Один из видов фундаментов, называемый столбчатым, при котором между перекрытием первого этажа и грунтом остается свободное пространство, применяется в следующих случаях:
- Строительство в условиях вечной мерзлоты. При такой конструктивной схеме грунтовое основание остается в замороженном виде и не оттаивает, превращаясь в раскисшую жижу, теряя свои прочностные характеристики и несущую способность.
- Местность, на которой расположено строение регулярно подвергается подтоплению в результате разлива рек, или при неудачном выборе строительной площадки на уклоне, или, наоборот, в низине заливается водой при сильных дождях, таянии снега, других неблагоприятных воздействиях.
- Для экономии личных материальных ресурсов при строительстве собственных легких построек, например, таких, как столбчатый фундамент для каркасного дома, дачного или подсобного строения с использованием газобетона из блоков 20х20х40 см.
Содержание статьи
Столбчатый фундамент: плюсы и минусы, виды и типы, разновидности
Достоинства
В отличие от ленточных, требующих выкапывания сплошных траншей под его несущую основу, столбчатые фундаменты нуждаются в шурфах и скважинах, устраиваемых в проекции осей несущих стен и внутренних перегородок будущего дома с определенным шагом. Этот шаг (расстояние между столбами) обычно составляет 60…100 см и зависит от расчетных нагрузок на фундамент и распределительные горизонтальные балки от ограждающих конструкций, перекрытий и кровли.
Столбчатый фундамент с бетонной обвязкой
Недостатки
Дополнительные опорные столбики в обязательном порядке должны устанавливаться в углах дома, местах примыканий и перекрестий стен и перегородок, сопряжений с вертикальными осями, ограничивающими дверные и оконные проемы. То есть, везде, где есть подозрение на возникновение дополнительных напряжений. Их глубина заложения будет соответствовать глубине промерзания грунта.
Устройство столбчатого фундамента позволяет избежать больших объемов земляных работ и подразделяется на шурфы и скважины:
- Шурф — это отрытый (чаще всего вручную) в нужном месте небольшой котлован, обычно доходящий по глубине до отметки промерзания грунта. Он используется для устройства бетонных, каменных или кирпичных столбиков, с высотой, обеспечивающей укладку или бетонирование распределительных горизонтальных конструкций.
- Скважина нужного диаметра бурится ручным или механизированным способом. Готовые скважины используют для устройства буронабивных свай. Обсадку делают из пластиковых труб или из асбестовых труб нужного диаметра, пространственный арматурный каркас, а затем все это заливается бетоном. При строительстве жилого дома могут быть востребованы опорные столбики в виде, так называемого, куста свай. Это когда для устройства одной опоры распределительной балки несколько рядом расположенных свай объединяются при помощи единого оголовка. Скважины сверлятся до достижения материкового грунта, пересекая его заболоченные, насыпные, просадочные слои, и могут в зависимости от результатов инженерно-геологических изысканий быть глубже отметки промерзания грунта.
Фото: Схема столбчатого фундамента в разрезе
Монолитный столбчатый фундамент изготавливается из бетона, его нужно обязательно армировать пространственными каркасами, с вертикально расположенными стержнями рабочей арматуры с диаметром 16…22 мм. Столбики из кирпича или камня через каждые 5 рядов армируются сеткой с ячейками 5 х 5 см из арматуры 8…10 мм.
Как сделать винтовые сваи. Это еще одна прогрессивная технология устройства столбчатого фундамента. В этом случае по оси стен будущего строения бурится скважина, затем подбирается металлическая труба соответствующего диаметра. К этой трубе приваривается спиральная крыльчатка, превращающая сваю в своеобразный шнек или “винт Архимеда”. При помощи навесного устройства на обычный экскаватор эта свая вертикально вывешивается, частично опускается в скважину, а затем ввинчивается в грунт, подобно гигантскому шурупу. Такая свая может выдержать вертикальную нагрузку много большую, чем обычная буронабивная свая того же диаметра.
После устройства опорных столбиков и выравнивания при помощи оголовков их верхних частей по единой горизонтали, на них укладываются конструкция из опорных балок. Она может быть выполнена из бетона — в виде ригелей или прогонов, сборных или монолитных. Из дерева — в виде оцилиндрованных бревен, брусьев, изготовленных из цельной древесины или клееных наборных балок. Из металлического стального проката — уголка, швеллера, двутавра, труб, отработанных рельсов и т.д.
Расчет столбчатого фундамента
Схема, сечение и пролет балок определяется с учетом действующих на них напряжений после расчета на перерезывающие силы, максимальный момент и допустимый прогиб. При устройстве достаточно прочных и опирающихся на надежное грунтовое основание столбиков, иногда распределительные балки размещают частично заглубленными в грунт.
Нижняя обвязка каркасного дома на столбчатом фундаменте
Обвязка столбчатого фундамента из бруса
Обвязка или распределительные балки могут быть устроены в виде двухопорных элементов, свободно лежащих на опорных столбиках. Еще это может быть жесткая горизонтальная рама из железобетона. Когда такая рама монолитно связана с вертикальными опорами, фундамент называют – свайный с ростверком. Такие жесткие фундаменты относят к плавающему типу. Это значит, что жесткость и прочность фундамента позволяют ему, не доходя до глубины промерзания, свободно “плавать” по поверхности земли. При этом такой фундамент, принимая все неблагоприятные силовые воздействия от грунта, не передает их вышележащему зданию, что позволяет его нормальную эксплуатацию.
Для бетонирования заглубленных в грунт балок в качестве опалубки можно использовать стенки предварительно отрытых приямков. Пошаговая инструкция для бетонирования распределительной рамной клетки, приподнятой над землей, состоит в том, что используют щиты опалубки, нижний край которых опирается на грунт, а верхний располагается на высоте, соответствующей отметке верхней грани балки.
До отметки нижней грани балки в опалубку засыпается песок, устанавливается арматурный каркас с рабочей горизонтальной арматурой в виде стержней с диаметром 16…22 мм и заливается бетон, класса не ниже В20. После разборки опалубки, обычно, через 5…7 дней, песок удаляется, а образовавшаяся горизонтальная балочная система оказывается “подвешенной” на вертикальных столбиках или оголовках свай.
При изготовлении опорной балки из древесины, а это часто бывает при возведении из бруса или бревен, а также каркасных
Опалубка опоры столбчатого фундамента
домов, дерево нужно обработать защитными средствами — антисептиками, защищающими от плесени, грибков, поражения вредными насекомыми, а также антипиренами — веществами, обеспечивающими противопожарные мероприятия. Это могут быть различные пропитки, краски, обмазки.
Пространство между столбиками, а также грунтом и перекрытием обычно оставляют открытым или прикрывают легкими разборными панелями для выравнивания температуры — внешней и под домом.
Изоляция и теплозащита его, скорее всего, приведут к тому, что силы морозного пучнения приведут фундамент к разрушению, а постройку к аварийной ситуации.
Армирование опоры столбчатого фундамента
Инженерные коммуникации, которые подводятся снизу такие, как водопровод, канализация, центральное отопление должны быть надежно изолированы и защищены от размораживания.
Иногда по разным причинам может возникнуть необходимость превратить столбчатый фундамент в ленточный. Это не представляет особой сложности на стадии изготовления столбиков. В осях между ними откапываются на нужную глубину траншеи и в них устраивается обычный ленточный фундамент.
Если же это потребовалось после строительства дома лучше поручить эти работы специалистам. Нужно знать, что земляные работы, параллельные фундаменту эксплуатируемого дома на отметке большей глубины промерзания, могут привести к аварийному разрушению дома или какой-либо его части.
Большую часть работ, относящуюся к устройству столбчатого фундамента, легко можно выполнить своими руками. Естественно для работ, требующих специальной строительной техники — экскаваторов, буровых станций, бетонных автомобилей-миксеров, придется приглашать профессионалов и специализированные строительные организации, а для расчета балок и балочных систем — пользоваться услугами архитектурно-проектных бюро или мастерских.
