Столбчатый фундамент своими руками

Из этой статьи вы узнаете — как самостоятельно построить своими руками столбчатый фундамент.

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ:

Столбчатый фундамент: как он устроен?

Столбчатый фундамент – это младший брат свайного фундамента. Несмотря на то, что он менее индустриален, эти разновидности фундаментов имеют схожие конструкции и принципы работы. Оба случая предусматривают расположение системы отдельных опор с прямоугольным либо круглым сечением. Эти опоры устанавливаются:

  • в местах пересечения несущих стен;
  • в углах здания;
  • на участках, испытывающих максимальные нагрузки (под печами, основаниями лестничных маршей, перегородками между комнатами и т.д.).

Главное их различие состоит в том, что столбчатые фундаменты не заглубляются в землю больше, чем на уровень ее промерзания. В противном случае это будет не столбы, а сваи, заглубление которых начинается от двух метров. Столбчатый фундамент оказывает лишь подошвенное, или сдавливающее действие на грунт. Сила трения боковых стенок, при этом, не имеет значительных показателей.

Данное обстоятельство обуславливает технологическую особенность такого фундамента: он может быть либо монолитным (цельным), либо быть собранным из уже готовых штучных его элементов. И в самом деле: положить кладку из кирпича в шурфе, глубина которого составляет три метра, не представляется реальным. А в углублении от 40 до 70 см – нет никаких проблем.

Преимущества столбчатого фундамента:

  1. Его невысокая (сравнительно) стоимость. Возведение его непосредственного конкурента, каким является мелкозаглубленный ленточный монолитный фундамент, обойдется в полтора-два раза дороже. Причины – меньший расход материалов и объем земляных работ, нет необходимости задействовать спецтехнику;
  2. Невысокая трудоемкость работ;
  3. Возможность самостоятельного выполнения всех этапов работ.

Как и любые строительные конструкции, столбчатые фундаменты имеют и ограничения в их использовании:

  1. Их применяют только в зданиях, строящихся из легких материалов: древесины, облегченных минеральных материалов, в малоэтажных домах, имеющих деревянные перекрытия. Причина – его малая опорная поверхность. Этот фундамент не в состоянии равномерно распределить по грунту вес тяжелого здания;
  2. Ограничения по видам грунтов. Такие фундаменты не строят на грунтах с повышенным содержанием влаги, пучинистых и слабонесущих грунтах. Так, как эти грунты обладают повышенной способностью просаживания, они не в состоянии выдерживать концентрированные нагрузки. В таких случаях предпочтительней использование свай;
  3. Рельеф местности. Столбы не рекомендуется применять для зданий, которые расположены на крутых склонах: при условии, что перепад высот под зданием превышает 1.50-2.0 метра. Избыточное сдвигающее действие горизонтально направленных сил в состоянии запросто опрокинуть такое здание;
  4. Конструктивно фундамент не предусматривает наличия заглубленных помещений. Если необходим подвал, подземный гараж или другие подобные помещения – лучше использовать монолитный фундамент или сборную ленту. Они уже сами по себе образовывают в грунте стены.

В зависимости от конструкционных особенностей и используемых для их изготовления материалов, столбчатые фундаменты бывают:

  • Деревянными. В заранее подготовленный шурф закладывают бревна, имеющие специальные расширения на нижнем конце, так называемые стулья;
  • Выполненные сборным способом. Комбинируется кирпичная кладка с готовыми изделиями из железобетона;
  • Монолитные. Они наиболее надежны. Непосредственно на месте установки происходит заливка бетона непосредственно в скважину;
  • Бутобетонные. Раствор изготавливают с добавлением бутового камня.

Столбчатый фундамент: делаем расчеты, рисуем схему, готовим чертеж

Наиболее сложной и ответственной задачей является этап создания проекта фундамента. При этом необходимо учесть массу ответственных моментов. Главные показатели, которые необходимо рассчитать:

  1. Рассчитать длину опор;
  2. Выбрать вид сечения столбов;
  3. Количество столбов и расстояние между ними.

Прежде, чем нарисовать схему и приступить к подготовке чертежа фундамента, надлежит дать ответы на вопросы всех трех пунктов.

Также, очень важно понимать, на каком типе грунта будет возводиться дом, чтобы принимать в расчетах тот уровень нагрузок, который ему придется выдерживать.

Какая должна быть длина опоры?

Заглубление опоры — глубина, на которой устанавливают столбики, находится выше, чем глубина промерзания грунта. Если работы выполняются качественно, то достаточно 0,40-0.50 м для того, чтобы обеспечить нормальное сцепление с естественным основанием. Дальнейшее углубление на пару десятков сантиметров целесообразно только тогда, когда на этом расстоянии залегают пласты с более высокой устойчивостью.

Высота над землей — оголовки столбов достаточно поднять на 0.3-0.5 м от поверхности земли. Это вполне обеспечит тепло- и гидроизоляцию для первого перекрытия. Создание цоколя в форме забирки позволяет обеспечить защиту деревянных стен в их нижней части.

Столбы какого сечения выбрать?

Сразу следует отметить, что сборчатого столбчатого фундамента необходимо подготовить квадратный или прямоугольный шурф. Для монолита прекрасно подходит круглое сечение. А это означает возможность применения буров, что избавляет от необходимости делать опалубку и значительно облегчает работу.

В ряде случаев опоры выбираются с неравномерным сечением. Внизу они более широкие, чем вверху. Такая конструкция позволяет увеличить общую площадь опоры для всего фундамента, что снижает общую нагрузку на грунт. Возможны следующие варианты:

  1. Так называемые «стулья» — для деревянных столбов. В общем, это могут быть обыкновенные отрезки бревен, которые устанавливают перпендикулярно стоякам, просто большой и плоский камень, бетонное пятно, в которое утапливают опору.
  2. Для опор из кирпича – расширенные ряды кладки, состоящие из 3-х или 4-х рядов. Для всех последующих рядов применяется кладка в 1 кирпич.
  3. Под монолитные столбы подкладывают плоскую плиту. Ее толщина – от 100 мм, а ширина – на 20-25 см шире, чем сама стойка.

Наибольшее распространение получили столбы с сечением столба в 400-500 мм. Максимальное сечение оголовка, как правило, не превышает 600 мм.

Количество столбов и расстояние между ними

Обычно расстояние между столбами составляет от 1.6 и до 3.0 метра. Точное расстояние между ними возможно рассчитать при условии, когда известно общее их количество. Оно, в свою очередь, рассчитывается путем определения нагрузки на каждый из столбов и типа несущих грунтов.

Пример проведения расчетов:

Определяем площадь сечения

Квадратная стойка со сторонами 40 см Х 40 = 1600 см2. Если стойка имеет круглую подошву, тогда: 3,14 (величина «пи»)х1/2 ее диаметра = 1 256 см2.

Разбираемся с несущим грунтом

Главное внимание – слоям, принимающим нагрузку. Они расположены на глубине от 500 мм и глубже. С помощью приведенной таблицы определяется несущая способность для основания. Так, для суглинков со средней пластичностью, вполне допустима нагрузка до 2 500 г/см2.

Вывод: Для столба с квадратным сечением максимальная нагрузка – 4 тонны. Площадь основания 1600 см2х2.5 кг/см2.

Определяем общее количество несущих столбов

Сначала рассчитывается общая масса строения. Для этого к массе стройматериалов добавляются эксплуатационные нагрузки (предметы домашнего интерьера, проживающие в доме люди и т.д.) и вероятный вес снежного покрова.

Допустим, что общая масса дома составила 100 тонн. Мы выбрали грунт с несущей способностью 2.5 кг/см2. Получается, что минимальное количество столбов – 25 штук (100 тонн: 4 тонны = 25).

Расстояние между столбами

Допустим, здание имеет размеры: 10 м Х 10 м и одну центральную несущую стену. Тогда общая протяженность фундаментных осей равна 50 м. Нагрузка на 1 погонный метр составит 2 т. (100 т./50 м). Расстояние между столбами: 4 т. (максимальная нагрузка на 1 столб) / 2 т. (нагрузку на 1 м погонный) = 2 метра.

Опорно-столбчатый фундамент собственными руками

Разметка территории

Перед тем, как приступить к работе, обязательно надо:

  • Исследовать грунт;
  • Замерить на нем перепады высот;
  • Подготовить план-схему вашего фундамента;
  • Подготовить водоотвод, очистить грунт от дерна.

После чего проектные отметки выносятся в натуру. Имеет смысл подготовить обноску при помощи контрольных шнуров.

Важно:

  • Необходимо придерживаться прямых углов;
  • Верхи всех столбиков должны быть выдержаны в одной горизонтальной плоскости.

Земляные работы

Работы по возведению опорно-столбчатого фундамента начинаются с подготовки ям для опор. Для опор, имеющих прямоугольное либо квадратное сечение, придется копать шурф вручную. Размеры такого шурфа в нижней его части должны сантиметров на 20 с каждой стороны превышать размеры стойки. Кверху шурф должен расширяться: откосы препятствуют осыпанию грунта. Преимуществом укрупненных шурфов есть возможность после снятия опалубки осмотреть каждый столб и выполнить его гидроизоляцию.

Опоры с круглым сечением устанавливать намного проще: скважину можно подготовить при помощи ручного бура либо спецтехники. Огромным преимуществом данного метода есть возможность заливки столбика прямо по стенкам скважины, не применяя опалубку.

Устройство подушки

Одним из свойств грунта является его пучение под воздействием мороза. И тогда столбы подвергаются давлению снизу. Для того чтобы противостоять такому давлению, на дно отверстия для столбика помещается материал, не подверженный пучению. Это может быть либо крупнозернистый песок, либо смесь песка и щебня, либо чистый щебень.

Чистый щебень слоем в 10 см плотно втрамбовывается в землю. Для песчаной подушки необходим слой не меньше, чем 20 см. Материал в выборке должен располагаться по всей ее ширине. Песок проливается водой и тщательно утрамбовывается.

Обустройство столбов

Опалубка

Применяется при возведении монолитного столбчатого фундамента с прямоугольными (квадратными столбиками). Для изготовления щитов, как правило, применяется обрезная доска. Наравне с доскою отлично можно использовать любые листовые материалы. В любом случае, следует очень тщательно крепить опалубку в скважине, чтобы не было перекосов во время заливки.

Если скважина вырыта буром – в опалубке нет необходимости – бетон заливается прямо по ее стенкам. Но возникает проблема: как сформировать ту часть столба, которая находится над поверхностью. Для решения вопроса используют рубашку из рубероида. Ее заводят на самое дно скважины, а надземную часть укрепляется и фиксируется от поверхности грунта. На поверхности рубероид – это опалубка, а внутри – гидроизоляция.

Армирование и устройство оголовка

Использование бетона в качестве строительного материала, предусматривает его усиление арматурой. Для этого используют стержни диаметром от 10 и до 14 мм. Их объединяют в единый каркас, состоящий из 4-х вертикальных ниток, скрепленных между собою хомутами. Для хомутов используется 6-мм тонкая гладкая проволока. Все элементы каркаса фиксируются при помощи сварки, либо вяжутся проволокой.

Армирование столбов с круглым сечением выполняется при помощи каркаса, состоящего из 3-х ниток. Эти нитки располагаются внутри специальных треугольных хомутов.

Коэффициент армирования (соотношения площади всех прутов к площади поперечного сечения столба):

  • Минимальный показатель – 0.4%;
  • Норма – 1-2%.

Столбы из бутобетона не армируют. Но такие столбы в надземной части должны изготавливаться из обычного бетона: вверху придется анкеровать арматуру, которая послужит для связки с ростверком.

Бетонирование и сборка столба

Важно: Необходим тщательный контроль за высотой стоек столбчатого фундамента. Для этого следует использовать натянутые шнуры обноски. От этих шнуров, используя рулетку, производятся нужные замеры. Контрольные замеры следует делать после того, как смонтирован каждый ряд.

Кирпичные стойки выкладываются таким образом, чтобы внутри образовался колодец. Его армируют стальным стержнем, после чего заливают бетоном.

Для сборки фундамента из бутобетона используют метод попеременной укладки бетона и камня. Вначале идет слой бетона (30 – 40 мм), затем камни. Камни необходимо утапливать в бетоне до их полного погружения. Пропорциональное соотношение бетона к буту должно быть не более чем 3:1. Минимальная ширина столбика – 50 см.

Если бетон заливался в шурф с подготовленной заранее опалубкой, необходимо выполнить его обратную засыпку. Пазухи между шурфом и грунтом засыпаются поэтапно. Каждый слой грунта (около 20 см) трамбуется. В качестве материала для засыпки предпочтительно использовать крупный песок либо песчано-щебеночную смесь.

Устройство ростверка

Ростверк служит для связки всех столбов фундамента в единое целое. Выполняется в виде системы из балок либо цельной плиты. Данная конструкция равномерно распределяет общий вес здания на каждую из опор. Материалом для изготовления служат:

  • Стальные балки, скрепленные посредством сварки либо болтами. Конструкция отличается высокой надежностью, но подвержена коррозии;
  • Наиболее часто при изготовлении применяется железобетон.

Ростверки бывают сборными или монолитными. В сборных ростверках поверх столбов укладывают бетонные перемычки, стыкующиеся между собою по центрах столбов. Стыки перемычек соединяют при помощи сварки их армирующих элементов.

Для того чтобы устроить монолитный ростверк, изготавливают по всему периметру здания П-образные короба опалубки. Устанавливают их поверх оголовков столбиков фундамента. Конструкция должна быть надежной. Нельзя допускать их пригибания под тяжестью бетона.

Сечение монолитного ростверка – квадратное. Сторона его равна ширине стен, но не должна быть меньше, чем ширина столба.

Забирка служит для изоляции пространства по нижним перекрытием здания от снега, дождя, воздействия мороза и т.п. Способ выполнения – в промежутки между столбами закладываются различные наполнители (остатки бута, битый кирпич и т.п.). После чего все это заливается бетоном. Можно просто сделать каркас и обшить его листовыми панелями. Наличие вентиляционных отверстий в забирке обязательно.

Облегченный столбчато-ленточный фундамент для дома из дерева

Этапы земляных работ

Технологически такой фундамент строить несложно. В углах будущего здания и по его сторонам в заранее размеченных местах роются ямы сто сторонами 1х1 м. Их глубина не должна быть меньше, чем глубина промерзания грунта. Почему 1х1? Ведь расчеты показали, что площадь опоры намного меньше? Да просто потому, что более узкие ямы очень неудобно выкопать вручную. Ручной бур не всегда есть в наличии, а вызов экскаватора стоит денег, да и устанавливать опалубку придется. А главная цель самостоятельного устройства фундамента – это возможность сэкономить. Кроме того, ямы большей ширины дают определенный запас прочности.

Затем между ямами роется траншея. Ее глубина составляет примерно 50 см. На дно траншеи засыпается слой песка (около 10 см). Заранее готовится арматура 20 мм в диаметре. Ее длина не должна быть меньше длины самого короткого из пролетов. Для каждого из пролетов следует приготовить по пять стержней. Если арматура гладкая – следует загнуть на 90 градусов ее концы. Будучи заложенной в балку, ей придется работать на изгиб.

Заливка столбов и траншей

Для заливки используется бетон М200. Будет лучше, если заказать доставку готового бетона. Тогда на выполнение всех работ уйдет не более 2-х дней. Заблаговременно арматура выставляется в траншею и крепится на кирпичиках проволокой. В противном случае, бетон просто выдавит ее, вытекая из самосвала.

Важно: Заливая бетон в траншеи, вся работа выполняется в один прием. Перерыв допускать нельзя. Если без перерыва не обойтись, тогда он должен происходить на бетонировании столба и оканчиваться вертикальным швом. Горизонтальный, как и вертикальный разрывы при бетонировании балок по их длине не допустимы! Иначе они не будут работать. Столбы работают непосредственно на сжатие – их можно заливать произвольно.

Советы:

Бетон вполне возможно приготовить самостоятельно. Процесс более долговременный, но позволяет сэкономить. В таком случае ямы копаются не все сразу, а по одной. Выкопали яму – залили ее бетоном. Иначе, в случае дождя, стенки ямок могут обрушиться.

При ручной заливке на дно ямы засыпаются камни, бой кирпича или лом металлов слоем до 25 см. Для приготовления раствора берутся: Цемент М400 и 2 части песка, либо цемент М200 – одна часть и одна часть песка. Но для фундамента М200 лучше не использовать. Затем ломом протыкается смесь – это нужно для лучшего обволакивания камней. И так – до конца. Если использовать мелкую щебенку, то сначала поступают так же, как и с камнями. Отличие – толщина ее слоя не более пяти сантиметров. Сначала заливается раствор, а щебенка сыпется потом.

После заливки начинается процесс набора бетоном прочности. Этот процесс идет довольно медленно: заканчивается полностью только через 2-3 месяца. Когда на улице стоит сухая и жаркая погода, бетон накрывается сырой мешковиной и периодически смачивается водой. В противном случае испарение воды будет опережать химическую реакцию схватывания бетона. Тогда возможно возникновение трещин.

Обустраиваем верх фундамента

Верхнюю часть фундамента приподнимают на 10 см над уровнем земли. Для этого необходимо из двух досок приготовить опалубку. Это нужно для того, чтобы устроить, впоследствии, отмостку. Если поверхность получилась неровной – не беда. Кирпичная кладка цоколя ее выровняет.

Все работы потребуют меньших затрат труда, если для копки ям использовать механический бур. Таким, каким пользуются для установки столбов монтажники. Его диаметр – от 0.5 до 1.0 метра. Такие буры установлены на автомобилях либо тракторах. Они имеют потрясающую производительность, а стенки у ямок долго не осыпаются.