Существует старая поговорка: если можно упростить строительство или конструкцию, то именно так и следует поступить. Столбчатый фундамент – одна из самых простых и доступных схем. Его возведение своими руками возможно любому человеку с минимальным опытом строительных работ.
Что такое столбчатый фундамент
Для малоэтажных построек используют различные виды столбчатых фундаментов. Выбор материала для столбов и их конструкции зависит от предполагаемой нагрузки, габаритов здания и свойств почвы.
Все типы столбчатых фундаментов имеют одинаковые характеристики.
- Каждая опора, являясь столбом, выдерживает только сжатие.
- Столб делают достаточно коротким и толстым для предотвращения деформации опор при скручивающих или изгибаящих нагрузках.
- Столбчатая фундаментная система не обладает прочным соединением вертикальных стенок со землёй.
Даже если столбчатый фундамент заглублён, глубина всегда небольшая. Каждый столб может отклоняться от вертикали на несколько градусов без деформации или изгиба. Под действием нагрузки опоры смещаются, но после снятия нагрузки возвращаются в исходное положение.
Столбчатый фундамент внешне напоминает свайный. Однако, столбы не, как сваи, погружаются в грунт на большую глубину ударным воздействием или другим способом, гарантирующим крепкое сцепление вертикальной поверхности с уплотненной породой.
Столбы устанавливают на подготовленную площадку. Верхний слой почвы всегда удаляют, чтобы предотвратить влияние прорастающей травы и корней растений. После этого выкапывается приямок, дно которого застилается подушкой из гравия или щебня.
При возведении простых сооружений (открытых беседок, сараев, каркасных домов) землю выравнивают лопатой, поверхность засыпают смесью песка и щебня, после чего уплотняют деревянной трамбовкой. На такую основу можно ставить столбы из шлакоблока или деревянных бревен. Высота фундамента над уровнем земли обычно чуть больше ширины опоры.
Плюсы и минусы
Этот вид фундамента обладает многими преимуществами. Многие строители предпочитают его для частного строительства, не всегда рассчитывая характеристики и прочности почвы.
Основных плюсов три:
- Простую конструкцию возвести можно своими силами, не используя дорогой инструментарий. Столбчатым фундаментом можно овладеть за два-три раза быстрее, чем плитным или ленточным.
- Правильная планировка опор гарантирует равномерное распределение вертикальной нагрузки на весь фундамент. В случае ошибки её можно исправить при помощи домкрата и изменения конструкции столба.
- Несмотря на простоту, столбчатый фундамент может выдержать большую вертикальную нагрузку. Важно точно определить давление на опору и учитывать прочность грунта.
Недостатки преобладают, но при строгом следовании технологии сооружения столбчатых фундаментов удаётся свести к минимуму большинство недостатков.
Главных недостатков четыре:
- Установка предпочтительна на грунте с низкой подверженностью пучению.
- Фундамент из столбов недостаточно прочен для сооружений с большой площадью крыши.
- Невозможно сделать подвал или погреб.
- Установка на склонах с мягким глинистым или песчано-глинистым грунтом не рекомендована.
При неверном монтаже опалубки фундамента некоторые столбы могут осесть или перевернуться. Иногда для предотвращения этого применяют дренаж и утеплитель.
Столбчатый фундамент — экономичный вариант основания для каркасных построек, небольших деревянных строений, летних бань. Дачники применяют столбы для обустройства террас, настилов. Даже поддоны с рассадой устанавливают на опоры из бута и дерева.
Особенности конструкции
Столбчатый фундамент представляет собой группу из 10-20 опор, установленных по определённой схеме. Популярны рядная и шахматная схемы расположения. В рядовой схеме опоры устанавливают несколькими шеренгами с шагом 100-180 см. Размеры каждой опоры зависят от используемого материала. При создании фундамента из блоков важно соблюдать одинаковую высоту столбов.
Каждую опору изготавливают отдельно на месте установки и устанавливают. После усадки верхнюю площадку подрезают и выравнивают по горизонту. Это необходимо, иначе каркас или брус обвязки придавит опору с небольшим моментом опрокидывания. Если не выровнять «макушку» столба, то после первой же зимовки опора может перевернуться, а цокольная часть стен провиснет.
Для устойчивости постройки необходима обвязка опор, которая представляет собой деревянный брус или металлический профиль. Её устанавливают на опоры и крепят к ним при помощи анкерных соединений или закладных шпилек.
Важно!Крепление должно быть точечным, то есть осуществляться в нескольких точках, чтобы из-за колебаний опор не оборвалось всё крепление.
Виды столбчатого фундамента
Выбор схемы и материала для изготовления опор зависит от типа грунта, рельефа поверхности, веса конструкции, а также материала, используемого при возведении веранды, беседки, сарая или летней кухни. Для каркасных сооружений чаще всего применяют столбчатый фундамент из блоков, кирпича, бетона или бутобетона. Обвязку опор можно выполнить деревянной.
При возведении сооружения на металлическом каркасе с обвязкой столбов квадратной трубкой или швеллером необходимо заливать столбчатый фундамент из бетона с армированием.
Такой же вид фундамента используют для различных пристроек к домам. Почему? Кирпичные опоры устойчивы так же хорошо, как и бетонные, но выложить все столбы одинаковой высоты из кирпича довольно трудно. Поэтому столбчатый фундамент делают бетонным или чаще бутобетонным.
Монолитный железобетонный столбчатый фундамент
Самый простой способ сделать своими руками. Столбы формируются путем заливки бетона в опалубку непосредственно на месте строительства. В сущности, монолитный бетонный столб — это свая, изготовленная на месте без погружения в грунт.
Классическая схема отливки столба
Монолитные опоры различаются с кирпичными или бутобетонными по глубине установки. Под фундамент из кирпича гравийную подушку делают на глубине 30 сантиметров, чего достаточно для столбчатого основания высотой до 50 сантиметров. У монолитной конструкции заглубление должно быть не менее 60 сантиметров, для тяжелых конструкций — до метра.
Это не зависит от прочности конструкции, монолитные опоры при правильном исполнении оказываются прочнее кирпичных.
Потребуется большая глубина, чтобы коробка опалубки не деформировалась под воздействием давления бетона.
Для создания монолитной опоры достаточно простая схема. В яму устанавливается коробчатая или трубчатая опалубка: пластиковый, металлический или дощатый короб в первом случае, асбестоцементные трубы диаметром 100-200 мм — во втором. Внутри укладывают гидроизоляцию из рубероида, арматуру и заливают бетоном. Через несколько дней опора столбчатого фундамента готова.
Зимой заливаемые опоры нуждаются в утеплении опалубки, а при морозе – даже подогреве заливке. Летом опалубку снимают сразу после затвердевания раствора (до двух дней), чтобы обеспечить бетону приток кислорода и влаги для набора прочности. оДо пяти суток. Более того, опалубка в теплую пору года препятствует монолиту охлаждаться равномерно.
Чаще всего применяют этот вид фундаментов, так как технология его создания проста и давно используется.
ТИСЭ-технологии
Столбчатые опоры можно изготовить с помощью новой малораспространенной технологии локальной заливки опор в грунт. Некоторые относят такие элементы к сваям из-за большой глубины погружения тела столба в грунт. Но так как бетонную конструкцию отливают в грунте, а не забивают, как это принято для свай, несущие характеристики ТИСЭ-опор намного хуже свайных.
Опора ТИСЭ – это железобетонное сооружение, получаемое заливкой бетона в выемку, сделанную в земле специальным инструментом. Армирование отливки обязательно. Нагрузка передаётся столбчатому фундаменту за счёт расширенной нижней части опоры — опорной пяты.
Сооружение опоры из ТИСЭ достаточно прост, но по грузоподъемности уступает традиционным монолитам. Столбчатый фундамент из элементов ТИСЭ получается сравнительно слабым и плохо противостоит пучению грунта. Порой замерзший грунт отделяет вертикальную часть столба от основания и выталкивает вверх.
Деревянный столбчатый фундамент
В современном малоэтажном строительстве столбчатый фундамент из дерева встречается редко, хотя ранее именно его возводили в заболоченных низинах для изб и срубов. Дерево, казалось бы, не подходит для основы фундамента. И это действительно так: большинство древесных пород при контакте с почвенными бактериями и грибками быстро гниют, а прочность на сжатие уступает бетону и кирпичу.
Из опыта строительства ясно, что существуют многочисленные примеры старых строений на опорах из дерева, выдержавших более ста лет и почти не утративших первоначальных свойств.
Материал для фундамента из дерева
Фундамент делали из старых деревьев с плотной древесиной. Чаще всего применялся дуб, иногда мореный, а также лиственница или термообработанная сосна. Возраст дерева должен был составлять не менее тридцати лет.
Для изготовления стволов и колод использовались деревья диаметром не менее 35-40 сантиметров и длиной 70-90 сантиметров. Заготовка для столбчатой опоры не могла иметь сучков или признаков поражения грибком, а также участков гниения.
Материал очищали от коры, но заболонь оставляли. Необходимо было правильно просушить наружную поверхность столба, чтобы она была без трещин и повреждений.
Перед монтажом заготовку выжигали пламенем до образования угольной корочки, после чего пропитывали березовым дегтем и покрывали глиной. Глиняную смесь применяли непосредственно перед сборкой фундамента.
Для постройки изб и срубов требовалось много дерева, поэтому нижнюю часть фундамента (лежень) выполняли из обжигаемой сосны, а само бревно делали из дубовых пней или колод — самых прочных материалов.
Этапы монтажа столбовых фундаментов
Деревянные фундаменты всё ещё востребованы. При наличии леса рядом и возможности использовать старые дубовые пни преимущество отдаётся деревянному столбчатому фундаменту. Создание такого фундамента, как правило, выполняется по схеме строительства забора:
Обустраивается дренаж площадки;
- В местах монтажа опор столбчатого фундамента роют котлованы небольшого размера, днище каждого засыпают смесью песка и гравия.
- Нижнюю часть опоры пропитывают маслом-отработкой, покрывают горячей смолой, затем глиной. Подсушив, укладывают в ямы.
- Выравнивают вертикальный столб, а затем по контуру засыпают смесью песка и глины.
Из-за малой высоты опорные столбы оказываются прочными для поддержки легкой каркасной постройки. Устойчивость и срок службы такого сооружения в основном зависят от влажности почвы.
В районах с высоким уровнем грунтовых вод применяют устаревшие схемы, предусматривающие закладные элементы. Опоры устанавливают не на дно ямы, а на лежень – просмоленный деревянный чурбак с плоской верхней частью.
Для укладки лежа на постель (подушку из гравия, глины и песка) иногда используют известь и жидкое стекло. Строители могут полностью покрыть лежень и нижнюю часть опоры жидким стеклом, что повышает стойкость и долговечность столбчатого фундамента. После установки вертикального столба яму засыпают смесью щебня и глины.
Иногда для лежня используют форму креста, элементы которого не соединяются друг с другом, а просто расставляются в яме крест-накрест. При необходимости возвести относительно высокий столбчатый фундамент вертикальные опоры укрепляли набивкой подкосов.
В малоэтажном строительстве лежень укладывают на свежезалитый бетонный раствор. Это создает в основании столба бетонную «подошву» или «пятак». За счет заливке несущая способность столбчатого фундамента возрастает на 50-60%.
Эта конструкция хорошо выдерживает нагрузку на глинистом грунте, но не подходит для почв с высоким коэффициентом морозного пучения, так как бетонную «подошву» часто разрушает лёд.
Важно!Прочность столбчатого фундамента на деревянных опорах зависит от способности грунта выдерживать нагрузку, а не от свойств древесины.
Установка по схеме увеличит площадь опоры деревянного колодца или чурбака почти вдвое. При этом, если глинистый грунт способен выдержать нагрузку как минимум 2 бара (2 кг/см²)… 2При диаметре вертикального элемента 25 см одна опора выдерживает нагрузку до 900-1000 кг.
При устройстве столбчатого фундамента из двадцати элементов возможно возведение целого одноэтажного дома из бруса или каркаса размером до сорока квадратных метров. 2.
Сборный столбчатый фундамент
Этот вид фундамента используют только на очень слабых и пучинистых грунтах. Недостатки такого решения — большая цена и сложность возведения.
Промышленное производство сборных блоков из бетона оправдано лишь при использовании готовых элементов.
Сборной столбчатой фундамент подходит для обычных грунтах. Для высокопучинистых почв нужно специальное устройство столбов, чтобы ледяная пробка не испортила основание.
Конструкция сборки
Форма каждой опоры схожа с перевернутым грибом. Основание представляет собой плиту, установленную в землю на подушке из гравия. Опора может быть круглой, но чаще имеет квадратную форму с прорезью для монтажа по центру.
Плита обязательно усиливается арматурным каркасом из прута диаметром до 6-8 мм. Схему армирования подбирают в зависимости от нагрузки. Чем интенсивнее вибрации и удары будут воздействовать на столбчатый фундамент, тем больше слоев армирования и меньше диаметр арматуры.
Ножка «гриба» представляет собой вертикальную опору, укрепляемую по схеме, применяемой для бетонных свай. При сборке ножку устанавливают в монтажное отверстие, соединяют арматурные концы обоих элементов, выравнивают и засыпают смесью гравия, песка и глины.
Сборный столбчатый фундамент выдерживает нагрузку в 5-6 раз больше, чем деревянный.
Существуют малоразмерные сборные столбчатые фундаменты с опорными «башмаками» вместо плиты. Башмаки отливаются из бетона и армируются, их форма трапециевидная. Опорная плита собирается из нескольких башмаков, поверх которых устанавливается опора. Такой фундамент хорошо выдерживает вибрации и может использоваться при сильном обводнении грунта.
Материал для опор фундамента
Из гидравлических марок цемента (300-400 единиц) отливают детали опор. В бетон входят:
- мытый карьерный песок;
- Гравий или щебень, предварительно очищенные от глины и грязи.
- Цемент с наполнителями, которые уплотняют поверхность застывшего материала и не допускают попадания влаги.
Иногда заготовки дополнительно покрывают защитными мастиками, предназначенными для гидроизоляции и снижения сцепления поверхности бетона с расширяющейся замерзшей почвой.
Бутобетонный столбчатый фундамент
Используется в малоэтажном строительстве, на участках с низким уровнем грунтовых вод. В промышленном строительстве применение бутобетонного столбчатого фундамента ограничено из-за большого объема ручного труда. Для частных застройщиков он давно стал основным способом строительства столбчатых фундаментов.
Существуют два варианта изготовления бетонной опоры из пустотелого бетона.
- классической кладкой;
- заливкой бутобетонного монолита.
Второй метод считают более эффективным, по технике возведения почти идентичен ленточным железобетонным фундаментам МЗТ. Кладочный подход стоит дешевле, но требует много ручной работы.
Как сложить опору столбчатого фундамента
Для возведения столбов можно воспользоваться кладочным раствором и камнем-пластушкой.
Каждую опору столбчатого фундамента возводят вручную, подобно кирпичной кладке. Перед началом работ в основание траншеи заливают бетонную опорную плиту, размер которой превышает сечение стойки.
Для каждого камня нужно подобрать соответствующее ему место в кладке. Требуется просмотреть несколько вариантов размещения пластушки, чтобы найти подходящий.
Во время возведения столба важно следить за его вертикалью, поэтому некоторые предпочитают перед укладкой пластушки в грунт забивать асбестоцементную трубу. Опыт показывает, что обложить трубу пластушкой легче, чем производить сплошную кладку.
Пошаговое руководство по возведению столбчатого фундамента.
На слабых песчаных грунтах столбчатый фундамент может быть единственно верным выбором. Забивка свай обойдется дороже, и не гарантирует достаточную несущую способность для здания, даже каркасного.
Подготовительный этап
Важно установить глубину залегания грунтовых вод и наличие мощного подстилающего слоя внизу слабого верхнего. Для этого выкапываются шурфы на 2,5 метра. При отсутствии подземных вод можно строить столбчатый фундамент.
Сначала необходимо разметить место установки опор на участке.
Земляные работы
Под каждым столбом необходимо будет выкопать котлован глубиной до 100 сантиметров. Форма и размеры котлована не имеют значения, желательно сделать его на 30-40 сантиметров больше сечения будущего столба. Все собранное из котлованов грунт нужно убрать с участка.
Шнуры не следует снимать до застывания бетона в основании фундамента, так как это может привести к смещению разметки столбчатого фундамента. Удалять их разрешается только после заливки пяты, сборки и установки арматурных каркасов на дно ямы.
Формы для бетона опор столбчатого фундамента.
Арматурный каркас необходимо установить на каждом столбе. Его изготавливают отдельно и размещают внизу ямы после затвердевания пяты, но перед установкой опалубки.
Начинаем с соединения решетки, укрепляющей опорную поверхность пятки. Для изготовления подойдет арматура диаметром 6-8 мм, хотя точный размер несущественен: нагрузка на подошву распределена равномерно и меньше, чем на вертикальный столб.
К забору крепят каркас из арматурного прута проволокой. Выбирают размер каркаса так, чтобы между арматурой и внешней стороной столба оставалось пространство в 3-5 сантиметров.
Для прутков решетки необходимо привязать небольшие брусочки или использовать готовые опоры, чтобы армировать заливные полы.
После установки каркаса в яму это позволит правильно выровнять его. Такой способ упростит задачу и придаст каркасу с опалубкой строго вертикальное положение.
Сборка пяты
Прежде чем заливать пяту стены, яму нужно выровнять и очистить, чтобы грунт не падал на свежую бетонную заливку. В дно отсыпают немного щебня с песком и утрамбовывают. Затем укладывают слой рубероида, края которого обязательно заворачивают на стены.
Следующим этапом является заливка выравнивающего слоя толщиной 3-4 см. Раствор должен быть жидким, щебень мелким, почти отсевным. Через 4-5 часов смесь застывает настолько, что на заливку можно установить арматурный каркас столба. Его выравнивают по вертикали и фиксируют распорками.
Заливка пяты возможна после предыдущих этапов. Толщина слоя составляет 10-15 см. Интервал между выравниванием и финальной заливкой пятки не должен быть больше 5 часов.
Установка опор
Сформируют опоры столбчатого фундамента, установив на каждый каркас пластиковую или деревянную опалубку. Ее следует выровнять по вертикали. Между стенками опалубки и арматурными прутьями должно быть равное расстояние.
Заливка опор столбчатого фундамента выполняется одной порцией без разделения на сессии. Перед началом работ необходимо рассчитать общее количество бетона. Рекомендуется готовить бетон по порциям, достаточным для одной-двух опор столбчатого фундамента, используя бетономешалку.
Для быстрого возведения фундамента можно применить автомиксер вместимостью 1,5-3 кубометра бетона. Сначала собрать каркасы, установить стальные или деревянные короба опалубки и сделать на всех отметках уровень заливки. Так будет проще, чтобы не подрезать столбы вручную впоследствии. После нанесения отметок можно залить все столбы одной порцией из автомобильной бетономешалки-миксера.
Остальное пространство ямы засыпают землёй, перемешанной с песком и щебнем.
Во время заливки опалубки бетоном её поливают водой для уравновешивания давления бетонного раствора.
При наличии достаточного времени возведение опор столбчатого фундамента возможно с применением двух-трех комплектов разборных деревянных коробов. После установки дощатой опалубки ее необходимо расклинить внутри ямы. Через два-три дня, в зависимости от температуры воздуха, короб можно демонтировать и использовать для заливки последующего элемента столбчатого фундамента.
Важно!После заливке края арматурного каркаса должны выступать над бетоном. Затем его необходимо связать с арматурой бетонного ростверка или приварить к швеллеру.
Обвязка или ростверк
После отливки опор столбчатого фундамента требуется выполнить обвязку профилем или залить по контуру бетонный ростверк. Выбор конкретного варианта зависит от типа строения. Для брусовых и каркасных построек обычно применяют швеллеры. При этом на этапе заливки столбов необходимо установить в бетон монтажные шпильки или анкера.
Строительство дома из пенобетона или газоблоков на столбчатом фундаменте потребует заливки литого бетонного ростверка в деревянную опалубку. Внутрь обязательно закладывают арматуру из стальной проволоки, которую затем правильно обвяжут с арматурным каркасом опор фундамента.
Решить вопрос с выбором лучшего варианта нужно еще на стадии проектирования, прежде чем определиться с типом ленточного фундамента. Несмотря на то что обвязка швеллером затратнее, итоговая конструкция окажется прочнее бетонной.
Для защиты от влаги необходимо провести теплоизоляцию и отсыпку столбов смесью песка и глины. Вертикальные бетонные поверхности следует покрасить или покрыть битумной мастикой.
Итоги
Строительство столбчатого фундамента возможно выполнить самостоятельно в короткий срок. Общая стоимость работ и материалы для возведения столбов стоят значительно меньше, чем у других типов фундаментов, при этом прочность и стабильность такого основания обычно превосходят другие варианты.
Поделитесь своим опытом возведения столбчатых фундаментов под дом. Какие моменты работ требуют повышенного внимания? Сохраните статью и расскажите о ней друзьям в соцсетях.