Какую нагрузку выдерживает столбчатый фундамент таблица
Перейти к содержимому

Какую нагрузку выдерживает столбчатый фундамент таблица

  • автор:

Столбчатый фундамент. Профессиональный результат с материалами Cemmix

От правильного выбора типа и материала для изготовления фундамента зависит благополучие, надежность и долговечность всей строительной конструкции. При выборе типа фундамента учитываются тип и функции здания, уровень нагрузки от здания, характеристики грунтов основания, доступные материалы.

От правильного выбора типа и материала для изготовления фундамента зависит благополучие всей строительной конструкции

Затраты на работу с основанием и фундаментом сооружения могут достигать 40% от всех затрат на строительство. Возможность уменьшить эти затраты благоприятно сказывается на стоимости всех строительных работ и материалов при возведении конструкции, однако добиваться экономии необходимо без снижения надежности.

Возможность снизить стоимость работ и материалов без ущерба для качества основания и фундамента зависит от нескольких факторов:

  1. правильная оценка физико-механических характеристик грунта на строительной площадке;
  2. учет совместной работы основания и фундамента;
  3. правильные расчеты конструкции и выбор материалов;
  4. применение современных высокотехнологичных материалов и добавок, таких, как добавки для бетона Cemmix.

Что такое столбчатый фундамент, и чем он отличается от других типов фундаментов

Фундаменты зданий классифицируются по нескольким признакам:

  1. По материалу различают бетонные, бутобетонные из каменной и бутовой кладки, железобетонные, деревянные фундаменты. Деревянные фундаменты используют для временных сооружений, но в целом деревянные фундаменты, типичные для деревянного строительства, постепенно уходят в прошлое. Бетон и железобетон являются наиболее предпочтительными материалами, поскольку они обладают достаточной прочностью, морозостойкостью и водонепроницаемостью. Для экономии цемента также изготавливают фундаменты из бутобетона.
  2. По условиям изготовления. Различают монолитные и сборные фундаменты. Монолитные возводятся непосредственно на строительной площадке, а сборные монтируются из заранее изготовленных отдельных элементов. Сборные фундаменты экономят время и трудозатраты, поэтому они более популярны.
  3. По форме. Выделяют ленточные, отдельные, сплошные и массивные виды фундаментов. Ленточные фундаменты устраивают под стенами здания, отдельные — под колонны зданий (отдельная разновидность — столбчатые фундаменты, которые используются под стены бескаркасных сооружений в том случае, если фундамент не будет испытывать высоких нагрузок). Сплошные фундаменты выполняют в виде плиты под всей площадью здания. Массивные фундаменты в виде сплошного жесткого массива изготавливают под крупные сооружения с относительно малыми размерами фундамента, например, под опоры мостов, под доменные печи.

Столбчатые фундаменты представляют собой отдельные фундаменты, используемые под нетяжелые конструкции, в том числе, под стены бескаркасных зданий. Столбчатый фундамент состоит из столбов, которые обычно устанавливаются под углами здания, а также под пересечениями стен и простенков.

Столбчатый фундамент состоит из столбов, которые обычно устанавливаются под углами здания, а также под пересечениями стен и простенков

Столбы заглубляются в грунты ниже глубины промерзания, как при устройстве ленточных фундаментов.

Столбы могут выполняться из различных материалов:

  1. бетона;
  2. железобетона;
  3. бетонных блоков;
  4. кирпича;
  5. бутобетона;
  6. камня;
  7. труб (асбестоцементных, металлических, пластиковых);
  8. дерева.

Интересно!

Столбчатый фундамент из бревен в старину был типичным решением для деревянной бревенчатой избы. Сейчас этот вариант используется нечасто, в основном, для временных сооружений.

Плюсы, минусы и другие особенности столбчатых фундаментов

К плюсам столбчатых фундаментов относят небольшой объем земляных работ

К плюсам столбчатых фундаментов относят следующие их характеристики:

  1. относительная простота изготовления, благодаря чему устройство столбчатого фундамента своими руками — вполне выполнимая задача;
  2. возможность сэкономить (столбчатый фундамент на 30–50% дешевле ленточного);
  3. небольшой объем земляных работ (не требуются масштабные работы по выравниванию поверхности грунта);
  4. возможность сэкономить время на строительстве (в среднем, столбчатый фундамент для каркасного дома своими руками выполняется в течение двух недель);
  5. возможность устройства столбчатого фундамента практически на любых видах грунтов, исключая грунты с высоким уровнем залегания грунтовых вод и пучинистые грунты;
  6. не требуется гидроизоляция;
  7. долгий срок службы фундамента (от 50 лет).

Для каких типов построек можно использовать столбчатые фундаменты

Особенностью столбчатых фундаментов является возможность устраивать их только под нетяжелые строительные конструкции. В среднем, нагрузка на 1 кв. м не должна превышать 1000 кг. Этому требованию соответствуют одноэтажные сооружения — бани, гаражи, кухни, беседки, сараи, навесы, дачные домики, а также небольшие дома из легких материалов (дерево, пенобетон, каркасные технологии).

Особенностью столбчатых фундаментов является возможность устраивать их только под нетяжелые строительные конструкции

Есть ли недостатки у столбчатых фундаментов?

Помимо ограничений в применении, столбчатые фундаменты имеют серьезный недостаток — они не позволяют устраивать подвальные помещения. В некоторых случаях это критичный недостаток, и нужно выбирать другой тип фундамента.

Какие виды столбчатых фундаментов существуют

Столбчатый фундамент может быть монолитным (из фибробетона или железобетона) или изготовленным из отдельных элементов (кирпичей, блоков, труб).

Для изготовления фибробетона используют фибру полипропиленовую или базальтовую CEMMIX.

Каталог продукции CEMMIX

CemFibra 150гр.

CemFibra 150гр.

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.

Оптовая цена 168,96 руб. при заказе от 288 шт.
Рекомендованная розничная цена у партнеров 192 руб.

Фибра базальтовая CemFibra R, пакет 1000г.

Фибра базальтовая CemFibra R, пакет 1000г.

Базальтовая фибра (из ровинга), предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

Оптовая цена 794,64 руб. при заказе от 64 шт.
Рекомендованная розничная цена у партнеров 903 руб.

По глубине заложения столбчатые фундаменты могут быть следующих типов:

  1. заглубленные (ниже уровня промерзания, но не должны доходить до уровня грунтовых вод);
  2. малозаглубленные (40–70 см ниже уровня грунта) применяются на плотных песчаных, каменистых, скалистых грунтах;
  3. незаглубленные (снимают плодородный слои и насыпают нерудный материал).

Самый недорогой вариант — незаглубленный фундамент.

Столбчатые фундаменты также классифицируют по типу сечения столбов:

  • сечение одинаковое по всей высоте столба;
  • в нижней подземной части есть утолщение или подошва (так называемый «башмак»).

Кроме того, различают столбчатые фундаменты на песчано-гравийной подушке или без нее (если строительство производится на плотных не пучинистых грунтах).

Как рассчитать столбчатый фундамент

Любой фундамент требует тщательных расчетов. Рабочий проект фундамента желательно заказывать в проектном бюро, также нужно пригласить специалиста для надзора за строительством.

Любой фундамент требует тщательных расчетов

Однако в случае если возводится не очень ответственное сооружение, а грунт на участке достаточно надежный, грунтовые воды залегают глубоко, можно ориентироваться на следующие показатели: одноэтажное деревянное здание с мебелью и людьми оказывает нагрузку на бетон от 200 кг на каждый квадратный метр.

Также следует учитывать нагрузку, которую может выдержать грунт. В среднем, слабые грунты выдерживают нагрузку 0,5–0,6 кг на 1 кв. см.

Отдельный вопрос — шаг размещения столбов. Они располагаются в углах, на пересечениях стен и простенков (внутренних стен), в местах установки тяжелого оборудования. Также при необходимости могут быть установлены дополнительные опоры.

При длине стен более 6 м столбы устанавливают через каждые 3 м.

Однако для малозаглубленных и незаглубленных (поверхностных) фундаментов применяется шаг опор, соответственно, 2–4 и 1,5–3 м. Для заглубленных фундаментов принимается шаг 3–6 м.

Важно!

Шаг опор может увеличиваться, если конструкция легкая, а опоры имеют повышенную прочность (например, выполняются из армированного бетона).

Размер поперечного сечения опор выбирается в зависимости от нагрузки от здания, шага опор и их прочности, степени заглубления опор. Обычно выбирается сечение опор не менее 300х300 мм, но для очень легких построек размер сечения опор может составлять от 200х200 мм.

Важно!

При устройстве столбчатого фундамента своими руками и самостоятельном произведении расчетов (по сути, «на глаз») необходимо закладывать запас прочности: выбирать более прочный материал опор, увеличивать размер их сечения, уменьшать их шаг.

Как залить столбчатый фундамент своими руками

Столбчатый фундамент считается разновидностью фундамента, которую можно выполнить собственными силами.

Вначале определяют место размещения будущего сооружения, проводят расчеты самостоятельно или с помощью специалиста. Во втором случае расчеты будут более точными.

Как залить столбчатый фундамент своими руками

Наиболее популярным материалом для изготовления опор является армированный бетон. Он прочный, водонепроницаемый, морозоустойчивый. Для самостоятельного изготовления столбчатого фундамента оптимален монолитный способ. Применение готовых элементов требует участия нескольких человек либо специализированной техники, а монолитная технология позволяет замесить раствор самостоятельно или заказать готовый и залить опоры своими силами.

Подготовительный этап перед началом работ включает расчистку участка, выравнивание, в некоторых случаях удаление плодородного слоя почвы и разметку будущей конструкции.

Далее приступают к работам по изготовлению фундамента:

  1. В качестве основания для опор необходимо вырыть ямы вручную или пробурить скважины буром. Глубина скважин должна учитывать толщину песчано-гравийной подушки. Диаметр скважины учитывает уширение (если опора будет иметь подошву). В среднем, он в 1,5–2 раза превышает диаметр опоры.
  2. Устройство песчано-гравийной подушки. Минимальная толщина — 10 см. Подушку необходимо пролить водой и утрамбовать.
  3. Перед тем, как заливать «башмак», монтируют в центр скважины трубу (асбестовую, пластиковую или металлическую), которая будет выполнять роль опалубки и производят обратную засыпку грунтом.
  4. Заливают бетон в трубу на треть высоты опоры, затем приподнимают трубу на 30–40 см, благодаря чему образуется «башмак» в нижней части опоры.
  5. Внутрь трубы опускают каркас из арматуры так, чтобы прутья выступали за верхний край трубы и могли выполнить роль закладных деталей для связи с несущими конструкциями здания.
  6. Заливается бетон до верхнего края трубы (с трамбовкой по ходу заливки).
  7. Монтируется опалубка ростверка, вяжется арматурный каркас, связанный с выпусками арматуры столбчатого фундамента, затем заливается роствек.

Подобным образом заливаются и опоры квадратного сечения; в этом случае вместо труб используется деревянная опалубка.

Как добиться профессионального результата своими руками

Для выполнения столбчатого фундамента применяется бетон марки по прочности от В15 до В45, в зависимости от конструкции и от влияния агрессивных факторов окружающей среды. Пропорции компонентов бетонной смеси указаны в таблице для цемента ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ 31108-2016 (старое обозначение М400).

Пропорции бетона

При изготовлении железобетонного столбчатого фундамента на первый план выходит качество материалов.

Специальные добавки для бетонных смесей Cemmix позволяют достигать профессионального результата своими руками

Специальные добавки для бетонных смесей Cemmix позволяют достигать профессионального результата своими руками.

Пластификаторы и суперпластификаторы Cemmix

Этот тип добавок прежде всего повышает подвижности и удобоукладываемость бетонных смесей, позволяя получить материал, оптимальный для заливки фундамента — пластичный без добавления лишней воды, самоуплотняющийся, позволяющий залить бетон без пустот.

Пластификаторы и суперпластификаторы повышают подвижности и удобоукладываемость бетонных смесей

Компания Cemmix производит совместимые с отечественными цементами пластификаторы Plastix и суперпластификаторы CemBase и CemPlast. Дополнительная ценность этих добавок в том, что экономят порядка 10% цемента в замесе (а это очень существенная экономия, поскольку цемент — самый дорогостоящий компонент бетонного раствора), позволяют с меньшими усилиями уплотнить бетон, увеличивают плотность, прочность, долговечность, водонепроницаемость и морозостойкость готового бетона.

Каталог продукции CEMMIX

CemBase 5л

CemBase 5л

Cпециализированная высокоэффективная добавка для фундамента.

Как правильно рассчитать нагрузку на фундамент

На основание действует вес здания, мебели, агрегатов, опора строения воспринимает давление ветра, снега. В этих условиях правильный расчет нагрузки на фундамент имеет значение для обеспечения прочности. Вычисляется площадь основания, которая передает усилия на грунт с учетом свойств почвы и ее несущей способности. Расчетом определяется глубина заложения, конфигурация арматурного каркаса в бетоне и диаметр стержней.

Необходимые параметры для расчета нагрузки на фундамент

Цель расчета состоит в выборе габаритов основания и его пространственного положения в грунте для ограничения сдвигов, перемещений фундамента и наземных конструкций. Выбор площади подошвы и глубины закладки влияет на условия эксплуатации строения без просадок, кренов, изменения проектных отметок конструктивных элементов.

Перед тем как рассчитать нагрузку на фундамент, нужно учесть параметры:

  • конструкцию постройки и ее назначение;
  • высоту в грунте фундаментов прилегающих зданий, глубину закладки труб проходящих коммуникаций;
  • рельеф области строительства;
  • геологические условия площадки с учетом возможной динамики: свойства почвы, присутствие каверн от выветривания и карстовых полостей, расположение и толщину слоев;
  • возможное влияние строительства и эксплуатации здания на изменение характеристик грунта;
  • вероятность размыва земли рядом со сваями строений, возводимых в водной среде;
  • глубину промерзания почвы и отметку стояния грунтовой влаги.

Прочность фундамента и его сопротивление образованию трещин проверяют расчетом, который выполняют на основании сбора нагрузок от надземной части. Высота основания и степень погружения в землю выбирается сравнением технико-экономических показателей с другими вариантами.

Расчет нагрузки на фундамент

В нагрузку от кровли входит масса покрытия, например, мауэрлат, деревянные и железобетонные фермы, плиты перекрытия, а также стропила, обрешетка и элементы кровельной конструкции. Дополнительно рассчитывают снеговое и ветровое давление, величина которых зависит от уклона кровли и выражается с помощью табличных коэффициентов. Добавляют вес людей для обслуживания крыши, который приравнивают к 100 кг/м2.

Раздел перекрытия содержит суммированную массу панелей, балок, отделочных материалов. Добавляется нагрузка от домашней мебели, людей, оборудования, временных и постоянных перегородок. Вес дома включает массу сантехнических устройств, а также труб коммуникации.

Вес пола первого уровня строения учитывают при сборе усилий, применяют коэффициенты перехода, для чего берут во внимание принцип его устройства:

  • по грунту;
  • с опиранием на стены или фундаменты.

В разделе вертикальных элементов учитывают массу несущих стен, колонн, эркеров, балконов и других каркасных структур здания. Чтобы посчитать вес стен, нужно определить их объем и умножить на объемный вес материала изготовления.

Общие усилия переносятся на основание и зависят от грузовой площади. Для стен показатель высчитывается по площади одного погонного метра стены, затем умножается на нагрузку в кг/м² — получается масса, которая передается на фундамент.

Ленточный фундамент

Определяется общая нагрузка окончательным суммированием усилий, при этом наибольшее давление испытывают стороны, на которые опирается кровля. По таблицам СНиП 202.01-1983 берут условное допустимое сопротивление почвы (кг/м²) и сравнивают с полученным фактическим значением массы на единицу площади (кг/м²), при этом первый показатель должен быть больше второго.

Площадь подошвы находят по формуле S > a · F / (b · R), где:

  • S — расчетный показатель площади подошвы ленточного фундамента, см²;
  • a — коэффициент запаса, равен 1,2;
  • F — нагрузка на основание от здания;
  • b — коэффициент условий обслуживания, зависит одновременно от типа земли и вида строения (в таблицах);
  • R — расчетное сопротивление почвы, кг/см².

Последний показатель применяют без изменений, если фундамент заглубляют на 1,5 – 2,0 метра. Для более мелкого погружения табличное значение преобразовывают по формуле Rm = 0.005 R · (100 = h / 3), где h — это глубина заложения, а R берется из таблицы.

Если нагрузка не соответствует типу грунта, проводят корректировку проекта методом замены тяжелых материалов легкими. В другом случае увеличивают ширину подошвы основания. Изменение материала покрытия или стен влечет за собой преобразование ряда параметров и коэффициентов. Чаще прибегают ко второму способу, учитывая трудозатраты на производство нулевого цикла.

Столбчатый фундамент

Нагрузку от такого основания считают по одной опоре и умножают на число столбов. Объем опоры находят как итог произведения площади подошвы на длину вертикального элемента. Результат умножают на объемный вес материала (чаще, бетона). Добавляют массу металлического каркаса в составе основания.

Общую нагрузку (расчет массы дома) сравнивают с табличным значением сопротивления грунта. Если фундамент не отвечает требованиям, делают больше столбов или увеличивают площадь поперечного сечения опоры.

Используется формула S = 1.3 · P / R для расчета суммарной площади подошвы столбов, где:

  • 1,3 — коэффициент запаса прочности;
  • P — вес строения вместе с основанием, кг;
  • R — расчетное сопротивление почвы, полученное из таблиц СНиП, кг/см².

У поверхности земли несущая способность грунта снижается, а табличное значение показывает величину на глубине 1,5 – 2,0 м, поэтому проводят корректировку. Число столбов и их сечение определяют после окончательного расчета общей площади для всех столбов. Тяжелые здания оказывают непосильную нагрузку на слабые и нестабильные грунты, поэтому сечение подошвы опоры существенно увеличивается.

Для пристройки количество столбов считается отдельно, поэтому площадь подошвы и число элементов отличается от основного сооружения.

Свайный фундамент

Объем сваи находят перемножением площади основания на длину элемента. Сечение прямоугольного стержня рассчитывают умножением ширины и длины, а для круглой сваи находят по формуле S = r · 3.14 (r — диаметр круга). Кубатуру одной опоры умножают на число элементов и получают общий объем свайного фундамента. Вес находят произведением кубатуры на объемный вес материала свай.

Стержни могут соединяться ростверком или держать на себе монолитную плиту. Вес указанных элементов высчитывают аналогично и прибавляют к массе свай. Нагрузка на 1 см² почвы определяют делением массы здания (с фундаментами) на опорную площадь сечения основания. Полученное значение сравнивается с нормативным табличным индексом.

Используется формула D = S · R, где:

  • S — общая площадь подошвы свай;
  • R — проектное сопротивление земли на уровне заложения вертикального стержня.

Определяют способность стержня сопротивляться усилиям и в какой степени его можно нагрузить. Параметр зависит от вида сваи и категории грунта. Типоразмер элементов выдерживается строго, а оценить характеристики почвы значительно сложнее, иногда для этого приглашают технического специалиста.

Расчет нагрузки винтовой сваи для фундамента выражается формулой W = D / k, где:

  • W — величина эксплуатационного усилия, которое выдерживает вертикальный элемент;
  • D — расчетный показатель способности элемента, берется из таблицы;
  • k — коэффициент прочности.

Сечение и протяженность сваи выбирается с учетом стабильности грунта. В некоторых регионах твердое основание лежит глубже трех метров, и основание стержня может до него не дойти. В этом случае используются висячие сваи после геологической разведки земли.

Анализ грунта

Лучше заказать исследование специалистам, которые бурят скважины на разной глубине и берут образцы для лабораторного исследования физических и механических свойств. На поверхности находится слой плодородной почвы, затем располагается несущий грунт, на который опирается фундамент.

Основные виды грунтов:

  • скальные;
  • мерзлые с вкраплениями льда;
  • дисперсные;
  • техногенные с насыпными и намывными участками.

Самостоятельно можно определить категорию грунта, прокопав скважины под углами будущего дома. Нужно помнить, что перерасход материалов вызывает лишние траты, но слабое основание становится причиной разрушения строения.

Горсть грунта смачивают водой и скатывают в жгут, диаметр которого около 1 см. Полученный образец скатывают в кольцо.

  • жгут распадается — песок;
  • скатывается, но достаточно хрупкий — супесь;
  • шнур получается, но в кольцо не складывается — легкий суглинок;
  • сгибается в круг, но на поверхности есть трещины — тяжелый суглинок, приближенный к глине;
  • липкий жгут при сгибании не образует трещин — глина.

Уровень грунтовой жидкости определяют по отметкам воды на стенках подвала у соседей. Глубина промерзания берется из справочника для области строительства.

Определение несущей способности грунта

Характеристика влияет на высоту заложения фундамента и площадь его подошвы и определяется свойствами почвы. Влажные земли более неустойчивые и отличаются низкой прочностью. Пески средней и большой фракции не изменяют качеств после увлажнения.

Тип грунта можно определить самому, но его несущая способность регламентирована в справочных таблицах нормативных документов. Земля под домом может состоять из нескольких слоев, поэтому принимают ту категорию, которая превалирует перед остальными пластами.

Влажность определяют на глаз. Если в прорытой скважине или яме не прибывает вода и не скапливается там, грунт относится к категории сухих. Появление влаги на дне говорит о приближении отметки грунтовой жидкости, и земля считается влагонасыщенной.

Плотность почвы меняется в зависимости от глубины, т.к. на нижележащие слои давит грунт и уплотняет их. Земля на глубине 1 м считается плотной при исследовании несущей способности. Если нет данных геологической разведки и табличных показателей, принимают способность выдерживать нагрузки на уровне 2 кг/см².

Расчёт нагрузки на фундамент

В данной статье мы рассмотрим особенности расчета нагрузки на фундамент дома. Вы узнаете, зачем необходимо осуществлять данные расчеты и как сделать их самостоятельно. Будет детально изучена технология определения несущей способности грунта, вычисления массы здания и силы снеговых и ветровых воздействий, а также продемонстрирована последовательность таких расчетов на практике.

Оглавление:

нагрузка на фундамент расчёт

  • Зачем проводятся расчёты нагрузки на фундамент
  • Правила проведения расчёта нагрузки на фундамент
  • Расчёт нагрузки на ленточный фундамент
  • Расчёт нагрузки на стоблчатый фундамент
  • Расчёт нагрузки на свайный фундамент
  • Порядок проведения вычисления и расчётов
  • Собираем показатели грунта
  • Определяем несущую способность грунта
  • Расчёт нагрузки с учётом площади и региона дома
  • Наши услуги

Нагрузка на фундамент — это допустимые цифровые значения, обозначающие несущую способность. Проведение точных расчётов сопряжено с выполнением геологических исследований и определением степени рыхлости грунта и насыщения его влагой.

Зачем проводятся расчёты нагрузки на фундамент

Расчет нагрузки, которую будет переносить фундамент в процессе эксплуатации, является ключевым этапом проектирования любого основания. Исходя из данных расчетов определяются необходимые несущие характеристики будущего фундамента, его типоразмер и опорная площадь.

Определяемые нагрузки веса здания, снегового и ветрового воздействия, а также эксплуатационного давления, также сопоставляются с несущей способностью грунта на строительной площадке, поскольку несущая способность почвы, в некоторых случаях, может быть меньшей, чем несущие свойства самого фундамента.

Возможный результат неправильного расчета нагрузок на фундамент дома

Рис: Возможный результат неправильного расчета нагрузок на фундамент дома

Ответственное отношение к проведению данных расчетов гарантирует, что фундамент под конкретное здание будет подобран правильно. В противном случае, вы рискуете построить дом на слишком слабом фундаменте, что приведет к его разрушению и деформации, либо обустроить фундамент с недостаточной опорной площадью, который под весом здания просто осядет в грунт.

Важно: определение нагрузок на фундамент и сопоставление их с несущей способностью грунта лучше всего доверить профессиональным проектировочным организациям, которые выполнят все расчеты согласно строительных норм. В случае, если вы решились сделать это самостоятельно, крайне важно досконально изучить методику проведения данных расчетов.

Общие правила проведения расчёта нагрузки на фундамент

Расчёт нагрузки на фундамент

Определяется нагрузка посредством использования переменных и постоянных величин:

  • масса здания;
  • вес основания;
  • снеговые нагрузки на кровлю;
  • ветряное давление на здание.

Общая масса здания вычисляется при сложении веса стен с перекрытиями, дверей с окнами, стропильной системы и кровли, а также крепежей, сантехники, декоративных элементов и количества людей, которые будут единовременно проживать в доме.

Расчёт нагрузки на ленточный фундамент

Определение нагрузки на ленточное основание начинается с подсчёта массы самой ленты, для чего используется следующая формула:

Pфл= V × q.

V – объём стен;
q – плотность материала основания.

Необходимо произвести суммирование всех типов давления на фундамент, для чего можно воспользоваться следующей формулой: (Pд+Pфл+ Pсн+Pв)/ Sф.

Внимание! Важно, чтобы результат вычислений, выражающийся в удельной нагрузке, был меньше допустимых значений сопротивления почвы. Разница должна составлять порядка 25%, что необходимо для компенсации неточностей.

Получение точных сведений, возможно при учёте видов стен, надо определить, какие из них несущие и выполняют функцию удержания перекрытий, лестничных пролётов, стропил. Выявляются самонесущие стены, выполняющие функцию поддержания исключительно собственной массы. Исходя из этих данных, определяют под какую сторону закладывать стены определённой ширины, с обязательной проверкой допустимых значений.

APM Civil Engineering


Расчёты нагрузки в программе «APM Civil Engineering»

Расчёт нагрузки на столбчатый фундамент

Определение нагрузки на фундамент столбчатого типа, осуществляется по одной формуле. Здесь надо учитывать, что воздействие здания будет распределяться между всеми существующими опорами. Требуется умножить площадь сечения столба () на высоту (H). Результатом вычисления станет получение объёма, который следует перемножить с плотностью материала, используемого для возведения фундамента (q)и общим числом столбиков, заглубляемых в почву.

  • Вычисления будут проводиться по следующей формуле: Pфc= Sс× H× q×N.
  • Определить суммарное сечение, можно по следующей формуле: Sсо= Sс × N.

Вычислить величину нагрузки на сваи, можно разделив массу дома на его опорную площадь, что будет выглядеть следующим образом: P/Sсо.

Важно! Если при проведении расчётов выясняется, что грунтовое давление превышает допустимые значения, то следует изменить используемые параметры и прибегнуть к расширению опорной площади. Требуется увеличить число опор и сделать их большего диаметра, что поможет получить основание с нужными параметрами.

Расчёт нагрузки на свайный фундамент

Особенностью расчёта свайного основания, является необходимость выявления массы здания (P), которая делится на количество опор.

Внимание! Требуется подбирать сваи с нужными показателями длины и необходимыми прочностными характеристикам, принимая во внимание геологические характеристики грунта. Так как в процессе эксплуатации свайный фундамент несет те же нагрузки, что и остальные виды фундамента — от массы здания, полезного давления, снежного покрова и ветра.

Рассчитывать нагрузку на свайный фундамент необходимо для того, чтобы в дальнейшем при проектировании ее можно было сопоставить с максимально допустимой нагрузкой на грунт строительной площадки, и при необходимости увеличить число свай либо сечение используемых опор

Чтобы сопоставить допустимые нагрузки на свайный фундамент и грунт необходимо выполнить следующие расчеты:

  • Определить вес здания и все сопутствующие нагрузки, просуммировать их и умножить на коэффициент запаса надежности;
  • Определить опорную площадь одной сваи по формуле: «r2 * 3.14» (r- радиус сваи, 3,14 — константа), после чего вычислить общую опорную площадь основания, умножив полученную величину на количество свай в фундаменте;
  • Рассчитать фактическую нагрузку на 1 см2 грунта: массу здания разделяем на опорную площадь фундамента;
  • Полученную нагрузку сопоставить с нормативной допустимой нагрузкой на грунт.

Для примера: дом массой 95 тонн. (с учетом снеговых и ветровых нагрузок) строится на фундаменте из 50 буронабивных свай, общая опорная площадь которых составляет 35325 см2. Грунт на участке представлен твердыми глинистыми породами, которые выдерживают нагрузку в 3 кг/см2.

  • Фактическая нагрузка на грунт: 95000/35325 = 2,69 кг/см2.

Как показывают расчеты, нагрузки от здания, передаваемые фундаментов на грунт, позволяют реализовывать данный проект в конкретных грунтовых условиях.

Важно! Если бы нагрузки были больше допустимых, потребовалось бы увеличить опорную площадь фундамента, увеличив количество свай либо их сечение.

Порядок проведения вычислений и расчётов

Независимо от типа основания, расчёты производятся в следующей последовательности:

  • Необходимо выяснить параметры, касающиеся единицы длины опоры, помимо нагрузок от веса самого строения, которые состоят из массы стен, перекрытий и кровли, также определяется эксплуатационное давление, нагрузки от снегового покрова и ветровые нагрузки;
  • Расчет массы фундамента. Основание дома также будет оказывать нагрузку на почву, которую необходимо высчитать и добавить к нагрузкам от массы здания. Чтобы сделать это, нужно исходя из габаритов (высоты, ширины и периметра) определить объем основания, и умножить его на объемную плотность бетона (массу одного кубометра).
  • Расчет несущих характеристик почвы — для этого нужно определить тип грунта, и в соответствии с нормативными таблицами вычислить допустимую нагрузку на 1 кв.см. почвы.
  • Cверка полученных данных с сопротивлением почвы – если возникает необходимость, то осуществляется корректировка площади опоры, например, в случае с ленточным основанием, увеличивается его толщина. При обустройстве свайных или столбчатых оснований необходимо увеличить количество опор в фундаменте либо площадь их сечения;
  • Измерение фундамента – определение размеров;
  • Вычисление толщины подушки из песка, формируемой непосредственно под подошвой. Уплотняющая подсыпка из песка и гравия необходима для предотвращения усадки почвы под массой здания и для минимизации вертикальных сил пучения. В нормальных условиях ее толщина составляет 20 см (10 см песка и 10 см гравия), однако при строительстве тяжелых домов в пучинистом грунте она может быть увеличена до 50 см.

Необходимо учесть, что приведённые формулы расчёта нагрузки, будут актуальны исключительно в сфере малоэтажного строительства, то есть при возведении объектов высотой до 3-х этажей. Схема является упрощённой, так как учитывает только удельное сопротивление грунта, при необходимости прогнозирования сдвига грунтовых слоёв, следует обратиться за помощью к профессионалам. Желательно проводить расчёты дважды, чтобы наверняка определить нужные параметры, так как от этого зависит устойчивость здания.

Собираем показатели грунта

При проектировании фундамента необходимо проводить геодезический анализ грунта на строительной площадке, который позволяет определить три важных показателя — тип почвы, глубину ее промерзания и уровень расположения грунтовых вод.

Исходя из типа грунта вычисляется его несущая характеристика, которая используется при расчете опорной площади основания. Глубина промерзания почвы определяет уровень заглубления фундамента — при строительстве в условиях пучинистых грунтов фундамент необходимо закладывать ниже промерзающего пласта земли. На основании данных о грунтовых водах определяется необходимость обустройства дренажной системы и гидроизоляции фундамента.

Важно: вышеуказанные показатели грунта вы можете собрать самостоятельно, для этого вам потребуется лишь ручной бур и рулетка.

Структура грунтов на территории Московской области

Рис: Структура грунтов на территории Московской области

Для сбора показателей необходимо с помощью ручного бура по периметру площадки под застройку сделать несколько скважин глубиной 2-2.5 м. Одна скважина должна располагаться в центре участка, еще две — в центральных частях боковых контуров предполагаемого фундамента. Необходимость бурения нескольких скважин обуславливается тем, что на разных участках площадки может наблюдаться отличающийся уровень грунтовых вод.

В первую очередь нужно определить тип почвы: в процессе бурения возьмите изымаемый из скважины грунт (с глубины 2-ух меров) и скатайте его в плотный цилиндр, толщиной 1-2 сантиметра. Затем попытайтесь согнуть цилиндр.

  • Если почва рыхлая и цилиндр из нее сформировать невозможно (она попросту рассыпается), вы имеете дело с песчаным грунтом;
  • Цилиндр скатывается, но при этом он покрыт трещинами и разламывается при сгибающем воздействии, значит грунт на участке представлен супесями;
  • Цилиндр плотный, но при сгибании ломается — легкий суглинок;
  • Грунт хорошо скатывается, но при сгибании покрывается трещинами — тяжелый суглинок с большим содержанием глины;
  • Почва легко скатывается, не трескается и не ломается при сгибании — глинистый грунт.

Далее необходимо определить показатель уровня грунтовых вод. Оставьте пробуренные скважины на ночь, чтобы они заполнились водой. На следующее утро возьмите деревянную рейку двухметровой длины и обмотайте ее бумагой, опустите рейку в скважину. По мокрому участку определите, на каком расстоянии от поверхности скважины расположена вода.

Пробная скважина для определения уровня грунтовых вод

Рис: Пробная скважина для определения уровня грунтовых вод

Важно: определить фактический уровень промерзания почвы в домашних условиях невозможно. Для этого необходимо специализированное оборудование, при этом сам анализ выполняется на протяжении длительного времени наблюдения за конкретным участком.

Предлагаем вашему вниманию карту расчетной глубины промерзания почвы в разных регионах России, которую нужно использовать при самостоятельном проектировании фундамента.

Границы промерзания грунтов в разных регионах России

Рис: Границы промерзания грунтов в разных регионах России

Определяем несущую способность грунта

Ориентировочную несущую способность грунта можно определить на основе проделанных ранее изысканий. Зная тип грунт на участке под застройку сопоставьте его с данными в нижеприведенной таблице.

Столбчатый фундамент: типы, плюсы и минусы, материалы, строительство, особенности

Необычные полки

У каждого типа фундамента есть свое назначение и область применения, иначе бы они не закладывались (строились). Не исключение и столбчатый, в котором нагрузка ложится на врытые в грунт или возведенные в небольших котлованах столбы. С виду это похоже на систему свай, но за внешним сходством таятся глубокие различия. Какие и в чем именно, это и есть тема настоящей статьи, равно как и сведения о том, как заложить столбчатый фундамент своими руками. В малом индивидуальном строительстве (мелкострое) это дает массу преимуществ, позволяющих сэкономить огромное количество труда и до 50% затрат на нулевой цикл, который, в свою очередь, составляет от 20% до, к примеру, для каркасного дома, 50% всей сметной стоимости постройки. В деньгах по сегодняшним ценам цифры выходят 6-7 значные.

Примечание: весь цикл работ по сооружению основания здания, от первого осмотра площадки до его готовности к наложению перекрытий и возведению стен, называется заложением фундамента. Изучая материалы по теме, имейте в виду, что заложение фундамента и его заглубление в грунт – вещи разные. Также не следует путать работы по заложению фундамента с величиной заложения в стены плит перекрытий, балок и перемычек. В общем, контекст, контекст и еще раз контекст.

Неожиданное качество

После Ле Корбюзье столбчатый фундамент привлекает архитекторов-авангардистов еще и своим свойством зрительно облегчать здание или наоборот, придавать ему монументальность, см. рис. Однако решения такого рода безусловно применимы только на плотных, хорошо несущих, мало обводненных и слабопучинистых грунтах; более всего домов такой конструкции строится в Средиземноморье. В РФ возводить подобные безусловно возможно в черноземной полосе и южнее, а после изысканий на месте сообразно наличным условиям – не севернее линии примерно Санк-Петербург – Нижний Новгород – Челябинск – Омск – Барнаул – Кызыл – граница с КНР.

Современный дом на столбчатом фундаменте

Современный дом на столбчатом фундаменте

Виды столбчатых фундаментов

Общая схема столбчатого фундамента

Общая схема столбчатого фундамента

Фундамент на столбах и его свайный собрат устроены похоже, см. рис: на столбы, заглубленные в грунт, наложен опорный пояс, распределяющий нагрузку на них. Он же образует подпол здания, может выполнять и функции цоколя, для чего снабжается отдушинами. Столбы расставляются по определенным правилам согласно расчета (см. далее), причем пролеты между ними выдерживаются в пределах 1,5-2,5 м. Больше или меньше нельзя, либо нагрузка ляжет неравномерно и вызовет такую же неравномерную осадку здания, либо опоры станут мешать друг другу нести ее, с тем же результатом.

Столб потому и столб, что приспособлен нести только сосредоточенную постоянную нагрузку, направленную сверху вниз по вертикали. Свая – столб, заглубленный в грунт на некую вполне определенную величину. В этом «некую» все и дело, но к разнице между сваей и столбом мы вернемся ниже. Пока же посмотрим, в чем они сходны: тот и другой сам не распределяет по опорам весовые и климатические нагрузки от здания, для этого нужна система дополнительных горизонтальных связей. По их устройству и характеру работы в конструкции столбчатые фундаменты разделяются на виды, см. рис:

Виды столбчатых фундаментов

Виды столбчатых фундаментов

    1 – опорно-столбчатый фундамент: вершины столбов изначально никак между собой не связаны. Распределение нагрузки по ним возлагается на нижний опорный пояс здания; его нижний венец, см. рис справа. Для этого его материал венца должен быть достаточно вязким и упругим, поэтому опорно-столбчатые фундаменты закладывают под легкие деревянные здания или под сооружения на металлическом каркасе. Несущая способность, сопротивление горизонтальным нагрузкам при промерзании почвы, трудоемкость и стоимость опорно-столбчатых фундаментов наименьшие. Допустимые грунты – до среднепучинистых включительно.

Венец деревянного дома на столбчатом фундаменте

Венец деревянного дома на столбчатом фундаменте

Примечание: во всех случаях противопучинная подушка формируется в рукаве из геотекстиля, а все части фундамента, контактирующие с ней и грунтом, укутываются гидроизоляцией – 2-мя слоями рубероида на битумной мастике.

Т. наз.

Это сокращение в последнем пункте употреблено не зря. Дело в том, что столбчато-ленточного фундамента с точки зрения строительной механики и механики грунтов не существует. Свайно-ленточный возможен, но, если к ленте как несущей конструкции снизу прилепить столбы, то в смысле восприятия нагрузки они окажутся в своего рода тени и ленте ничем не помогут. При быстром промерзании во время заморозка насыщенного влагой грунта могут и повредить вследствие неравномерности пучения по глубине. Проще и дешевле будет пустить лишний бетон и земляные работы на уширение ленты или увеличение ее заглубления, смотря по местным условиям. Этого вопроса мы еще коснемся.

Плюсы и минусы

Для лучшего понимания дальнейшего, достаточно непростого, материала, целесообразнее будет последовать примеру Робинзона Крузо, записывавшего в 2 столбца горести и радости одинокой жизни на необитаемом острове. Здесь же плюсы и минусы столбчатого фундамента сведены в таблицу:

Плюсы Минусы
Низкая стоимость и трудоемкость как следствие небольшого объема земляных работ и требуемых материалов. Невысокая несущая способность: на обычных грунтах получить ее свыше 7 тс/столб вряд ли возможно. Фундаменты ТИСЭ (см. далее) весьма перспективны, но обещания 15 тс/опора исходят не от разработчиков данной технологии, а от ее восторженных сторонников.
По той же причине – быстрота возведения; каркасный дом на столбчатом фундаменте можно построить за лето вдвоем. Как следствие предыдущего – непригодность для многоэтажного строительства: т.к. придвигать столбы друг к другу слишком близко нельзя (см. выше), то их под тяжелым зданием просто не поместится сколько нужно.
В большинстве случаев не требуется спецтехника, кроме бетономешалки; остальные виды работ можно выполнять ручным инструментом. По той же причине – плохое использование несущей способности грунта: пусть он снесет и 10 кг*кв. см., городить в нем щетку из столбов смысла нет, они просто подломятся по принципу домино и дом сползет набок.
Простота расчета как следствие несложного взаимодействия элементов конструкции между собой и с грунтом. Невозможность использования на слабых, несущих менее 1,7 кг*кв. см, грунтах, в отличие от свайного, см. далее.
По той же причине – пригодность без особых ухищрений для самых разнообразных местных условий. Чувствительность к горизонтальным нагрузкам: если под домом тонкий слой пучащегося грунта, а под ним мощный слой плотного непучащегося, то при резком похолодании после дождей касательные напряжения способны сломать столбы.
Все по той же причине – можно не платить 30-100 тыс. руб. за рабочий проект, а ограничиться эскизным за 3-10 тыс. руб. или вовсе вытянуть бесплатный из рунета и просчитать к нему столбы, как описано далее. Непригодность, по той же причине, для существенно неоднородных грунтов: если грунт под гумусом на участке под застройку – лоскутное одеяло из плотных суглинков и рыхлых супесей, песков, хрящеватых и гравелистых кусочков, нужно закладывать фундамент любой, кроме столбчатого.
Достаточная простота законодательного оформления, опять по тем же причинам. Пусть муниципальный инспектор стойкий, непримиримый, убежденный и прожженный взяточник, но он всегда опытный строитель. Что касается столбчатого фундамента, то одного взгляда на проект ему хватит, чтобы увидеть – будет фундамент держать дом или нет. Если грубых ошибок нет, то все-таки утвердит или напишет замечания/предписания, где нужно доработать; их оплата входит в госпошлину. Непригодны на сильно обводненных или замусоренных грунтах и при высоком, выше примерно 2,5 м от поверхности, стоянии грунтовых вод.
Для заложения столбчатого фундамента не требуется высокой строительной квалификации, оно под силу и дилетанту. Невозможно обустроить подвал.
Не требуется тщательная планировка стройплощадки, строительство дома на столбчатом фундаменте своими силами возможно на уклоне до 15-20 градусов (!). Уязвимость: когда дом уже стоит на фундаменте, производить земляные работы большого объема можно не ближе двойного заглубления его столбов, а траншеи нужно копать очень осторожно.
В работе постоянно нужен всего 1 неквалифицитрованный помощник; кратковременно эпизодически – еще 2-3 таких же. По той же причине, сложность подводки дополнительных коммуникаций.
Чрезвычайно дешевый, легкий и простой в исполнении деревянный столбчатый фундамент в определенных условиях (см. далее) может оказаться долговечнее и надежнее бетонного, кирпичного или каменного (!!). Невозможность сооружения капитальных пристроек как следствие того же обстоятельства.
Возможность в некоторых случаях ремонта фундамента своими силами, см. далее. Ремонт фундамента сложнейшая инженерно-техническая задача, и столбчатый фундамент – единственный, которых иногда позволяет ремонтировать себя своему хозяину. Как следствие всех указанных выше факторов – непродолжительный срок службы; 50 лет – предел.

У героя Даниэля Дефо минусов набралось побольше плюсов. У нас их поровну и для мелкостроя плюсы в общем-то весомее. Предрассудки против заложения столбчатого фундамента под жилые дома исходят еще от советских СНиП, ориентированных на массовое многоэтажное строительство, в т.ч. и в колхозах/совхозах, постепенное переселение в многоэтажки частников и, в светлом коммунистическом грядущем, полную ликвидацию индивидуальной жилой застройки. Теперешние коммунисты, кстати говоря, кто еще при уме и понимает суть своей идеи, теперь в том же грядущем обещают каждому свой дом, как Хрущев – каждому рабочему по 3 (три) костюма.

О несущей способности

Грунт считается пригодным под столбчатый фундамент, если его несущая способность не менее 1,7 кг*кв. см. Прочие грунты относятся к слабым, на них, как правило, строятся только на сваях. К слабым грунтам относятся:

  1. Мелкий пылеватый песок.
  2. Пухлые глины и суглинки.
  3. Рыхлые супеси.
  4. Все грунты органического происхождения (илистые, торфянистые), включая черноземы мощностью свыше 1 м.

Что как пучится

Морозное пучение грунта происходит вследствие замерзания в нем воды. Для столбчатого фундамента, как самого по себе легкого и компактного, кроме увеличения объема грунта важна также равномерность пучения и скорость промерзания. Какие грунты непригодны для строительства на столбах, см. в минусах таблицы. О скорости промерзания поговорим ниже. А для дальнейшего, включая расчет, приводим характеристики пучинистости грунтов:

  • Практически не пучащиеся – увеличение объема до 1%. Это твердые глины, мало водонасыщенные сыпучие грунты (гравелистые, крупные и средние пески), каменистые, валунные и галечные грунты с заполнением крупнообломочной фракцией свыше 90%;. Непучинистым может быть и сухой пылеватый песок, если в нем фракций мельче 0,05 мм менее 15% по массе.
  • Слабопучинистые – увеличение объема 1-3,5% То же, что и в пред. п., но глины полутвердые (можно копать лопатой, не прибегая к лому и кирке); сыпучие грунты, кроме мелкого пылеватого песка – средне водонасыщенные, а крупнообломочные с мелким пылеватым заполнением 10-30% по массе.
  • Среднепучинистые – увеличение объема 3,5-7%. Глины тугопластичные, мнущиеся с трещинами при достаточно длительном разминании, т.е. тощие, плотные суглинки и супеси. Все сыпучие грунты по пред. п., насыщенные водой. Крупнообломочные – с мелким пылящим заполнением свыше 30% по массе.
  • Сильно- и чрезмернопучинистые, увеличение объема более 7% – мягкие, сразу мнущиеся средне- и очень жирные глины, рыхлые суглинки и супеси, насыщенные водой мелкие и пылеватые пески. Чрезмернопучинистыми считаются грунты, пучащиеся на 9-12%. Более 12% не бывает, т.к. сама вода при замерзании расширяется именно на такую величину.

О заглублении

Все фундаменты по степени заглубления в грунт делятся на 3 категории, см. рис.:

Степени заглубления фундаментов

  • Глубокого заглубления, или нормального заглубления, или просто – заглубленные: подошва фундамента, а у столбчатого – пятки столбов, располагается ниже нормативной (расчетной) глубины промерзания данной местности, см. рис. ниже, на 0,3-0,7 м в. Для столбчатых фундаментов можно принимать первое значение.
  • Мелкозаглубленные – подошвы (пяты) находятся в пучащемся слое. Для столбчатого фундамента заглубление берут от 40% расчетного промерзания на слабопучинистых грунтах до 70% на среднепучинистых.
  • Незаглубленные – применяются либо на грунтах практически не пучащихся, либо под достаточно легкие и упругие нежилые деревянные или металлические постройки: летние дачные дома, сараи, теплицы, уличный туалет/душ, хозблок, гараж и т.п.
Когда насколько заглубляться?

Бетонный фундамент под любой жилой дом лучше всего делать нормального заглубления: бурение 1 скважины под столб ручным буром отнимает 1-2 часа времени, и все их можно забурить за выходные. Как будет ясно из дальнейшего, столбы фундамента, даже если он с ростверком, в глубине работают каждый сам по себе. Образно выражаясь, ростверк помогает выдержать открытый бой с силами пучения, но бессилен против диверсии с подкопом.

Конкретно же это значит, что уровень грунтовых вод не должен подниматься к наинизшим точкам подсыпки под столбы ближе 1,5 м в период наивысшего стояния. Иначе вследствие случайных колебаний их уровня и, особенно, капиллярного подъема, возможен подмыв какого-то из столбов, а затем внезапное аварийное падение несущей способности всего основания по принципу домино.

Колодцы и скважины соседей верных сведений не дадут, т.к. из первого и самого грязного водоносного слоя – верховодки – воду для питья почти никогда не берут. Тут нужно или запрашивать местную (муниципальную) службу строительной геологии, или консультироваться у опытных строителей, или в разгар весны, во время майских гроз (либо в конце наиболее влажного периода в данной местности; напр., в Амурской обл. – под конец летнего паводка) производить пробное бурение на расчетную глубину промерзания + 1,7 м. Нет воды – можно строиться надежно, по-глуби.

А если есть? Тогда под тяжелое строение придется выбрать другой тип фундамента, для самостроя предпочтительнее ленточный. А под каркасный/брусовой дом, возможно, закладывать мелкозаглубленный столбчатый. Когда же это возможно, а когда нет? Действуем следующим образом:

  1. По характеру грунта определяем степень его пучинистости; при отсутствии точных данных берем максимальную для данного типа грунта ее величину.
  2. Умножив степень пучинистости в десятичных дробях (не процентах!) на величину расчетной глубины промерзания (РГП), получим величину пучения в единицах длины.
  3. Дистанцию достаточно равномерного пучения берем равной 100 его величинам. Дом должен вписаться в прямоугольник соответствующего размера. Напр, РГП = 1,2 м или 120 см. Грунт – плотный суглинок, берем 7% пучения. 120х0,07 = 8,4 см. Дом размерами в плане примерно до 8,5х8,5 м при сезонных подвижках грунта здесь будет приподниматься или опускаться на такую величину без опасного перекоса.
  4. Величину заглубления столбов берем побольше, лишь бы выдержать минимальное расстояние до верховодки.
  5. Для легких нежилых построек на незаглубленном фундаменте берем степень пучинистости в 12% (гумус – чрезмернопучинистый); далее – по пп. 1-5.
  6. Если предполагаемая постройка не вписывается в определенные габариты, ничего не попишешь, здесь на столбах строить нельзя.

Этот способ определения равномерности пучения может вызвать недоумение: как же так, что, грунт пучится, чем сильнее, тем равномернее? Именно так. Связано это с тем, что любая содержащая влагу почва обладает в той или иной степени т. наз. реологическими свойствами. Пучение грунта вызывается замерзающей в нем водой. Чем более ею грунт насыщен, тем дальше распространяются в нем силы пучения и он распухает как сплошная среда. Морозобойные трещины не всегда свидетельствуют, что замерзшая земля вздулась буграми. По аналогии: что однороднее – жареная картошка или пюре? А если пюре застыло, взялось корочкой, и та потрескалась, пюре ведь в деруны не превратится?

Важное обстоятельство

Самодельный нивелир

Т.к. площадка под столбчатый фундамент не планируется или планируется грубо, заглубление считается по столбу в наинизшей ее точке. Пяты опор, точно так же, как и вершины, должны приходиться на некую воображаемую горизонтальную плоскость. Если, к примеру, взято заглубление 1,5 м, а перепад высот на площадке составляет 30 см, то скважину под столб на самом бугре нужно бурить на 1,8 м. На практике первой бурят самую мелкую скважину, а заглубление остальных выводят точно по ней, пользуясь все самодельным нивелиром, см. рис справа.

Так в чем же разница?

Особенностей, о которых другим фундаментам, как говорится, и не снилось, накопилось уже столько, что пора бы и объясниться. Почему столб – столб, а свая – свая? Когда столб – столб, а свая – свая? Чем отличаются друг от друга фундаменты столбчатого типа?

Заглубленный в грунт вертикально стержень конечной толщины с неидеально гладкой поверхностью взаимодействует с ним как опорной площадкой (пятой), так и боковым трением. Т.е., он и упирается в грунт, и цепляется за него. Между прочим, несущая способность грунтов определяется с учетом этого обстоятельства. При морозном пучении взаимодействие усложняется, т.к. силы пучения, стремятся как вырвать сваю/столб из грунта (земля-то вспучивается вверх, вниз некуда), так и удержать его, сдавливая с боков.

Для упрощения математического описания и расчетов (если точных и подробных, то, тем не менее – зубодробительных) считают, что под столбом/сваей образуется некий воображаемый несущий конус, обращенный вершиной вверх и с постепенно расплывающимся внизу основанием. В слабом грунте, где строят на сваях, он шире и глубже, но менее плотен (векторы поля усилий меньшей величины), чем под столбом на плотном прочном грунте. Опять же образно говоря, столб более опирается на грунт, чем цепляется за него, а свая наоборот.

546848486

Но принципиальная разница не в этом. В слабых грунтах силы взаимодействия между их частицами распространяются далеко. Опорные конусы всех свай глубоко внизу сливаются в некую виртуальную поверхность, площадь которой многократно больше, чем здания в плане. Именно поэтому на сваях можно строить на века тяжелые и хрупкие каменные здания и на болоте. Шведы не строились в дельте Невы, хотя по стратегической значимости место это исключительно важное, потому как сплошная топь была. Было там мелкое легкое укрепление, и все. Пришел Петр со своей энергией, размахом, увесистыми кулаками и дубинкой – и вот, весь старый Петербург на сваях выстроен. И ничего, стоит пока.

У столбов задача другая – упростить и удешевить строительство быстровозводимых легких зданий. Прочность, скажем, железобетонной ленты, определяется ее поперечным сечением. Оно при уменьшении размеров падает по квадрату. Под легкий дом лента оказывается настолько тонкой, что может треснуть от случайной нагрузки, материал-то хрупкий. Увеличиваем сечение, чтобы хоть сама себя держала – растет объем (по кубу размеров!), а с ним затраты и трудоемкость. Тогда берем тот же, минимально необходимый объем бетона и сводим его в прочные компактные чурбачки. Поскольку главная нагрузка весовая, ставим их вертикально, вот и получились столбы. Но в болоте они ничего не удержат, коротки. А в плотном грунте будут каждый сам за себя: опорные конусы узкие, короткие и быстро теряются, прежде, чем сойдутся. Чтобы дом стоял, нужны специальные конструктивные меры и выбор пригодной площадки. Ранее изложенное касалось более второго, и теперь можно переходить к первому.

Занимаемся заложением

Фундаментные столбы, кроме уже упомянутых из железобетона, кирпича и дерева, могут выполняться из готовых бетонных блоков и бутобетона. Несущая способность всех этих материалов много выше таковой грунта, поэтому и расчет фундамента одинаков, разница только в величине опорной площади. Но технологии заложения отличаются радикально, поэтому начнем с расчета.

Расчет

Приведенный ниже приближенный метод расчета столбчатого фундамента основан на том, что боковое сцепление столбов с грунтом учитывается очень грубо и с большим запасом. На индивидуальный жилой дом небольших или средних размеров при этом получится на 2-5 столбов больше минимально необходимого их количества. Т.к. столбчатый фундамент сам по себе недорог и относительно мало трудоемок, это вполне правомерное допущение. Но оно позволяет достаточно надежно рассчитать фундамент самостоятельно, не владея специальными знаниями, что даст экономию на проектировании примерно от 30-35 тыс. руб. «По бумажке» такой фундамент также пройдет: пусть, если засомневаются, проверяют как хотят; несущая способность всегда избыточна. Собственно же предлагаемый расчет фундамента производится следующим образом:

  1. По проектной документации определяются весовые нагрузки от конструкций здания, кровли, коммуникаций, утепления, оформления проемов (дверей, окон).
  2. По картам районирования климатических нагрузок в РФ (см. рис. ниже) определяются расчетные величины снеговой и ветровой нагрузки.

Районирование РФ по климатическим нагрузкам и глубине промерзания грунта

Районирование РФ по климатическим нагрузкам и глубине промерзания грунта

Неправильная и правильная расстановка столбов при неодинаковых пролетах

Неправильная и правильная расстановка столбов при неодинаковых пролетах

Необходимые дополнения. Во-первых, к пп. 7 и 8, они с подвохом. А подвох в том, что не надо экономить на заглублении. Экономию на высоте столба существенно перекроет перерасход труда и материалов на их количество, а по п. 15 расчет может и вовсе не сойтись в пользу более дорогого и трудоемкого ленточного фундамента. Лучше уж с буром или лопатой попыхтеть.

Во-вторых, расстановку столбов по п. 18 нужно вести от наименее нагруженных и самых длинных участков к проблемным. Последний, между сдвинутыми столбами, пролет, может оказаться меньше 1,5 м, в данном случае это не страшно. Получится сдвоенный столб, работающий как одинарный, избыточность описанной методики расчета его допускает. Снова по аналогии: 1 затянутый стежок шва никто никогда и не заметит, другие к нему подтянутся. Но если затянуть весь шов (поставить столбы слишком часто), одежда или обувь разлезутся.

Если дом на склоне

При строительстве на склоне, во-первых, дом ни в коем случае нельзя ставить наискось к нему. Во-вторых, фундамент должен быть только глубокого заглубления. В-третьих, при проектировании столбы под стенами по склону сначала «разбрасывают» равномерно, как описано выше. А когда вся сетка столбов сойдется, те же столбы под стенами по склону распределяют, как показано на рис., равномерно увеличивая пролет от максимального до минимального. Если этого не сделать, дом может оторваться от верхнего поперечного ряда столбов, или сорваться с нижнего, и поползти вниз. Силы пучения, действующие на нижние и верхние столбы, при этом будут различаться в несколько раз. Поэтому под всем зданием нужна сплошная противопучинная подушка, см. то же рис.

Расстановка столбов под домом на склоне

Расстановка столбов под домом на склоне

Подготовка площадки

Устройство обноски для столбчатого фундамента

Устройство обноски для столбчатого фундамента

Контур здания размечают как обычно, с проверкой прямоугольности по равенству диагоналей и промерами сторон. Только на диагонали полагаться нельзя, т.к. у равнобокой трапеции они тоже равны! Если дом с пристройками, то размечают сначала самый большой прямоугольник, а от него уже отбивают прилежащие.

Далее следует сделать обноску, см. рис., для периметра и всех несущих стен. Козелки обноски должны сидеть в земле прочно и сами быть покрепче, от них многое зависит. Планки козелков выставляются в горизонт по шланговому уровню и, дополнительно, каждая горизонтально пузырьковым уровнем. Для фундамента с ростверком делается двухэтажная обноска. Места по скважины/котлованы столбов отмечаются отвесами, подвешенными к шнурам-причалкам, поэтому они должны быть прочными и туго натянутыми. Лучшие причалки получаются из пропиленового шпагата: он прочен, дешев и слабо провисает.

Выемка грунта под столбчатый фундамент

Выемка грунта под столбчатый фундамент

Следующий этап – выемка грунта. Для фундамента с лежачими/заглубленными ростверком или рандбалкой гумус снимают до материкового грунта (матёрки) или на величину их заглубления плюс подушка, см. рис. слева. Оно опять же, отсчитывается от наинизшей точки фундамента. Дно траншеи должно быть горизонтальным; проверять его на горизонт удобно тем же самодельным нивелиром.

Если же ростверк/рандбалка висячие, то гумус снимают в радиусе 0,5-1 м от устьев будущих скважин, смотря по их диаметру. Большее значение соответствует диаметру в 60 см. Под котлованы для кирпичных столбов гумус снимается на площади 1х1 м. Заглубление скважин/котлованов отсчитывается от уровня матёрки; пятки столбов должны находиться на одном горизонте, см. выше.

Бурение и копка

Чем шире подошва столба, тем большую нагрузку он снесет и меньшее их количество понадобится. Собственно стержень столба в мягкой оболочке диаметром 350 мм или в асбоцементной трубе диаметром 250 мм, армированный надлежащим образом, (см. далее) выдержит и 10 т, но площадь его пяты мала. В процессе заливки формируется подошва большего диаметра, см. ниже. Но, во-первых, она получится округлой и ее эффективная опорная площадь при увлажнении грунта упадет. Во-вторых, скважина нужна все равно 60 см диаметром. У крепкого хваткого мужика в незамусоренном грунте на такую уйдет не менее 4-х часов.

Скважины под столбы лучше бурить т. наз. буром ТИСЭ. Готовые они достаточно дороги; самые дешевые белорусские стоят около $100, однако бур ТИСЭ можно сделать и своими руками. Этот бур позволяет в скважине всего 250 мм диаметром сформировать подземную камеру – камуфлет – с плоским дном диаметром до 600 мм. А форма подошвы столба получается полусферической, идеальной по строймеханике. Последовательность бурения буром ТИСЭ такова, см. рис.:

Бурение скважин под столбы буром ТИСЭ

Бурение скважин под столбы буром ТИСЭ

  • Буром 1 с прижатым камуфлетным скребком бурят ствол на расчетное заглубление 2.
  • Приводят в действие камуфлетный скребок 3 и, вращая бур, формируют камуфлет, периодически вынимая грунт.
  • В скважину вставляют специальный арматурный каркас 4, см. далее.
  • С помощью оболочки 5 формируют опорную подошву 6, как описано ниже.
  • Заливают стержни столбов, также см. ниже.

Примечание: дополнительный плюс бурения буром ТИСЭ – столбы с такими подошвами можно придвигать друг к другу даже на 1,2 м. Это сразу расширяет сферу применения столбчатого фундамента вплоть до кирпичных домов с мансардой.

Что до кирпичных столбов, то их кладут в полтора или 2 кирпича. К способам кладки мы еще вернемся, пока нужно знать поперечные размеры кирпичных столбов: 38х38 и 51х51 см соответственно. Подходящих для работы размеров нужны и котлованы; не торчать же из него ногами в небеса. Для каменщика средней комплекции котлована 1х1 м почти всегда достаточно. Если заглубление столбов, с учетом высоты подпятника и подушки (вместе около 40 см) превышает 1,5 м, то для предотвращения осыпания грунта копать нужно с откосами от 4 см/м.

Столбы, рандбалки, ростверки

Столбы под фундамент состоят из пяты (подошвы), стержня (ствола), изолирующей оболочки и оголовка. У бетонных, кирпичных и деревянных столбов они выполняются по-разному. Мы начнем с бетонных как наиболее распространенных и надежных.

Бетонные

Раствор на фундаментные столбы идет обычный М200-М300. Заказывать бетоновоз особого смысла нет: бетона нужно немного, а доставка недешева и не зависит от поставляемого объема. Лучше взять в аренду бетономешалку и замесить самим. Состав, в расчете на 1 кубометр, такой:

  1. Портландцемент М400-М600 – 300 кг.
  2. Песок строительный – 750 кг.
  3. Щебень средней фракции – 1200 кг.
  4. Вода технически чистая – 150 л.

Замес также производится обычным порядком: цемент-песок-щебень-вода. Заливается бетонный набивной столб в скважину следующим образом:

  • Засыпают подушку, если нужно. Для столбов нормального (глубокого) заглубления чаще обходятся подбетонкой в 5-10 см прямо на грунт; ей нужно дать схватиться.
  • До дна вставляют оболочку, о них см. ниже, следя, чтобы выдерживалось одинаковое расстояние от нее до стен скважины.
  • Вставляют арматурный каркас и центрируют его, также см. ниже,.
  • Оболочку на треть заполняют бетоном и приподнимают на 200-300 мм; если скважина бурилась буром ТИСЭ, на указанную в его спецификации величину. Приподнятую оболочку надежно фиксируют.
  • Если скважина бурилась обычным буром, дожидаются схватывания бетона и еще 1-2 суток.
  • В том же случае производят обратную засыпку промежутка между оболочкой и стенкой скважины, плотно утрамбовывая грунт.
  • Заливают стержень столба с гидроуплотнением: слоями по 15-20 см, с выдержкой в 10-20 мин перед заливкой очередного слоя.
  • Технологический перерыв для набора бетоном прочности достаточен в 7 суток, после чего можно продолжать работу.

Примечание: использовать виброуплотнение нежелательно. Далеко не всякий вибратор пробьет вглубь на 1,5-2 м, и наконечником легко задеть за арматурину. Тогда неизбежно образование каверн с цементным молочком, резко снижающих прочность столба.

Армирование

В армировании отличие круглого столба от сваи, как говорится, все на виду: столбу обязательно нужен центральный (осевой) стержень. Сваю можно армировать, как столб, хуже не будет, только железо лишнее уйдет, а вот круглый столб по-свайному, только по окружности, нельзя.

Дело в том, что там, где целесообразно применение того или другого фундамента, боковые нагрузки на сваю приходятся более изгибающие, а на столб – сдвиговые. Попросту, горизонтальные подвижки грунта столб стараются отломать или отрезать от того, что на нем лежит. Вот им-то центральный стержень и сопротивляется со всей силой стали.

Примечание: есть еще особенность, присущая только столбчатому фундаменту; ее можно было бы и в минусы записать. Стеклопластиковая и другая композитная арматура, прекрасно работающая в лентах и сваях, для столбов непригодна. Сдвиговые нагрузки любого направления она держит не лучше бетона – расслаивается или размочаливается.

Другая особенность столба – для большей прочности число вертикальных ветвей каркаса должно быть четным: 4, 6, 8 и т.д. 2 ветки, понятно, ничего не усилят. Расстояние между вертикальными связями – 150-200 мм; шаг горизонтальных стяжек, как обычно, вдвое больше.

Армирование фундаментных столбов

Армирование фундаментных столбов

На вертикали идет арматура АI обычно 10-12 мм; на горизонтали – 6-мм катанка. Ее обводят вокруг диагоналей, а расстояние между вертикалями и центровку центрального стержня подгоняют подгибанием горизонталей, как слева на рис. Работа эта, надо сказать, тяжелая: попробуйте-ка согнуть катанку в петлю пассатижами или клещами! Поэтому допустимо делать из катанки кольца, соединяя концы скруткой на 3-4 витка, а стержень центрировать ее отрезками. Вяжут все 2 мм вязальной проволокой, но только и только мертвым узлом; выделен зеленым на след. рис.

Вязка арматуры бетонных столбов

Вязка арматуры бетонных столбов

Под ростверк или рандбалку из оголовка столба выпускают концы боковых стержней на требуемую длину (обычно 15-25 см), в центре на рис. выше, поэтому боковые вертикали нужно заранее отрезать подлиннее. Под деревянный венец, наоборот, выпускают центральный стержень, справа на том же рис.

Для легких хозпостроек и деревянных домов чаще всего оказывается достаточно столба в асбоцементной трубе диаметром 150 мм. В такую нужное количество арматуры уже не влезет, места для бетона не хватит или он не уляжется как следует. Тогда армируют только по центру, но не стержнем, а круглой стальной трубой с толщиной стенок от 2 мм. Диаметр трубы нужен в пределах 70-80 мм, не больше и не меньше. Тогда она совместно с твердой оболочкой будет работать как описанный выше каркас. Очень хорошо подходит 76 мм водопроводная труба.

Примечание: еще о подошвах фундаментных столбов (это очень ответственный узел) можно узнать из видео:

Видео: столбчатый фундамент – основные принципы возведения
Оболочки

Простейшая оболочка столба – труба из 2-3 слоев рубероида, обвязанного проволокой, как на рис. об армировании. Она дешева, легка и не требует дополнительной гидроизоляции. Однако при обратной засыпке грунта с трамбовкой часто мнется и не помогает работать арматуре, что для столбов малого диаметра вообще неприемлемо. Поэтому оболочки фундаментных столбов часто выполняют из труб: асбоцементных, пластиковых или стальных.

Цельнометаллический столбчатый фундамент

Цельнометаллический столбчатый фундамент

Последние могут служить столбами и сами по себе, без бетонирования. Под ростверк из швеллера (см. рис.) вроде бы наилучший вариант: трубы можно забивать в грунт, вовсе не производя земляных работ. Но вообще говоря, если трубы из обычной стали, то на пригодных для столбчатого фундамента грунтах это не вариант – трубы в них проржавеют насквозь за 15-20 лет максимум. Слабые обводненные грунты, по которым обычно строятся на сваях, как правило, кислые. Тогда на трубе быстро образуется плотная корка гидрооокиси, не пускающей коррозию дальше. На обычных же грунтах под столбы нужно брать короткие винтовые сваи, они из спецстали. Тогда и расчет упрощается: в спецификации на сваю даются таблицы и/или номограммы, по которым сразу определяется ее несущая способность при заданном заглублении. Вот это, для фундамента с металлическим ростверком и нагрузкой на него до 8 тс/пог. м, действительно, хороший вариант на срок до 30 лет. Если же вы все-таки хотите что-то построить на стальных трубах, то учтите, что их диаметр должен быть в пределах 130-200 мм, а толщина стенки – от 4 мм для первых и от 6 мм для последних. Не соблюдя и то, и другое, рискуете тем, что труба под нагрузкой погнется или надломится.

Оболочки из пластиковых труб делают редко: они также легки и сами по себе гидроизоляция, при трамбовке не мнутся, но дороже рубероида. А главное – очень уж гладкие, совершенно не цепляются за грунт. Поэтому получить от 1 столба в пластике с обычной пятой несущую способность свыше 5 тс вряд ли возможно. Для тонких столбов применение пластика также исключается: он не создаст работающую оболочку.

Чаще всего на оболочки столбов пускают асбоцементные трубы диаметром 150-300 мм. Ворочать их и, особенно, приподнимать из скважины, тяжелее. Но они очень жестки и работают вместе с арматурой; для тонких столбов это единственно приемлемый вариант. В грунте также сидят крепко, а гидроизоляция обеспечивается обработкой битумной мастикой; лучше двукратно с промежутком в 20-30 мин, т.к. асбоцемент – пористый материал.

Зачем нужны квадратные столбы?

На первый взгляд может показаться, что квадратные в поперечном сечении фундаментные столбы – это плохо. Нужно рыть котлованы, нужно больше бетона, нужна древесина на опалубки. Однако, во-первых, при этом значительно упрощается сопряжение столбов с ростверком: с точки зрения технологии постройки, такой фундамент ничем не отличатся от свайно-ленточного. А сопряжение столбов с ростверком, надо сказать, ответственный и технически сложный узел, см. напр. ролик:

Видео: узел ростверка и столбчатого фундамента

Во-вторых, появляется еще целый ряд экономных плюсов:

  • Поскольку котлован широкий, можно под столб подложить готовую опорную подошву, см. ниже. Тем самым в несколько раз увеличивается несущая способность столба и соответственно сокращается их количество. Одно только это уже может перекрыть «лишние» затраты на собственно столбы.
  • Осевой армирующий стержень уже не требуется; выше недаром было сказано о круглых столбах. Причина в том, что в квадратном стержне любые боковые нагрузки растекаются по углам. Очень часто прочнисты эту особенность «квадратиков» проклинают, но все есть яд и все есть лекарство: в данном случае в углы заложена арматура.
  • Т.к. середина столба уже свободна, можно без опаски применять виброуплотнение бетона.

В целом, если задуман фундамент с ростверком, то вариант квадратных столбов следует рассмотреть в первую очередь. Для примера на рис. – чертежи монолитного фундамента с лежачим ростверком, рассчитанного на глубину промерзания до 1,2 м. При меньшей 1-2 секции столба можно убрать, но остаться должно в любом случае не менее 2-х секций. Нужно также иметь в виду, что сама балка ростверка в данном случае способна нести нагрузку не более 8 тс*пог. м, это нужно учесть, рассчитывая количество столбов и их расстановку.

Чертежи монолитного столбчато-ростверкового фундамента

Чертежи монолитного столбчато-ростверкового фундамента

Сборные готовые

Бетон – замечательный материал, но он требует правильного чередования непрерывных производственных циклов с технологическими перерывами, что при самостоятельном строительстве часто неудобно, а то и вовсе невозможно. Однако можно выйти из положения, соорудив бетонный фундамент из блоков, поставляемых на продажу готовыми. Большие блоки ФСБ (не Федеральная Служба Безопасности, Фундаментные Сборные Блоки!) сложной конфигурации и с металлическими закладными деталями нам не нужны, они предназначены для тяжелых сборных фундаментов и без крана с ними делать нечего.

Нам будет достаточно мелких ФСБ 200х400х200 мм. Столбы из них можно класть как и кирпичные, по мере наличия свободного времени. Только проще: столб в 2 блока с опорной площадью в 0,16 кв. м выдержит нагрузку до 3 т. Для легких строений этого достаточно, поэтому перевязка швов сводится к повороту рядов на 90 градусов относительно друг друга, слева на рис.

Сборные фундаменты из бетонных блоков

Сборные фундаменты из бетонных блоков

Особенность кладки из блоков – кладочный раствор нужен очень сухой, вязкий, с минимальным количеством воды, чтобы прочность шва была сравнима с прочностью блоков. Практически, нужно работать с раствором максимально сухим, с каким только умеете. Вдруг получился пересушенным – разбавлять водой ни в коем случае нельзя! Выбрасывать замес – не круто, простите, противоречит профессиональной этике. Нужно ребром кельмы рубить лепешку раствора мелко-мелко вдоль и поперек, как повару мясо на пожарские котлеты, и одновременно распределять его ровным слоем по площади.

Под строения посолиднее столбы кладут на подпятниках, в центре и справа на рис. На подпятники берут чаще всего готовые основания колонн, справа на рис. Их высота достигает 1 м, так что часто возможно сразу же заливать ростверк или укладывать рандбалку. Опорная площадь достигает 4 кв. м, а сужение кверху обеспечивает противопучинные свойства, см. ниже, так что и без большого заглубления под тяжелое строение нередко возможно обойтись.

Готовые бетонные столбы для фундаментов

Готовые бетонные столбы для фундаментов

Помимо кладочного раствора (он такой же, как и в пред. случае), у блоков из подошв колонн есть еще особенности. Первая – без грузоподъемной техники все-таки не обойтись, тяжелы. Вторая – также слишком тяжелы для песчано-гравийной подушки, поэтому подушку делают бетонную; фактически – утолщенную подбетонку. Ее скосы передают давление столба в стороны, без чего очень тяжелая подошва может начать тонуть в промокшем грунте, как в болоте. Оно потому и болото, что напрочь реологическое. А трапециевидная в разрезе жесткая подушка действует подобно мокроступам.

Пирамидальный столб на пучащемся грунте

Пирамидальный столб на пучащемся грунте

Наконец, продаются и готовые столбы для фундаментов, см. рис. слева. Левый – обычный; в центре – противопучинный, справа – для грунтов, подверженных горизонтальным подвижкам. Эти столбы уже легче, их можно поднимать ручными талями и кантовать вдвоем. Выпускаются разной высоты под разное заглубление. Опорная площадь – порядка 0,5-0,65 кв. м, что очень хорошо. Но что не очень хорошо, готовые столбы, особенно противопучинные, болгаркой в размер по высоте не обрежешь. Поэтому перед бурением приходится тщательно планировать площадку, что трудоемко и накладно. В целом, вариант хороший для мест с неглубоким промерзанием, но не бюджетный.

Попутный вопрос: а почему пирамидальный столб – противопучинный? Потому, что пучащийся грунт не только выталкивает столб вверх, но и давит на него с боков. Если наклонить боковые грани внутрь, то по правилу параллелограмма из школьной физики возникнут силы, уменьшающие выталкивание. Однако тогда нужно сделать вокруг столба и противопучинную засыпку, она будет своего рода демпфером, распределяющим боковое давление и не позволяющим силам пучения (а их величина огромна) разорвать столб, см. рис. справа. Несущая способность столба при этом уменьшится на 7-10%

Последовательность заложения столбчатого фундамента

Последовательность заложения столбчатого фундамента

Сборный ростверк для бетона

В целом последовательность заложения столбчатого фундамента с ростверком отображает рис. Нижний ряд изображений на нем может оказаться довольно-таки каверзным и для опытного строителя. Если ростверк лежачий или заглубленный, то ничего страшного: технология заложения полностью совпадает с таковой для ленточно-свайного фундамента: столбы можно делать круглыми и заливать все сразу, см. слева на след. рис. Нужно только не забыть о противопучинной подушке с засыпкой.

Если же ростверк висячий, то, во-первых, нужна прочная опалубка из качественной древесины, справа на том же рис. Во-вторых, дожидаться полного набора прочности столбами и уж потом заливать ростверк, нельзя, получится не ростверк, а рандбалка. В общем, чем «мокрее» столбы ко времени заливки ростверка, тем прочнее все вместе будет в конечном итоге. Но тогда залитый в опалубку бетон своим весом может просто обрушить еще не набравшие прочности столбы. Нужно или подкреплять опалубку подпорками, но тогда земляпод ними может податься и верхняя поверхность ленты перекосится до неисправимого значения, или угадывать промежуток времени (весьма небольшой), когда заливать уже можно и еще не поздно, что требует немалого опыта.

Опалубки под ростверки

Опалубки под ростверки

Для зданий вплоть до кирпичных с жилой деревянной мансардой выход из положения возможен в виде сборного ростверка; чертеж – на рис. ниже. В перемычках, готовых или самодельных, предусматривают стальные закладные под монтажные скобы и проемы под вертикали каркаса столбов, см. врезку слева вверху на рис. Далее:

  • Укладывают перемычки и соединяют их на сварке монтажными петлями; в простейшем случае это прямые отрезки арматуры.
  • Делают опалубку по бокам.
  • Заливают бетон М200 на высоту 80-100 мм над петлями.
  • Когда бетон схватится, укладывают в опалубку армирующую сетку из арматуры АI диаметром 8-10 мм, с размерами ячеи (100-150)х(100х150) мм. Расстояния концов арматуры от краев ленты – обычное, 50 мм.
  • Приваривают к сетке выступающие концы арматурного каркаса столбов.
  • Заливают тем же бетоном еще на 100-120 мм.
  • После полного набора прочности (от 20 суток, поверхность должна на это время накрываться пленкой и периодически немного увлажняться) возводят стены.

Чертеж сборного ростверка для столбчатого фундамента

Чертеж сборного ростверка для столбчатого фундамента

О фундаментах ТИСЭ

ТИСЭ значит Технология Индивидуального Строительства Экологическая. Разработана в России, рассчитана на мелкий малоэтажный самострой. Специалисты-строители, особенно ортодоксы и буквоеды, полагающие, что строить должны только имеющие диплом или профудостоверение по специальности, к ТИСЭ относятся настороженно, и в сводах строительных правил и норм ТИСЭ можно не искать. Но строят по ТИСЭ немало, дома стоят хорошо. Надо полагать, что, пройдя испытание временем (ортодоксы по-своему правы, в доме-то людям жить), ТИСЭ займет подобающее ей место среди строительных технологий.

Что касается фундаментов, то здесь изюминка ТИСЭ – тот самый ручной бур с камуфлетным скребком, о котором уже сказано. Он позволяет с минимальными затратами труда, объемом земляных работ и нарушением структуры грунта получить довольно большую опорную площадь столба. Достаточно сказать, что по существующим технологиям камуфлетные камеры в скважинах формируются взрывом. Причем получаются они сферическими, далеко не идеальными с точки зрения несущей способности.

Фундаменты ТИСЭ

Вторая особенность фундаментов ТИСЭ – универсальность. Их можно закладывать на любых грунтах, кроме пригодных только для свай (илистые, торфянистые, переувлажненные пески и т.п.) на глубине промерзания до 1,2 м без перерасчета и изменения конструкции. Фундаменты ТИСЭ выполняются свайно-ленточными и столбчато-ростверковыми. Их часто путают, но разница ясно видна на рис; там же врезке вверху справа – рабочий наконечник бура ТИСЭ:

Свайно-ленточные (слева) Столбчато-ростверковые (справа)
Для грунтов обычной структуры по вертикали: гумус-суглинок-супесь-песок. Пригоден и для других неоднородных по глубине грунтов. Скважины свай – без камуфлета.Сваи – обычной конструкции: армирование по окружности с поперечными связями.Сваи устанавливаются на песчаной подушке.Для армирования свай и ленты допустимо использование стеклопластиковой арматуры.При заливке свай используется виброуплотнение. Для грунтов, однородных по глубине: щебнистых, гравелистых, хрящеватых. Слой гумуса в них часто плохо выражен, т.к. в хорошо проветриваемых и промываемых ходах между твердыми включениями корням и червячкам-букашкам и так привольно.Скважины под столбы – с камуфлетной камерой.Столбы – с полусферическими подошвами.Армирование столбов – мощная центральная труба и 2 узкие высокие П-образные скобы с отогнутыми концами из арматуры диаметром 8-10 мм. Скобы образуют 4 вертикальные ветви, которые соединяются поперечными связями из 4-6 мм проволоки с шагом 300-400 мм.Столбы заливаются без подушки, непосредственно на грунт.Оболочка столбов – мягкая или пластиковая, т.к. тяжелая асбоцементная или стальная продавит еще не застывшую подошву.Заливка столбов – без теперерыва:

— До дна вставляют оболочку.
— Устанавливают арматурный каркас, чтобы «усы» скоб как бы защелкнулись в выемке дна камуфлета.
— Заливают бетон на 1/3 высоты оболочки.
— Оболочку приподнимают на высоту, указанную в спецификации на бур, и надежно фиксируют.
— Заливают остаток столба с гидроуплотнением (послойно), как описано выше.

Для легких домов

Фундаменты ТИСЭ пригодны для дома площадью в плане примерно до 150 кв. м, этажностью до 2, в т.ч. и для дома кирпичного. Автор технологии гарантирует несущую способность 1 опоры на обычных в средней полосе грунтах до 11 тс; однако, если площадь здания позволяет разместить нужное количество столбов, то, пока ТИСЭ не апробирована полностью, лучше в расчете ограничиться 7-8 тс на столб.

Быстровозводимые каркасные дома и дома из газобетона можно строить и на фундаментах полегче и подешевле, чем ТИСЭ. Для примера на рис. – схемы устройства бетонных фундаментов под каркасный дом с теплым полом и газобетонный с вентилируемым фасадом. Эти фундаменты – малого заглубления; несущая способность 1 столба – около 4 тс.

Схемы столбчатых фундаментов для легких быстровозводимых зданий

Схемы столбчатых фундаментов для легких быстровозводимых зданий

Кирпичные

Установка кирпичного столба для фундамента

Установка кирпичного столба для фундамента

У кирпичных фундаментных столбов перед прочими всего одно преимущество: из можно класть постепенно, по мере наличия свободного времени. Но после появления бетона и оно «съедено» блоками для сборных фундаментов. Тем не менее, если вы хотите построить настоящую по всем правилам, русскую баню, то технологию заложения столбчатых фундаментов из кирпича придется освоить. Она не так уж сложна, но кое в чем отличается от способов кладки стен.

Первое, под столб нужно подложить бетонный подпятник, это же позволит увеличить опорную площадь столба, см. рис. Если грунт достаточно сухой и плотный, можно не брать готовую плиту, а залить подбетонку прямо на грунт, без подушки. Но класть столб прямо на земле или по песку недопустимо.

Затем, кирпич – материал пористый, гигроскопичный. Поэтому под столб нужно заранее подложить лист гидроизоляции размера такого, чтобы им впоследствии укутать столб целиком; это тоже показано на рис. Самый же столб, когда кладочный раствор застынет, обрабатывают битумной мастикой.

Неправильная кладка кирпичного фундаментного столба

Неправильная кладка кирпичного фундаментного столба

По той же причине на столбы годится не любой кирпич. Нужно брать пережженный железняк, как более плотный и мене пористый; разумеется, не вздутый и не покоробленный. Его отличают от обычного по темному цвету и четкому, резкому и короткому, звуку при простукивании. Красный звонкий кирпич высшего сорта отлично пойдет на стены, но не на фундаментные столбы. Еще лучше клинкерный кирпич, но для бюджетной стройки это дорогое излишество.

Далее, класть фундаментные столбы по-заборному, как на рис. слева – грубая ошибка. И замуровывать стальную трубу в бетонную сердцевину «для прочности» тоже толку не будет. Заборный столб не испытывает длительного давления со всех сторон и вверх его ничто не тянет. Чтобы не вдаваться в требующие специальных знаний тонкости, ветер, терзающий полотно забора – своего рода гусар: налетел, порубил, отскочил. А грунт тогда – линейная пехота: прет медленно, но неотвратимо. Поэтому класть столбы для фундамента нужно с 3-х рядной перевязкой швов; как ее выполнить для столбов в полтора и два кирпича, показано на рис.

Перевязка швов кирпичных фундаментных столбов

Перевязка швов кирпичных фундаментных столбов

Кирпичные рандбалки

Кирпичные рандбалки

Тем не менее, у кирпича в составе фундамента обнаруживается полезное качество: из него можно сложить рандбалки под легкий деревянный дом, не затевая бетонных работ и не тратясь на готовые монолиты. Устройство кирпичных рандбалок показано на рис. справа. Столбы под них, если стройка вовсе уж бюджетная и по выходным, лучше сделать из бутобетона: камень-наполнитель недорог, а раствора нужно немного, на крайний случай его можно замесить и лопатой в корыте. Хотя бетономешалка, разумеется, лучше во всех отношениях, кроме платы за аренду.

Банный фундамент

Если речь идет о финской бане, то какого-то особого фундамента под нее не требуется. Сауна, вероятно, потому и разошлась так широко, что непритязательна к конструкции банного помещения, лишь бы тепло держалось. В продаже есть и квартирные мини-сауны с электроподогревом, и ничего, сами скандинавы берут их себе охотно.

Столбчатый фундамент для бани

Столбчатый фундамент для бани

Не то – баня русская. Настоящая, исконная, кондовая. С ядреным паром и наддачей квасом. Финны – заядлые банщики, попарившись в такой, признаются: да, нашей до вашей далеко. Только построить вашу трудно и не везде можно. В этом они правы.

Не касаясь выбора места и особенностей самой банной избы (их – хоть отбавляй) приводим просто схему устройства фундамента для бани в деревянном срубе; подушка под столбами и забиркой условно не показана. Кирпич на него нужен только ровный железняк, столбы – в 2 кирпича, забирка – в кирпич. И еще 2 условия: без должной досыпки подпола и подготовки пола из мерного горбыля с промазкой глиной (на рис. показаны), оптимального микролимата, то бишь ядреного пара, не будет.

Деревянный

На кирпиче в старину стоились те, кто побогаче. А простой люд на фундаменты пускал мерные чураки из сосновых и дубовых бревен (стулья) диаметром в пядь и более, это от 18 см. И удивительно – избы стояли по 150-300 лет. Дело в том, что строиться под жилье и хознужды старались на непригодных для возделывания кислых почвах; они чаще всего излишне обводнены. В таких условиях дерево становится мореным и держится столетия. Устройство деревянного столбчатого фундамента показано на рис.

Устройство деревянного столбчатого фундамента

Устройство деревянного столбчатого фундамента

Стулья и плахи под них вырубались только топором, чтобы не мочалить торцы пилой. Сейчас кажется невероятным: как это, только топором вырубить ровный и гладкий перпендикулярный торец? Но Кижи свидетель: наши пращуры этим нехитрым инструментом еще и не то вытворяли.

Перед использованием стулья и плахи подвергались, чтобы сразу не пошла гниль, обжигу над огнем (не в огне!). Заготовки периодически поворачивались, пока не образовывалась обожженная корка около 1 см. толщиной.

Незаглубленный деревянный фундамент

Незаглубленный деревянный фундамент

В наши дни, вдруг дешевейший деревянный фундамент понадобится, таких сложностей не надо. Пилить заготовки и сбивать плахи (теперь уже – щиты) из досок можно. Однако все готовые детали нужно по отдельности обработать биоцидами, а затем, на расстеленной полиэтиленовой пленке, хорошенько (лучше всего – до просачивания насквозь) пропитать с торцов водно-полимерной эмульсией. Детали ставят вертикально, пропитывают торцы, затем переворачивают и пропитывают противоположные. Сушат в тени неделю, а затем так же, и дополнительно с боков (по образующей) обрабатывают битумной мастикой.

Еще один вариант деревянного фундамента, теперь уже незаглубленного, пригоден для легчайших дачных строений: летнего домика, туалета, душа, хозблока. Как он устроен, видно на рис; надо полагать, что пояснений к нему не требуется. И в случае нужды, строение можно передвинуть, или погрузить на транспортер и перевезти.

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

Ремонтные опалубки для столбчатого фундамента

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

Ремонт столбчатого фундамента

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

  • 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.

Об ошибках

Чтобы верно что-то сделать, не имея большого опыта, мало знать, как надо делать. Нужно еще знать, как делать не надо. Поэтому напоследок предлагаем еще ролик об ошибках при заложении фундаментов:

Видео: ошибки при заложении столбчатых фундаментов

В заключение

Столбчатый фундамент действительно дешев и мало трудоемок по сравнению с остальными. Но он и коварен. Не по своей вине, а потому, что очень чувствителен к механике грунта под ним. Кто даст гарантию, что она не изменится за время эксплуатации здания? Вырубят или насадят поблизости лес, построят скотный двор – через 2-5 лет в грунте начнет что-то, да меняться.

Поэтому столбчатый фундамент можно однозначно рекомендовать только для легких строений преимущественно дачно-гаражного типа, не предназначенных для постоянного проживания.

Что касается жилых домов на столбчатом фундаменте, то, во-первых, детям и внукам они достанутся, только если построены на подходящем грунте и в благоприятных природных условиях. Если же строиться на поколения, то уместно по аналогии вспомнить непреложное правило кредитования: брать в долг нужно в той валюте, в которой зарабатываешь. Иначе можно, как говорится, попасть по полной, что сейчас и наблюдается массово.

Для застройщиков, стесненных в средствах, существует правило не менее непреложное: на фундаменте экономят в последнюю очередь, а крайне желательно вовсе не нем не экономить. Лучше уж распланировать дом поменьше и построиться на ленте или на плите. Они в дальнейшем, если с финансами как-то образуется, позволят сделать пристройки, а вот столбчатый фундамент – ни в коем случае.

В общем, выбирая тип фундамента, нужно очень крепко подумать. И мы будем считать свою задачу выполненной, если материал данной статьи поможет вам принять верное решение.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *