Существует старая строительная пословица, согласно которой, если есть возможность выполнить задачу простым способом, то следует выбирать именно его. Столбчатый фундамент сегодня считается одной из наиболее базовых и доступных схем. Создать его собственноручно под силу каждому, кто хотя бы немного знаком с основами строительных работ.
Краткое содержание статьи
Что такое столбчатый фундамент
Фундамент данного типа представлен несколькими разновидностями. Основу для небольшого строения можно изготовить из различных материалов. Выбор конкретного типа столбов и материала для их создания зависит от нагрузок, размеров здания и особенностей грунта.
Все виды столбчатого фундамента обладают некоторыми общими характеристиками:
- Каждая опора (столб) принимает лишь сжимающие нагрузки;
- Столб должен быть достаточно коротким и широким, чтобы предотвратить его деформацию под воздействием изгибающих или скручивающих сил;
- У столбчатой системы фундамента отсутствует жесткая связь вертикальных элементов с почвой.
Говоря проще, даже если опора вкопана в землю, она всегда уходит на малую глубину. Каждый столб имеет возможность немного отклоняться от вертикали (буквально на несколько градусов), но при этом не изменяет свою форму и не изгибается. После устранения бокового давления опора столбчатого фундамента возвращается в исходное положение.
Визуально столбчатый фундамент напоминает свайный. Однако сваи забиваются в землю на большую глубину с помощью удара или иным способом, который обеспечивает надежное соединение вертикальных поверхностей с уплотненной породы.
Столбы просто устанавливаются на подготовленной площадке. Для этого верхний слой почвы необходимо убрать, чтобы не допустить воздействия корней и прорастающей травы. Затем выкапывается углубление (яма), на дно которого укладывается подушка из щебня или гравия.
При строительстве простых и легких конструкций (например, беседок, сараев или каркасных домиков) почву просто выравнивают с помощью лопаты, а затем подсыпаются смесь песка и щебня, которая уплотняется деревянной трамбовкой. На такой базе можно устанавливать столбы из шлакоблоков или деревянных бревен. Обычно высота фундамента над уровнем почвы чуть больше ширины опоры.
Плюсы и минусы
У данного типа фундамента множество положительных аспектов. Многие энтузиасты строительства используют столбчатые фундаменты в своих самодельных проектах без подробных расчетов характеристик и несущей способности почвы.
Основные преимущества:
- Простота конструкции, которая не требует дорогостоящего оборудования. Соорудить столбчатый фундамент можно своими руками в два-три раза быстрее, чем плитный или ленточный.
- Правильное распределение опор обеспечивает равномерное распределение вертикальных нагрузок по всему фундаменту. При наличии ошибок, исправления можно внести с помощью домкрата и изменения положения столба.
- Сложная конструкция столбчатого фундамента обладает способностью выдерживать значительные вертикальные нагрузки, при условии, что давление на опору было рассчитано правильно и учитывалась несущая способность грунта.
Недостатков у такого фундамента, конечно, больше, но следуя технологии во время строительства столбчатых фундамента, можно практически свести к нулю все минусы.
Основные недостатки включают:
- Следует устанавливать на грунтах с низким уровнем пучения.
- Столбчатый фундамент не обеспечивает надежной устойчивости для построек с высоким парусом.
- Отсутствует возможность создания подвальных помещений.
- Не рекомендуется устанавливать на склонах с мягкими глинистыми или песчано-глинистыми грунтами. Первые же дожди могут стать причиной «расползания» основания.
В таких случаях некоторые столбы могут проседать или даже валиться, если обвязка фундамента была выполнена неправильно и без фиксации опор. Поэтому иногда требуется установка дренажа или утепление основания.
В целом столбчатый фундамент представляет собой недорогой вариант легкого основания для каркасных конструкций, небольших деревянных сараев или летних бань. Дачники применяют столбы также для обустройства террас и настилов. На опоры, созданные из камня и дерева, можно устанавливать поддоны с рассадой.
Особенности конструкции
Столбчатый фундамент создается в виде поля из 10-20 опор, расположенных в определенном порядке. Иногда используется шахматная схема, но чаще встречается рядная, когда столбы устанавливаются в несколько рядов с шагом 100-180 см. Сечение и толщина каждой опоры выбираются в зависимости от используемого материала. Если фундамент строится из блоков, необходимо тщательно соблюдать высоту столбов.
Каждая опора монтируется, укладывается или отливается индивидуально на месте установки. После усадки верхняя часть (торец) подрезается и выравнивается по горизонтали. Это очень важно, иначе каркас или брус обвязки могут давить на опору, создавая небольшой момент опрокидывания. Если не выровнять горизонт верхней части столба, то после первой зимы опора рискует опрокинуться, что приведет к провисанию цокольной части стен.
Обвязка опор является важным элементом фундаментной системы. Просто набор столбов, стоящих на площадке, не в состоянии удержать постройку даже на хорошо выровненной поверхности земли. Обвязка – это деревянный брус или металлический профиль, который укладывается на опоры и крепится к каждой из них с помощью анкеров или закладных шпилек.
Важно! Крепление должно быть именно точечным, то есть необходимо фиксировать брус в нескольких точках, иначе при колебаниях опор часть крепежа может оборваться. Останется только один, иногда, если повезет, два анкера.
Виды столбчатого фундамента
Конкретная схема и материал для создания опор выбираются исходя из характеристик грунта, рельефа поверхности и веса, а также материала, из которого планируется строительство веранды, беседки, сарая или летней кухни. Обычно для каркасных построек применяется столбчатый фундамент из блоков, кирпича, бетона или бутобетона. Обвязка опор может быть выполнена из дерева.
Если будущая постройка создается на металлическом каркасе с обвязкой столбов квадратной трубой или швеллером, то столбчатый фундамент следует изготавливать из бетона с обязательным применением арматуры.
Такой же тип фундамента используется для различных пристроек к домам. Почему так? Кирпичные опоры не хуже бетонных, но выложить из кирпича все столбы одной высоты довольно сложно. Поэтому столбчатый фундамент чаще делают бетонным или бутобетонным.
Монолитный железобетонный столбчатый фундамент
Это один из самых простых вариантов для самостоятельного изготовления. Монолитные опоры создаются на месте путем заливки бетона в опалубку. По сути, столб из монолитного бетона – это тот же самый свайный элемент, только отлитый на месте, без забивания в землю копром или молотом.
Классическая схема заливки столба
Главное отличие монолитных опор от кирпичных или бутобетонных заключается в глубине заделки. Для кирпичного столба гравийная подошва делается на глубине 30 см, чего достаточно для столбчатого фундамента высотой до 50 см. Для монолитной схемы уровень заглубления должен составлять не менее 60 см, а для тяжелых конструкций заглубление увеличивается до одного метра.
Это не связано с прочностью конструкции, монолитные опоры при соблюдении технологии оказываются более надежными, чем кирпичные. Большая глубина необходима, чтобы предотвратить деформацию коробки опалубки под давлением бетонной смеси.
Схема изготовления монолитной опоры довольно проста. В яму устанавливают коробчатую или трубчатую опалубку. В первом случае это может быть пластиковый, металлический или деревянный короб, а во втором – обычно асбестоцементные трубы диаметром 100-200 мм. Внутрь кладется гидроизоляция из рубероида, арматура, и затем заливается бетон. Через пару дней опора столбчатого фундамента готова.
Если опоры заливаются зимой, опалубку необходимо утеплять, а в мороз даже подогревать заливку. Летом стараются снять опалубку как можно быстрее, после того как раствор затвердеет (до двух дней), чтобы обеспечить приток кислорода и влаги к толщам набирающего прочность бетона. Хотя по инструкции при температуре +20 о С это может занять до 5 дней. К тому же опалубка в жаркую погоду может препятствовать равномерному остыванию монолита.
Такой тип столбчатого фундамента стал наиболее распространенным благодаря простой и многократно проверенной технологии производства.
ТИСЭ-технологии
Для создания столбчатых опор можно использовать новую, менее распространенную технологию локальной заливки опор прямо в грунт. Иногда такие элементы считают сваями, оправдывая это большой глубиной погружения тела столба в грунт. Но так как бетонные конструкции отливаются в земле, а не вставляются в грунт, как это желательно для свай, несущие характеристики ТИСЭ-опор значительно ниже свайных.
Опора ТИСЭ представляет собой железобетонную конструкцию, которую формируют путем заливки бетона внутрь полости, вырезанной в грунте с помощью специального инструмента. Отливка обязательно требует армирования. Вся нагрузка воспринимается столбчатым фундаментом за счет расширенной нижней части опоры — опорной пятки.
Создание ТИСЭ-опоры достаточно легко, но по несущей способности она уступает традиционным монолитным опорам. Это значит, что столбчатый фундамент из элементов ТИСЭ оказывается относительно слабым и неустойчивым к пучению грунта. Нередко замерзший грунт может просто отрывать вертикальную часть столба от пятки и поднимать ее вверх.
Деревянный столбчатый фундамент
В современной практике строительства малоэтажных зданий использование деревянных фундаментов стало реже, однако ранее для строительства изб и срубов в низменных и заболоченных местах применяли исключительно столбчатые фундаменты из дерева. На первый взгляд, древесина не представляется идеальным материалом для фундамента. И это действительно так, ведь по сравнению с бетоном и кирпичом, древесина обладает низкой прочностью на сжатие, а при взаимодействии с почвенными микроорганизмами и грибами быстро подвержена гниению.
Тем не менее, существует множество примеров старых построек, использующих деревянные столбчатые фундаменты, которые простояли более ста лет и сохранили свои изначальные свойства.
Древесина для фундамента
Для создания деревянного фундамента используются деревья с очень плотной древесиной. В основном это дуб — иногда даже мореный — но чаще предпочтение отдается лиственнице или термически обработанной сосне. Возраст дерева должен составлять не менее 30 лет.
Для столбчатого фундамента выбираются стволы и колоды диаметром не менее 35-40 см и длиной от 70 до 90 см. Заготовки не должны иметь сучков или признаков гниения и грибковых поражений.
Перед обработкой материал освобождается от коры, но не снимается заболонь. Важно правильно высушить внешнюю поверхность столба, чтобы избежать трещин и повреждений.
Перед установкой заготовки обрабатываются огнем до обугливания, затем пропитываются березовым дегтем и обмазываются глиной. Глиняную смесь наносят непосредственно перед установкой столбчатого фундамента.
Для строительства изб потребовалось значительное количество древесины, поэтому нижняя часть столбчатого фундамента (леже́нь) часто выполняется из обожженной сосны, а сами опоры из более прочного дуба.
Процесс установки столбов фундамента
Деревянные фундаменты используют и в наше время, особенно когда рядом есть лес и доступ к старым дубовым пням. Стандартная схема установки столбчатого фундамента схожа с обычным строительством забора:
Проводится дренажные работы на площадке;
- в местах установки опор выкапывают небольшие ямки, дно которых засыпают смесью песка и гравия;
- нижнюю часть столбов пропитывают отработанным маслом, обмазывают горячей смолой и затем глиной, после чего, подсушив, устанавливают в ямы;
- выравнивают вертикальные столбы, после чего засыпают вокруг них смесью песка и глины.
Благодаря небольшой высоте отдельных опор они достаточно устойчивы для поддержки легкой каркасной постройки. Однако несущая способность и долговечность этой конструкции зависят от заболоченности грунта.
В местах с высоким уровнем грунтовых вод применяют традиционные методы с закладными элементами, устанавливая опоры не на дно ямы, а на лежень. Это специально обработанный деревянный бревно, у которого верхняя часть срезана, чтобы создать плоскую поверхность.
Лежень располагается на подушке из гравия, глины и песка. Часто в состав добавляется известь и жидкое стекло, причем некоторые строители полностью покрывают и лежень, и нижнюю часть опоры жидким стеклом. Это значительно повышает устойчивость и долговечность столбчатого фундамента. После установки вертикальных столбов дно ямы засыпают смесью щебня и глины.
Иногда лежень делает в виде крестовины, укладывая отдельные ее части в яме так, чтобы они не соединялись. Если требуется возвести более высокий столбчатый фундамент, вертикальные опоры усиливают подкосами.
Современные технологии подразумевают, что лежень кладется на только что залитый бетонный раствор. В результате в основании столба образуется «пятак» или «подошва» из бетона. Это увеличение прочности фундамента на 50-60% обеспечивается именно благодаря заливке.
Такое решение позволяет фундаменту выдерживать значительные нагрузки на глинистой почве, но не подходит для участков с высоким коэффициентом морозного пучения. В этом случае бетонная «подошва» может быть повреждена из-за льда.
Важно! Устойчивость и способность выдерживать нагрузки столбчатого фундамента на деревянных опорах определяются не только качеством древесины, но и несущей способностью грунта.
Процесс установки фундамента предполагает практически удвоение площади опоры деревянной колоды. Если глинистый грунт выдерживает нагрузку, хотя бы равную 2 бар (2 кг/см2), то вертикальный элемент с диаметром 25 см способен поддерживать вес до 900-1000 кг.
Для столбчатого фундамента из 20 опор возможно возведение полноценного одноэтажного дома из бруса или каркасного типа площадью до 40 м2.
Сборные столбчатые фундаменты
Это тип фундамента применяется исключительно на участках с очень слабым и водянистым грунтом. Главные недостатки такой системы заключаются в высокой стоимости и трудоемкости строительства. Использование предварительно отлитых из бетона элементов оправдано в случае производства сборного основания.
Сборный столбчатый фундамент можно применять в нормальных грунтовых условиях, но для участков с большим коэффициентом морозного пучения необходимо предусмотреть специальную конструкцию столбов, чтобы лед не повредил основание.
Конструкция сборного фундамента
Каждая опора напоминает перевернутый гриб. Шляпка — это плита, устанавливаемая в грунте на гравийной подушке. Обычно плита бывает круглой, но чаще ее делают квадратной с монтажным отверстием в центре.
Плита обязательно усиливается арматурным каркасом из прутков диаметром 6-8 мм. При этом схема армирования выбирается в зависимости от ожидаемой нагрузки: чем больше воздействий, тем больше слоев арматуры и меньше ее диаметр.
Ножка «гриба» представляет собой вертикальную опору, которая также армируется стандартным способом, как и для бетонных свай. Во время сборки конец ножки помещается в монтажное отверстие, концы арматуры соединяются, выравниваются и засыпают смесью гравия и песка.
Несущая способность сборного столбчатого фундамента в 5-6 раз превосходит таковую у деревянного.
Существуют также небольшие варианты сборных фундаменты: вместо плиты используются опорные «башмаки», отлитые из бетона и армированные. Их форма обычно трапециевидная. Опорная плита собирается из нескольких башмаков, на которые устанавливается опора, что позволяет обеспечить прочность конструкции и устойчивость к вибрациям, даже в условиях высокого уровня грунтовых вод.
Материалы для опор фундамента
Элементы опор отливаются из гидравлических марок цемента 300-400. Для бетона применяются:
- мытый карьерный песок;
- гравий или щебень, предварительно очищенные от грязи;
- цемент с добавками, которые предотвращают проникновение влаги и улучшают свойства поверхности отливки.
Иногда заготовки покрывают защитными мастиками для гидроизоляции, что снижает сцепление бетона с замерзающим грунтом и предотвращает повреждение опор.
Бутобетонные столбчатые фундаменты
Данный вид фундамента применяется в малоэтажном строительстве на участках с низким уровнем грунтовых вод. Бутобетонный столбчатый фундамент ограниченно используется в промышленности из-за высокой трудоемкости, но для частных застройщиков это заслуженный способ возведения таких конструкций.
Существует два метода создания бутобетонной опоры:
- традиционная кладка;
- заливка бутобетонного монолита.
Второй метод считается более производительным, а технология обустройства во многом аналогична ленточным бутобетонным фундаментам.
Постройка опоры столбчатого фундамента
Столбы можно возводить довольно быстро, используя камень-пластушку и кладочный раствор. Этот природный плоский песчаник (кварцит) небольшой толщины похож по размерам на плитку.
Каждую опору возводят вручную, как в процессе кирпичной кладки. Сперва на дно ямы заливается бетонная опорная пята, которая должна быть шире сечения столба.
Предварительно приходится подбирать место для каждого камня, и порой необходимо пробовать несколько вариантов укладки до нахождения подходящего.
Во время возведения столба важно следить за его вертикальным положением. Для этого многие строители предварительно устанавливают асбестоцементные трубы, что упрощает процесс укладки камней.
Столбчатый фундамент своими руками: инструкция
На относительно слабых песчаных грунтах столбчатый фундамент может быть единственным верным решением. Забивка свай окажется более дорогим вариантом и не гарантирует достаточной несущей способности в песчаной почве даже для каркасных зданий.
Подготовка к строительству
Первый шаг — определить глубину залегания подземных вод. Следует также проверить, имеется ли под верхним слоем более твердая каменистая основа. Для этого выкапывают шурфы до глубины 2,5 м. Если подземных вод нет, можно начинать возведение столбчатого фундамента.
Сначала проводят разметку местоположения опор на участке. Для этого натягивают два малярных шнура и отмечают позиции будущих опор фундамента.
Земляные работы
Для установки каждого столба необходимо вырыть шурф или яму глубиной до одного метра. Форма и размеры не критичны; главное, чтобы они были на 30-40 см больше, чем предполагаемое сечение столба. Все выкопанные грунты следует удалить с участка, так как при заливке бетонных столбов объем работ возрастет, и остатки soil будут мешать.
Шнуры, определяющие разметку, нельзя убирать до завершения заливки пяты и установки арматурных каркасов на дно ямы, иначе разметка может сбиться.
Армирование опор столбчатого фундамента
Каждый столб необходимо укрепить армированным каркасом. Его изготавливают отдельно и укладывают на дно ямы после заливки пяты, но до установки опалубки.
Сначала формируют решетку, которая усилит опорную часть пяты. Для этого используют арматуру толщиной 6-8 мм, но конкретный диаметр не имеет особого значения, поскольку нагрузка на основание распределяется более равномерно, чем на вертикальное сечение столба.
К решетке проволокой прикрепляют каркас, сделанный из арматурных прутков. Размеры каркаса выбирают так, чтобы между арматурой и внешней стенкой столба оставался зазор 3-5 см.
Чтобы правильно установить арматурный каркас в яму, к пруткам решетки нужно прикрепить небольшие брусочки или использовать готовые опоры для армирования полов. Это позволит обеспечить в дальнейшем правильное выравнивание конструкции и опалубки.
Подготовка пяты
Прежде чем залить пяту, стены ямы необходимо выровнять и очистить, чтобы грунт не падал на свежезалитый бетон. Затем на дно укладывают слой щебня с песком, который утрамбовывают. На него кладут рубероид, углы которого обязательно загибают на стенки ямы.
Следующий этап — заливка выравнивающего слоя толщиной 3-4 см. Раствор должен быть достаточно жидким, а щебень — мелким, почти в виде отсева. Через 4-5 часов после заливки этого слоя можно устанавливать арматурный каркас столба, который необходимо выровнять по вертикали и зафиксировать с помощью распорок.
Теперь можно осуществить заливку самой пятки. Толщина заливки должна составлять от 10 до 15 см. Важно, чтобы интервал между выполнением выравнивающего слоя и основной заливкой не превышал 5 часов.
Установка опор
Теперь переходим к формированию опор столбчатого фундамента. На каждый каркас устанавливается опалубка, изготовленная из пластика или дерева, которая также должна быть выровнена по вертикали. Расстояние между стенками опалубки и арматурными прутьями должно быть примерно равным.
На дно опалубки засыпается небольшое количество крупного щебня, который служит для временной фиксации конструкции.
Основную заливку опор столбчатого фундамента следует выполнять одним подходом; разбивать на несколько этапов нельзя. Поэтому нужно заранее рассчитать необходимое количество бетонной смеси. Рекомендуется подготавливать ее с помощью бетономешалки в объеме, достаточном для одной-двух опор.
Если требуется быстрое выполнение работ, можно использовать автомиксер объемом 1,5-3 кубометра. Перед этим следует собрать каркас, установить опалубку и сделать разметку уровня заливки. Это существенно упростит работу, исключив возможность его подрезки вручную. После разметки можно заливать все столбы из авто бетономешалки.
При использовании пластиковых форм опалубку не следует заполнять бетонной смесью до самого верха. Тяжелый бетон может раздавить стенки, и часть материала вытечет. Перед заливкой в каждую опалубку следует засыпать около 5-7 литров густой бетонной смеси, слегка утрамбовав.
После этого пространство (пазухи) ямы заполняют старым грунтом, смешанным с песком и щебнем. В процессе заполнения опалубки бетоном необходимо поливать его водой, чтобы компенсировать давление массы бетонной смеси.
При достаточном времени на строительство опоры столбчатого фундамента можно отливать, используя два-три комплекта разборных деревянных коробов. После установки опалубки необходимо дополнительно расклинить ее. Через пару дней, в зависимости от температуры, опалубка может быть снята, чтобы использовать для следующего фундамента.
Важно! После заливки необходимо, чтобы концы арматуры выпирали над бетоном. В будущем их нужно будет соединить с арматурой ростверка или приварить к швеллеру.
Обвязка или ростверк
После заливки опор столбчатого фундамента необходимо произвести обвязку профилем или залить контур ростверка. Выбор зависит от типа строения. Для конструкций из бруса и каркасных домов часто применяются швеллеры. В таком случае при заливке столбов нужно заранее предусмотреть монтажные шпильки или анкеры.
Если на столбчатом фундаменте будет строиться дом из пенобетона или газоблоков, потребуется бетонный ростверк, который заливают в деревянную опалубку. Внутрь обязательно закладывают стальную арматуру, которую впоследствии нужно будет соединить с каркасами опор фундамента.
Конечное решение о виде обвязки стоит принимать уже на стадии проектирования. Обвязка швеллером обойдется в большую сумму, однако итоговая конструкция будет значительно надежнее сравнительно с бетонной.
Также следует обеспечить теплоизоляцию и засыпку столбов смесью песка с глиной для защиты от влаги. Вертикальные бетонные поверхности обязательно покрывают краской или битумной мастикой.
Итоги
Соорудить столбчатый фундамент своими руками можно довольно быстро. Общая сложность и затраты на возведение столбов значительно меньше по сравнению с другими вариантами фундамента, при этом прочность и устойчивость обычно выше.
Поделитесь своим опытом строительства столбчатых фундаментов для своих домов. Какие аспекты работы требуют особого внимания? Не забудьте сохранить статью в закладки и поделиться ею в социальных сетях.
