Столбчатый фундамент: конструкция, армирование, строительство

Столбчатый фундамент, как уже понятно из его названия, представляет собой набор отдельных вкопанных в землю столбов. В первую очередь такие столбы располагаются в местах пересечения стен дома, и вместе с тем они могут располагаться в пролетах между ними. Верхний конец столбов называется оголовком, нижний — основанием. На оголовки впоследствии будет ставиться дом, поэтому у всех столбов они должны находиться на одинаковом уровне — это будет уровень пола первого этажа, обычно на высоте 40-50 см от земли. Такой зазор между полом дома и землей необходим, чтобы избежать сырости, от которой деревянные конструкции нижней части дома (а именно деревянные дома чаще всего возводят на столбчатых фундаментах) быстро сгниют.

Форма столбов фундамента может быть различной — квадратной, прямоугольной, круглой, но больше всего распространены столбы с круглым поперечным сечением, потому что под такие столбы скважины можно бурить ручным буром. Диаметр столбов может быть самый разный от 15 см и более, но при строительстве столбчатого фундамента своими руками выбирать придется из следующих диаметров: 150 мм, 200 мм, 250 мм, 400 мм. Скважины именно такого диаметра можно бурить с помощью большинства продающихся ручных буров. Глубина заложения столбчатого фундамента, как правило, составляет около 2 м (ниже глубины промерзания). Площадь основания столбчатого фундамента невелика, поэтому чтобы выдерживать нагрузку от дома он должен опираться на слой грунта с большой несущей способностью.

Столбики фундамента можно делать из разного материала: дерево, кирпич, монолитный бетон. Деревянный брус или бревно можно обжечь или обработать антисептиком, чтобы предотвратить (или по крайней мере замедлить) гниение древесины. Так же можно использовать гидроизоляционные материалы, но всё равно такие столбы будут наименее надежным вариантом.

Кирпичная кладка – вполне приемлемый вариант в плане прочности, однако этот вариант далек от идеала в плане удобства возведения. Складывать столб из кирпичей непосредственно в самой скважине не представляется возможным. Складывать столб полностью на поверхности земли, а затем опускать его в скважину – тоже не выглядит быстрым и приятным занятием.

Однозначно лучшим во всех отношениях материалом является монолитный железобетон. Он обеспечивают наибольшую прочность на сжатие, при армировании – и на растяжение. Армированный монолитный столб не треснет ни под каким действием сил морозного пучения. Развести бетонную смесь и залить её в вырытую скважину действие довольно простое.

Столбы фундамента могут иметь постоянное или переменное поперечное сечение. В первом случае это простой цилиндр или параллелепипед, во втором — более сложная форма с уширением в нижней части столба. Такое уширение позволяет увеличить площадь основания и соответственно увеличить несущую способность фундамента: вес дома будет распределяться по большей площади. Второе преимущество — это большая устойчивость к морозному пучению грунта. Если столб расширяется внизу, то силы пучения не смогут выдавить его вверх.

Есть две технологии, позволяющие закладывать такой столбчатый фундамент. Первая технология заключается в том, что под столб роют яму (как правило квадратной или прямоугольной формы), размеры которой на 20-40 см больше, чем нужно для столба. Затем в этой яме устанавливается опалубка, которая задает форму будущего столба, в нее ставится арматурный каркас и заливается бетон. После того, как бетон затвердеет, опалубку снимают и засыпают столб. Такая технология позволяет сделать монолитный железобетонный столб любой формы, но подразумевает относительно большой объем земельных работ и использование съемной опалубки.

Установка нового столба для фундамента: в вырытую скважину опущена опалубка, которую с боков подпирают распорки. Внутри опалубки — арматурный каркас.

Другой путь — это технология ТИСЭ, которая была специально разработана для самостоятельного строительства столбчатых фундаментов. Эта технология предусматривает использование специального фундаментного бура ТИСЭ-ф, который позволяет бурить скважины диаметром 200 мм, которые имеют в нижней части уширение до 400 мм или 600 мм. Бур ТИСЭ имеет плуг, который может срезать грунт со стенок пробуренной скважины, в результате в нижней ее части появляется уширение в виде полусферы.

Главными достоинствами столбчатого фундамента являются простота его строительства и экономичность. Все работы по заложения такого фундамента можно выполнить своими руками в одиночку: бурение скважины ручным буром, приготовление бетона для заливки одного столба, вязка арматурного каркаса и заливка. Столбы можно заливать по одиночке, поэтому не необходимости готовить сразу большое количество бетона. Расход бетона на столбчатый значительно меньше, чем на другие виды фундаментов, равно как и необходимое количество арматуры.

Область применения

Основания данного вида применяются для лёгких сооружений, выполненных из не тяжёлых материалов, а также для построек, которые не предполагают обустройства цокольного этажа. Конструкция устанавливается в случаях, когда необходимо избежать морозного пучения, а также для предотвращения последствий просадки.

Столбчато-ростверковый фундамент рекомендуется применять при возведении стен из кирпича, которые требуют глубокого заложения основы 1,5—2,0 м.

Преимущества столбчато-ростверкового фундамента

• Столбчатый фундамент с ростверком отличается низкой стоимостью. Его цена обычно составляет около 18% общих расходов на строительство сооружения. При этом затраты на устройство других видов могут превышать более 30% от общего бюджета.
• Для возведения данного типа основания требуется меньше не только денежных средств, но и человеческих ресурсов.
• Он устойчив к воздействию морозного пучения.
• Высокая устойчивость фундамента на пучинистом грунте, колоны оседают значительно меньше чем ленты.

Устройство столбчатого фундамента с ростверком

Перед сооружением основания необходимо определить грунт, выполнить разведку участка. Нужно выяснить данные о типе грунта и глубине его промерзания, о грунтовых водах и их высоте. Весь процесс обустройства включает несколько этапов: подготовка участка, разметка углов, земельные работы, армирование и возведение ростверка.

Конструктивные особенности

При устройстве столбчатого фундамента с ростверком необходимо устанавливать гидравлическую подушку на основе железобетонной плиты. Данный элемент конструкции предотвращает чрезмерное проседание почвы и выполняет функции дополнительной опоры. В свою очередь, «подушки» подразделяются на два вида: сборные и монолитные. По цене они практически не отличаются друг от друга.

Монолитные фундаменты характеризуются долговечностью. Они имеют однородную бесшовную структуру. Изготовление монолитных подушек осуществляется методом выливания армированного бетона с помощью опалубки или труб специальной формы.

Сборный фундамент — это строительный «паззл», который монтируется из уже готовых железобетонных блоков.

Подготовка

Этот этап включает уборку участка от ненужного мусора. Если грунт участка состоит из глины, необходимо сначала сформировать подушку из песка, только после этого устанавливаются столбы. Если строительство планируется на участке с торфяником, необходима полная замена грунта для основания. Если почва для фундамента состоит из камня и песка, можно сразу приступать к устройству столбчато-ростверкового фундамента.

Разметка углов

На этом этапе, на выбранном участке необходимо выполнить разметку углов, чертёж фундамента. Для этого по периметру устанавливаются столбы, которые помогают ориентироваться, где находятся стены. При разметке земли требуется уделить особое внимание углам, они должны быть абсолютно прямыми (данное правило не распространяется на сооружения не прямоугольной формы).

По завершении разметки выполняется проверка, цель которой выяснить соответствуют углы и длина стен проекту. Для этого используется угломер или рулетка. Цена столбчатого фундамента с ростверком полностью зависит от сложности работы и конкретного исполнителя.

Земляные работы и армирование

Этот этап включает выкапывание ям под столбчато-ростверковый фундамент. Если конструкция предусматривает установку железобетонных столбов, после устройства опалубки, устанавливается арматура. Для армирования используются прутья толщиной 10—12 мм, которые скрепляются при помощи хомутов с шагом до 30 см. Прутья обязательно должны выходить из торца колоны, это необходимо для крепления ростверка. Вокруг арматуры устанавливается опалубка (деревянная коробка), в которую заливается бетон. При обустройстве готовых опор опалубка не нужна. Заливку рекомендуется делать в несколько этапов. По завершении, необходимо проверить высоту колон, она должны быть одинаковой.

Возведение ростверка

Ростверк — это бетонная прочная балка, которая объединяет вертикальные элементы фундамента (столбы). Предварительно необходимо рассчитать ширину, толщину и параметры арматуры. Он может быть монолитным или сборным. Монолитный изготавливается методом заливания раствора в деревянный каркас, который монтируется на столбах. Сборные конструкции состоят из готовых элементов, скреплённых арматурой или проволокой. Перемычки обустраиваются опалубкой и заливаются бетоном. Поверхность ростверка выравнивается влагонепроницаемым материалом. В завершении выполняется забирка. Она, предназначена для утепления пространства под домом и защиты от попадания различного мусора. Для этого может использоваться практически любой строительный материал. Как правило, учитывая цену и технические характеристики, кирпич является оптимальным вариантом.

Грунты для устройства столбчатых фундаментов с ростверком

Плюсом этого фундамента является то, что производить его устройство возможно на любом типе грунта. Даже высокое значение коэффициента пучинистости торфяных и болотистых грунтов, не станет критичным для строения, возведенного на этом типе фундамента.

Для правильного определения необходимых размеров столбов и ростверков, важно точно определить тип грунта, который может быть следующим:

• непучинистые сыпучие породы, такие как, пески, различной фракции;
• слабопучинистые почвы;
• пучинистая глинистая почва.
• Непучинистые грунты дают преимущество в том, что при строительстве не придется проводить дополнительное укрепление конструкции. Такая почва надежна и устойчива к нагрузкам.

Армирование буроинъекционных опор

Технология устройства буроинъекционных свай похожа на монтаж буронабивных опор. Меняется только последовательность при заливке и монтаже армирования.

При монтаже буроинъекционных опор сначала отверстие заливают цементным раствором, сразу пока он не застыл внутрь опускают предварительно смонтированный армированный каркас.

Буроинъекционное строительство включает в себя метод нагнетания мелкодисперсного бетона в заранее подготовленную скважину. Таким способом устанавливают опоры сечением до 25 см.

Столбчатый фундамент с ростверком

Ростверк — это верхняя часть столбчатого фундамента, которая связывает отдельные столбы в единую конструкцию. Устройство ростверка нужно для обеспечения большей устойчивости столбчатого фундамента и равномерного распределения нагрузки от дома между всеми столбами. Ростверк чаще всего делают в виде ленты из монолитного железобетона. Наличие ростверка не обязательно, по сути его роль выполняет нижний венец брусьев деревянного дома. Конструкция столбчатого фундамента с ростверком.

Виды фундаментов для каркасного дома

Фаворитами при выборе основания под каркасный дом являются ленточный, столбчатый и свайный фундаменты. Для достижения наилучших эксплуатационных характеристик возможны комбинации различных строительных материалов. Да и технологии не стоят на месте: традиционным видам фундамента появляются альтернативы.

Посмотреть фото фундамента под каркасный дом можно на сайте нашей компании. Например, здесь. Ниже приводится более подробная информация, описывающая каждый тип фундамента и условия его применимости.

Ленточный фундамент для каркасного дома – наиболее распространённое решение в силу своей универсальности и хороших прочностных характеристик. Правда, не лишённое недостатков. Представляет собой фундамент из фундаментных блоков, уложенных на песчаную «подушку» и скреплённых цементно-песчаным раствором. Недостатком такого типа фундамента является малая жёсткость конструкции, а также возможность образования трещин по швам и по конструкции.

Решив положить ленточный фундамент под каркасный дом, знайте, что придётся рыть траншею на глубину промерзания и обустраивать стены подполья. Но этот недостаток нивелируется путём утепления цоколя (включая отмостку). Как вариант выбирайте монолитный армированный фундамент с заглублением ниже глубины промерзания. Такое основание каркасного дома позволит снизить «парусность», возникающую при интенсивном ветровом воздействии. Армированные монолитные стены подполья с опорным брусом, закреплённым анкерами по периметру, обеспечивают надёжную анкеровку верхней части постройки к цокольной.

Говоря про ленточный фундамент для каркасного дома, стоит отметить, что самым оптимальным вариантом в деревянном домостроении является ленточный мелкозаглубленный монолитный фундамент. Главные преимущества последнего – демократичная стоимость и отличные прочностные характеристики. Более того, ленточный мелкозаглубленный фундамент рекомендован для использования в Московской области (ТСН МФ-97 МО, СТО 36554501-012-2008), где почвы, в основном, пучинистые и средне-пучинистые суглинки, характеризующиеся большой подвижностью и пластичностью в зимне-весенний период. В сезон пучения такой фундамент работает как жёсткая пространственная конструкция, а потому и дом на нём устойчив. Никаких проблем ни с внешней, ни с внутренней отделкой не возникает, что позволяет не только продлить срок службы дома, но и снизить его эксплуатационную стоимость.

Внимание! Следует иметь в виду, что согласно требованиям СНиП, устройство ленточного фундамента из пористых материалов (кирпич, керамзитобетонные блоки, пеноблоки и т.д.) НЕ ДОПУСТИМО!

Столбчатый фундамент для каркасного дома – простой и недорогой, но используется не так часто, в силу того, что он рассчитан всё-таки на лёгкие конструкции очень небольших размеров. Данный тип фундамента оптимален для хозяйственных построек. Представляет собой отдельно стоящие, чаще всего бетонные столбы, которые укладываются на песчаную «подушку», располагаясь по периметру дома и по пересечениям внутренних несущих стен на расстоянии 1-1,5 м. Нижняя часть столба называется основанием, верхняя – оголовок. Закладывая столбчатый фундамент под каркасный дом, очень важно, чтобы в итоге оголовки расположились в идеально ровной горизонтальной плоскости, потому что в дальнейшем на них будет установлен каркас дома.

При обустройстве столбчатого фундамента сначала бурятся скважины (можно воспользоваться самым обычным садовым буром, если фундамент каркасного дома вы делаете своими руками). Затем устанавливается опалубка и армирующий каркас, после чего всё заливается бетоном. Армированный бетон обеспечивает наивысшую прочность как на сжатие, так и на растяжение, уберегая столбы от деформации.

Допускаются варианты столбчатого фундамента из кирпичей и блоков. Но выкладывать столб из кирпичей – трудоёмкий, затратный и нерентабельный процесс. Затокаркасный дом на блоках – довольно распространённое явление. Для организации такого фундамента используются керамзитобетонные блоки, которые укладываются друг на друга с помощью цементного раствора. Ориентировочно для возведения одного столба требуется 5-6 блоков размером 200х200х400 мм.

Внимание! Следует иметь в виду, что согласно требованиям СНиП, устройство столбчатого фундамента из пористых материалов (кирпич, керамзитобетонные блоки, пеноблоки и т.д.) НЕ ДОПУСТИМО!

Ленточно-столбчатый фундамент по технологии ТИСЭ

Еще один популярный вид фундамента для каркасного дома, сочетающий преимущества первых двух. Он представляет собой систему железобетонных столбов, отлитых в заранее пробуренные скважины. По периметру отливается ростверк – цельная железобетонная лента. Она объединяет столбы между собой, не позволяя им «гулять», в том случае, когда грунт на земельном участке нестабильный, пучинистый.

Плита под каркасный дом

Плитный фундамент – самый надёжный и самый дорогой. Это мелкозаглубленный фундамент под каркасный дом, в основе которого лежит железобетонная опора. Всё большее распространение получает утеплённая шведская плита. И, несмотря на то, что сама по себе УШП дороже ленточного фундамента, её «плюсом» является то, что укладывая такую плиту под каркасный дом, одновременно с фундаментом устраивается еще и черновое основание пола. Достаточно сделать слой самовыравнивающейся стяжки, и на пол можно укладывать любое чистовое покрытие.

Плита под каркасный дом является одним из лучших решений, если здание планируется возводить на неоднородной, просадочной, слабой почве с близко находящимися грунтовыми водами. Такой вариант мелкозаглубленного фундамента для каркасного дома нередко называют «плавающим». Плита хорошо держится на скользящей почве, выдерживая положенную нагрузку.
Но монолитная плита не подойдёт тем, кто организует фундамент каркасного дома своими руками. Технология укладки шведской плиты под каркасный дом сложна и требует существенных земляных работ, подготовки основания, серьёзного армирования и, разумеется, профессионализма от строителей. Ведь на этапе устройства фундамента в УШП должны быть заложены все коммуникации, входящие в дом под землей. Ростверк при данном типе фундамента обычно выкладывается из блоков

Выбирая, какой фундамент под каркасный дом положить: ленточный или плитный (в частности, УШП), следует иметь в виду, что сравнивать УШП по ценовым показателям с любыми другими видами фундаментов можно, только добавляя к последним стоимость обустройства чернового пола.

Компания РНР укладывает ленточный мелкозаглубленный монолитный фундамент, если это не противоречит пожеланиям заказчика, а также характеристикам почвы участка. Для большей устойчивости и улучшения прочностных характеристик, конструкция фундамента выполняется в виде тавра (перевёрнутая буква Т) и укладывается на предварительно подготовленную песчаную «подушку» (песок с уплотнением), которая организуется как под фундаментом, так и с боковых сторон. Производится обязательная гидроизоляция футинга и части ростверка. Высота ростверка позволяет обустроить и эксплуатировать техническое подполье под домом с выводом инженерных систем, а лазы дают свободный доступ к любой части подполья. Для производства фундамента используется бетон марки не ниже М300, конструкция армируется.

Какие варианты столбчатого фундамента наиболее популярны

Выбор конкретного решения во многом зависит от конкретной конструкции дома, его веса и жесткости каркаса здания. Чтобы столбы не кренились и не падали, как свечки, опоры связывают специальным горизонтальным поясом из железобетона, металлопроката или даже просто деревянным брусом.

Существует несколько основных схем использования оформления столбчатого фундамента:

1. Классический вариант — заглубленные в грунт столбчатые опорные элементы с навесным ростверком, по данной схеме строится 90% всех столбчатых фундаментов;
2. Столбы без заглубления в грунт, с опорой на подушку из гравия, чаще всего это монолитный столбчатый фундамент с ростверком. В этом случае можно получить высокую жесткость фундамента, позволяющую снизить до минимума риск крена или просадки здания;
3. Столбчатый фундамент без ростверка . Очень популярный вариант, к которому прибегают для обустройства небольших компактных зданий.

Схема столбчатого фундамента с заглубленными опорами

По сути, такая система мало чем отличается от свайного фундамента на очень толстых и коротких опорных элементах. Зрительно разница проявляется в значительно меньшем количестве опорных элементов, располагающихся на большем удалении друг от друга. Для сваи оптимальный шаг равняется полутора метрам, а для столбчатого варианта расстояние между опорами может составлять 2,5-3 м, при одинаковой толщине ростверка.

Условно конструкции такого фундамента делятся на мелкозаглубленные и с заглублением на уровень промерзания грунта. Первая из указанных схем применяется на слабопучинистых грунтах. Последний вариант получается очень затратным, но к нему прибегают в случаях, когда необходимо ограничить количество свай на участке. В обоих случаях кирпичный или отлитый из бутобетона каркас устанавливают на песчано-гравийную подушку, делают дренаж и гидроизоляцию столбчатого фундамента.

Погружение в грунт даже на небольшую глубину очень тяжелой и массивной опоры настолько увеличивает жесткость столбчатого фундамента, что в ряде случаев можно обойтись без жесткого поперечного каркаса – ростверка.

Столбчатые фундаменты без использования ростверка

Классическим исполнением ростверка является железобетонная балка, укладываемая на вертикальные опоры или оголовки свай. Кроме армированного бетона, для обустройства ростверка может использоваться металлический профиль, например, швеллер или тавр, или даже дубовый брус большого сечения. Основной функцией ростверка является передача и распределение веса здания между всеми опорными элементами столбчатого фундамента. Вторая функция ростверка — фиксация и удержание опоры в строго вертикальном положении.

Тяжелые и жесткие опоры из камня обладают огромной поперечной жесткостью, поэтому опрокидывающий момент может возникать только при точечном пучении грунта, когда мерзлый грунт выдавливает одну опору сильнее других. В этом случае ростверк помогает компенсировать неравномерность нагрузки и остановить крен.

На «спокойных» грунтах из крупнозернистого песка или с большим включением известняка ростверк теряет часть своих функций, и для дома с небольшим размером стен — 4х4, 4х6 м от него можно вообще отказаться. Чаще всего это делают при строительстве брусовых или бревенчатых бань, дач, рыбацких и охотничьих домиков. Чтобы избежать поперечного крена, опорные элементы столбчатой системы углубляют в грунт на полметра, а роль ростверка играет первый ряд бруса.

Для крепления стен к опорам в кладку или отливку на этапе формования заделывают анкерные болты и укладывают двойной слой гидроизоляции из рубероида и вспененного полиэтилена. Устройство и отливка балки ростверка из железобетона требует значительного количества времени и сил. Поэтому владельцы небольших домиков стараются отказаться от ненужной на их взгляд детали в конструкции здания.

Одной из задач, которые необходимо решать при отказе от использования ростверка, является проблема обеспечения равной высоты всех опорных элементов. В противном случае балки первого ряда лягут на столбчатую систему с уклоном, а это может привести к крену всей конструкции здания.

В некоторых вариантах ростверк заменяют обычными толстыми брусами, которые укладывают на сплошную подушку из гравия и песка, выравнивают в горизонтальной плоскости, фиксируют скобами и кольями. Далее из бревен или бруса собирается основной каркас здания с перевязкой рядов опор по стандартной схеме.

Столбчатый фундамент с ростверком без углубления в грунт

К достоинствам столбчатой схемы можно отнести возможность установки коробки здания вообще без заглубления в грунт. Чаще всего подобный способ реализуется в виде монолитной конструкции, в которой ростверк и опоры отливаются, как единое целое, из армированного железобетона. Такой каркас обладает повышенной жесткостью и прочностью, что особенно важно для каркасных газобетонных стен домов.

Перед отливкой в обязательном порядке необходимо забетонировать опорные площадки, на которые впоследствии устанавливается опалубка для формирования тела столбов и ростверка.

Более простым вариантом поверхностного фундамента является «башмачный» тип опорных элементов. Каждый из столбов фундамента отливается в виде куба или усеченной пирамиды с высотой и основанием в 30-40 см.Подобная конфигурация делает опоры чрезвычайно прочными и устойчивыми, достаточно выровнять площадку в горизонтальной плоскости и отсыпать подушки под опорные блоки из трехслойной песчано-гравийной смеси.

Особенности столбчатого фундамента для каркасного дома

Столбчатый фундамент представляет собой сеть опор в виде столбов, которые устраивают по контуру несущих стен и на которые укладывается нижняя обвязка каркасного дома. Столбы, как правило, устраиваются в местах наибольших нагрузок: на углах здания, в местах сопряжения стен, под пролетами длиной более 2,5 м. Расстояние между столбами и их сечение определяются расчетом и зависят от их вида, материала, конструкции будущего дома и его веса. Обычно расстояние между ними составляет 1,5-2,5 м, а сечение: для столбов прямоугольной формы 250-400х250-400 мм, круглой – диаметр 200-250 мм. Высота наземной части столбчатого фундамента для каркасного дома должна быть не менее 50 см, а подземной – зависит от его глубины заложения.

Верхние основания всех столбов должны находиться в одной горизонтальной плоскости. Особенно это важно для столбчатого фундамента без ростверка, когда нижняя обвязка каркасного дома устанавливается непосредственно по столбам, а чаще всего это так и происходит. Поэтому, перед началом сооружения такого фундамента, необходимо с помощью водяного уровня или нивелира определить верхнюю отметку для каждого столба, а после сооружения столбов проверить соблюдение этого условия и при необходимости подкорректировать.

Устройство ростверка столбчатого фундамента

Для его изготовления обычно применяют сборный или монолитный железобетон. Строители спорят, следует ли ростверк укладывать на земле или приподнимать над её поверхностью. Главный аргумент в пользу висячего – то, что на него не действуют силы пучения.

Установите сплошную опалубку по периметру фундамента. На её дно насыпьте слой песка и закройте целлофаном. Из прутьев d 12–14 мм свяжите каркас, установите его. Расчёт количества потребной арматуры производится аналогично ленточному фундаменту. Каркас можно связать или приварить к стержням арматуры, торчащим из земли. Необходимо, чтобы прутья отстояли от стенок опалубки минимум на 5 сантиметров.

Заливать ростверк тоже нужно одномоментно, чтобы не образовывались швы. Удалите воздух вибратором или куском арматуры. После схватывания бетона уберите опалубку и песок из-под ростверка.

Вместо песка годится дощатая опалубка в форме опрокинутой буквы П. Её устанавливают между опорами на несколько кирпичных столбиков, укладывают в неё арматурный каркас и заливают бетоном. Через три-четыре дня удаляют вместе с кирпичами.