Плюсы и минусы, инструкция по возведению столбчатого монолитного фундамента

Пошаговое возведение столбчатого фундамента своими руками

Самым востребованным становится классический заглубленный фундамент на бетонных опорах. Он подходит для строительства домов, бань, беседок и любых хозяйственных построек. Именно о нем и пойдет речь далее. А лучше разобраться в особенностях такого основания поможет видеоролик.

Разметка участка

Перед началом работ на участке производят разметку. Этот процесс делится на несколько этапов:

  1. Определяются углы будущего строения. В этих местах устанавливаются столбики, с прибитыми к ним деревянными планками.
  2. К планкам привязываются веревки. С их помощью очерчиваются границы здания.
  3. Аналогичным образом размечают местоположение опор, которые будут располагаться внутри периметра конструкции.

Предварительная разметка позволит точно определить положение будущих опор и облегчить работу.

Выемка грунта и подготовка подушки

При строительстве основания своими руками земляные работы занимают немного времени. Главное, выкопать скважины для заливки бетона. Если отверстия должны иметь круглое сечение, проще воспользоваться специальным буром.

Прямоугольные ямы удастся выкопать обычной лопатой. Размер углубления должен быть больше параметров столба. Необходимо предусмотреть место для сооружения опалубки, а также гидроизоляционного материала.

При строительстве фундамента на столбах необходимо организовать песчано-гравийную подушку. Она послужит демпфером, снизит влияние грунта на конструкцию. Для подушки смешивают щебень средней фракции и мелкий песок в соотношении 3:2. Эту смесь засыпают на дно каждой подготовленной скважины слоем около 20 см.

Подушку можно засыпать и послойно. Для этого вначале на дно ямы укладывается щебень слоем 10 см. Материал тщательно трамбуется. Следом за ним всыпается песок слоем около 15 см. Его также следует хорошо утрамбовать. Перед этим песок смачивают водой. Так в подушке не останется пустот.

Монтаж несъемной опалубки

Следующим шагом строительства столбчатого фундамента становится изготовление опалубки для заливки опор. Проще делать ее несъемной. С этой целью используют один из следующих материалов.

Изображение Наименование Описание

Доски толщиной до 40 мм Из них сбивают щиты необходимого размера. Для крепления досок используют саморезы или обычные гвозди.

Листовой материал: ДСП, ОСП, фанера и прочие Толщина листа должна оказаться около 12 мм. Более тонкий материал может прогибаться под действием раствора, а толстые листы использовать экономически невыгодно.

Трубы ПВХ Выбираются модели диаметром более 100 см и достаточной толщиной стенки.

Металлические или асбестовые трубы Их установка придаст конструкции дополнительную прочность.

Существует еще и бюджетный вариант опалубки фундамента. В выкопанную траншею устанавливают металлическую решетку, свернутую трубочкой. Внутри нее прокладывают слой рубероида. Материал укладывается так, чтобы его гладкая сторона смотрела наружу. Так сцепление с грунтом окажется минимальным.

Армирование столбчатого фундамента

Для придания прочности конструкции выбираются металлические прутки диаметром не менее 12 мм. Армирование опор круглого сечения проводится в три нити. Прутки устанавливаются вертикально. Они должны отходить от краев будущего столба на 0,5 сантиметров. Для квадратных столбов используется по 4 прутка.

Вертикальные прутки связываются между собой проволокой. Использовать для их соединения сварку не рекомендуется, так как это снижает прочностные характеристики конструкции.

Заливка бетона

Следующим шагом изготовления столбчатого фундамента становится приготовление бетонного раствора. Для этого смешивают одну часть цемента марки не ниже М400 с тремя частями мелкого песка и 5 частями щебня средней фракции. Можно соединять компоненты вручную, но проще и быстрее воспользоваться бетономешалкой.

Раствор заливается в подготовленную опалубку слоями толщиной около 35 см. Каждый слой необходимо штыковать тонким прутом, чтобы из раствора вышел весь воздух. При возможности рекомендовано использовать погружной вибратор.

Сводная таблица сравнения монолитной плиты с конкурентами

Иногда приходится решать нелегкую дилемму: остановиться на монолитном фундаменте или все же предпочесть привычное ленточное или свайное основание. Определиться вам поможет следующая таблица, наглядно демонстрирующая недостатки каждого из видов фундамента.

Монолитный фундаментЛенточный фундаментСвайный фундамент
Невозможность обустройства подвала или погребаБольшая масса общей конструкции, приводящая к неравномерности усадкиСильная усадка строения при неправильном расчете фундамента и возможный перекос элементов конструкции
Необходимость теплоизоляции при строительстве в суровых климатических условияхНеобходимость тщательного анализа состава почвы и определения глубины заглубления перед началом строительстваНеобходимость обустройства монолитной горизонтальной обвязки в виде ростверка или связующих балок
Высокая стоимостьВысокая трудоемкость возведения, для которого часто требуются квалифицированные рабочие и специализированная техникаНекоторое повышение стоимости проектных работ, связанное с необходимостью максимально точного расчета фундамента
Нестабильность при возведении на участках со значительным уклоном почвыЗначительный расход материаловОпределенные проблемы при обустройстве подвального помещения
Необходимость проведения гидроизоляционных работВысокий риск коррозии металлических свай и сложность установки в каменистые скальные грунты

Как видно из приведенной выше таблицы, идеального фундамента не существует, поэтому в каждом конкретном случае целесообразность возведения монолитного основания определяется, исходя из особенностей участка и возможностей и пожеланий заказчика.

Монолитный столбчатый фундамент

Выбор типа конструкции зависит от характера строения и особенностей грунта. Монолитные столбчатые фундаменты применяются в случае с возведением щитовых или каркасных построек на песчаных и торфяных грунтах. Работа по обустройству такого основания осуществляется в несколько этапов:

  • бурение скважин – требуется заглублять столбы на 25 см ниже уровня промерзания почвы;
  • погружение в скважину асбестоцементных труб – фиксация осуществляется с помощью почвы;
  • закладка в скважину арматуры, заливаемой бетоном;
  • трамбовка бетонной смеси стальным прутком – выгоняется из смеси воздух;
  • набор прочности конструкцией – происходит в течение 2-х дней.

Влияние свойств грунта

Пучение грунта – это увеличение его объема при промерзании

В результате такого воздействия он сжимает фундамент сбоку и, самое важное, выталкивает его снизу. Все грунты в зависимости от структуры имеют разную пучинистость

Оценить ее степень можно по простой формуле — E = (H— h) / h, где:

  • Е – степени пучинистости;
  • h и H – высота контрольного слоя грунта до и после промерзания, соответственно.

Для оценки степени опасности грунта по пучинистости надо сделать замеры летом и зимой. Опасная степень считается, начиная со значения Е, равного 0,01, что определяет вспучивание в 1 см при промерзании слоя грунта толщиной 1 м. Чем больше увлажненность почвы, тем опаснее вспучивание. Наиболее пучинистыми признаются глинистые грунты, супеси и суглинки. Песчаник практически не вспучивается.

При возведении столбчатого фундамента именно вспучивание приводит к большому заглублению столбов. Если опорная пятка опускается ниже уровня промерзания, то вытеснения конструкции не будет, а сжимающие нагрузки сбоку менее опасны.

Кроме того, верное направление в борьбе с пучиностостью – песчаная подушка. Песок хорошо отводит воду, не накапливая внутри себя, что способствует снижению влияния вспучивания. Помимо нижней подушки его рекомендуется использовать и для повторной засыпки ямы после окончания строительства столба.

В ряде случаев, эффективным способом становится утепление фундамента, что не дает промерзать окружающим слоям почвы. Обязательное условие – поверхностный дренаж для уменьшения просачивания в почву осадочной влаги.

Устройство монолитного фундамента: этапы и нюансы работ

Любой монолитный фундамент изготавливается в пять основных этапов работ, каждый из которых имеет свои особенности. Подходя к решению вопроса, как сделать монолитный фундамент своими руками, их знать просто обязательно. Если не считать сложные инженерные расчеты, которые должны предшествовать непосредственному строительству основания дома, все работы, связанные с его изготовлением, можно представить в виде следующей последовательности работ.

В принципе, это все, что можно сказать по поводу вопроса, как изготавливается монолитный фундамент? Можно, конечно, рассказать еще и о его расчете, но это отдельная тема, к тому же не из простых. Люди годами учатся, чтобы понять ее – в общем, в одной статье рассказать обо всем не получится. Единственное, что здесь можно сказать, что при расчете данного элемента строения в учет берется масса факторов – и климат региона, и тип почвы, и вес здания, и даже его конструктивные особенности. В общем, хотите построить действительно надежный дом, который простоит как минимум столетие, этот вопрос лучше доверить специалистам.

Столбы, рандбалки, ростверки

Каждый столб в любом столбчатом фундаменте состоит из:

  • подошвы (или пятки);
  • стержня (или ствола);
  • изолирующей оболочки;
  • и оголовка.

В зависимости от материала, из которого изготовлен конкретный столб, вышеперечисленные детали выполняются по-разному.

Самыми прочными и потому распространенными считаются столбы из бетона. Попробуем сделать нужные расчеты именно для них:

  • раствор для таких конструкций берется марки М200-М300, то есть самый обычный;
  • для замеса потребуется бетономешалка, и проще всего взять ее в аренду;
  • раствор готовится по следующему рецепту: 300 кг портландцемента М400-М600 + 750 кг строительного песка + 1200 кг щебня средней фракции + 150 л чистой технической воды;
  • замес ведется обычным порядком.

Что касается столбовой заливки, то она происходит по нижеприведенному алгоритму:

  1. Если нужно засыпается подушка. Для столбов нормального заглубления хватит «подбетонки» в 5-10 см прямо на грунт.
  2. Далее вставляется оболочка до дна. И нужно следить, чтобы расстояние от нее до стен скважины было везде одинаковым.
  3. После вставляется, а затем центрируется арматурный каркас.
  4. Потом оболочка на треть заполняется бетоном и приподнимается на 200-300 мм. Если использовался бур ТИСЭ, то величина, на которую необходимо приподнять оболочку, указывается в его спецификации. В любом случае после перечисленных мероприятий оболочку следует зафиксировать в ее новом положении. Если скважина бурилась обычным буром, то бетон может схватываться до 2-х суток. И тогда необходимо провести обратную засыпку пространства между оболочкой и стенкой скважины. Грунт при этом плотно утрамбовывается.
  5. На данном этапе (после всех вышеперечисленных операций) заливается стержень столба с гидроуплотнением — то есть слоями по 15-20 см и выдержкой после каждой заливки в 10-20 минут.

Бетон набирает полную прочность за 7 суток после обустройства. Поэтому только по прошествии недели после заливки можно приступать к последующим работам по строительству.

Важно: Виброуплотнение лучше не использовать, когда речь идет о столбчатом основании. Наконечником вибратора можно задеть за арматуру, тогда возможно образование каверн с цементным молочком, а это существенно снизит прочность столба

Да и не пробьет этот прибор толщину в 1,5-2 м

Да и не пробьет этот прибор толщину в 1,5-2 м.

Чем закрыть промежутки между столбами?

После установки монолитного столбчатого фундамента между колоннами остается пустое пространство. Чтобы его закрыть, монтируют «забирку» высотой от 40 см. Она изолирует пространство под перекрытиями от дождя, снега, мороза. В процессе монтажа кладут кирпич, блоки, бут, затем стену заливают раствором. Второй вариант забирки представляет собой каркас, обшитый сайдинговыми панелями. В конструкции или стене обязательно должна быть предусмотрена вентиляция.

возводит каркасные, деревянные, кирпичные дома под ключ. Минимальная гарантия — 1 год. Полный пакет проектной документации.

Опытные специалисты выполняют проектирование, монтаж фундамента любых типов. До 31 августа действует скидка 50% на фундамент!

* — акция действительна на момент выхода статьи

Устройство монолитных столбчатых фундаментов

Устройство монолитного столбчатого фундамента начинается с земляных работ.

Их объем невелик по сравнению с другими видами фундаментов:

  • расчищается участок строительства от мусора;
  • производится разметка столбов;
  • в местах монтажа опор снимается плодородный слой почвы;
  • роются ямы под столбы: если их глубина не превышает 1 м, стенки можно выполнить вертикальными и без дополнительных креплений. Стенки более глубоких ям необходимо укрепить досками или выполнить их с откосами. Глубина скважины должна превышать глубину заложения фундамента на 200-300 мм. Ширина ее также делается с запасом в 400 мм по контуру будущего столба: такой запас необходим для установки опалубки и распорок.

Более подробно про глубину заложения фундамента мы изложили в этой статье.

Устройство дренажной и гидравлической подушек

На дне подготовленной скважины устраивается песчано — гравийная подушка с уширением по периметру опоры в 100-200 мм. Сначала в яму укладывается слой песка толщиной 100-200 мм. После его уплотнения насыпается слой гравия толщиной 50 мм. Насыпанный гравий обильно смачивается водой и плотно утрамбовывается.

На уплотненную подушку необходимо уложить гидроизоляционный материал – рубероид или полиэтиленовую пленку.

Гидравлическая подушка служит своего рода подставкой под столб. С ее помощью увеличивают площадь опоры элемента столбчатого фундамента. Ширина гидравлической подушки должна превышать геометрические размеры поперечного сечения столбика на 200-350 мм.

Для правильного формирования подушки устраивается невысокая (150-200 мм) опалубка. Процесс монтажа данного элемента столбчатого фундамента можно ускорить, использовав в его качестве железобетонный блок 200х200х400 мм.

Монтаж опалубки

Для изготовления опалубки под монолитный железобетонный столбчатый фундамент применяются доски, оструганные с одной стороны. Гладкая поверхность пиломатериала должна быть обращена в сторону бетона. Требования к породе древесины невысоки – она может быть любой, лишь бы ее влажность не превышала 25%.

Сухая доска на опалубку не подойдет: ее придется предварительно смочить, чтобы при заливке она не впитывала воду из бетонной смеси.

Ширина доски берется в пределах 120 – 150 мм, толщина – 25-40 мм.

Некоторые строители используют в качестве опалубки металл или ДСП. В частном строительстве такой прием допускается, но сцепление этих материалов с бетоном выше, чем с пиломатериалом, так что дальнейшие работы по удалению опалубки будут затруднены.

Армирование

Армирование монолитных столбчатых фундаментов производится при помощи строительной ребристой арматуры диаметром 10-12 мм (вертикальные элементы каркаса) и гладкой диаметром 6 мм (горизонтальные элементы).

Арматурные каркасы вяжутся на поверхности, а затем опускаются внутрь опалубки. Горизонтальные стержни устанавливаются с шагом 200-250 мм.

Высота вертикальных прутков должна быть таковой, чтобы ее верхние концы выступали над бетонной поверхностью столба на 100-200 мм. В дальнейшем они используются для привязки ростверка.

Заливка бетона

Технология устройства монолитного столбчатого фундамента предусматривает послойную заливку бетонной смеси.
В ее состав входят:

  • цемент марки М400 – М500 – 1 часть;
  • песок – 3 части;
  • щебенка – 5 частей.

Каждый слой уложенного бетона (толщиной 200-300 мм) уплотняется при помощи ручных вибраторов.

Особенности и конструкция столбчатого фундамента

Несущая способность столбчатого фундамента значительно ниже, чем ленточного или монолитного

Этот тип основания представляет собой совокупность опор, установленных в грунте по определенной схеме. Вид, количество и размер столбов зависит от целого ряда факторов, главными из которых является состав грунта и вес здания. Поскольку площадь опор значительно меньше, чем у ленточного и плитного фундамента, несущая способность их пропорционально ниже.

Единичные опоры могут быть использованы при возведении легких дачных домиков каркасного типа, сооружений из пеноблоков и сэндвич панелей. Для тяжелых домов делается большее количество столбов, что в совокупности с обязательной установкой ростверка делает такое решение нецелесообразным. Проще, быстрее и надежнее залить железобетонную конструкцию.

При решении сделать фундамент на столбах следует учитывать такие особенности данной конструкции:

  • Основа столбов должна опираться на прочный слой грунта. Нужно быть готовым к отрывке довольно глубоких ям.
  • Устройство основания может быть единым или состоящим из единичных изделий. В первом случае опоры жестко объединяются ростверком, во втором — на них опускается плита перекрытия или нижние фрагменты бруса.
  • Просвет под домом выбирается достаточным для обеспечения проветривания, защиты от холода и сырости. Проем можно использовать для складирования различных мелочей. Минимально допустимой считается возвышение 50 см.
  • При проведении сборки опор из мелких фрагментов используется качественный вяжущий раствор.

Расчет

Расчетное сопротивление грунта основания

Данные для расчета взяты из СП 22.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*).

, где

коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 5.4;

коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта ( и ) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;

ширина подошвы фундамента, м;

осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3;

осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;

расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;

угол внутреннего трения грунта основания;

коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;

Коэффициент, принимаемый равным единице при b < 10 м; kz= z0 ÷ b+ 0,2 при b ≥ 10 м (здесь z0 = 8 м)

глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (5.8);

глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;

Более подробную информацию можно посмотреть: Расчет сопротивления грунта основания

Данные для расчета взяты из приложения В СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83*).

Формула при d ≤ 2:

, где

расчетное сопротивление грунта основания (при d=2м и b=1м), кПа;

коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;

ширина проектируемого фундамента, м;

глубина заложения проектируемого фундамента, м;

ширина фундамента равная 1м (Ro);

глубина заложения фундамента равная 2м (Ro).

Формула при d>2:

, где

расчетное сопротивление грунта основания (при d=2м и b=1м), кПа;

коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;

коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и
песчаными грунтами, — k2 = 0,25, супесями и суглинками — k2 = 0,2 и глинами — k2 = 0,15;

ширина проектируемого фундамента, м;

глубина заложения проектируемого фундамента, м;

ширина фундамента равная 1м (Ro);

глубина заложения фундамента равная 2м (Ro);

расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3.

Расчет общей длины ленты

Размеры указаны по внешним границам фундамента

, где

– общая длина ленты;

– расстояние между осями А-Г;

– расстояние между осями 1-2;

– ширина фундамента.

Расчет бетона осуществлен по методике описанной в книге В.П. Сизова: Руководство для подбора составов тяжелого бетона.

Особенности столбчатых фундаментов

Столбчатый фундамент можно считать младшим братом более индустриального свайного фундамента, так как он имеет схожую конструкцию и принцип работы. В обоих случаях по осям здания располагается система отдельных вертикальных опор прямоугольного или круглого сечения, которые есть во всех точках пересечения несущих стен, по углам, под особо нагруженными участками (каменные печи, межкомнатные перегородки основания лестничных маршей, колонны). И там и там может применяться ростверк для связки основных элементов фундамента, пространство между стойками заполняется — выполняется так называемая «забирка».

Главное отличие заключается в следующем — столбы не заводят ниже глубины промерзания (это уже будут сваи, длина которых в земле стартует с 2 метров), поэтому они оказывают только подошвенное сдавливающее воздействие на грунт, тогда как сила трения в зоне боковых стенок имеет незначительные показатели. Исходя из этого обстоятельства, технологически столбчатый фундамент может быть не только цельным/монолитным, но и собираться из готовых штучных элементов. Согласитесь, выполнить кирпичную кладку, например, в трёхметровом шурфе просто нереально, а при заглублении в 40–70 см — без проблем.

Столбчатый фундамент имеет свои явные преимущества:

  • сравнительно невысокая стоимость — он примерно в 1,5–2 раза дешевле своего прямого конкурента, мелкозаглублённого ленточного монолитного фундамента (меньше материалов и земляных работ, не нужна техника);
  • малая трудоёмкость;
  • строить его можно даже в одиночку, поэтапно изготавливая отдельные элементы.

Естественно, этот фундамент не является универсальным, иначе все бы строили на столбах, и просто не существовало бы других вариантов. Не будем называть это его недостатком, правильнее будет — специфика.

Из-за небольшой суммарной опорной поверхности столбчатый фундамент не может корректно передать на грунт массу тяжёлого дома. Сжимающие силы под подошвами опор оказываются настолько велики, что основание не способно выдержать вес строения, требуется увеличение количества столбов и площади их поперечного сечения, что нейтрализует экономическую выгоду от применения такого фундамента. Поэтому столбчатые фундаменты целесообразно применять только для лёгких домов из древесины (каркасных, из бруса, из бревна), для строений из облегчённых минеральных материалов, только если они небольшие, малоэтажные, с деревянными перекрытиями. В любом случае, нагрузки и сопротивляемость грунта следует считать, об этом будет ниже.

Вытекающее из первого пункта ограничение — нельзя такой фундамент закладывать на водонасыщенных, слабонесущих и пучинистых грунтах. Заболоченные и слабонесущие основания не могут выдержать концентрированных нагрузок и просаживаются, а возможные силы морозного пучения легко преодолевают небольшую загруженность фундамента от лёгкого здания (с весовым моментом мы уже определились). На рыхлых нестабильных участках лучше работают сваи, которые либо «достают» до плотных пород, либо, благодаря своей длине и большой наружной поверхности, цепляются, используя силы трения.

Опасно использовать столбы на крутых склонах (если перепад высот под домом приближается к 1,5–2 метрам). В таких условиях слишком активно действуют горизонтально направленные сдвигающие силы, которые способны просто опрокинуть строение. Тем более что глубина залегания столбчатого фундамента маленькая по определению, а, следовательно, и цепляется дом за основание сравнительно слабо.

Конструктивно этот фундамент не предполагает устройства заглублённых помещений. Если нужен подвал или подземный гараж, то лучше (во всех отношениях выгоднее) возвести монолитную, либо сборную ленту, которая сама по себе будет формировать стены в грунту.

Ну, и чтобы завершить наше вступление, заметим, что конструктивно и по материалу изготовления столбчатые фундаменты разделяют на:

  • деревянные (в шурфе располагают брёвна со всевозможными расширениями на торце — стулья);
  • сборные (кладка из обожжённого кирпича, готовые железобетонные изделия);
  • монолитные (самые надёжные, бетон заливают в скважину непосредственно на участке);
  • бутобетонные (в раствор вводится бутовый камень).
Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий