условиях вообще выбрать другой тип фундамента либо перенести место строительства (если это представляется возможным).
Перспективы использования
А теперь поговорим о преимуществах, которыми отличается столбчатый фундамент. Во-первых, необходимо отметить доступную стоимость строительства. Материалы и оборудование обойдутся примерно в два раза дешевле именно для такого типа основания, чем при заливке монолитного фундамента, часто это является решающим значением при выборе, особенно для таких строений, как бани, гаражи, технические постройки, небольшие каркасные домики и срубы. Все земляные работы при этом сведены к минимуму, необходимо только обеспечить выкопку отверстий под трубы.
Такой фундамент, благодаря особенностям конструкции (он делает здание приподнятым над грунтом примерно на двадцать-тридцать сантиметров), обеспечивает защиту дома от наводнений во время проливных дождей либо таяния снега.
Перед началом монтажа труб, необходимо произвести чистку грунта от ненужного мусора и загрязнений.
Также наличие свободного промежутка делает подвод коммуникаций, включая канализацию и водопровод, очень простым, легким и быстрым делом. Можно сразу проверить их работоспособность, а при необходимости ремонтных работ нет нужды в копке ям, разборке отдельных элементов конструкции постройки.
Как мы видим, столбчатый фундамент, несмотря на некоторые свои недостатки, все же отличается большей выгодой от прочих. Происходит это за счет простоты устройства, наличия доступных и относительно дешевых материалов.
Сфера применения столбчатых фундаментов
При возведении легких построек своими руками часто вместо классического ленточного основания делают столбчатый фундамент из труб
Устройство ленточных оснований не всегда оправдано. Если вес постройки невелик, нагрузка на фундаментную подошву соответствующая. Это дает возможность не делать базовую конструкцию сплошной. Вместо устройства массивных железобетонных лент в рассчитанных местах заливают бетонные столбы, на которые опирается надстройка.
При определенных характеристиках грунта на участке заливка ленточного, особенно мелкозаглубленного, фундамента не всегда возможна. Так бывает на рыхлых и пучинистых грунтах, при поверхностной заболоченности почв. В таких условиях железобетонная лента не будет достаточно прочной и стабильной, чтобы выдерживать предложенные нагрузки. Выходом из подобной ситуации также рассматриваются фундаменты, созданные на основе вертикальных столбов, опирающихся на стабильные грунтовые пласты, залегающие на определенной глубине. По сути, в этой ситуации вертикальные опоры играют роль свай, с той разницей, что технология монтажа несколько иная, поэтому не будет ошибкой, если столбчатый фундамент назвать свайным.
При каких условиях устройство столбчатого основания под постройку нельзя рекомендовать? Ситуации следующие:
- массивная надземная часть здания (два-три этажа из любого материала, одноэтажные и более при возведении из бетонных блоков, кирпича, камня и других тяжелых стройматериалов);
- есть тенденция грунта к горизонтальным подвижкам;
- желание устройства подвального помещения (при столбчатом основании подвал исключен).
Основа, выполненная столбами, отлично подходит под легкие одноэтажные дома, веранды, беседки, хозяйственные постройки. Почему во многих случаях стоит предпочесть столбчатый фундамент, прочитаете дальше.
Как устроена опора из асбестоцементной трубы
Асбестоцементные трубы изначально предназначены для совершенно других целей. Они используются в системах дренажа, во внешней части канализации (в том числе ливневой), в качестве защитной оболочки подземных кабельных сетей. Это уже «народная» смекалка нашла для этих труб другое применение — из них стали делать столбы для фундамента.
Устройство фундамента из асбестовых труб Источник pinterest.ca
Технология изготовления фундаментного столба проста:
- В грунте бурят яму размером больше диаметра трубы.
- Глубина ямы должна быть на 20-30 см больше расчетной глубины заложения фундамента, которая зависит от типа грунта и уровня его промерзания.
- Дно ямы уплотняют, засыпают «подушку» из песка (или из щебня и песка).
- Вставляют в отверстие трубу.
- Выравнивают ее по уровню и фиксируют в вертикальном положении с помощью распорок.
- Закладывают в трубу арматуру. Для труб большого диаметра это может быть связанный или сваренный объемный каркас. Для монтажа ростверка из железобетона арматура должна иметь выпуск за край трубы.
- Заливают в трубу бетон. Уплотняют его.
- Если для обустройства ростверка используется брус или бревно, то в конце заливки столба по центру в бетон закладывают анкер в виде болта или отрезка арматуры. Для монтажа ростверка из металлического профиля в бетон вставляют закладную пластину.
Как сделать фундаментное основание своими руками?
Прежде чем приступить непосредственно к монтажу фундаментного основания, нужно:
- произвести проектирование,
- сделать расчёты,
- подобрать инструменты и соответствующие материалы.
Проектирование и расчёты
На стадии проектирования строительства формируют спецификацию строительных конструкций и материалов, трубопроводов, оборудования различного назначения (отопительный котёл, системы вентиляции и кондиционирования и пр.), где указывают вес каждой позиции.
Также учитывают снеговую нагрузку. Все данные суммируют и получают общую нагрузку от строения на землю.
При самостоятельной оценке физических свойств грунта можно сделать неточные выводы. Поэтому можно доверить анализ почвы местной геологоразведочной службе.
Самый верный способ – это обратиться в местное отделение землеустройства и получить выкопировку вертикальной съёмки земельного участка с расчётным сопротивлением грунта.
Опорную площадь дома рассчитывают по следующей формуле S≥ KNF/RO, где:
- S – искомая величина площади опоры;
- RO – расчётное сопротивление грунта;
- F – общая масса домостроения;
- KN — коэффициент запаса прочности 1,2.
На плане здания столбы располагают в углах, по линии стен и в местах их пересечения на расстоянии 1,5 – 2 метра друг от друга. Сумма площадей опорной части столбов должна равняться общему показателю S. Исходя из этого, корректируют количество точечных опор.
Учитывая уровень промерзания грунта, принимают глубину заложения фундамента. Например, если почва промерзает в глубину на 1,6 метра, то опоры опускают в скважины ниже на 50 — 100 мм.
Инструменты
Для устройства основания понадобится:
- шанцевый инструмент,
- ручной или механизированный бур,
- болгарка и растворомешалка.
Также для разметки земельного участка под фундаментные опоры понадобится:
- шнур,
- молоток,
- реперы (деревянные колышки, рейки или отрезки арматуры) и лазерный уровень.
Материалы
Необходимо подготовить трубы нужной длины, деревянные рейки, цемент, песок, воду, щебень, отрезки арматуры периодичного профиля и вязальную проволоку. Также нужно запастись полиэтиленовой плёнкой.
Пошаговая инструкция
Для опор из асбоцементных труб:
- Асбестовые трубы нарезают на отрезки нужной длины болгаркой или ножовкой.
- Делают разметку участка, согласно плану.
- Прямые углы разметки проверяют промерами диагоналей с помощью шнура.
- В места установки столбов вбивают колышки или отрезки арматуры.
- Буром просверливают отверстия на заданную глубину.
- Подготовленные отрезки труб опускают в скважины.
- В полости опускают арматуру так, чтобы она выступала из опор вверх на 150 – 200 мм.
- В растворомешалке готовят бетонный раствор, перемешивая с водой цемент и щебень.
- В трубы заливают бетон послойно толщиной 150 -200 мм. Каждый слой трамбуют подручным инструментом или электровибратором.
- Оголовки столбов накрывают полиэтиленом, пропуская через дыры выпуски арматуры.
- Бетон набирает достаточную несущую способность для продолжения строительства через 15 дней после заливки.
Для металлических опор:
- Трубы очищают от ржавчины металлическими щётками. Если нужно, обрабатывают восстановителем ржавчины.
- Внешнюю поверхность столбов покрывают битумной мастикой.
- Для труб большого диаметра роют ямы, дно которых засыпают песчано-гравийную смесь и тщательно её трамбуют.
- Подушки накрывают геотекстилем края, которого заводят вверх на высоту 150 — 200 мм.
- На плёнку ставят сетки из гладкой арматуры с пластиковыми опорами высотой 50 мм. Это нужно для образования защитного слоя армокаркаса.
- Сетки заливают бетоном на высоту заведённых краёв плёнки.
- Через 10 – 15 дней в приямках устанавливают отрезки стальные трубы и заливают их бетоном.
- Столбчатый фундамент из металла не армируют. Отрезки арматуры для крепления к ростверку приваривают к внешней стороне труб.
Для пластиковых столбов:
- ПВХ трубы нарезают ножовкой на отрезки нужной длины.
- В готовые скважины опускают пластиковые опоры. Внутрь опускают армокаркас из двух – трёх прутьев периодичного профиля.
- Лазерным уровнем отмечают вверх опор. Лишние верхние части срезают болгаркой.
- Полости заливают бетоном. Через 15 – 20 дней фундамент готов к выполнению следующих этапов строительства.
Пошаговая инструкция
Подготовка участка
Первым этапом является уборка участка, в ходе которой убирается весь строительный и растительный мусор, посторонние предметы. При необходимости проводится выравнивание участка, снимание дерна. Далее на очищенном и подготовленном участке делают разметку.
Разметка
Для разметки необходимы колышки и веревка. Колышки размещаются в местах пересечения стен, по углам и по периметру будущей постройки.
То есть в тех местах, где в дальнейшем будут располагаться асбоцементные трубы.
На этом этапе нужно обязательно проверить перпендикулярность углов. Для этого между колышками натягивается веревка и проверяется равенство диагоналей. При необходимости можно сразу выровнять колышки, чтобы в дальнейшем опоры были установлены по уровню.
Бурение скважин
Процесс подготовки скважин для опорных столбов ускорит наличие бура, если же его нет, то вырыть ямы можно обыкновенной лопатой.
Диаметр ямы должен немного превышать диаметр труб. А глубину необходимо увеличить на 20 см от размера подземной части трубы.
Это нужно для обустройства подушки из песка под опорный столб. Песчаную подушку тщательно утрамбовывают, а затем проливают водой, после впитывания, которой поверх подушки выстилают слой рубероида. Он необходим для защиты материала опор от разрушающего воздействия влаги
Особенно это важно в том случае, когда грунтовые воды находятся близко
Установка опор
После подготовки ямы в нее помещаются подготовленные асбестоцементные трубы. Их выравнивают по уровню и с помощью деревянных брусков обеспечивают временную опору. После этого повторно проверяют равенство диагоналей.
Если для подгонки до нужного размера столбы придется пилить, то необходимо оставить запас в 10 см. Это позволит после формирования фундамента выровнять все надземные опоры. При возведении фундамента на участке с близким залеганием грунтовых вод необходимо проводить гидроизоляцию асбестоцементных опор мастикой на битумной основе. Мастику просушивают и только после этого помещают трубы в ямы.
Если пренебречь обработкой, то срок эксплуатации опор уменьшится, так как вода будет способствовать разрушению труб, а соответственно и всего фундамента.
Заливка труб бетоном
Для заливки опор готовят бетонный раствор из цемента и песка в пропорции 1:2 соответственно. Эту смесь заливают водой до консистенции густой сметаны и добавляют 2 части мелкого щебня. Смесь тщательно размешивают и заливают в столбы на 40 — 50 см.
После заливки бетона нужно приподнять трубу на 15 — 20 см и установить так до полного застывания раствора. Это обеспечит прочное основание для опоры в случае выталкивания ее при пучении грунта.
Когда бетон застыл, можно приступать к наружной гидроизоляции труб рубероидом. После изоляции опор ямы нужно засыпать. Для этого используется речной песок, им заполняют оставшееся после установки опор пространство. Песок нужно пролить водой и тщательно утрамбовать, а затем проверить по уровню размещение всех столбов.
Армирование
После того как первая порция бетона застыла, внутрь асбестоцементной опоры устанавливается арматура (3-4 прута, которые соединяются при помощи поперечных перемычек из проволоки).
Затем готовят вторую порцию бетонного раствора и заливают им оставшуюся часть трубы.
Чтобы удалить воздух из бетонной смеси, после заливки рекомендуется проткнуть его металлическим прутиком.
К последующим строительным работам фундамент будет готов уже через 2 — 3 недели, когда бетон полностью высохнет. Чтобы продлить срок эксплуатации опор лучше по всей длине обработать их битумной мастикой. Вместо мастики можно использовать полимерные материалы для гидроизоляции.
Устройство основания такого типа требует дополнительного утепления и ветрозащиты, так как снизу отсутствует подвальное помещение. Если не позаботиться о дополнительном утеплении, то в доме будет сквозняк, высокая влажность, полы будут холодными и их срок эксплуатации значительно снизится.
Возведение столбчатого фундамента из пластиковых и металлических труб своими руками
Подобный фундамент и способ его возведения практически ничем не отличается от предыдущего, в связи с этим есть смысл рассмотреть лишь различия между ними.
Схема заглубленного столбчатого фундамента.
Преимуществом пластиковых труб является их общедоступность и более низкая стоимость в сравнении с асбестовыми трубами. Они устойчивы к вредным веществам и имеют гораздо меньший вес, но менее практичны и боятся низких температур. По сравнению с металлическими трубами, подобный вид труб имеет отличную устойчивость к теплу.
Данный вид фундамента потребует от владельца участка бани из кирпича больше всего затрат денежных средств, однако он является самым надежным в сравнении с теми, которые были перечислены выше. Помимо того, он является самым быстрым в возведении. Сложным моментом в процессе монтажа фундамента из металлических труб является точность уровня их относительно друг друга. В случае с асбестовыми и пластиковыми трубами, для выравнивания достаточно их просто подпилить.
Особое внимание необходимо уделить обработке труб антикоррозийными средствами, в противном случае, возводящаяся конструкция не сможет простоять и 20 лет. В данном случае существует 2 технологии заливки шурфа смесью бетона:
В данном случае существует 2 технологии заливки шурфа смесью бетона:
- В первом случае металлические трубы вбиваются ниже уровня скважины на глубину 50-100 см. Не обязательно при этом использовать трубу большого диаметра (в 15-20 см). Есть возможность взять несколько труб (2-3, но в зависимости от конструкции количество их может доходить до 6) и вбить их на расстоянии приблизительно 5 см друг от друга. Далее выполняется одновременная заливка труб и шурфа смесью бетона. Для данного способа предпочтителен ростверк из металлических профилей, которые привариваются к выступающим трубам. Следует заметить, что это довольно затратное дело. Однако надежность конструкции, которая получится, и быстрота установки являются самыми лучшими из всех перечисленных вариантов.
- Второй вариант практически ничем не отличается от аналогов других труб. В скважину опускается металлическая труба, имеющая диаметр 150-200 мм, однако при этом необходимо, чтобы радиус скважины был меньше, чем радиус трубы на несколько мм. В первую очередь это необходимо для того, чтобы в жаркий период времени металл от большой температуры не расширялся и не наносил повреждений фундаменту. В противном случае, понадобится сделать ремонт.
Схема столбчато-ленточного фундамента.
Далее внутрь трубы необходимо залить раствор и в случае необходимости (если строится многоэтажный дом либо расстояние между шурфами составляет 2-2,5 м) укрепить арматурой либо трубами меньшего диаметра изнутри.
После того как будет завершено формирование фундамента и застынет бетон (на это уйдет приблизительно 5-7 дней), необходимо решить, какой вид ростверка будет выбран для будущей конструкции. Наиболее экономичным вариантом является деревянный настил с применением винтовых соединений, однако это актуально лишь для построек небольших размеров (бани из кирпича, хозяйственные строения). Для капитальных построек можно использовать металлический каркас либо бетонное литье под несущими стенками.
Для чего используют
Свайный фундамент передает через точечные опоры нагрузку от здания на твердые слои грунта (скалистые, каменистые и суглинистые), минуя непрочные. Свайный фундамент эффективен на участках с пучинистым грунтом, и в местах, где часто происходят сильные весенние паводки.
При сооружении фундамента нужно заглубить нижние части свай, изготовленных из пластиковых канализационных труб, ниже уровня грунтовых вод до глубины, где почва не промерзает. Опоры в таком положении меньше подвергаются деформациям, которые возможны из-за сезонного пучения грунта.
Действие сил пучения на фундамент
Фундамент на канализационных пластиковых трубах используется для таких построек как:
- Щитовые дома.
- Каркасные.
- Бревенчатые и сложенные из бруса строения.
Допустимо даже возводить двухэтажные дома, используя свайный фундамент из труб большого сечения. Но на таком основании нельзя строить здания из камня, кирпичной кладки. Вес стен из этих материалов фундамент может не выдержать.
Что собой представляют асбестовые трубы
Асбестовые или асбестоцементные трубы – стройматериал с многолетней историей. Изготавливают их из портландцемента и асбестовых волокон. Из этих же материалов делают знакомый всем кровельный материал – шифер. Асбестовые волокна образуют каркас изделия, придавая ему прочность, которой чистый цемент лишен.
Сочетание этих материалов делает изделия из асбестоцемента прочными, водо–, термо– и огнестойкими, химически инертными и устойчивыми к коррозии.
Асбестоцементные трубы выпускают в двух модификациях:
- напорные, предназначенные для монтажа систем водоотведения, технического водоснабжения, оборудования колодцев, защиты скважин от осыпания грунта;
- безнапорные, используемые для монтажа систем дымоудаления.
Это интересно: Фундаменты на буронабивных сваях с монолитным ростверком
