Старая строительная мудрость гласит: если есть возможность сделать без усложнения процесса или конструкции, значит, нужно делать именно так. Столбчатый фундамент на сегодня считается одним из наиболее простых и доступных схем. Возведение его собственными руками по силам любому, кто имеет хотя бы минимальный опыт строительных работ.
Что такое столбчатый фундамент
Существует несколько разновидностей фундамента данного типа. Столбчатую основу под небольшую постройку можно сделать из самых разных материалов. Конкретный вариант столбов, а также материал для их возведения подбирается в зависимости от нагрузки, размеров строения, характеристик грунта.
Все существующие варианты столбчатого фундамента объединяет общие признаки:
- каждая опора (столб) воспринимает только сжимающую нагрузку;
- столб делается достаточно коротким и толстым, чтобы избежать деформации опор под воздействием скручивающей или изгибающей нагрузки;
- у столбчатой фундаментной системы нет жесткого сцепления вертикальных поверхностей с грунтом.
Проще говоря, даже если столбчатая опора вкопана в грунт, то всегда на небольшую глубину. У каждого столба есть возможность отклоняться на небольшой угол (буквально несколько градусов) от вертикального положения, но при этом не деформироваться и не изгибаться. После снятия боковой нагрузки опора столбчатого фундамента возвращается в прежнее положение.
Столбчатый фундамент визуально похож на свайный. Но, в отличие от столбов, сваи погружаются в грунт на значительную глубину ударной нагрузкой или другим способом, обеспечивающим надежное сцепление вертикальной поверхности с уплотненной породой.
Столбы просто ставят на подготовленную площадку. Верхний слой грунта всегда снимают, чтобы избежать влияния прорастающей травы, корней. Затем делается приямок (яма), на дно которого укладывают подушку из гравия или щебня.
При постройке простых и очень легких конструкций (открытых беседок, сараев, даже каркасных домиков) грунт просто срезают (выравнивают) лопатой, поверхность отсыпают смесью песка и щебня, после чего уплотняют деревянной трамбовкой. На такую основу можно ставить столбы из шлакоблока или деревянных чурбаков. Высота фундамента над уровнем грунта обычно чуть больше ширины опоры.
Плюсы и минусы
Положительных сторон у данного вида фундамента довольно много. Многие любители строят столбчатые фундаменты, используют его для своего самостроя без расчета характеристик, несущей способности грунта.
Основных плюсов три:
- Простая конструкция, не требующая дорогостоящей оснастки. Построить столбчатый фундамент можно своими руками в два-три раза быстрее плитного или ленточного.
- Правильно спланированное расположение опор обеспечивает равномерное распределение вертикальной нагрузки по всему фундаменту. Если допущена ошибка, то ее можно устранить с помощью домкрата и переделкой столба.
- Столбчатый фундамент при всей простоте конструкции способен выдержать значительную вертикальную нагрузку. Нужно правильно рассчитать давление на опору и учесть несущую способность грунта.
Недостатков больше, но если соблюдать технологию возведения столбчатых фундаментов, то можно компенсировать практически все минусы.
Главных недостатков четыре:
- Рекомендуется ставить на грунт с низким уровнем пучения.
- Столбчатый фундамент не обеспечивает надежное удержание построек с большой парусностью.
- Невозможно сделать подвал или погреб.
- Не рекомендуется устанавливать на склонах с мягким глинистым, песчано-глинистым грунтом. Первый же дождь может стать причиной «расползания» основания.
В этом случае некоторые из столбов могут проседать и даже опрокидываться, если обвязка фундамента сделана неправильно, без фиксации опор. Поэтому приходится иногда использовать дренаж, утеплять основание.
По сути столбчатый фундамент — это бюджетный вариант легкого основания для каркасной постройки, небольшого деревянного сарая, летней баньки. Дачники используют столбы даже для обустройства террас, настилов. На опоры, собранные из бута и дерева, поднимают даже поддоны с рассадой.
Особенности конструкции
Столбчатый фундамент формируется в виде поля из 10-20 штук опор, расположенных в определенном порядке. Иногда используется шахматная схема, но чаще рядная, кода столбы устанавливают несколькими шеренгами с шагом 100-180 см. Сечение и толщина каждой опоры подбирается в зависимости от используемого материала. Если фундамент делается из блоков, то нужно тщательно выдерживать высоту столбов.
Каждую опору собирают, выкладывают или отливают индивидуально по месту установки. После усадки верхнюю площадку (торец) подрезают и выравнивают уровню горизонта. Это важно, иначе каркас или брус обвязки будет давить на опору с небольшим опрокидывающим моментом. Если не выровнять горизонт «макушки» столба, то после первой же зимовки опора может опрокинуться, соответственно, цокольная часть стен провиснет.
Важный элемент фундаментной системы — обвязка опор. Сам по себе набор столбов, расставленных на площадке, не способен удержать постройку даже на тщательно выровненной грунтовой поверхности. Обвязка — это деревянный брус или металлический профиль. Ее укладывают на столбы-опоры и точечно крепят на каждом с помощью анкера или закладной шпильки.
Важно! Крепление должно быть обязательно точечным, то есть крепить брус в нескольких точках, иначе из-за колебаний опор часть крепежа будет оборвана. Останется один, если сильно повезет, то два анкера.
Виды столбчатого фундамента
Конкретную схему и материал для изготовления опор подбирают в зависимости от характера грунта, рельефа поверхности, веса, а также материала, из которого планируется построить веранду, беседку, сарай или летнюю кухню. Для каркасных построек обычно строят столбчатый фундамент из блоков, кирпича, бетона или бутобетона. Обвязку опор можно сделать деревянной.
Если будущая постройка будет собрана на металлическом каркасе, с обвязкой столбов квадратной трубой или швеллером, то столбчатый фундамент нужно будет отливать из бетона, обязательно с закладкой арматуры.
Такой же вид фундамента применяется для различных пристроек к домам. Почему? Кирпичные опоры держат не хуже бетонных, но выложить из кирпича все столбы одной высоты довольно сложно. Поэтому столбчатый фундамент делают бетонным или чаще бутобетонным.
Монолитный железобетонный столбчатый фундамент
Самый доступный вариант для изготовления своими руками. Монолитные опоры формируются на месте заливкой бетона в опалубку. По сути столб из монолитного бетона — это та же свая, но отлитая на месте, без забивки в грунт копром или молотом.
Классическая схема отливки столба
Основное отличие монолитных опор от кирпичных или бутобетонных заключается в глубине заделки. Для кирпичного столба гравийную подошву делают на глубине 30 см, этого достаточно для столбчатого фундамента высотой до 50 см. Для монолитной схемы уровень заглубления должен быть не менее 60 см, для тяжелых конструкций заглубление увеличивают до метра.
Это не связано с прочностью самой конструкции, монолитные опоры при соблюдении технологии получаются более прочными, чем кирпичные. Большая глубина нужна для того, чтобы короб опалубки не деформировался под давлением бетонного раствора.
Схема изготовления монолитной опоры достаточно простая. В яму устанавливают коробчатую или трубчатую опалубку. В первом случае это может быть пластиковый, металлический или дощатый короб, во втором — обычно используют асбестоцементные трубы диаметром 100-200 мм. Внутрь укладывают гидроизоляцию из рубероида, арматуру и заливают бетоном. Через пару дней опора столбчатого фундамента готова.
Если опоры заливают зимой, то опалубку приходится утеплять, а в мороз даже подогревать заливку. Летом опалубку стараются снять сразу как только раствор затвердеет (до двух дней), чтобы обеспечить приток кислорода и влаги в толщу набирающего прочность бетона. Хотя по инструкции при +20оС до 5 дней. Кроме того опалубка в жаркую погоду мешает монолиту равномерно остывать.
Это наиболее распространенный тип столбчатого фундамента, популярность заслужил из-за относительно простой и многократно испытанной технологии изготовления.
ТИСЭ-технологии
Изготовить столбчатые опоры можно с помощью новой, малораспространенной технологии локальной заливки опор в грунт. Иногда такие элементы относят к сваям, мотивируя большой глубиной погружения тела столба в грунт. Но так как бетонную конструкцию отливают в грунте, а не забивают, как это принято для свай, то и несущие характеристики у ТИСЭ-опор намного хуже свайных.
Опора ТИСЭ представляет собой железобетонную конструкцию, которая получается заливкой бетона внутрь полости, вырезанную в грунте специальным инструментом. Отливка обязательно армируется. Вся нагрузка воспринимается столбчатым фундаментом благодаря расширенной нижней части опоры — опорной пяте.
Сделать ТИСЭ-опору достаточно просто, но по нагрузочной способности она уступает классическим монолитам. То есть столбчатый фундамент из элементов ТИСЭ получается относительно слабым и плохо переносит пучение грунта. Часто вертикальную часть столба замерзший грунт просто отрывает от пятки и выдавливает вверх.
Деревянный столбчатый фундамент
В современном малоэтажном строительстве используется мало, но еще недавно избы и срубы в заболоченных низинах ставили исключительно на столбчатом фундаменте из дерева. На первый взгляд дерево — не лучший материал для фундаментной основы. Так оно и есть. Материал большинства деревьев при контакте с почвенными бактериями и грибками быстро гниет, прочность на сжатие намного ниже чем у бетона и кирпича.
Но из практики известно, что есть немало примеров старых построек на деревянном столбчатом фундаменте, которые простояли уже более ста лет и практически сохранили свои начальные характеристики.
Материал для фундамента из дерева
Для деревянной фундаментной основы использовались старые деревья с очень плотной древесиной. Обычно для деревянного столбчатого фундамента использовались дуб, иногда даже мореный, но чаще всего лиственница или термически обработанная сосна. Дерево должно быть старше 30 лет.
Выбирались стволы и колоды диаметром не менее 35-40 см, длиной по 70-90 см. Заготовка для столбчатой опоры не должна была иметь сучков или следов от грибка, выгнившие участки.
Материал освобождали от коры, но заболонь не снимали. Нужно было правильно высушить наружную поверхность столба, чтобы она получилась без трещине и повреждений.
Перед установкой заготовку обжигали огнем до обугливания, затем пропитывали березовым дегтем и обмазывали глиной. Глинистую смазку наносили непосредственно перед сборкой столбчатого фундамента.
Для изб или срубов требовалось достаточно большое количество дерева, поэтому нижнюю закладную часть (или лежень) для столбчатого фундамента делали из обожженной сосны, а для самой опоры использовали дубовые пни или колоды как наиболее стойкий и прочный материал.
Схема установки опор столбчатого фундамента
Деревянные фундаментные основания нередко используют и в настоящее время. Например, если поблизости лес и есть возможность использовать старые дубовые пни. Обычно деревянный столбчатый фундамент делается по классической схеме строительства забора:
Обустраивается дренаж площадки;
- в местах установки опор для столбчатого фундамента выкапывают мини-котлованы, дно засыпают смесью песка и гравия;
- нижнюю часть опоры пропитывают маслом-отработкой, обмазывают горячей смолой, далее глиной, подсушивают укладывают в ямы;
- вертикальный столб выравнивают, затем засыпают по контуру смесью песка и глины.
Благодаря небольшой высоте отдельные опоры получаются достаточно устойчивыми, чтобы выдержать вес небольшой каркасной постройки. Несущая способность и долговечность такой конструкции обычно ограничена заболоченностью грунта.
Для участков с высоким уровнем грунтовых вод используются старые схемы с закладными элементами. То есть опоры устанавливается не на дно ямы, а на лежень. Это просмоленный деревянный чурбак, у которого верхняя часть поверхности срезана, сделана плоской.
Лежень укладывают на постель (подушку из гравия, глины и песка). Часто добавляют известь и жидкое стекло. Иногда строители полностью покрывают лежень и нижнюю часть опоры жидким стеклом. В этом случае стойкость и долговечность столбчатого фундамента увеличиваются в разы. После установки вертикального столба яму засыпают смесью щебня и глины.
Иногда лежень делают в форме крестовины, но детали не сбивают между собой, просто укладывают в яме крестом. Если требуется сделать относительно высокий столбчатый фундамент, то вертикальные опоры усиливали набивкой подкосов.
В современном малоэтажном строительстве лежень укладывают на только что залитый бетонный раствор. Тогда в основании столба образуется «пятак» или «подошва» из бетона. Благодаря заливке несущая способность столбчатого фундамента увеличивается на 50-60%.
Кроме того такая конструкция отлично выдерживает нагрузку на глинистом грунте. Но для почвы с большим коэффициентом морозного пучения она не подходит. Бетонную «подошву» часто обрывает льдом.
Важно! Устойчивость и способность держать нагрузку столбчатым фундаментом на деревянных опорах определяются не прочностными характеристиками древесины, а несущей способностью грунта.
Схема установки предполагает практически двойное увеличение площади опоры деревянной колоды или чурбака. Если глинистый грунт выдерживает нагрузку хотя бы до 2 бар (2 кг/см2), то при диаметре вертикального элемента 25 см одна опора способна выдержать нагрузку до 900-1000 кг.
Если поле столбчатого фундамента состоит из 20 элементов, то на него вполне можно установить полноценный одноэтажный брусовый или каркасный дом площадью до 40 м2.
Сборный столбчатый фундамент
Данный вид фундаментной основы применяется исключительно для очень слабых и топких грунтов. Основные минусы такой схемы — высокая стоимость и трудоемкость постройки. Изготовление сборного основания оправдывает себя только при использовании готовых элементов, отлитых из бетона промышленным способом.
Сборный столбчатый фундамент можно использовать для обычных грунтов. Но для высокопучинистых почв требуется специальная разделка столба, чтобы ледяная пробка не повредила основание.
Конструкция сборки
Каждая опора по форме напоминает перевернутый вверх ногами гриб. Шляпка — это плита, уложенная в грунт на гравийной подушке. Она бывает круглой, но чаще ее делают квадратной, с монтажным отверстием в центре.
Плита обязательно усиливается арматурным каркасом из прута до 6-8 мм. Причем схема армирования выбирается в зависимости от характера нагрузки. Чем больше вибраций и ударов будет испытывать столбчатый фундамент, тем больше слоев армирования и меньше диаметр арматуры.
Ножка «гриба» — это вертикальная опора. Она армируется стандартным способом по схеме, используемой для бетонных свай. При сборке ножку вставляют в монтажное отверстие, соединяют концы арматуры обоих элементов, выравнивают и засыпают смесью гравия песка и глины.
Несущая способность сборного столбчатого фундамента в 5-6 раз выше, чем у деревянного.
Существуют также малоразмерные варианты сборных столбчатых фундаментов. В этом случае вместо плиты используются так называемые опорные «башмаки». Они отливаются бетона, обязательно армируются, форма — трапециевидная. Опорная плита набирается из нескольких башмаков, поверх которых устанавливается опора. Такой фундамент хорошо выдерживает вибрации, можно использоваться при сильном обводнении грунта.
Материал для опор фундамента
Детали опор отливают из гидравлических марок цемента 300-400 ед. В состав бетона входят:
- мытый карьерный песок;
- гравий или щебень, так же предварительно отмытые от глины и грязи.
- цемент с добавками, уплотняющими поверхность отливки препятствующими проникновению влаги.
Иногда заготовки дополнительно покрывают защитными мастиками. Они нужны для гидроизоляции и снижения сцепления поверхности бетона с расширяющейся замерзшей почвой. Без защиты существует риск повреждения столбов.
Бутобетонный столбчатый фундамент
Применяется в малоэтажном строительстве, на участках с низким уровнем грунтовых вод. Бутобетонный столбчатый фундамент в промышленном строительстве используется ограниченно из-за большого объема ручного труда. Но для частных застройщиков он давно стал основным способом строительства столбчатых фундаментов.
Существует два способа сделать бутобетонную опору:
- классической кладкой;
- заливкой бутобетонного монолита.
Второй способ считается более производительным, по технологии обустройства практически совпадает с ленточными бутобетонными фундаментами МЗТ. Кладочный способ менее затратный, но требует большого ручного труда.
Как сложить опору столбчатого фундамента
Построить столбы можно довольно быстро, если в качестве строительного материала использовать кладочный раствор и камень-пластушку. Это природная плоская разновидность песчаника (кварцита), небольшой толщины, размерами с тротуарную плитку.
Каждую опору столбчатого фундамента выкладывают руками примерно так, как это делается в процессе кирпичной кладки. Перед началом работ на дно ямы заливают бетонную опорную пяту, ее размеры должны быть больше чем сечение самого столба.
Для каждого камня приходится подыскивать свое положение в кладке. Приходится искать несколько вариантов укладки пластушки, прежде чем найдется подходящее место.
При возведении столба нужно контролировать его вертикальное положение, поэтому многие частники перед укладкой пластушки предварительно забивают в грунт асбестоцементную трубу. Как показывает практика, обложить трубу пластушкой гораздо проще, чем просто делать сплошную кладку.
Столбчатый фундамент своими руками: инструкция
На относительно слабых песчаных грунтах использование фундамента столбчатого типа может быть единственно правильным решением. Забить сваи обойдется гораздо дороже, и не факт, что их несущей способности на песке будет достаточно для того, чтобы удержать здание, пусть даже каркасного типа.
Подготовительный этап
В первую очередь нужно определить глубину залегания грунтовых вод. Заодно проверить, нет ли под слабым верхним слоем более мощного каменистого основания. Для этого копаются шурфы на глубину до 2,5 м. Если прямой воды нет, то можно приступать к постройке столбчатого фундамента.
Прежде всего нужно сделать разметку положения опор на участке. Для этого по контуру участка натягивают два шнура (можно малярных) и отмечают положение будущих опор столбчатого фундамента.
Земляные работы
Для каждой опоры нужно будет выкопать шурф или яму глубиной до 100 см. Форма и размеры значения не имеют, желательно на 30-40 см больше чем сечение будущего столба. Весь грунт собирают и выносят с участка. При отливке бетонных столбов много работы, поэтому накопленные горы почвы будут мешать.
Шнуры снимать нельзя, иначе разметка столбчатого фундамента может «поплыть». Их убирают только после заливки пяты, сборки и установки арматурных каркасов на дно ямы.
Каркасы для армирования опор столбчатого фундамента
Каждый столб нужно усилить арматурным каркасом. Делается он отдельно и укладывается на дно ямы после заливки пяты, но до момента установки опалубки.
Сначала нужно связать решетку усиления опорной поверхности пяты. Ее можно сделать из арматуры 6-8 мм, но конкретный диаметр не имеет значения, так как распределенная нагрузка на подошву меньше, чем на вертикальный столб.
К решетке проволокой привязывают коробчатый каркас из арматурного прута. Размеры каркаса выбирают такими, чтобы от арматуры до наружной боковой стенки столба оставался зазор 3-5 см.
Кроме того, к пруткам решетки нужно будет привязать небольшие брусочки или использовать готовые опоры для армирования заливных полов. Это позволит в дальнейшем правильно выровнять арматурный каркаса после его установки в яму. Это наиболее простой способ придать каркасу и опалубке строго вертикальное положение.
Сборка пяты
Перед заливкой пяты стены ямы нужно выровнять и подчистить, чтобы грунт не осыпался на свежую бетонную заливку. Далее на дно отсыпают небольшое количество щебня с песком и утрамбовывают. Поверх укладывают слой рубероида, края обязательно заворачивают на стены.
Следующий этап — нужно залить выравнивающий слой толщиной 3-4 см. Раствор должен быть жидким, щебень мелким, почти отсев. Через 4-5 часов смесь застывает настолько, что на заливку можно установить арматурный каркас столба. Его выравнивают по вертикали и фиксируют распорками.
Теперь можно залить саму пятку. Толщина заливки выбирается в пределах 10-15 см. Время между выравнивающей и окончательной заливкой пяты не должно превышать 5 ч.
Установка опор
Теперь нужно будет сформировать сами опоры столбчатого фундамента. Для этого на каждый каркас одевается пластиковая или деревянная опалубка. Ее тоже нужно правильно выровнять по вертикали. Расстояние от стенок опалубки до арматурных прутьев должно быть примерно одинаковым.
Окончательную заливку опор столбчатого фундамента выполняют одной порцией, разделять на несколько сессий нельзя. Поэтому предварительно нужно рассчитать общее требуемое количество бетонного раствора. Лучше всего готовить бетономешалкой по одной порции бетона в расчете на одну-две опоры столбчатого фундамента.
Если фундамент нужно сделать быстро, то можно использовать автомиксер на 1,5-3 куда бетона. Предварительно собрать каркасы, установить стальные или деревянные короба опалубки, сделать на всех отметки уровня заливки. Так проще, чтобы не подрезать потом столбы вручную. После нанесения отметок можно залить все столбы одной порцией из автомобильной бетономешалки-миксера.
Далее засыпают оставшееся пространство ямы (пазухи) старым грунтом, смешанным с песком и щебнем. Во время заполнения опалубки бетоном поливают водой, чтобы компенсировать раздавливающее усилие бетонной массы.
Если времени на постройку достаточно, то опоры столбчатого фундамента можно отливать с помощью двух-трех комплектов разборных деревянных коробов. После установки дощатой опалубки ее нужно будет расклинить внутри ямы. Через два-три дня, в зависимости от температуры воздуха, короб можно снять и использовать для заливки следующего элемента столбчатого фундамента.
Важно! После заливки концы арматурного каркаса должны выпускаться над бетоном. Впоследствии ее нужно будет перевязать с арматурой бетонного ростверка или приварить к швеллеру.
Обвязка или ростверк
После того как были отлиты опоры столбчатого фундамента, нужно делать обвязку профилем или залить по контуру бетонный ростверк. Конкретный вариант подбирают в зависимости от характера постройки. Для брусовых и каркасных построек обычно используют швеллера. Но в таком случае на этапе заливки столбов нужно заделать в бетон монтажные шпильки или анкера.
Если на столбчатом фундаменте планируется строительство дома из пенобетона, газоблоков, то придется делать литой бетонный ростверк. Его заливают в деревянную опалубку. Внутрь обязательно закладывают арматуру из стальной проволоки, которую нужно будет потом правильно обвязать с арматурным каркасом опор фундамента.
Окончательный выбор должен быть еще на этапе проектирования. До выбора способа, как сделать столбчатый фундамент. Обвязка швеллером обойдется дороже, но в итоге конструкция получится гораздо надежнее бетонной.
Кроме того, нужно будет сделать теплоизоляцию и отсыпку столбов смесью песка и глины, чтобы защитить от влаги. Вертикальные бетонные поверхности обязательно красят или покрывают битумной мастикой.
Итоги
Сделать столбчатый фундамент своими руками можно достаточно быстро. Общая трудоемкость и затраты на строительство столбов гораздо ниже, чем у других видов фундаментов, а прочность и устойчивость почти всегда выше.
Расскажите о своем опыте обустройства столбчатых фундаментов для дома. На какие детали работ нужно обратить особое внимание? Также сохраните статью в закладки и поделитесь ею в соцсетях.