Фундамент для каркасных домов мелкозаглубленный столбчатый

Расчет и строительство столбчатого фундамента для каркасного дома

Столбчатый фундамент — это фундамент из нескольких столбов, заглубленных в грунт в определённом порядке и связанных в единую раму посредством деревянной, металлической обвязки или железобетонного ростверка.

Столбчатые фундаменты применяются в основном для возведения деревянных или каркасных домов высотой не более 2-х этажей, бань, хозяйственных построек, удельная масса которых не превышает 1000 кг/м³. Более тяжёлые дома на таких фундаментах строить нецелесообразно, в связи с относительно невысокой прочностью столбов и недостаточно большой суммарной площадью подошвы.

Столбчатый фундамент хоть и является самым дешевым, но в случае его правильного проектирования он также будет надежной опорой.

Достоинства столбчатого фундамента:

1. экономия денежных средств и трудовых затрат за счёт уменьшения объёма земляных и бетонных работ;
2. высокая скорость строительства нулевого цикла.

Основной недостаток столбчатого фундамента:

1. непредсказуемое поведение отдельных столбов фундамента при легкомысленном отношении застройщика к исследованию свойств грунта на участке (особенно для фундаментов без монолитного ростверка).

Отличия столбчатого фундамента от ленточного:

1. подходит для построек, относящихся к облегченному типу (деревянные строения без подвального помещения, колонны и т.д.);
2. представляет собой ряд опор, находящихся в наиболее нагруженных точках.

Виды столбчатого фундамента:

1. по особенностям конструкции:
   • монолитный, который имеет большую прочность, т.к. изготовлен из армированного бетона.
   • сборный, который состоит из отдельных элементов, поэтому имеет слабые места по швам (стыкам).
2. по глубине размещения основания:
   • заглубленный — размещен ниже уровня промерзания, обязателен на глинистых почвах.
   • малозаглубленный — выполненный на глубине до 700 мм, целесообразен на песчаных или скалистых грунтах.

Расчет столбчатого фундамента каркасного дома

Исходные параметры для расчета столбчатого фундамента:

1. тип грунта и перепад высот в месте будущего строительства;
2. глубина залегания подземных вод;
3. уровень промерзания грунта;
4. проект дома (расположение несущих и внутренних стен).

Самым главным противопоказанием для выбора столбчатого фундамента является высокий уровень грунтовых вод. Нельзя допускать, чтобы он подходил ближе чем на 50 см к подошве столбов. Кроме того, столбы обязательно должны быть заложены глубже слоя плодородных неустойчивых органических грунтов.

Сначала необходимо исследовать грунты на месте будущего строительства. Подробно об этом говорится в статье по ссылке http://moi-domostroi.ru. Запомните: приняв решение строить столбчатый фундамент, в обязательном порядке необходимо делать пробное бурение на 0,5-0,6 метров ниже предполагаемой глубины заложения столбов для выявления водонасыщенных слабых грунтов (плывунов).

После исследования грунтов необходимо определить нагрузку, которую дом с фундаментом будут оказывать на несущий грунт, проще говоря, расчёт веса дома. Оценивается примерная масса будущей постройки (точную считать бессмысленно, однако при подсчетах постарайтесь учесть и нагрузки из-за домашней утвари), после чего выбирается вид столбчатого фундамента. Если есть сомнения, то лучше взять более прочный вариант.

Примечания:

1) При угле наклона скатов крыши больше 60º снеговая нагрузка принимается равной нулю.

2) При расчёте фундамента к весу дома прибавляется и ориентировочный вес самого фундамента. Высчитывается его примерный объём и умножается на удельный вес железобетона, равный 2500 кг/м³.

После определения веса дома рассчитываем минимально необходимую суммарную площадь (S) оснований всех столбов фундамента:

где 1,3 — коэффициент запаса надёжности;

Р — общий вес дома вместе с фундаментом, кг;

Rо — расчётное сопротивление несущего грунта, кг/см².

Значение Rо, называемое ещё несущей способностью грунта, ориентировочно можно принять по таблице ниже:

Примечание:

Значения расчётных сопротивлений даны для грунтов расположенных на глубине около 1,5 метров. У поверхности несущая способность почти в полтора раза ниже.

Рассчитав значение суммарной площади оснований всех столбов, мы теперь можем определить их необходимое число в зависимости от диаметра или размеров сечения.

Итак, спроектированный мной каркасный дом с мансардой имеет размеры 8 на 8 м, высота потолков 1-го этажа 2.5 м, площадь крыши 108 м 2 , стены толщиной 200 мм с утеплением пенопластом или минватой (окончательное решение еще не принято).

Для расчета нагрузки возьму следующие параметры массы 1 м 2 конструкций:

1. цокольное перекрытие 75 кг;
2. чердачное 75 кг;
3. стены 70 кг;
4. кровля 30 кг;
5. снеговая нагрузка 190 кг;
6. полезная нагрузка помещений (мебель и люди) 210 кг;
7. фундамент 2500 кг/м 3 ;

При расчете массы стен просуммировал площадь всех стен, включая внутренние перегородки, получив следующий результат: площадь стен первого этажа 121.5 м 2 , площадь внутренних стен мансарды 41.5 м 2 . Таким образом, масса всех стен дома равна (121.5 + 41.5)*70 = 11 410 кг.

Площадь перекрытий (цокольного и первого этажа): 8 * 8 = 64 м 2 . Масса перекрытий 64*2*75 = 9 600 кг.

Полезная нагрузка помещений: 64 * 210 = 13 440 кг.

Масса чердачного перекрытия (мансарда с утеплением): 108 * 200 = 21 600 кг.

Масса снеговой нагрузки (при самых худших условиях): 108 * 190 = 20 520 кг.

Общая масса дома равна примерно 77 тонн.

Масса фундамента (22 опоры): 4 м 3 * 2500 = 10 000 кг.

Итого, масса дома с фундаментом составляет около 87 тонн.

Так как по проекту у меня запланирована установка 22 столбов-опор, теперь необходимо определить потребную площадь их основания (грунт: 50 см плодородный слой, далее — 10 см суглинка, ниже — песок с гравием, грунтовые воды расположены ниже 2 м).

Минимально необходимая суммарная площадь (S) оснований всех столбов фундамента:

S = 1.3 * 87 000 (кг) / 3,5 = 32 314 см 2

Теперь находим потребную площадь одной опоры: 32 314 / 22 = 1 468 см 2 , что соответствует квадрату со сторонами 38 см.

Если принять размер опоры 0.6 м х 0.6 м (площадь основания 3600 см 2 или 0.36 м 2 ), то суммарная площадь основания всех опор будет равна 7,92 м 2 , а нагрузка на грунт составит не более 1,3 * 87 000/79200 = 1,42 кг/см 2 , что обеспечивает необходимую несущую способность фундамента (ведь под подошвами опор у моего фундамента будет насыпной грунт с уплотнением, т.е. R₀ должно быть не более 1,5 кг/см 2 ).

Строительство столбчатого фундамента

Инструмент, который понадобится при возведении столбчатого фундамента:

1. Лопата.
2. Опалубка.
3. Рулетка.
4. Рубероид.
5. Геотекстиль плотностью 200 гр/м 2 .
6. Армирующий каркас.

Разметка столбчатого фундамента

О разметке столбчатого фундамента довольно подробно можно почитать по ссылке http://fundamentprofi.ru.

В связи с тем, что я собираюсь строить столбчатый мелкозаглубленный фундамент (а устройство этого типа основания предполагает, что глубина его заложения не будет превышать 80 см), то технология будет следующей:

1. на месте строительства снимается плодородный слой почвы;
2. в минеральном грунте в местах нахождения опор по проекту копаются ямы размером 0,6 х 0,6 м 55-60 см глубиной;
3. ямы застилаются геотекстилем 200 гр/м 2 и засыпаются щебнем 5-20 слоем 25-30 см, который трамбуется, далее геотекстиль нужно завернуть и положить сверху слой рубероида;
4. связать армирующий каркас для подошв из арматуры 12мм, уложить на дно ям (прутья арматуры не должны соприкасаться с грунтом), обеспечить вверх вывод концов (до 15 см) для связи с армированием столбов;
5. залить подошвы столбов (в моем случае опалубкой будут выступать стенки ям).

В качестве опалубки самих столбов я буду использовать старые доски и фанеру, оставшиеся после разборки старой постройки), хотя некоторые предлагают использовать безнапорную асбоцементную трубу диаметром 300 мм. Армирование столбов — арматура 12 мм.

Для заливки фундамента буду использовать товарный бетон марки М-300 В22.5. Для самостоятельного замеса 1 м 3 мне потребуется, кг (части) ( подробнее . ):

1. Портланд цемент М400 — 382 кг (1)
2. Щебень — 1080 кг (2,83)
3. Песок — 705 кг (1,85)
4. Вода — 220 л (0,58)

Далее — обязательное устройство отмостки и забирки (из листов АЦП) с утеплением Пеноплексом ( подробнее об утеплении фундамента).

Ошибки при строительстве столбчатого фундамента для каркасного дома

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

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

Источник

Фундамент мелкозаглубленный (МЗЛФ)

Мелкозаглубленный фундамент – это фундамент, который закладывается на глубину меньше глубины промерзания грунта. Мелкозаглубленный фундамент еще называют незаглубленным, для его устройства не надо рыть траншеи, достаточно просто снять растительный слой почвы. Глубина заложения в этом случае определяется только необходимостью опереться на слой грунта с достаточной несущей способностью. В отличие от фундамента глубокого заложениямелкозаглубленный фундамент опирается на грунт, подверженный морозному пучению, но, несмотря на это, способен обеспечивать достаточную устойчивость для легких зданий.

Сила пучения действует на любой фундамент в двух направлениях: снизу на основание и сбоку на стенку. И то и другое воздействие представляет опасность для фундамента и может вывернуть его из грунта. Идея мелкозаглубленного фундамента заключается в том, чтобы за счет уменьшения площади стен фундамента свести к минимуму силу пучения, действующую на него сбоку, а силу пучения, действующую на основание снизу, уравновесить массой здания. Именно поэтому под мелкозаглубленный фундамент не роют траншею, а просто снимают верхний растительный слой почвы и сантиметров 20 грунта, делают подушку под фундамент из крупного песка и гравия на те же 20 см и на эту подушку уже ставят фундамент.

Мелкозаглубленный фундамент используется для строительства легких зданий – деревянных и каркасных. Кирпичные, каменные и железобетонные здания возводить на нем не рекомендуется, потому что он опирается на верхний слой грунта – наименее уплотнённый и имеющий меньшую несущую способность по сравнению с более глубокими слоями грунта. Под строительство тяжелых зданий надо делать глубоко заглубленный фундамент.

Мелкозаглубленный фундамент делают плитного или ленточного типа. При движении грунта под фундаментом, дом поднимается и опускается равномерно (особенно хорошо это работает в случае с плитным мелкозаглубленным фундаментом).

При строительстве мелкозаглубленного фундамента используются те же материалы, что и для устройства других типов фундамента: кирпич, готовые железобетонные блоки, монолитный железобетон. Фундамент мелкого заложения так же необходимо армировать.

Утепленный мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте

Для того, чтобы снизить воздействие сил морозного пучения, мелкозаглубленный фундамент и находящийся вокруг него пучинистый грунт можно утеплить. Утепленный грунт промерзает на меньшую глубину, уменьшается количество замерзающей в грунте воды, расширение грунта становится меньше, и соответственно сила пучения тоже снижается.

Утепленный участок грунта: под утеплителем возникает участок непромерзающего грунта

Если длина и ширина утеплителя больше, чем глубина промерзания, то под утеплителем образуется область непромерзающего грунта, в которой нет сил пучения. Так, укладывая утеплитель вокруг фундамента на расстоянии 1-1,5 м, можно избавиться от воздействия сил пучения. Под самим домом грунт тоже промерзает значительно меньше, тем более если дом отапливаемый и в нем живут круглый год.

Сам мелкозаглубленный фундамент, будучи сделанным из кирпича или бетона, является хорошим проводником тепла. Поэтому его тоже надо утеплять, иначе непосредственно под ним грунт будет промерзать. Схема утепленного мелкозаглубленного фундамента показана на рисунке.

Схема утепления мелкозаглубленного фундамента и грунта по периметру дома

В разделе видео: можно посмотреть видео по данному типу фундамента:

Kd.i: Правильный мелкозаглублённый ленточный фундамент (МЗЛФ) за 4дня. ч.1.

Kd.i: Правильный мелкозаглублённый ленточный фундамент (МЗЛФ) за 4дня. ч.2.

Читайте так же:

Фундамент глубокого заложения
Фундамент глубокого заложения, он же глубоко заглубленный фундамент, — это фундамент, основание которого находится на глубине большей, чем глубина промерзания грунта. Главный смысл заложения фундамента на большую глубину в том, чтобы опереться на плотный слой грунта с большой несущей способностью и возможностью сделать в доме подвальное помещение.

Столбчатый фундамент: конструкция, армирование, строительство
Столбчатый фундамент — наиболее экономичный в плане расхода строительных материалов, достаточно прост в строительстве. В этой статье содержится информация о конструкциях столбчатого фундамента, способах его устройства, случаях, в которых его строительство целесообразно.

Фундамент на винтовых сваях
Фундамент на винтовых сваях достаточно распространенный в последнее время, за счёт быстроты возведения и невысокой ценой под небольшие дома. Он может использоваться для строительства любых не сильно тяжёлых типов зданий – каркасных, брусовых или бревенчатых, на любых типах грунтов кроме скальных.

Монолитный плитный фундамент — Монолитная плита
Плитный фундамент представляет собой монолитную железобетонную плиту, которая укладывается под всей площадью дома. Такой фундамент имеет наибольшую среди всех типов фундаментов опорную площадь, и благодаря этому может обеспечивать устойчивость тяжелого дома даже на грунтах с низкой несущей способностью и высоким УГВ.

Ленточный фундамент
Ленточный фундамент представляет собой монолитную дли набранную из блоков ФБС ленту, которая обычно укладывается под всеми стенами дома ниже глубины промерзания. Главный смысл заложения фундамента на большую глубину в том, чтобы опереться на плотный слой грунта с большой несущей способностью и получить возможностью сделать в доме подвальное помещение при не высоком УГВ.

Источник