Зачем нужен расчет
Устраивать фундамент «на глазок» без предварительных расчетов не рекомендуется даже при возведении легких сооружений. В результате таких действий он может получиться либо непригодный к эксплуатации, либо неоправданно мощный. Последний случай выразится в излишних денежных и трудовых затратах.
Целью расчета является определение оптимальных размеров опорных столбов и их количества.
Данная работа выполняется в несколько этапов:
- устанавливается коэффициент сопротивления грунта;
- подсчитывается общая масса постройки (включая и вес самого фундамента);
- определяется величина давления на единицу площади грунта;
- полученная цифра сравнивается с коэффициентом сопротивления грунта.
Подсчитать вес всех строительных конструкций, из которых будет состоять постройка, несложно: для этого надо иметь полный перечень строительных материалов, их объемы и удельный вес.
Сложнее дело обстоит с коэффициентом сопротивления грунта: по-хорошему надо бы пригласить специалистов для проведения геологических исследований на участке. Однако удовольствие это дорогое, поэтому частные застройщики ищут более простые способы определения данного параметра.
Если в городских службах такие сведения есть, можно сделать соответствующий запрос и получить искомые характеристики.
В противном случае можно попробовать обойтись кустарным способом определения прочности несущего слоя:
- на участке роется яма глубиной до двух метров (или на глубину заложения фундамента);
- со дна ямы берется грунт и скатывается в небольшой шарик.
Теперь этот шарик надо попытаться раздавить: в зависимости от типа грунта, он будет вести себя по-разному:
- рассыплется – перед вами супесь;
- примет вид лепешки с трещинами по краям – вы имеете дело с суглинком;
- раздавится в лепешку с гладкими краями – вы держите в руках глину;
Если вам вообще не удалось скатать шарик, значит на глубине заложения фундамента залегает песок. Посмотрите внимательно на песчинки: если они мелкие — песок мелкозернистый, крупные – крупнозернистый.
По типу грунта можно в строительном справочнике найти все его параметры.
Нужна информация по теме толщина стяжки для водяного теплого пола?
Информация для тех, кого интересует водяной теплый пол под плитку, какой лучше?
Теперь осталось сделать несколько действий:
- подсчитать площадь опоры одного столба (в см2);
- умножить полученный результат на общее количество столбов;
- разделить общую массу постройки на общую площадь опоры.
В результате вы получите давление строения на единицу площади опоры. Сравните цифру с коэффициентом сопротивления грунта. Если он несколько выше давления постройки на единицу площади – сечение столбов и их количество выбрано верно.
Если он меньше расчетной величины – увеличивайте площадь сечения столба и начинайте расчет столбчатого монолитного фундамента заново.
Видео о том, как сделать монолитный столбчатый фундамент.
https://youtube.com/watch?v=6hzHFmYjOjQ
Дополнительные рекомендации
При больших объемах бетона рекомендуется дополнительное укрепление собранного каркаса. Для этого можно установить деревянные распорки с внешней стороны, упирая их в стенки ямы, или зафиксировать положение противоположных щитов, стянув их шпильками в трубе ПВХ, проходящими внутри монолита.
При использовании металлических видов неснимаемой опалубки на внешнюю поверхность металла рекомендуется нанести слой битумной гидроизоляции. Это обеспечит защиту от коррозии и увеличит срок эксплуатации фундамента.
Установка опалубки для опорной подошвы осуществляется с закреплением колышками, а для столбов &mdsah; при помощи распорок. Разборка деревянной конструкции осуществляется только после достаточного твердения бетона. После разборки щиты можно использовать повторно. Поэтому демонтаж следует производить аккуратно.
Технические особенности, материалы
Опалубка применяется для монолитного армированного столбчатого основания. Любой фундамент – является гарантом прочности дома.
Сооружение столбчатого фундамента
Поэтому выполняться должен строго по технологии. К важным моментам относят:
- Неизменность формы в процессе заливки раствора. Поэтому рубероид специалистами не рекомендуется для применения в качестве опалубки. Под давлением раствора он может изменять конфигурацию, а это снижение прочностных качеств столбчатого фундамента.
- Конструкция не должна содержать элементов, препятствующих распределению раствора по внутреннему объему.
- Герметичность. При заливке бетоном не должно быть утечек во внешнюю среду. Для этого обеспечивают плотное прилегание к почве/песчаной подушке, а саму конструкцию при необходимости герметизируют пленкой или рубероидом.
- Армирование. Производится для повышения прочности конструкции.
- Гидроизоляция. Обеспечивает дополнительную защиту от негативного воздействия почвы.
- Наличие песчаной и бетонной подушки. Придает большую устойчивость столбов.
Исходя из технических особенностей для монтажа конструкции часто используют:
- Доски. Может применяться необрезной материал. Только при монтаже во внутреннюю часть конструкции устанавливают ровную поверхность, предварительно зачищенную.
- ДСП.
- Фанера.
- Металлические трубы и листы.
- Асбестовые и пластиковые трубы. Второй вид обладает дополнительным достоинством – гладкая поверхность, которая легко переносит воздействие грунта при промерзании.
В дачном и частом хозяйстве нередко используются подручные материалы, которые остаются от основного строительства или демонтажа старого сооружения.
Расположение элементов опорно-столбчатого фундамента
В зависимости от того, каков объемный вес постройки, то есть нагрузка на каждую отдельную опору, а также от высоты столба и типа грунтов, принимается разный шаг опор. Так, поверхностная установка требует шага в 1,5…3 м, при мелкозаглубленных столбах на не просадочных грунтах допустимы 2…4 м, для заглубленных опор – 3…6 м.
Чем меньше объемный вес конструкции, чем больше заглублены опоры и чем прочнее их материал (оптимально – армированный бетон), тем больше может быть шаг опор. Играет роль также их сечение. Оно редко принимается меньше чем 200х200 мм (только для очень легких построек), обычно составляет 300х300 мм или больше.
Важно понимать: опоры располагаются не только под внешними стенами постройки, но и под несущими внутренними стенами, обычно в узловых точках – местах пересечения стен или установки тяжелого оборудования
Шаг колонн рассчитывается индивидуально, в зависимости от выбранных параметров опор и здания. Если фундамент ставится «на глазок», без расчетов, обычно принимают уменьшенный шаг – с запасом на прочность. Так, для каркасной постройки или дома из бруса принимают на стену 7…8 метров не менее трех-четырех опор. Причем для брусового ростверка расстояние между опорами можно даже сократить, в зависимости от сечения бруса.
Площадь опор должна давать достаточную площадку для размещения ростверка с запасом пространства не менее 10%. Пример: для бруса сечением 200х150 мм верхняя площадка столбчатой опоры должна быть не менее 400х400 мм.
Устройство подушки
Можно выделить несколько методов подготовки основания под столбы. Самый сложный – это бетонная подошва. Для ее устройства проводят следующие работы:
- Дно вырытой ямы трамбуют, засыпают песком или щебнем в зависимости от вида грунта и уровня залегания вод. Засыпают слоями и обязательно трамбуют.
- Заливают подбетонный слой толщиной 50 – 100мм. Периметр основания должен превышать величину сечения столба в два с половиной раза.
- После застывания слой гидроизолируют с запасом по 100 мм с каждой стороны. Часто используют рулонные материалы. Швы герметизируют мастикой.
- Подошва заливается высотой 300 – 600 мм. Диаметр/периметр сдля делают в 2 раза больше величины сечения столба. Потребуется установка опалубки. Обязательно армируется сеткой.
- Устанавливается арматура для столбов. Они должны превышать высоту фундамента на 300 – 400 мм для связки с армированным поясом ростверка.
Более простой способ для организации расширения используется при установке опалубки из труб:
- Засыпается и трамбуется подушка из песка или щебня.
- Устанавливается столб.
- Подготавливается арматурная обвязка. Может состоять из двух или более вертикальных прутов, обвязанных проволокой. Сваркой работать не рекомендуется.
- В установленный столб заливается на 1/3 высоты раствор. Далее его приподнимают, чтобы бетон растекся поверх подушки. После чего колонну вдавливают в раствор, устанавливают арматуру. Столб выравнивают и фиксируют распорками.
Нередко для совсем легких конструкций обходятся только подушкой из щебня или песка.
Столбчатый фундамент из кирпича
Сооружение из кирпича или бетонных блоков строится по одному принципу. В обоих случаях колонны могут покоится непосредственно на грунте (для скальных или сильно каменистых пород), на песчано-гравийной подушке или на предварительно выполненной монолитной бетонной опоре.
Последовательность работ:
- Отрывка ямы или подготовка площадки для колонн.
- Устройство подушки с обязательной трамбовкой. Если используется бетонная основа, она отличается в опалубке с армированием или без по технологии, описанной в предыдущем разделе.
- Поверх подготовленной подушки или основы выкладывается прямоугольник/квадрат из блоков или кирпича. Обычно выполняется столбчатый фундамент из блоков 20х20х40 см, поскольку всего четыре подобных блока дают достаточную опору для брусового ростверка каркасного дома или сруба. Для скрепления блоков или кирпича используют качественный цементный раствор.
- Поверх подготовленной опорной площадки обязательно устраивают горизонтальную гидроизоляцию – она препятствует попаданию почвенной влаги в конструкции здания.
Наибольшей популярностью пользуется строительство столбчатых опор из бетонных блоков – они более прочные и однородные по сравнению с кирпичом.
Такие упрощенные – надземные или мелкозаглубленные фундаменты — обычно используются для легких каркасных или деревянных построек
Чаще всего по этому принципу создают столбчатый фундамент для бани, при этом гидроизоляции опор необходимо уделять повышенное внимание, а пол первого этажа серьезно утеплять
Заглубленные основания с использованием жесткой гидроизоляции
Фактически этот вид фундаментов можно считать буронабивными сваями. В качестве «оболочки» — опалубки для столбчатого фундамента — используют асбестовые или пластиковые, реже металлические трубы подходящего диаметра.
- Бурят яму с диаметром 1,2…1,5 диаметра трубы.
- На дне ямы устраивают песчано-гравийную подушку с трамбовкой.
- Монтируют трубу на место, выполняют обратную засыпку грунтом.
- Заливают в трубу бетон примерно на треть высоты, после чего приподнимают ее на 30…40 см вверх, выставляя по уровню. Благодаря этому действию образуется «башмак» — расширенное основание колонны.
- Опускают в трубу арматурный каркас так, чтобы верхняя его часть находилась на верхним обрезом трубы – это будут закладные для крепления металлического ростверка или связывания каркаса колонны с каркасом железобетонного ростверка. Как , рассказано в статье.
- После первичного схватывания заливают бетон в трубу до верху, трамбуя ее по мере заливки. Последнюю стадию можно совместить с заливкой железобетонного ростверка.
Армирование столбчатого фундамента при такой технологии устройства обеспечивает большую прочность и нагрузочную способность колонн, облегчает их связывание с ростверком.
Таким образом получается наиболее прочный и устойчивый к боковым нагрузкам и грунтовым водам вариант основания для сравнительно тяжелых построек – домов из пено- и газобетона, построек в два-три этажа из дерева или каркаса.
Создание опалубки для столбчатого фундамента
Большой популярностью в индивидуальном строительстве пользуется столбчатый фундамент. Это связано с его простотой и доступностью, а также довольно широкой сферой использования. Этот тип основания подходит для нетяжёлых деревянных домов, каркасных и каркасно-щитовых строений, хозяйственных построек, беседок, летних кухонь и т.п. Такой фундамент можно использовать на пучинистых, слабопучинистых, песчаных, торфянистых и болотистых грунтах. Если для изготовления опор вы выбрали бетон или железобетон, то вам понадобится опалубка для столбчатого фундамента. В нашей статье мы расскажем, как правильно и из чего её сделать.
Опалубочная конструкция из труб
Поскольку основная нагрузка воспринимается железобетонной начинкой несъёмной опалубки, выбор материала для её изготовления не ограничен. Это могут быть и пластиковые канализационные трубы, и изделия из асбестоцемента. Наибольшую прочность всей конструкции придают металлические трубы, которые берут на себя часть нагрузок.
Работы по установке опалубки ведут в такой последовательности:
- После подготовки территории для строительства и выполнения разметки можно бурить скважины под опоры. Глубина скважины должна быть на 10-15 см больше проектной отметки низа опор для выполнения подошвы, которая защитит всю конструкцию от сил пучения. Ширина скважины подбирается, исходя из диаметра опор и труб, и должна быть на 5-10 см больше.
- После этого в скважину опускается труба.
- В неё заливается немного цементно-щебёночной смеси. Затем труба приподнимается на 10 см и фиксируется в таком положении. При этом нужно контролировать и вертикальность трубы. Она фиксируется распорками в скважине.
- После застывания бетона на дне можно устанавливать арматурный каркас в трубу и заливать бетон.
- Такую опалубку снимать не нужно.
Виды, сфера использования, преимущества и недостатки столбчатого фундамента
Перед началом строительства какого-либо здания или сооружения, будущий его владелец в первую очередь задается вопросом о том, какой вид фундамента использовать. Ведь он является основой постройки и напрямую влияет на ее прочность и долговечность.
Столбчатый является одним из самых дешевых фундаментов. Установка его целесообразна на участках с пучинистой и глинистой почвой, а также с высоким содержанием грунтовых вод. Строительство столбчатого фундамента позволяет сократить финансовые расходы в несколько раз.
Ведь стоит он намного меньше, чем не менее распространенный ленточный фундамент. Однако, говоря о монтаже столбчатого фундамента, стоит учитывать тот факт, что использовать его при возведении массивных зданий из камня или кирпича не стоит. Выдержать большую нагрузку он не в состоянии.
Совет
А вот не слишком тяжелые материалы и легкие конструкции простоят на подобном основании очень долго. Подойдет столбчатый фундамент под каркасный дом или под постройку из СИП панелей. Кроме того, основание подобного типа подойдет не только для жилых, но и для других видов построек.
Так, целесообразным является использование столбчатого фундамента для бани.
Виды столбчатого фундамента
Фундамент для легких зданий, возводимых на почве с повышенной влажностью, может быть изготовлен из различных материалов, ну а народные умельцы, умудряются использовать для этого даже подручные средства, в виде старых стульев и прочих ненужных предметов, давно пылящихся в квартире или на дачном участке. Итак, столбчатый фундамент бывает нескольких видов:
- из бетона или камня;
- из кирпича;
- из пеноблоков;
- из труб или бревен.
То, какой именно вид столбчатого фундамента использовать при строительстве, решают в зависимости от ряда факторов. Как правило, на это решение влияет тип постройки, вид грунта и наличие тех или иных материалов.
Преимущества и недостатки столбчатого фундамента
Как уже говорилось выше, основным преимуществом использования столбчатых фундаментов является значительная экономия. Если сравнивать его заливку с ленточным, то можно сделать вывод о том, что стоимость первого будет практически в половину меньше.
В случае же строительства углубленного фундамента, экономия может увеличиться в 3-4 раза. Учитывая, что стоимость ленточной заливки начинается, как правило, от 100-150 тыс.
рублей, сэкономить можно немалую сумму денег, которая впоследствии пригодится для осуществления внутренней или наружной отделки здания, или проведения коммуникаций.
Еще одним неоспоримым преимуществом столбчатого фундамента является то, что строительство его не требует гидроизоляционных работ. Кроме того, при возведении его не требуется монтаж отмостков, что позволяет значительно сэкономить время.
Из недостатков, присущих столбчатому фундаменту можно выделить то, что его нельзя использовать при возведении массивных строений из тяжелых материалов.
Важно отметить также и то, что при строительстве зданий с использованием столбчатого фундамента, нельзя обустроить подвал, который, порой бывает так необходим в частном доме. Кроме того, фундамент подобного типа неустойчив к опрокидыванию на участках с горизонтально-подвижной почвой и сильным течением грунтовых вод
Кроме того, фундамент подобного типа неустойчив к опрокидыванию на участках с горизонтально-подвижной почвой и сильным течением грунтовых вод.
Обратите внимание
Плюсы, минусы столбчатой опоры
Главные достоинства столбчатого основания — низкая себестоимость, скорость воздвижения. По сравнению с лентой, монолитной плитой, экономия строительного бюджета и времени достигает нескольких раз.
Уменьшение трат идет не от закупки более дешевого сырья, а на уменьшении количества. Нужно меньше цемента, песка, арматуры, щебня, изолирующих материалов.
Если владельцы строят дом, дачу самостоятельно, столбы будут наиболее удачным решением, благодаря поэтапной заливке. Не нужно делать все за один подход, можно распределить работу на этапы.
Сделать столб просто, чтобы обойтись без найма спецтехники, строительной бригады. Если есть сомнения, можно проконсультироваться с мастером.
Заложение фундамента происходит очень глубоко, здание получается очень устойчивым. Готовое сооружение будет несколько приподниматься над землей, поэтому снижается риск затопления.
Фундамент из столбов в проекте
Почва основания под фундаментом при равном давлении от каждого столпа не дает сильную усадку, а по сравнению с лентой этот показатель значительно ниже. Раз усадка на грунт уменьшается, появляется возможность увеличения общей нагрузки на землю, уменьшив площадь заливаемого основания.
Если на участке сильно пучинистая почва, даже глубокое расположение не убережет столпы от смещения. При такой ситуации рекомендуется выполнять ленточную или монолитную заливку.
Если ландшафт очень неровный, придется приложить усилия, чтобы сделать столбы на едином уровне. Но остается угроза перекоса конструкции.
Бетонные столбы характеризуются ограниченным сроком эксплуатации, не превышающим 70 лет, неспособностью переносить высокие нагрузки. Столпы используют только под постройку бани, беседки, террасы, небольших сарайчиков под садово-огородный инвентарь, дома из каркаса, деревянного бруса.
Материалы для изготовления
Опалубочные формы для столбчатых фундаментов можно сделать из разных материалов. Чаще всего, для её создания применяют дерево или фанеру, реже – металлические листы. Очень удобно применять в качестве форм готовые трубы из полимерных материалов либо асбестоцемента.
Используют их в качестве несъемных форм. Если планируется использование съемных форм, то, как правило, используется древесину. Этот же материал отлично подходит для изготовления опалубки для столбчатого фундамента своими руками.
Собрать опалубочную конструкцию можно из досок шириной 15-20 см и толщиной 25-40 мм. Крепятся доски к деревянным брускам. Помимо досок, для сборки щитов используют:
- ДСП;
- фанеру с ламинированной поверхностью;
- стальные листы.
При устройстве столбчатого фундамента в плотном грунте может быть использована опалубка из рубероида. Такой вариант чаще используется для буронабивных свай, устанавливаемых на большой глубине.
Щитовая опалубка
Штатная щитовая опалубка заводского изготовления может быть использована для строительства столбчатого фундамента. Это щиты из ламинированной фанеры в металлических рамках, скрепленные специальным крепежом.
Из щитов собирают формы размером равным наружному диаметру будущего столба. При использовании штатной опалубки не нужно покупать материалы для сборки форм, но придется заплатить за аренду комплекта оборудования.
Металлический лист и трубы
Для создания столбиков столбчатого фундамента могут быть применены металлические трубы или свернутые в трубы металлические листы. Этот материал используют для сооружения несъемных форм. Металлические формы дополнительно укрепляют конструкцию фундамента и защищают их от негативных внешних воздействий.
Проще всего использовать трубы необходимого диаметра. Из металлических листов толщиной не более 0,8 мм выгибают формы круглого и квадратного сечения. Соединение кромок выполняют при помощи саморезов. Можно использовать для сборки монтажные уголки, устанавливаемые с наружной стороны.
Дерево и фанера
Чтобы поверхности короба были гладкими и легче отделялись от бетонных поверхностей, для монтажа используют струганные доски или ламинированную фанеру.
Земляные работы.
Далее приступаем
к копке ям под столбики. Желательно, чтобы их глубина была равна
глубине промерзания грунта в вашем климатическом регионе (яндекс вам
в помощь). Глубина промерзания зависит также от типа грунта. Так,
например, в Подмосковье глубина промерзания суглинков – 1,3 м.
Длина и ширина столбика (и ямы под него соответственно) зависит от
того, на сколько тяжёлое строение вы планируете поставить на этот
фундамент. Чем тяжелее – тем больше должны быть столбики.
Можно заливать бетон непосредственно на всю глубину полученной ямы,
но это нецелесообразно с экономической точки зрения. Дешевле и проще
будет заполнить яму на 2/3 её глубины песком или ПГС, а уже затем
заливать бетон. Песчаная подушка исключит возможность морозного
пучения грунта и выталкивание фундамента.
Песчаная подушка.
Для того, чтобы избежать размывания песчаной подушки со временем,
дно и борта ямы нужно проложить геотекстилем. Далее засыпаем в яму
песок и утрамбовываем его слоями по 10-15 см:
Утрамбовать песок важно очень качественно, чтобы в последствии не
было просадки столбика фундамента. Порядок такой: засыпаем слой
10-15 см песка, проливаем его водой, трамбуем
Далее засыпаем
следующий слой и так далее. Трамбовать можно таким приспособлением:
прибить к брусу или бревну ручки, а снизу сделать уширение из досок:
Разновидности опалубок
Главное назначение опалубки – формирование конструктивного изделия и придание дополнительной прочности всей конструкции. Любая опалубка должна справляться со следующими задачами:
- Опалубочное изделие должно легко выдерживать давление бетонного раствора без подвижек и прогибов.
- В процессе заливки и застывания бетона заданная опалубкой конфигурация конструкции не должна меняться.
- Монтаж и демонтаж изделия должен выполняться максимально просто и быстро.
- Опалубочная конструкция должна обеспечивать высокую герметичность и не допускать утечек бетона.
Все опалубки делятся на два вида:
- Несъёмные – такие изделия быстро и просто монтируются, не нуждаются в демонтаже после застывания бетона. Они остаются частью фундаментной конструкции. Преимущества этих конструкций состоит в дополнительном усилении фундамента за счёт используемого для опалубки материала.
- Съёмные – обычно изготавливаются из досок или деревянных щитов. После схватывания бетона конструкция разбирается.
Разновидности оснований на опорах.
В современном строительстве кроме столбчатых используют и другие типы облегченных фундаментов с отдельно стоящими опорами. Это могут быть:
- свайные:
- забивные;
- свайно-ростверковые;
- буронабивные;
- винтовые;
- комбинированные;
- другие типы фундаментов с аналогичными свойствами.
Ранее мы писали подробный статьи про монолитный и свайный фундамент, пожалуйста ознакомтесь! Для столбчатых фундаментов после ручного отрытия котлованов под вертикальные опоры используют:
Монолит
Обычно так называют монолитный железобетон на портландцементе. Этот материал бывает как товарного (покупного) типа, доставляемый к мечту строительства в самосвалах или в миксерах на автомобильном ходу, так и самостоятельного приготовления в электрических бетономешалках шнекового или роторного типа. Исходя из того, что столбики являются центрально нагруженными они армируются соответствующим пространственным каркасом из арматурных стержней и проволоки с выпуском наружу. При использовании для горизонтальных балок металлопроката, их концы для жесткости можно связать с арматурными выпусками каркасов столбиков при помощи дуговой или газоацетиленовой сварки. Также можно поступить и с железобетонными балками, связав рабочую арматуру со столбиками.
Кирпич
Обыкновенный обожженный глиняный красный кирпич в период до 1917 года часто использовался для изготовления столбиков. Кирпич того времени, изготавливаемый путем выдавливания правильно перемешанной и сбалансированной глиняной массе, а также грамотно организованного обжига в кольцевых печах Гофмана, имели высокую плотность, пластичность и прочностные характеристики (после разборки старых построек встречается кирпич с прочностью, превышающей распространенные марки бетона, то есть выше 200 кг/см²), в то время как современный прессованный плохо обожженный кирпич с неоднородной внутренней структурой в своей массе едва дотягивает до прочности в 75 кг/см².
Блоки
До появления железобетона (патент Монье, 1867 год, Франция, регулярное использование в строительстве – начало XX века) столбчатые фундаменты из каменных блоков были самыми распространенными. Сейчас блоки различают на:
- искусственные, изготовленные с использованием того же портландцемента с заполнителями в виде золы, шлаков, других отходов производственных процессов;
- натуральные;
- осадочные (известняк, ракушечник, доломит, туф и другие);
- вулканические (гранит, лабрадорит, габро).
