Преимущества столбчатого фундамента

Бюджетный столбчатый фундамент с ростверком

Если строить столбчатый фундамент своими руками, то первым делом необходимо сделать его точный расчет

Для чего необходимо вычислить массу бани, а здесь важно учитывать и ее снеговую нагрузку – в Московской области это примерно 100 кг на каждый квадратный метр площади. Как и вес внутреннего наполнения бани: мебели, печи и людей – что это еще 100 кг на тот же метр

К слову, если трудно вычислить несущую способность грунта на определенной местности, тогда лучше исходить из такого расчета: 0,5-0,6 кг на см2. По сути, именно такие параметры у торфяника или старого осушенного болота. Во всех остальных случаях – дела намного лучше.

Этап I. Изготовление ям

Самый простой способ – взять бур диаметром в 25 см и просверлить им в грунте небольшие ямы – 15-20 см. Это будет основой для изготовления нижней части столбов. Она обязательно армируется мелкой сеткой и засыпается пескобетоном 200-й маркой.

В центральной части ямы нужно вставить несколько прутков арматуры так, чтобы они выглядывали из ямы не более, чем на 10 см. Это могут быть старые и ненужные куски труб, железки и обломки.

А чтобы цементное молочко не впитывалось в грунт, помогут куски рубероида или даже обычные полиэтиленовые пакеты.

Этап II. Установка столбов

Берется кусок асбоцементной трубы, с диаметром 10 см, в него кладутся два арматурных прута диаметром 1,2 см и все это ставится на «башмак». Заливать нужно таким же пескобетоном, попутно все утрамбовывая еще одним прутом. Сверху – либо болт, либо еще один кусок арматуры.

Этап III. Второе бурение

Чтобы отвердел бетон после последних действий – необходимо около 4-5 дней. Далее – можно начинать второе бурение. Для этого понадобится бур – им делается отверстие с диаметром 30 см и обязательно ниже расчетной глубины промерзания. В этот проем нужно быстро вставить получившийся столб – так, чтобы он не осыпался. Прочность его может достигать до 11 тонн нагрузки.

Далее полученное отверстие нужно засыпать тем же грунтом, который был вынут из скважины. Не помешает его также утрамбовать и досыпать.

Этап IV. Строительство ростверка

Ростверк для такого столбчатого фундамента сделать можно из металла, бетона и даже дерева – здесь уже что кому больше нравится. Главное только, чтобы сам ростверк висел над грунтом более, чем на 10 см.

Главный плюс такого вида фундамента в том, что он годится практически для любых бань, обладающих не сильным весом – бревенчатых, брусовых и каркасных. А служит он долго – хоть сто лет, причем даже тогда, когда стоит на болоте.

Этапы работ по строительству фундамента

Столбчатый фундамент достаточно прост в исполнении. Имея базовые строительные навыки его можно построить самостоятельно. О том, как это сделать своими руками, читайте здесь.

Расчет

осуществляется по формуле — S = 1.4 x P/Ro

• S – суммарная площадь сечения всех столбов в конструкции;
• P – общая масса здания;
• Ro – расчетное сопротивление грунта (показатель из таблицы 1-5 на стр.6 СНиП 2.02.01-83); 1.4 – коэффициент запаса прочности.

Все о расчетах для столбчатого фундамента расскажет эта публикация.

Разметка

При помощи строительной нити и колышков нужно отметить контур здания на пятне застройки. Второй нитью отмечается внутренний контур ростверка. Разметка должна полностью соответствовать проекту. Подробнее — в этой статье.

Обустройство песчаной подушки

Чем выше опора фундамента и чем меньше ее площадь в подошве, тем больше роль подушки, на которую она опирается. При строительстве столбчатой конструкции подушку обустраивают с особой тщательностью.

Сначала нужно дно ямы, подготовленной для установки опоры, хорошо утрамбовать. Потом засыпать песком или песком со щебнем.

Опалубка

Монолитные заливные колонны сооружаются с применением опалубки. Она нужна для формирования стенок опоры и придания ей прочности. Опалубка может быть съемной или несъемной. Первый вариант отличается тем, что после застывания бетона опалубка будет демонтирована.

Материалом для опалубки может послужить:

• доска;
• фанера;
• ДСП;
• стальные листы.

Об опалубке для СФ читайте тут.

Армирование

Для укрепления каждого столба нужно несколько прутков арматуры 10-12 мм, которые устанавливаются вертикально на всю высоту опоры. Они связываются поперечными элементами из арматуры 6 мм.

Подробности — в этом материале.

Обвязка

Верхушки столбов связываются между собой обвязкой ростверком. Обвязку выполняют различными материалами:

• железобетоном;
• строительными блоками, уложенными на каркас;
• швеллером;
• деревянными брусьями;
• двутавровыми балками.

Об обвязке СФ можно узнать тут.

Утепление

Если здание построено с высоким ростверком, между уровнем почвы и дном постройки образуется пустота, которая становится причиной выхолаживания помещений через пол. Кроме того, повышенная влажность может быстро разрушить материал стен и чернового пола.

Чтобы этого избежать, нужно фундамент утеплить. Для этого цоколь закрывается листами пенопласта или пенополистирола. Подробнее читайте здесь.

Чем закрыть?

На последнем этапе столбчатую конструкцию вместе с утеплителем закрывают фальш-цоколем (зибиркой). С этой целью применяется любой облицовочный материал, предназначенный для отделки цоколей.

О том, как и чем закрыть столбчатый фундамент, расскажет эта статья.

Как сделать столбчатый фундамент своими руками быстро и просто

Отливка бетонных столбчатых конструкций потребует продолжительной и довольно грязной работы с замесом цементного раствора, установкой и укреплением столбовой опалубки, выравниванием и зачисткой рабочих поверхностей. Можно пойти более простым путем и купить готовые блоки длиной по 40 см и сечением 20х20 см. Лучше всего подойдут пенобетонный блок марки конструкционный D1200 или тяжелые керамзитобетонные марки.

Для более тяжелых вариантов домика можно изготовить гранитные блоки. Для этого блоки отливают на ручном станке для прессовки шлакоблока с наполнителем из тяжелой скальной породы. Такой блок сможет выдержать нагрузку в 300-400 кг, что соответствует весу стен брусового дома. Если у вас есть опыт работы своими руками с укладкой камня на цементном растворе, то построить 6-8 столбчатых опор можно за половину рабочей смены.

Кроме стандартных прямоугольных блоков, на станке отливают пустотелые массивные блоки в виде усеченной пирамиды с армирующим каркасом. В верхнее основание пирамидальной столбчатой опоры закладывается штифт или резьбовая шпилька, позволяющая обвязать установленные столбы деревянным брусом или стальным профилем. Достаточно утрамбовать и отсыпать горизонтальную площадку, чтобы установить по натянутым шнурам готовое фундаментное поле из столбчатых опор.

Виды используемых материалов

Чтобы приступить к возведению опорно-столбчатого фундаментного основания, нужно сделать правильный выбор материалов, из которых будут создаваться опоры. К решению этого вопроса нужно подходить исходя из вышеуказанных условий и типа сооружения.

Обычно используются:

• дерево;
• кирпич;
• асбестовые и металлические трубы;
• фундаментные блоки;
• монолитный железобетон.

Дерево

Опорные столбики готовят из чурбанов (отрезков брёвен) или бруса.

Такое основание пригодно для лёгких построек таких, как сараи бани, беседки и пр. Деревянные столбики очищают от коры и пропитывают антисептиками.

Часть древесины, которая будет погружена в почву, обмазывают битумными составами, а на дно ямки укладывают рубероид.

Кирпич

Для строительства лёгких каркасных и деревянных домов на плотном грунте возводят кирпичный столбчатый фундамент. Для этого используют красный, редко силикатный, кирпич.

Этот вариант приемлем для мелкозаглублённых фундаментов. Столбики выкладывают в виде квадрата в плане со сторонами шириной в 1,5 кирпича.

В центральное отверстие кладки помещают 2 – 4 отрезка арматуры для последующей связи с ростверком. Затем проём заливают бетоном.

Асбестовые и металлические трубы

Бетонированные трубы представляют собой конструктивы большой несущей способности. Оболочка из металла или асбеста является одновременно опалубкой и частью фундамента.

Для опорно-столбчатого основания применяют трубы с толщиной стенки не менее 4 мм. Трубы, заполненные бетоном, хорошо зарекомендовали себя при возведении основания в рыхлой почве.

Фундаментные блоки

Единственным недостатком является то, что блоки невозможно точно рассчитать под нагрузку от дома, а это ведёт к лишним затратам, что может значительно увеличивать общую стоимость строительства.

Однако в сравнении с монолитными опорами, отпадает необходимость задерживать стройку на 30 дней до полного набора несущей способности залитого бетона в опалубку.

Монолитный железобетон

Это классический вариант опорно-столбчатого фундамента. Его устанавливают, как правило, для частных домов высотой в 2 этажа. В приямки ставят опалубку, внутрь которой погружают каркас.

Затем конструкцию заполняют жидким бетоном. Через 30 дней опоры достигают нужного уровня несущей способности приемлемого для продолжения строительства.

Расчет столбчатого фундамента, схемы и чертежи

Первоначально необходимо провести полноценный расчет и составить проектную документацию. Лучшим решением будет не делать этого самому, а доверить данный вопрос специалистам.

Примерная схема столбчатого фундамента выглядит следующим образом:

Изначально проводится полноценный расчет фундамента, который в конечном итоге позволит высчитать количество необходимых столбов, их размеры, глубину, а также места установки.

Для получения максимально точных данных понадобиться полноценно исследовать грунт, узнав его тип, уровень промерзания и прочие его характеристики. В случае проведения подобного расчета самостоятельно, рекомендуется использовать онлайн калькуляторы.

Все данные, полученные во время проведения исследования и расчетов, заносятся в проектную документацию.

Итак, пришло время рассмотреть непосредственно технологии возведения столбчатого фундамента

Виды столбчатого сооружения

Главное, при выборе типа фундамента — общая масса сооружения. При строительстве легкого фундамента под сооружениями, имеющими тяжелую массу, есть риск нарушить целостность бетонного основания и стен здания.

Есть несколько видов сооружений столбов, схожих по принципу выполнения монтажных работ, но различающихся материалом.

Ж/Б монолиты. Производятся из бетона монолитным способом, создавая общую конструкцию. Фундамент приобретает прочность. Столбчатый монолит рекомендуется при строительстве одно-, двухэтажных построек.

Железобетонный монолит

Кирпичный. Характеризуется долгой эксплуатацией, устойчивостью конструкции. При использовании качественного материала, сооружение будет отличаться хорошей прочностью. На плотных грунтах сооружение выдерживает груз двухэтажной постройки.

Кирпичная конструкция

Блочный. Есть разные модификации блочных конструкций, способные выдерживать груз этажного здания.

Блочный

Есть и другие виды столбчатой основы.

Материалы опор

Для возведения основы, где основное сооружение — столбы, применяются:

• Бутовый камень.
• Ж/Б смесь.
• Блочные конструкции.
• Обожженный кирпич.
• Натуральный камень.
• Изделия из дерева.
• Трубы.

Глубина установки опор

Чтобы определить, на какую глубину необходимо закладывать опоры, требуется определить тип конструкции, технологию строительства, геологические характеристики грунта.

По глубине установки фундаментных столбов, они могут разделяться на 3 вида:

Заглубленный. Основание столба располагают ниже границы промерзания грунта.

Заглубленный

Мелкозаглубленный. Характерен глубиной залегания на 40-70 см ниже уровня земли.

Мелкозаглубленный

Незаглубленные. Конструкция такого сооружения располагается выше уровня земли.

Незаглубленный

Достоинства и недостатки

Основание в форме мелкозаглубленных столбов имеет следующие преимущества перед другими типами фундаментов:

1. Сокращаются время и затраты на выполнение земляных работ, идеально выравнивать площадку не потребуется.
2. Несложный и быстрый монтаж, не нужно привлекать сложную технику.
3. Есть возможность установки на рельефных участках, склонах.
4. Нет необходимости обустройства сложной и дорогостоящей гидроизоляции.
5. Долгий срок службы, если соблюдены технология возведения и требования к материалам.
6. Отличается прекрасной устойчивостью при пучении грунта от мороза и отлично подходит для регионов, где промерзает земля.
7. В целом небольшие материальные затраты на возведение всей конструкции.

Как у любого другого сооружения, такие фундаменты имеют недостатки:

1. Не выдержат кирпичные и каменные дома.
2. Не подходят для многоэтажек.
3. Нельзя ставить на почвах с высоким стоянием грунтовых вод и на песчаниках.
4. Не получится сделать подвальные помещения.
5. Нельзя оставлять без присмотра, при малейшем разрушении сразу ремонтировать.

Эти основные слабые места мелкозаглубленного столбчатого основания необходимо учитывать.

Строительство столбчатого фундамента: пошаговая инструкция

Не очень сложно сделать столбчатый фундамент своими руками. Нужно только очень аккуратно выполнять все работы и точно соблюдать технологию работ.

Пошаговая инструкция строительства столбчатого фундамента

Разметка

Сначала размечают осевые линии будущих стен. Затем делают обноску – размечают шнурами контур фундамента – внутренний и наружный

Важно точно измерить все углы, чтобы они были прямоугольными. Важно точно разметить шнуром верх оголовков опор столбчатого фундамента

Используют нивелир или гидроуровень.

Копка ям под столбы

Объем земляных работ для устройства столбчатого фундамента – самый небольшой. Круглые и квадратные ямы под опоры должны быть немного больше, чем размеры самих столбов. Глубина ямы должна быть на 200 мм больше высоты подземной части столба. Это нужно для устройства подушки под опору.

Проще вырыть круглые ямы небольшого диаметра – до 400 мм. Используют ручные буры и технику – ямобуры, мотобуры. В такие ямы можно проложить по стенкам рубероид, установить армирующий каркас и залить бетон без всякой опалубки. Круглые шурфы большого диаметра придется копать вручную и устанавливать опалубку для заливки бетона. Или трубы и заливать их бетоном.

Для квадратных или прямоугольных опор придется копать ямы на 400 мм шире и длиннее самого столба.  Это нужно для установки и раскрепления опалубки. И ее последующего демонтажа. Стенки делают наклонными – чтобы меньше осыпались.

Часто ямы под столбы роются при помощи ручных ямобуров, что позволяет не делать полноценную опалубку в землю

Устройство подушки и пятки

Подушка делается для предотвращения смещения опор при морозном пучении грунта

При мелкозаглубленном столбчатом фундаменте это особенно важно. В низ ямы насыпают крупнозернистый песок и щебень слоями по 100 мм

Каждый слой проливают водой и трамбуют. Можно смешать песок и мелкий щебень в пропорции 40/60.

Монтаж опалубки и армирование

При устройстве прямоугольных или квадратных опор устраивают опалубку. Сбивают щиты нужного размера из обрезной доски, ОСП, фанеры и надежно крепят в яме с помощью распорок.

Если скважина круглая, выстилают ее рубероидом. Для формирования оголовка используют торчащий рубероид – верх обворачивают сеткой и скрепляют. Или устраивают опалубку. Необходимо тщательно выровнять линию верха всех оголовков – допустимая разница высот может быть не больше 1,5 мм.

Собирают арматурный каркас внутри квадратных, прямоугольных или трехугольных хомутов. Устанавливают, крепят. Если ростверк будет железобетонный, то пруты арматуры должны выступать из оголовка на 500 мм для связывания ростверка и опор.

Простейшая опалубка из свернутого рубероида, скрепленного вокруг сеткой

Заливка бетона и обратная засыпка

Чтобы получить прочный столбчатый фундамент, нужно использовать бетон, соответствующий по составу ГОСТам и строительным нормам. Марки – от В15 до В25. Щебень используется фракций 40-70 мм. Раствор заливается послойно по 300-400 мм и уплотняется вибрацией. Для столбчатого фундамента под дом такое уплотнение обязательно. Затем фундамент закрывается полиэтиленом. Бетон должен созреть и набрать прочность. Обратную засыпку можно выполнять через неделю, дальнейший монтаж дома – через две.

Обратную засыпку производят послойно. Каждый слой тщательно трамбуют. Можно использовать песок или мелкий щебень.

Возведение ростверка

Цели установки ростверка:

• равномерно распределить нагрузку на столбчатые опоры;
• связать их в единое целое.

При устройстве столбчатого фундамента в каждую опору устанавливается анкер – шпилька или штырь. Затем к ним прикрепляется ростверк. Виды ростверка:

• для небольших деревянных строений (бани, небольшие дачи, сараи) используют деревянные балки большого сечения;
• стальные балки. Обычно используют двутавр и швеллер;
• монолитный бетонный пояс или сборные бетонные балки. Используют для самых крупных домов. Для монтажа в столбы заранее устанавливается арматура, к которой крепится арматурный каркас балки-ростверка.

Полноценный монолитный ростверк подойдет для тяжелых строений

Забирка

Забирка – тонкая стена между столбиками фундамента, утепляющая и закрывающая пространство под домом от снега, дождя, грязи, животных и т.д. Может выполняться из дерева, бутового камня, кирпича, бетона. Иногда изнутри забирку утепляют. Обязательно выполняют продухи для вентиляции.

Ошибки при строительстве столбчатого фундамента для каркасного дома

Самой распространённой ошибкой частных застройщиков при возведении столбчатого фундамента является отсутствие хоть какого, даже приближённого расчёта. Количество столбов, также как и площадь их оснований, берутся «с потолка». Практически на всех строительных сайтах написано одно и тоже — ставьте столбы по углам и на пересечении стен, при необходимости на длинных стенах добавляйте ещё, чтобы расстояние между ними было от 1,5 до 2,5 метров. Нормальный такой разброс! К тому же про площадь основания практически нигде ни слова. А ведь именно от этих показателей зависит, будет ли Ваш дом стоять на месте или со временем начнёт перекашиваться и садиться.

Теорию, изложенную в этой статье, я практически опробовал и на практике (подробнее – в статье Строительство опорно-столбчатого фундамента под каркасный дом).

Подготовка и антисептирование деревянных столбов

Чтобы столбчатый деревянный фундамент простоял как можно дольше, необходимо правильно подготовить и антисептировать, используемые для его возведения бревна.

  Столбы-стулья желательно заготавливать с ноября по январь. Перед защитной обработкой их необходимо очистить от коры (ошкурить) и пометить верх и низ, в соответствии с тем как дерево росло.

Если вы хотите увеличить срок службы фундамента из деревянных столбов в 2 раза, то перед его установкой обязательно антисептируйте бревна, так как это поможет защитить их от биологического разрушения и появления плесени.

Существует несколько методов антисептирования:

• обжиг до угольной корки;
• химический способ.

Обжиг до угольной корки.

Данный способ позволяет защитить древесину от контакта с грунтом и образования гнилостных процессов. Обжиг проводят при помощи паяльной лампы или на костре. Обжиганию подвергается вся часть деревянного стула, которая будет под землей плюс часть высотой 200-250 мм, которая будет над поверхностью земли. Перед началом процесса на столб необходимо нанести слой глины толщиной 10 мм. Обжигать бревно нужно очень аккуратно и медленно, при этом постоянно наблюдая за тем, чтобы глубина обугливания (угольной корки) была не более 20 мм. После этого столб обрабатывают битумом или густой смолой.       

Химический способ 

Химический метод заключается в пропитке деревянных столбов перед их установкой специальными легкодоступными химикатами. Если вы не хотите тратить свое драгоценное время на медленный обжиг бревен или боитесь огня, тогда для защиты древесины обработайте её одним из следующих антисептических растворов:

• Водные растворы:
  • В емкость необходимо налить 5 л крутого кипятка, добавить 50 г борной кислоты, 950 г поваренной соли и все тщательно размешать до полного растворения. Данным самодельным раствором нужно 2-3 раза обработать поверхность деревянного столба-стула.
  • Глиняная паста однородной пластичной консистенции. Изготавливается она из предварительно просеянной жирной глины и воды.
  • Покупные водные растворы: хлористого цинка, железного купороса, кремнефтористого аммония или натрия, фтористого натрия и т.д.
• Маслянистые антисептики: сланцевое, каменноугольное, антраценовое, креозотовое масла. Являются наиболее эффективными и справляются со своей защитной функцией даже в условиях затопления водой.
• Антисептические бандажи – специальные защитные обертывания, при которых поверхность деревянного столба покрывают силикатной или битумной суперобмазкой и оборачивают бандажом, сделанным из рубероида или толя, которые предварительно тоже покрывают этой обмазкой.

Эффективным считается тот антисептик, который:

• не вызывает коррозии в крепежных деталях из металла,
• не уменьшает физико-механические качества деревянных столбов,
• не обладает неприятным запахом,
• не опасен для людей и животных,
• обладает хорошей проникающей способностью,
• стойкий,
• высоко токсичен к грибкам.

Сегодня на рынке антисептиков появились новые средства, которые помимо своей основной защитной функции обладают еще и декоративными свойствами, которые могут придать эстетику наземной части фундамента.

Недостатки антисептических средств:

• Водные растворы не рекомендуется использовать в условиях непосредственного контакта деревянных стульев с влажным грунтом, так как они достаточно плохо проникают вглубь древесины и легко с нее смываются.
• В мокрых грунтах необходимо использовать составы на органических растворителях, такие как уайт-спирит, сольвент.
• Маслянистые антисептики считаются самыми токсичными, поэтому применять их следует с обязательным соблюдением инструкции указанной на упаковке.  

Характерные особенности столбчатого фундамента

Конструктивно основание этого типа состоит из заглубленных в грунт опор. Устройство столбчатого фундамента выполняется на глубину не более 1,5 м, но средний показатель редко превышает 0,5-0,7 м. Над уровнем земли опорные столбы обычно выступают на 0,2-0,5 м.

Опоры монтируются под всеми углами строения, а также в местах примыкания внутренних несущих стен и перегородок. Под участками длиной более 3-3,5 м устанавливаются дополнительные столбы. Стандартное расстояние между соседними опорами составляет от 1,5 до 3 м и определяется в зависимости от типа грунта, общим весом строения и предполагаемыми нагрузками.

Фото 1. Небольшой домик, построенный на столбчатом фундаменте

Однако опорный фундамент состоит не только из столбов. Другим его конструктивным элементом является ростверк, который обеспечивает равномерное распределение нагрузок на грунтовое основание. 

Так, столбчатый фундамент для каркасного дома может сооружаться с обвязкой из бруса или бревна. Для более тяжелых строений ростверк, как правило, делается из стальных двутавровых балок или швеллеров. Но чаще застройщики отдают предпочтение монолитной железобетонной ленте, сооружаемой поверх опорных столбов. Это обусловлено более высокой несущей способностью и капитальностью подобной конструкции.

Рисунок 2. Конструкция каркасного строения на столбчатом основании

Достоинства и недостатки столбчатых оснований

Столбчатый фундамент своими руками обладает следующими плюсами:

• экономичностью (доля в общей себестоимости строения составляет в среднем 18%, у других типов – 25%);
• материалоемкость и трудоемкость до двух раз ниже, нежели у ленточного;
• возводятся вдвойне быстрее;
• надежностью («ладят» с морозным пучением в отличии почти от всех других типов);
• простотой технологии возведения;
• не обязательно нивелирование участка;
• малым объемом гидроизоляционных мероприятий;
• если спроектированы правильно, им не страшны высокое расположение грунтовых вод и пучение грунта.

Они обладают следующими недостатками:

• затруднительно строительство дома с подвалом;
• конструкция неглубокого заложения боится горизонтального сдвига, а потому важен очень надежный ростверк;
• вариант неглубокого заложения применяется только на грунте без пучения и подвижек; 
• применимы только под нетяжелые строения.

Разрушение столбчатого фундамента из-за боковых нагрузок.