Столбчатый фундамент

Основание представляет отдельно стоящие опоры под сооружение. Напоминает свайный фундамент, но отличается заглублением, принципом работы, сечением и сферой применения.

Конструкция столбчатого фундамента состоит из равноудаленных друг от друга и утопленных в грунт столбов.

Для повышения устойчивости и обустройства опорной части цоколя сооружают ростверк. Расстояние между столбами – 1,5-2,5 м.

Столбчатый фундамент рекомендуем применять при:

•  сооружение домов с легкими стенами и без подвалов;
•  возведение построек с кирпичными стенами и необходимостью значительного заглубления фундамента – до 2-х м;
•  необходимость исключения негативного воздействия морозного пучения.

Столбчатые фундаменты не желательно обустраивать:

•   на слабых грунтах (просадочные породы, торф, глинистые почвы) при необходимости сооружения массивных кирпичных построек;
•   в горизонтально подвижных почвах;
•   в зонах с перепадом высот на площадке под фундамент свыше 2-х м.

Типы столбчатых фундаментов

Столбчатые основания классифицируют по ряду параметров:

•  заглубленности;
•  материалу;
•  конструктивным особенностям.

По глубине размещения столбов различают:

1. Мелкозаглубленный. Столбы погружают в грунт на 70 см. Востребован на песчаных, скальных грунтах с низким залеганием подземных вод.
2. Заглубленный. Подойдет для глинистых пучинистых почв. Чтобы предотвратить выталкивание опор при заморозках, их вгоняют на глубину около двух метров.

Разновидность столбчатого основания – фундамент по технологии ТИСЭ.

Его суть – обустройство ростверка дома по оголовкам железобетонных столбов, имеющих расширенную подошву. Увеличенная опорная зона повышает несущую способность. Фундамент ТИСЭ можно задействовать под каркасные дома и постройки из камня.

• Плюсы и минусы

  Плюсы столбчатого фундамента:

  •  быстрота возведения;
  •  простота технологии – можно обойтись без спецтехники;
  •  устойчивость к пучению;
  •  доступность конструкции по цене;

  Минусы столбчатого фундамента:

  •   плохая устойчивость к боковым нагрузкам;
  •   невозможность устройства подвала;
  •   ограничения по грунтам – нельзя задействовать на болотистой местности;
  •   невозможность использовать под тяжелые бетонные, кирпичные постройки.
  
  
  

Столбы делают из таких материалов:

•  Монолитный железобетон. Благодаря однородной бесшовной структуре основа очень прочная, надежная и долговечная.
•  Кирпичные опоры. Такой фундамент прост в возведении и надежен при условии использования обожженного кирпича высокого качества. Стандартное сечение опор – 40*40 см.
•  Блоки. Из железобетонных блоков 20*20*40 см формируют столбы. Плюсы: скорость монтажа, прочность, способность выдерживать значительные нагрузки.
•  Бутобетон. Бетонный раствор с бутом заливают в подготовленные опалубки под столбы. Преимущество – доступная стоимость, минус – невозможность использования на подвижных грунтах.
•  Деревянные опоры. Иногда применяют при строительстве веранды, террасы. Дерево нуждается в обработке защитными составами и гидроизоляции.
•  Асбестоцементные или стальные трубы. Служат опалубкой для заливки раствора. Популярный вариант в частном строительстве благодаря практичности, скорости монтажа, долговечности. Подходят для сооружения заглубленного фундамента.

Этапы закладки столбчатого основания

Порядок действий зависит от выбранного материала. Очень часто в качестве столбов используют асбестоцементные трубы.

Схема работ:

•  Отметить площадку под застройку – выставить клинья, натянуть веревку.
•  Снять с участка верхний слой почвы.
•  Определять места установки столбов. Опоры должны находиться в каждом углу и на пересечениях стен, дистанция между стойками – 2 м.
•  Подготовить трубы. Под легкие деревянные постройки берут изделия диаметром 20 см, под более тяжеловесные – 25 см.
•  Садовым буром выкопать ямы глубиной 1-1,5 м, ширина отверстия должна превышать диаметр трубы на 10 см.
•  В ямы опустить трубы, засыпать песок, утрамбовать.
•  Выполнить обсыпку песком по бокам на 20-30 см для фиксации трубы.
•  Забить арматуру, чтобы прутья были выше труб.
•  Заполнить столбы бетоном, наверх каждой трубы установить крепеж для последующей стыковки основы с фундаментом.
•  Проверить ровность столбов.
•  Выполнить обратную засыпку опор грунтом.
•  Оставить до высыхания бетона.

Столбчатый фундамент представляет собой комплекс опор, служащих основанием для дома. Опоры устанавливаются в углах дома, местах пересечения стен, а также вдоль линии стен с шагом 1,5–3,5 м. Для их устройства можно применять практически любой строительный материал, обладающий достаточно высокой несущей прочностью: бетон, кирпич, пилолес, металлопрокат, камень. Столбчатая конструкция фундамента используется только при строительстве легких домов — деревянных, модульных, щитовых или каркасных.

Недостатки:

• невозможность возведения тяжелых строений;
• невозможность устройства подвалов и цокольных этажей.

Преимущества:

• экономичность, связанная со снижением расходов на земляные работы и гидроизоляцию;
• универсальность выбора строительных материалов для устройства фундаментов в зависимости от конструкции стен;
• простота адаптации системы опор под рельефы любой сложности и крутизны;
• возможность устраивать прочные и надежные основания под дом там, где нельзя закладывать ленточные фундаменты. Например, в местах регулярных приливов и отливов, в зонах с сезонным подтоплением паводковыми водами, в регионах, где толщина снежного покрова может достигать более 1 м. Во всех вышеозначенных случаях дома на столбчатых фундаментах будут оставаться сухими и теплыми круглый год, если правильно рассчитать уровень подъема вод и толщину снежного покрова;
• дешевизна, нетрудоемкость и эффективность устройства на пылеватых и лёссовых грунтах, где поверхностный слой почвы имеет способность моментально разжижаться при обильных ливневых осадках либо во время интенсивного таяния снега. На таких участках для закладки плитных или ленточных фундаментов требуется целый ряд земляных работ по замене на более плотный грунт и вытрамбовке места застройки.

Столбчатые фундаменты устраиваются на любых грунтах в заглубленном или мелкозаглубленном вариантах. Исключение составляют лишь заболоченные участки, а также места, где поверхностный слой почвы подвержен горизонтальным подвижкам вследствие эрозии, оползней или землетрясений. При размещении такого фундамента на участке с перепадом высот следует учесть, что все столбы должны быть заглублены до одного уровня и иметь одинаковое сечение.

На пучинистых грунтах глубина заложения столбов должна быть ниже уровня сезонного промерзания не менее чем на 30 см. Стоит отметить, что столбчатые фундаменты испытывают меньшие нагрузки от пучения грунтов в сравнении с ленточными фундаментами.

Для устройства этого фундамента выполняют следующие работы:

• разметку;
• разработку ям под столбы;
• песчаную или гравийную подсыпку (при необходимости);
• для монолитных столбов — устройство опалубки, установку арматурного каркаса, замоноличивание столбов фундамента, распалубку;
• для кладочных и сборных столбов — подготовку необходимого расходного материала;
• устройство гидроизоляции на влажных и пучинистых грунтах;
• обратную засыпку пазух вокруг ям.

Разметка столбчатого фундамента

Разметка для столбчатых фундаментов требует меньше сил и времени, чем для ленточных, так как горизонтальный уровень устанавливается только по осевым линиям опор без предварительной планировки пятна застройки.

1. Определяют внешние границы периметра по проектным данным.
2. Протягивают шнуры осевых линий фундамента, учитывая сечение будущих опор и их высоту над уровнем земли. Для этого отступают от внешних границ периметра на значение, вполовину меньшее ширины опор.
3. Аналогичным образом протягивают шнуры по центрам опор, которые будут расположены в местах пересечения перегородок с внешними стенами и между собой.
4. Определяют границы раскопок для ям. Для этого шаблон прикладывают к земле, совмещают центр шаблона с перекрестием шнуров и очерчивают его по периметру. На этом же этапе определяют местоположение и границы раскопок для промежуточных опор в местах, где протяженность линии закладки фундамента превышает 3,5 м.

Шаблон можно изготовить из любого плотного листового материала: картона, ДВП, ДСП — либо сколотить из реек в виде рамки. Его размеры должны соответствовать размерам ям под столбы. Центр шаблона определяют нанесением линий или протягиванием ниток по диагонали. В результате очерчивания шаблона определяется точное местоположение опоры и границы раскопки под нее.

Устройство монолитных столбов

Технология закладки монолитных столбчатых фундаментов имеет множество вариантов и способов, но конструкционная особенность для всех видов едина и заключается в организации подошвы и опоры. Размеры, форму и структуру столбов определяют на стадии проектирования и рассчитывают с учетом характеристик грунта и веса будущего здания.

1. Подготовительные работы. Разрабатывают квадратную яму со сторонами 75 х 75 см с учетом глубины промерзания. Создают песчаную или гравийную подушку в местах, где это необходимо по климатическим показателям и характеристикам грунта. На сухих и плотных почвах, не подверженных пучению, делать подсыпку необязательно. В завершение подготовительных работ собирают армированную решетку со сторонами 65 х 65 см и армированный каркас сечением 20 х 20 см. Высота решетки должна быть ниже уровня столба на 10–15 см. Затем из щитов опалубки сколачивают короб с внутренними размерами 30 х 30 см и производят пробный монтаж с центрированием по месту установки и с устройством всех необходимых крепежных элементов. После этого, не разбирая короб, освобождают его от распорок и подпорок и вынимают из ямы.
2. Бетонные работы, армирование. Заливают на дно ямы слой бетонной смеси толщиной 10–15 см. Смесь готовят по тем же рецептурам, что и для ленточных фундаментов. Затем поверх заливки укладывают армированную решетку и устанавливают каркас. Снова заливают бетон, достигая общей толщины слоя 20–25 см.
3. Установка короба. По завершении проливки подошвы приступают к установке короба по заранее выставленным меткам крепежа, чтобы не сбить центровку и сохранить горизонтальность оси. По строительным нормам отклонение оси не должно превышать 2 см. Далее производят заполнение опалубки бетонным раствором и выдерживают время, рекомендованное для ленточных фундаментов.
4. Распалубка и обратная засыпка. После завершения бетонных работ производят распалубку и обратную засыпку. Если по проекту предусмотрена гидроизоляция, то ее проводят в промежутке между этими операциями способами, предложенными в предыдущем разделе.
5. Устройство систем креплений столбов. Отдельное внимание следует уделить системе креплений столбов фундамента к нижнему обноску основания стен. Для этого закладывают арматурный каркас, превышающий уровень столбов, что обеспечивает металлические выпуски для сварных соединений. В другом случае к арматурному каркасу прикрепляют анкерные закладные, которые впоследствии послужат основой для болтового крепления.
6. Устройство забирок. После окончания работ по установке опор и обратной засыпке производят устройство забирок — заполнение пространства между столбами по линии расположения наружных стен и перегородок. Это обеспечивает дополнительную теплоизоляцию дома и ограждает подпол от ветра. В местах, где предусмотрено прохождение паводковых, талых и ливневых вод между столбами под домом, а также там, где наблюдается разжижение поверхности почвы при выпадении осадков, устройство забирок исключают.

Устраивать любые виды столбчатых фундаментов накануне зимы нежелательно, особенно на пучинистых грунтах: к весне опоры могут перекоситься и даже поменять изначальное местоположение. Тем самым нарушится их осевое, вертикальное и горизонтальное выравнивание, что сделает невозможным возведение дома. В крайнем случае, если не удается приступить к возведению стен перед наступлением холодов, необходимо установить нижний венец или обноску основания постройки, жестко перевязав верхушки всех без исключения столбов, в том числе тех, которые заложены под перегородки.

Устройство деревянных столбов

Деревянный столбчатый фундамент, сооруженный из бревен или бруса, относится к самым экономичным, нетрудоемким и простым сборным конструкциям. Однако такое сооружение требует дополнительного времени и усилий для продления срока службы. Следует также отметить, что данный вид фундамента используется для возведения только деревянных домов из бревен, бруса и каркасов. Модульные и щитовые сооружения, у которых в основании предусмотрена металлическая обвязка, устанавливать на деревянные опоры не рекомендуется: верхушка деревянного столба может продавиться и лопнуть от воздействия твердой поверхности металла.

1. Подготовительные работы. Разрабатывают ямы с учетом глубины промерзания. По их количеству нарезают столбы и элементы лап. Для столбов рекомендуется использовать бревна диаметром не менее 15 см и брус со сторонами более 10 х 10 см. Высоту столба с лапами определяют по выпуску над уровнем земли и по заглублению на 50–70 см. Лапы изготавливают длиной не менее 80 см. На пучинистых грунтах столбы заглубляют таким образом, чтобы верхняя плоскость лап находилась ниже уровня глубины промерзания на 5–10 см и не подвергалась нагрузкам от пучения почвы.
2. Обработка деталей. Производят обжиг всех поверхностей деталей столбчатого фундамента на костре, в печке или паяльной лампой на глубину около 2–3 мм и обильно обрабатывают антисептиком. Это предотвратит гниение древесины и повреждение ее насекомыми. Затем каждую деталь тщательно просмаливают или покрывают битумом, битумным лаком и оставляют на 1–3 дня до полного высыхания. Как правило, эти операции проводят только для подземной части столбов и лап, а наземную часть в декоративных целях покрывают лакокрасящими составами.
3. Монтаж и установка столбов. Просохшие детали лап по пазам соединяют друг с другом в перекрестии и фиксируют с помощью шурупов к нижнему основанию столбов. Полученную конструкцию переворачивают и закрепляют столбы к лапам с помощью металлических скоб, обеспечивая дополнительное усиление на углах. В заключение устанавливают готовую опору на дно ямы и засыпают землей. Дополнительных мер по гидроизоляции не требуется.

Устройство металлических столбов

Закладка фундамента на металлических опорах практически ничем не отличается от устройства фундамента на деревянных столбах: ни подготовкой ям по габаритам, ни технологией установки, ни конструкцией опор. Отличается сам материал, который имеет повышенную устойчивость к нагрузкам, более длительный срок эксплуатации и расширенные возможности крепления к деревянным и металлическим основам стен.

1. Подготовка деталей опор. В качестве деталей опор металлического столбчатого фундамента желательно использовать швеллер или двутавр высотой не менее 10 см и толщиной стенок более 3 мм. Наилучшим вариантом будет приобретение изношенных железнодорожных рельсов: они значительно дешевле нового заводского металлопроката, устойчивее к нагрузкам и атмосферным воздействиям.
2. Сборка опор. Процесс сборки сводится к сварке элементов лап между собой и прикреплению их к нижней части стойки. Для повышения прочности и надежности металлических столбов выпуски крестовин перевязывают со стойками, приварив раскосы из уголка, арматуры или обрезков металла. Виды металлопроката для столбов и лап могут быть различными.
3. Устройство металлических полочек. Если основания стен дома выполнены из металла и в проекте предусмотрено приваривание к фундаменту, то верхушки столбов оставляют в неизменном виде. Если же необходимо болтовое соединение, то устраивают полочку из металлической пластины с соответствующими отверстиями. Под деревянные основания готовят металлические полочки с большой площадью опирания, чтобы древесина не продавилась от нагрузок. Вырезают пластины с выпусками не менее 40 см. Форма пластин зависит от места расположения столбов: на углах, в местах ответвлений перегородок и по линии стен.
4. Установка прокладок. Между металлическими и деревянными частями устанавливают резиновые или пластиковые прокладки с высокой степенью эластичности толщиной около 10 мм. Эта мера позволяет избавиться от скрипа и изнашивания нижнего венца или обноски деревянной постройки из бруса, бревна, каркаса и щитов.

Устройство кладочных столбов

Кладочный столбчатый фундамент сооружают по технологиям, рекомендованным для бута, кирпича и камней в ленточном фундаменте, включая выбор прочного и не поглощающего влагу материала, межрядное армирование, сортировку по размерам и т. д. К особенностям устройства такого фундамента следует отнести разработку ям со сторонами не менее 1 х 1 м, чтобы обеспечить минимально комфортные условия для работы каменщика.

Ввиду высоких требований к качеству кладки столбчатых опор необходимо привлекать к работам только квалифицированных специалистов. Кроме того, следует обратить особое внимание на правильное обустройство подошвы, что позволит увеличить устойчивость конструкции и оптимизировать нагрузку на столбы от воздействия пучинистых грунтов.

Существует два способа обустройства подошвы для кладочных столбов независимо от выбранного материала (кирпич, бут, камень):

• кладка опоры в виде усеченной пирамиды с основанием 75 х 75 см и верхней опорной площадкой не менее 35 х 35 см. Следует учесть, что под углами и в местах пересечения наружных стен с перегородками обустраивают подошву со сторонами 100 х 100 см, а опорную площадку размером не менее 50 х 50 см;
• заливка подошвы из железобетона. Подошва закладывается по той же технологии, что и для железобетонных столбов. Категорически не рекомендуется сооружать опору на кладочной подошве. В этом случае опора продавит подошву, поскольку та не способна обеспечить равномерное распределение нагрузок от веса дома по всей своей площади. Обустройство подушки и гидроизоляции проводят с учетом местных климатических условий и характеристик почвы. На сухих плотных глинистых, гравелистых и песчаных грунтах проводить вышеозначенные мероприятия не обязательно. Исключение составляют лишь кирпичные кладки, для защиты которых от влияния поверхностных ливневых, паводковых и талых вод рекомендуется произвести оштукатуривание поверхностей и обильное покрытие битумом.

Устройство столбов из труб

Данный вариант устройства столбчатых фундаментов относится к самым современным и технологически эффективным конструкциям. У них наилучшие показатели прочности, надежности и срока эксплуатации. По части финансовых затрат фундамент из труб дороже деревянных, металлических и кладочных, но значительно дешевле железобетонных. По трудоемкости уступает лишь деревянным и металлическим столбчатым фундаментам.

1. Подготовка исходного материала. В качестве исходного материала можно использовать любые трубы с внутренним диаметром не менее 150 мм, которые применяются для прокладки трубных коммуникаций, в том числе изношенные, так как они будут закладываться с применением несъемной опалубки. Можно использовать металлические и асбестобетонные трубы, однако наилучший вариант — это трубы ПВХ. Они самые доступные и дешевые, к тому же после установки столбов и обратной засыпки обеспечивают качественную гидроизоляцию.
2. Земляные работы, сооружение центровочного каркаса. Перед устройством столба из трубы разрабатывают яму со сторонами 75 х 75 см и устанавливают центровочный каркас. Сначала из деревянных брусков сечением 50 х 25 мм сколачивают две рамки, сквозь которые могла бы входить труба. Затем по четырем сторонам ямы вколачивают колышки, к которым посредством распорок и подпорок привязывают рамки: одну на уровне земли, другую ближе к верхнему концу трубы. Центровочный каркас должен представлять собой прочную конструкцию, поэтому все его детали жестко крепятся друг к другу с помощью шурупов. Для устройства всех опор фундамента вполне достаточно одного каркаса. По окончании устройства одного столба колышки выдергивают, а каркас аккуратно снимают с установленного столба и целиком переносят к другой яме.
3. Устройство подошвы под опору. Перед началом установки столба трубу вынимают из каркаса и закладывают подошву под опору по тем же технологиям, что и для монолитного столбчатого фундамента. С этой целью в заливку внедряют армированную решетку, а также по мере необходимости организуют песчаную или гравелистую подушку.
4. Установка трубы. Трубу вдевают в рамки каркаса и нижний конец опускают на поверхность свежей заливки так, чтобы верхний конец находился на уровне горизонтальной разметки по шнуру. Нижний конец усиливают бетонной доливкой в виде конуса и оставляют на 15–30 минут, чтобы дать возможность раствору схватиться. В завершение доверху наполняют трубу бетонной смесью, тщательно уплотняя состав вибрированием, и закладывают анкер для болтового соединения либо металлическую пластину для сварного соединения с основанием стен.