Столбчатый или буронабивной фундамент

Основные отличия столбчатого фундамента от свайного

Разные грунты — разные фундаменты

Тяжелые здания из кирпича или блоков из ячеистого бетона требуют устройства, как правило, ленточного фундамента. В случае проблемных грунтов основание дома утяжеляют плитным фундаментом. Когда легкий каркасный дом возводится на твердом основании, а грунтовые воды залегают глубоко, можно использовать фундаментные блоки. Но, если на участке под строительство дома обнаружены торфянистые, пучинистые глинистые грунты, а грунтовые воды находятся вблизи к поверхности, то, как ни уплотняй почву, легкие и не связанные между собой столбы на торфе будут «гулять».

Столбчатый фундамент чаще всего сооружают под легкие постройки, когда возводить ленточный и плитный экономически невыгодно. Столбчатый фундамент устраивают, где грунты обладают хорошей несущей способностью, свайные — на слабых грунтах: верхние слои почв имеют небольшую толщину, поэтому основная задача свай заключается в том, чтобы «пройти» слабый грунт и добраться до несущего.

По своему типу свайный фундамент близок столбчатому. В обоих случаях возводится не сплошная опора для будущих стен, а точечная, когда строение поддерживается только в нескольких местах.

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент можно построить из самых различных стройматериалов, например, из натурального камня или кирпича, и на такой опоре будет прекрасно стоять деревянный дом из профилированного бруса или каркасно-щитовой, но только в том случае, если характеристики грунтов не вызывают даже минимальных опасений.

Столбы возводят на углах, там, где пересекаются стены, под стойками каркаса (в точках сосредоточения нагрузок). Расстояние между столбами желательно делать кратным шагу балок нижней обвязки, обычно 1,5-2,5 м, минимальное сечение кирпичных столбов или из бетонных блоков — 500х500 мм (под легкие дома можно и меньшего сечения). Стены вместе с теплоизоляционным материалом не должны превышать толщину в 250 мм, а перекрытия, за исключением цокольного, — деревянными. Столбы выставляют строго вертикально, поверх них осуществляется монтаж бетонных балок (опора для кладки стен). На таком фундаменте можно строить дома из ячеистых бетонов.

Между столбами ставится забирка — легкая стенка, утепляющая подпол, защищающая его от снега и влаги. Ее поверхность по всему параметру дома должна быть однородной по форме и фактуре. Ее делают в основном кирпичной или бетонной, с минимальной толщиной стенки 10-12 см и заглублением в грунт 200-300 мм. В случае пучинистого грунта забирка ставится на песчаную подушку толщиной 150-200 мм и шириной не менее 300 мм. Существуют и декоративные забирки из обработанных антисептиком досок или асбоцементных листов. Используют и цокольные панели, имитирующие кладку из натурального камня.

Столбчатый фундамент без ростверка

По праву его считают самым экономичным и простым видом фундаментов. Возводится в виде столбов и применяется при строительстве зданий, которые не нуждаются в сплошной ленточной опоре (каркасные дома, деревянные срубы и т.п.).

Вариант, когда нижнюю отметку столбчатого фундамента можно расположить ниже нормативной глубины апромерзания, надежен, на основание фундамента не будут воздействовать силы морозного пучения. Мелкозаглубленный вариант при правильном устройстве не менее прочен, не такой дорогой и применяется чаще.

Если в грунте содержится глина, то под каждый столб до полной глубины промерзания с запасом вниз в 20 см заменяют его смесью чистого крупного песка со щебнем либо гравием. Песчаную подсыпку обильно поливают водой и трамбуется.

Чем тяжелее дом, тем более мощными должны быть столбы и чаще шаг, но не менее 1,5 м один от другого (чаще нерационально, высок расход материала), и не надо превышать величину в 3 м. В среднем шаг столбов должен составлять 2 м. Сечение столбов зависит от материала и технологий производства работ.

Удобно использовать при сооружении фундаментных столбов в качестве несъемной опалубки готовые трубы. Лучший, но и более дорогой вариант — металлические и асбестоцементные трубы. Если бюджет выделенный на строительство дома не позволяет можно использовать в качестве опалубки пластиковые канализационные трубы диаметром 150, 200 и отчасти 250 мм, на них можно поставить небольшую дачу или постройку хозназначения. Трубы большего сечения использовать не рекомендуется, лучше залить квадратные столбы в опалубке из деревянных досок.

При строительстве хозпостроек в качестве опалубки часто используют рубероид, свернув рулон из нескольких слоев, установив в лунку и залив бетон в рубероидную «сорломинку». Мы в этом случае советуем только наполнять его бетоном послойно, одновременно засыпая на тот же уровень пазухи в земле, чтобы рубероид не порвался.

Есть возможность отливать столбы и в съемной опалубке. Сечение их должно быть не менее 20х20 см с учетом качественного уплотнения бетона и высокого качества смеси. Под жилой дом желательно сделать столбы имеющие сечение не менее 25х25 см. Раствор можно замешать в пропорции цемент/песок/щебень 9или гравий) 1/3/5. Цемент должен быть с не истекшим сроком годности, марки 500 или хотя бы 400, не содержать извести. Бетон при заливке нужно уплотнять. Опалубка снимается не ранее чем через 3 недели после завершения работ.

Есть вариант столбчатого фундамента из бутобетона в опалубке. Но его очень непросто качественно проармировать, и его прочность из-за этого не высока. Поэтому сечение столбов должно быть не менее 50х50 см.

Надежные кирпичные столбы фундамента (сечением в 1,5 кирпича) можно сделать только из подходящего качественного, хорошо обожженного кирпича, но такой вариант дорогой.

Столбчатый фундамент с ростверком

Ростверк — это несущая железобетонная балка, которая соединяет столбы сверху, применяется при строительстве зданий из камня, кирпича, когда существует необходимость тяжелые стены опирать по всей длине. Столбы возводятся по тем же технологиям, что и при строительстве легких домов, но их сечение больше, а шаг чаще.

Ростверк может быть бетонным или из заводских элементов, установленных на столбы. Он обязательно должен армироваться, диаметр горизонтальных несущих стержней составлять минимум 12 мм, поперечные связи ставятся что каждые 40 см. Если расстояние между столбами и нагрузка от стен увеличивается, тогда более мощным должен быть каркас.

Ростверк не должен опираться или быть заглубленным в грунт — зимой поднимающийся под воздействием сил морозного пучения грунт должен иметь возможность свободно вертикально перемещаться. Если будет не так, тогда ростверк может оторваться от столбов, что приведет к деформации фундамента.

Свайный фундамент

Свайный фундамент делают из бетонных буронабивных, забивных и бурозабивных свай. Есть еще вариант из дерева, но его применяют не так часто.

Бурозабивные сваи не забиваются в грунт, а создаются при сооружении фундамента. Такого типа сваи ничем не уступают по надежности забивным и актуальным на вспучивающихся грунтах. Буронабивные фундаменты часто делают методом бетонирования, путем заливки бетона в предварительно пробуренные скважины. Бурить скважины можно бензиновыми или электрическими бурами, а также бурильной техникой.

Некоторые строители легких дачных домиков для бурения используют ручной садовый бур. Далее в образовавшуюся скважину вставляют обрезок асбоцементной трубы в качестве несъемной опалубки, в которую закладывают арматуру и заливают бетонный раствор. В ряде случаев роль опалубки для буронабивногор фундамента исполняет сам грунт.

Устанавливая каркас следите за тем, чтобы он не сдвинулся, так как это может стать причиной контакта арматуры с землей. Бетон должен быть «тяжелым», используйте кварцевый песок, гравий или щебень из твердых горных пород.

сваи должны бетонироваться непрерывно с интервалом между укладкой отдельных слоев бетона не более часа. Нагружать фундамент из буронабивных свай можно только после того, как бетон полностью затвердеет, но не ранее чем через месяц после окончания бетонирования.

Сваи из грунтобетона были разработаны давно и относятся к ресурсосберегающим. Использовать их целесообразно в устойчивых необводненных грунтах. Грунт вынутый из скважины приаменяется в качестве заполнителя бетона, благодаря чему происходит экономия не только стройматериалов, но и трудозатрат.

Забивные сваи вгоняют в землю при помощи тяжелой техники. Из-за жуткого шума, сопровождающего процесс, в индивидуальном строительстве такой способ устройства фундаментов не пользуется популярностью.

Бурозабивные сваи при забивании тоже создают сильный шум, но благодаря своим преимуществам применяются намного чаще. По сравнению с буронабивными они не требуют «мокрых» процессов, когда приходится замешивать раствор, ждать когда он схватится и так далее. Забиваются заранее изготовленные сваи из массива бетона или с полостями.

Самые распространенные размеры поперечного сечения сплошных свай: головы 40х40 см, подошвы — 20х20 см, длиной — от 3 метров. Сваи изготавливаются из бетона классов В 15 и В 22,5. Армируюся сваи, чаще всего, стержневой арматурой или высокопрочной проволокой.

Сваи, которые имеют квадратное сечение с круглой полостью по расходу бетона и арматуры заметно экономичнее, по сравнению с сплошными: бетона расходуется на 20% меньше, а арматуры — на 40-60%, что оказывает влияние на их стоимость. Сваи имеющие полости отличаются прочности и с успехом могут применяться для бурозабивных фундаментов.

Полые круглые сваи выпускают диаметром до 80 см. Они имеют открытые или закрытые концы и используются для строительства свайных фундаментов зданий главным образом в случае если в месте строительства толща слабых грунтов значительная. Бывают также сваи прямоугольного сечения, как сплошные, так и с полостью.

Стенки скважины для бурозабивных свай должны быть ровными, поэтому бурение производится вращательным способом.

Поделиться «Основные отличия столбчатого фундамента от свайного»

Источник

Столбчатый фундамент — расчет и строительство своими руками.

Название «столбчатый фундамент» говорит само за себя. Это фундамент представляющий собой несколько столбов заглубленных в грунт в определённом порядке и связанных в единую раму посредством деревянной (иногда металлической) обвязки или железобетонного ростверка.

Столбчатые фундаменты в основном применяются для возведения на них деревянных (брус, бревно) или каркасных домов (не более 2-х этажей), бань, веранд и других хозяйственных построек, а также заборов и каменных ограждений. Реже на них возводят стены одноэтажных домов из облегчённых каменных материалов (ячеистый бетон и т.п.), удельная масса которых не превышает 1000 кг/м³. Более тяжёлые дома на таких фундаментах строить не целесообразно, в связи с относительно не высокой прочностью столбов и недостаточно большой суммарной площадью подошвы.

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.

Достоинствами столбчатого фундамента являются экономия денежных средств и трудовых затрат за счёт уменьшения объёма земляных и бетонных работ, а также высокая скорость строительства нулевого цикла. Основным недостатком является непредсказуемое поведение отдельных столбов фундамента при легкомысленном отношении застройщика к исследованию свойств грунта на участке. Особенно это касается фундаментов без монолитного ростверка.

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.

Расчёт столбчатого фундамента

I) В-первую очередь необходимо исследовать место под будущее строительство. Подробно об этом говорится в статье «Определяем свойства грунтов на участке застройки.» В дополнение к изложенному там необходимо отметить следующее: приняв решение строить столбчатый фундамент, в обязательном порядке необходимо делать пробное бурение на 0,5-0,6 метров ниже предполагаемой глубины заложения столбов. Если под несущим грунтом Вы наткнётесь на слой водонасыщенных слабых грунтов (плывун), то от столбчатого фундамента лучше отказаться, т.к. столбы под нагрузкой могут просто прорезать несущий грунт и провалиться.

II) Вторым шагом будет определение нагрузки, которую дом с фундаментом будут оказывать на несущий грунт, проще говоря, расчёт веса дома. Приближенные значения удельного веса для отдельных элементов конструкции приведены в следующей таблице:

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.

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

S = 1,3×P/Rо ,

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. Для большей наглядности рассмотрим простой пример.

Пример упрощённого расчёта столбчатого фундамента

Рассчитаем столбчатый фундамент (на круглых столбах) для небольшого каркасно-щитового дома (см.рис. слева) размером 5х6 метров. Высота 1-го этажа 2,7 м, высота фронтона — 2,5 м. Кровля шиферная. Несущий грунт — суглинок (Rо = 3,5 кг/см²). Глубина промерзания 1,3 метра.

Итак, необходимо рассчитать вес дома.

1) Площадь всех стен, включая фронтоны, в нашем случае получится равной 72 м², а масса их 72 × 50 = 3600 кг

2) В доме имеется цокольное (пол 1-го этажа) и межэтажное (между 1-м и мансардным этажами) перекрытия. Их общая площадь 60 м², а масса 60 × 100 = 6000 кг

3) Эксплуатационная нагрузка имеется также и на 1-м и на мансардном этаже. Значение её будет равно 60 × 210 = 12600 кг

4) Площадь крыши составляет в нашем примере около 46 м². Масса её при шиферной кровле 46 × 50 = 2300 кг

5) Снеговую нагрузку принимаем равной нулю, т.к. угол наклона скатов крыши больше 60º.

6) Определим предварительную массу фундамента. Для этого нужно условно выбрать диаметр будущих столбов и их количество. Допустим у нас есть бур диаметром 400 мм, его и возьмём. Число столбов предварительно берётся исходя из условия — один столб на 2 метра периметра фундамента. У нас получится 22/2 = 11 штук.

Объём одного столба высотой 2 метра (заглубляем на 0,2 м ниже глубины промерзания + 0,5 метра возвышается над землёй): π × 0,2² × 2 = 0,24 м³, а масса его 0,24 × 2500 = 600 кг.

Масса всего фундамента 600 × 11 = 6600 кг.

7) Суммируем все полученные значения и определяем общий вес дома: Р = 31100кг

8) Минимальная необходимая суммарная площадь оснований всех столбов будет равна:

S = 1,3×31100/3,5 = 11550 см²

9) Площадь основания одного столба диаметром 400 мм будет равна 1250 см². Следовательно в нашем фундаменте должно быть минимум 11550/1250 = 10 столбов.

При уменьшении диаметра столбов их число будет увеличиваться и наоборот. Например, если мы возьмём бур 300 мм, то нужно будет сделать минимум 16 столбов.

Определив минимально допустимое число столбов фундамента, делают их разбивку по периметру. В-первую очередь их устанавливают в наиболее нагруженных местах — это углы дома и соединения наружных и внутренних стен. Остальные столбы равномерно распределяют по периметру, при необходимости добавляя к полученному минимальному числу ещё несколько штук для симметрии. Главное правило здесь — больше можно, меньше нельзя.

Важное замечание: если дом имеет какую либо более лёгкую пристройку, например, веранду, минимально допустимое количество столбов для неё считается отдельно от дома. Очевидно, что оно будет меньше.

Часто при строительстве более тяжёлых домов на грунтах с малой несущей способностью число столбов получается очень большим, и чтобы его уменьшить, нужно существенно увеличивать диаметр подошвы. Простые земляные буры для этого не подходят. Здесь на помощь приходит технология «ТИСЭ». Она рассмотрена в статье «Фундамент ТИСЭ — технология, достоинства и недостатки» .

Рассмотрим теперь наиболее распространённые конструктивные схемы столбчатых фундаментов

Буронабивной фундамент

Столбы создаются путём заливки бетона в предварительно пробуренные скважины. Работы по устройству буронабивного фундамента производятся в следующей последовательности:

1) На основании расчёта производится разметка фундамента на участке.

2) С помощью ручного (механизированного) бура или специальной буровой машины делаются скважины на 20-30 см ниже глубины промерзания.

Примечание: в рамках данной статьи мы не рассматриваем мелкозаглубленные столбчатые фундаменты, которые используются практически только для небольших деревянных хозяйственных построек.

3) Из обычного рубероида сворачиваются цилиндры (по диаметру скважин) и обматываются скотчем. Они выполняют две роли: во-первых, это несъёмная опалубка для столбов, а во-вторых — их гидроизоляция.

Если у Вас рубероид с посыпкой, сворачивайте гладкой стороной наружу. Чем хуже грунт при замерзании будет прилипать к поверхности столбов, тем меньшие касательные силы, стремящиеся вытащить столбы зимой из грунта, будут на них действовать.

4) Цилиндры из рубероида вставляются в скважины. На рисунке выше видно, что до самого основания рубероид не доходит, остаётся около 20 см. Делается это не просто так. Через незакрытую часть сваи при заливке бетона цементное молоко просачивается в грунт и дополнительно связывает его. При этом в зависимости от типа грунта несущая способность столба может увеличиться до 2-х раз. Это увеличение при расчёте не учитывается. Оно дополнительно повышает запас надёжности фундамента. Кроме того столбы лучше заякорятся в земле.

5) В скважину заливается немного бетона (20-30 см), после небольшой паузы вставляется арматурный каркас, чтобы он под своим весом не опустился до соприкосновения с грунтом. Затем заливается весь столб до верха. Касание арматуры с грунтом не желательно, т.к. это приводит к её более быстрой коррозии.

Обычно каркас делается из трёх-четырёх прутков рабочей арматуры А-III ∅10-12 мм, обвязанных между собой вспомогательной арматурой Вр-I ∅4-5 мм. Желательно, чтобы арматура находилась от наружной поверхности столба не ближе чем на 5 см.

Если после заливки столбов на них будет сооружаться монолитный ростверк, рабочую арматуру выпускают из столбов на высоту этого ростверка. Если же на столбах будет делаться обвязка из деревянных балок, то для её крепления при заливке бетона в верхнюю часть вкладывается резьбовая шпилька (напр., М16).

Примечание: столбчатые фундаменты с железобетонным монолитным ростверком описаны в статье «Столбчатый фундамент с ростверком (свайно-ростверковый)» .

При температуре воздуха 15-20ºС нагружать столбчатый фундамент можно начинать уже через 4-5 дней. Связано это с тем, что по прошествии данного периода несущая способность фундамента определяется уже не прочностью столбов, а прочностью грунта под ними. К тому же дать полную расчётную нагрузку на фундамент (стены, перекрытия, крыша, эксплуатационные нагрузки) быстро Вы не сможете. Пока идёт строительство, бетон «дозреет».

ВАЖНО: Нельзя оставлять столбчатый фундамент не нагруженным на зиму. Касательные силы морозного пучения могут поднять и перекосить столбы, причём все по разному.

Столбчатые фундаменты из асбестовых, пластмассовых или металлических труб

Столбы создаются путём заливки бетона в предварительно установленные в скважины асбестовые, пластмассовые или металлические трубы. Работы производятся в следующей последовательности:

1) На основании расчёта производится разметка фундамента на участке.

2) С помощью ручного (механизированного) бура или специальной буровой машины делаются скважины на 20-30 см ниже глубины промерзания. Диаметр скважин на 10 см больше диаметра выбранных труб. При отсутствии бура можно выкопать ямы и лопатой.

3) В скважину заливается около 20 см бетона для увеличения несущей способности столбов, как уже говорилось выше. После небольшой паузы в скважину вставляется сначала свёрнутый рулон рубероидной рубашки, которая защитит песчаную засыпку от заиливания, затем асбестовая, пластиковая или металлическая труба и арматурный каркас.

4) Производится обратная засыпка промежутка между трубой и рубероидной рубашкой песком и в трубу заливается бетон. Песок предотвращает примерзание грунта к трубам зимой и их подъём касательными силами морозного пучения.

Примечание: Асбестовые трубы имеют не очень высокую морозостойкость, поэтому довольно часто в месте их входа в грунт из-за насыщения влагой они разрушаются. Чтобы этого избежать, желательно опасное место покрыть обмазочной гидроизоляцией.

Прямоугольные (квадратные) столбы из бетона, кирпича, блоков

Прямоугольные или квадратные столбы делают, когда под рукой нет бура подходящего диаметра. Ямы копают вручную лопатой. Работа эта более трудоёмкая и объём вырабатываемого грунта, по сравнению с бурением, тоже больше.

Последовательность выполнения работ практически такая же, как и в случае с трубами. Отличие в том, что вместо труб в ямы вставляется предварительно изготовленная деревянная опалубка, либо столбы выкладываются из кирпича (блоков).

Обратная засыпка производится после съёма опалубки через 2-3 дня. Кирпичные столбы можно засыпать на следующий день.

Примечание: Как уже говорилось выше, обратная засыпка песком (непучинистым материалом) делается для предотвращения подъёма столбов зимой. Но у неё есть один недостаток. При попадании в яму воды (напр. дождевой), песок номокает и теряет свои несущие свойства. Столбы при этом становятся неустойчивыми в горизонтальном направлении. Чтобы этого избежать, необходимо тщательно отнестись к отводу воды от фундамента: сделать нужные уклоны, отмостку и ливнёвки.

Часто столбы делаются комбинированные, т.е. в грунте они бетонные, а выше уровня земли выкладываются из кирпича или блоков. Этот вариант не подходит для последующего сооружения ростверка. Теряется его смысл, заключающийся в изготовлении одной жёсткой рамы.

Существует ещё один вид столбов — деревянные, на заострять на них своё внимание мы не будем, т.к. используются они в настоящее время очень редко. Заметим лишь, что для таких столбов нужно использовать влагостойкие породы древесины (дуб, лиственница и т.п) и перед установкой их необходимо защитить от влаги (обмазать гидроизоляцией или завернуть в рубероид, а лучше сделать и то и другое).

В комментариях к данной статье Вы можете обсудить с читателями свой опыт в строительстве и эксплуатации столбчатых фундаментов либо задать интересующие Вас вопросы.

Источник