Расчет и строительство столбчатого фундамента для каркасного дома

Правильный выбор фундамента – важная и ответственная задача, поскольку от характеристик основания зависит устойчивость всех вышестоящей конструкции. При постройке частных домов, чаще всего применяются несколько основных видов фундамента – в данной статье мы рассмотрим каждый из них, определим преимущества и недостатки, а также узнаем в каких случаях использовать тот или иной тип.

Существующие типы подобной столбчатой основы

На этапе проектирования будущей конструкции необходимо выбрать материал, из которого можно изготовить несущие столбы. Имеются следующие основные типы столбчатого основания:

  • бутобетонные;
  • бетонные;
  • кирпичные;
  • из бута-плитняка;
  • из естественного камня.

В некоторых случаях в ходе строительства фундамента используется древесина. Однако данный материал необходимо обязательно обрабатывать раствором против гниения и обжечь. Если этого не сделать, дом на деревянных столбах не сможет долго простоять.

Устройство ростверка в столбчатом фундаменте.

Наибольшей популярностью пользуются бетонные и кирпичные столбчатые фундаменты, которые более долговечные и монолитные.

Кирпичный столбчатый фундамент при должном уходе сможет с легкостью прослужить и 100 лет.

Однако у данного типа несущей конструкции существует несколько небольших минусов: весьма трудоемкий процесс закладывания столбов, получившийся фундамент плохо реагирует на подвижки почвы.

Для того чтобы изготовить из кирпича столбчатое основание, понадобится перелопатить несколько кубометров земли и приобрести пережженный кирпич.

Следует сказать, что существует мелкозаглубленный столбчатый фундамент, который закладывается на 50-70 см и используется в большинстве случаев в тех местах, где имеется достаточно низкий уровень подземных вод. Существует и заглубленный столбчатый фундамент, который необходимо устанавливать на 2-метровую глубину. Его устройство оправдано на участках, которые пересыщены влагой.

Что необходимо знать перед установкой?

Столбчатый фундамент требует соблюдения строительных технологий, как и любой другой этап каркасного домостроения. Перед тем, как начать работу, необходимо провести исследование почв, на которых будет стоять будущее здание. Делается это для того, чтобы определить вероятность движения почв после установки постройки. Чем тяжелее дом, тем больше вероятность постепенной утрамбовки земли и некоторой деформации каркаса и самих стен.

Каркасные постройки относятся к легким, 1 м² дома будет весить не более 15 кг. А вот бетонная стена такой же площади имеет вес около 1 тонны. Как видите – разница огромная, однако если почвы глинистые, мелко-песчаные или рядом проходит подземная река, фундамент следует дополнительно укрепить.

Перед устройством основы, у вас на руках должен быть план. Вы должны четко понимать, где будут несущие стены, как внутренние, так и внешние. Именно под этими стенами необходимо будет ставить столбы, которые примут на себя наибольшие нагрузки. Также столбы ставятся на углах, в местах соединения стен, и под пролетами, если расстояние между ними больше 2,5 метров.

Обратите внимание, что столбы могут быть как квадратной формы, что считается более традиционным, так и круглой формы. При этом размер сечения будет отличаться. Для столбов прямоугольной формы подойдет размер сечения 250-400х250-400 мм, а для круглой формы его можно сделать меньше, тогда диаметр составит 200-250 мм. Кроме того, перед установкой необходимо определиться с исходным материалом для столбов.

Как правильно выбрать фундамент?

Задаем себе следующие вопросы и ищем на них ответы:

  • Что из себя представляет грунт на участке? Структурно-неустойчивый, пучинистый или нет, ровный или с уклоном, какова глубина промерзания – эти данные необходимы для того, чтобы построенный дом на сложном грунте как минимум не дал трещину.
  • Каков уровень грунтовых вод, нужна ли гидроизоляция или дренаж?
  • Какая будет нагрузка на фундамент? Обязателен расчет нагрузок на фундамент – он должен выдержать вес всего дома + всего в нем находящегося. Также стоит учесть возможность в будущем достроить верхний этаж.
  • Будет ли цокольный этаж или подвал?

Внимательно изучите материал по каждому из пунктов на нашем сайте, небрежное игнорирование одного из этих пунктов может привести к печальным последствиям и большим дополнительным тратам.

Далее рассмотрим, что из себя представляет каждый из популярных типов фундамента. Каждому типу посвящена отдельная статья, в них можно будет получить более подробную информацию. Сейчас просто пробежимся по основным отличиям и преимуществам рассматриваемых типов фундаментных основ.

Стоит помнить, что наибольший ценник имеют монолитные системы. Затрата бетона тут весомая, да и арматура для фундамента понадобится в весьма большом объеме. С финансовой позиции более предпочтителен выбор в пользу столбчатого или винтового формата, хотя каждый имеет свои ограничения в отношении типа грунта.

Читайте также:  Гидроизоляция столбчатого фундамента своими руками

Что касательно популярности использования того или иного типа основания, то в этом аспекте конкурентов нет у ленточной основы, но только если грунт на вашем участке не торф, либо другой «сложный». Ленточный фундамент обладает хорошим балансом затратности обустройства и прочностных показателей. А вот с точки зрения прочности наилучшие данные демонстрирует именно монолитная основа, которая гарантирует строению отличную защиту даже на наиболее слабой почве, оберегая его от деформации, дефектов и прочих неприятностей.

Если вы хотите выполнить расчет фундамента, то есть узнать количество материалов на изготовление (арматура, цемент, песок, щебень), допустимые нагрузки, толщину и т. д., воспользуйтесь нашими калькуляторами.

Виды столбчатого фундамента

Прежде чем приступить к детальному проектированию и расчёту столбчатого фундамента, следует определиться, на каком участке, какого типа и по какой технологии будет на нём возведена постройка. От этих факторов зависит выбор материала столбчатых оснований фундамента и глубина их заложения.

Различные способы обустройства столбчатого фундамента

Материалы для возведения фундамента

Для фундаментных оснований могут быть использованы следующие материалы:

  • железобетон;
  • бутобетон;
  • блоки;
  • кирпич;
  • натуральный камень;
  • дерево;
  • трубы: асбестовые или пластиковые.

Первым этапом обустройства фундамента является разметка

Глубина заложения фундамента

Глубина заложения столбчатого фундамента определяется его конструкцией, технологическими параметрами строения и геологическими характеристиками грунта в пятне застройки.

По глубине заложения столбчатые основания делятся на три основных типа:

  • Заглубленные – с глубиной заложения ниже отметки промерзания почвы.
  • Мелкозаглубленные – с глубиной заложения на 40-70 см от уровня земли.
  • Незаглубленные – расположенные на поверхности земли при полном отсутствии подземной части. При этом в местах установки столбиков с почвы снимается плодородный слой и выполняется подсыпка нерудного материала.
  • Схема обустройства столбчатого фундамента с глубиной заложения 1500 мм

    Особенности опорно-столбчатых фундаментов

    Главная › Статьи › Особенности опорно-столбчатых фундаментов

    Достоинства опорно-столбчатых фундаментов:

    • стоимость работ и материалов, применяемых во время возведения опорно-столбчатого фундамента, примерно вдвое ниже, чем те же факторы для фундамента ленточного типа.

    Недостатки:

    • Подобный фундамент не позволит вам эффективно использовать подпольное пространство под домом, поскольку оно будет оставаться открытым;
    • некоторые части строения могут потребовать дополнительной отделки (низ фасадной части и пр.).
    • Подвижные грунты. В таких условиях возникает риск опрокидывания всего строения, поскольку оно не будет обладать необходимой устойчивостью. Однако, от проблемы подобного рода можно избавиться: достаточно только систему столбов дополнить железобетонным прочным ростверком, который способен будет устранить последствия боковых сдвигов почвы. Но, в то же время, существенно возрастет расход материалов и, по сути, он будет точно таким же, как если бы был выбран ленточный тип фундамента.
    • Грунты со слабой несущей способностью: глинистые и водонасыщенные почвы, торф, просадочные породы и пр.
    • Дома с тяжелой конструкцией, в которых для возведения используются железобетонные балки или плиты перекрытия, массивный кирпич и блоки. В таком случае, подобный дом, установленный поверх опорно-столбчатого фундамента, будет весьма неустойчивым.
    • Ограничение по финансовым возможностям, либо временные ограничения. Если рассматривать фундамент ленточного типа, то цоколь в данном случае образуется уже в ходе заливки основания, тогда как в любом столбчатом фундаменте подобная проблема имеет место быть, и поэтому расстояние между столбами необходимо будет чем-то закрывать. Если в силу финансовых возможностей вам подобное обустройство будет не по карману, то необходимо выбрать какой-либо другой тип фундамента.

    Опорно-столбчатый фундамент – Внешне, опорно-столбчатый фундамент представляет собой систему бетонных столбов, на которых и будет располагаться здание, и которые служат для того, чтобы передавать воздействующую на них нагрузку грунту. В зависимости от предполагаемой площади строения, количество столбов может существенно варьироваться.

    Опорно-столбчатый фундамент применяется в тех случаях, когда по проекту в здании не будет погребов, подземных гаражей и подвалов. Расстояние между соседними столбами, в зависимости от нагрузки, также может отличаться, и в большинстве случаев из располагают в пределах 1-3 метров друг от друга.

    Особенности опорно-столбчатых фундаментов

    Конструкция опорно-столбчатого фундамента может являться как монолитной, так и сборной.

    Монолитный фундамент такого типа абсолютно не имеет никаких швов, и для его изготовления используется предварительно армированный металлоконструкциями высокопрочный бетон подходящих марок.

    Совет

    В фундаменте сборном могут применяться, в процессе возведения такого фундамента, железобетонные блоки, природный камень или же кирпичи.

    Устройство:

    По техническим требованиям, между столбами расстояние должно быть не более 2,5 метров. Для объединения опор воедино и для предотвращения их смещения или падения, необходимо использовать обвязочные балки.

    Заглубленный тип опорно-столбчатого фундамента, как правило, применяется в таких грунтах, верхний слой которых подвержен различным подвижкам вследствие подтопления грунтовыми водами.

    Опорно-столбчатый фундамент, является наиболее дешёвым фундаментом для не больших строений на плотном грунте.

    Расчет опорных столбов своими руками

    Расчёт столбчатого фундамента осуществляется на основании информации, полученной в результате инженерно-геологических изысканий и из нормативных источников:

    1. Данные о структуре грунта и уровне залегания грунтовых вод.
    2. Несущая способность грунта – СП «Основания зданий и сооружений».
    3. Глубина промерзания – СП «Строительная климатология».
    4. Совокупный удельный вес строительных конструкций – СП «Нагрузки и воздействия».

    Важно! Для определения типа почвы на строительном участке настоятельно рекомендуется привлечь специалистов, так как эта информация является ключевой для выбора расчетных данных из нормативов.

    Для самостоятельного изучения геологии участка необходимо определить структуру поперечных разрезов почвы. Для этого в разных частях участка выкапывают шурфы (в зависимости от площади участка – от 3 до 7шт.). Их глубина должна быть больше на полметра, чем нижний край подушки основания опорного столба. При обнаружении влагосодержащего горизонта столбчатый фундамент заменяется свайным.

    Читайте также:  Дома из газоблоков

    Алгоритм самостоятельного определения типа грунта для подбора расчетного сопротивления

    Со дна шурфа берется образец породы и слегка разминается, чтобы раздавить большие куски.

    • консистенция рассыпчатая, чувствуется много песка, невозможно скатать комок – это песчаный грунт;
    • комок образовался, но быстро рассыпается – супесь;
    • комок образовался, но рассыпается под незначительным нажатием – легкий суглинок;
    • образуется неплотный, быстро рассыпающийся комок, слегка шелковистый или мыльный на ощупь – пылеватый суглинок;
    • комок породы плотный, вязкий, если потереть его поверхность, то она становится блестящей – глина;
    • если в плотном вязком комке чувствуются вкрапления песка – опесчаненная глина;
    • если из породы можно скатать колбаску – тяжелый суглинок.

    В соответствии с типом грунта, определённым в результате геологических изысканий, подбирается его расчетное сопротивление из таблицы норматива СП :

    Необходимо учесть, что данные приведенные в таблице справедливы при воздействии нагрузок на грунт на глубине 1,5 м. Заглубление подошвы фундамента на каждые 0,5 м увеличивают показатель сопротивления грунта на 40% (в 1,4 раза).

    Подсчет весовых нагрузок на основание

    Для определения нагрузки на столбчатый фундамент для каркасного или иного облегченного дома необходимо суммировать вес:

    • строительных конструкций;
    • инженерного оборудования;
    • снеговой нагрузки;
    • бытовых вещей.

    Совокупный удельный вес строительных конструкций берётся из норматива СП :

    Расчет площади и количества столбов фундамента

    При составлении предварительного плана сооружения необходимо указать минимальное количество опор из расчёта по одному столбу на углах здания, в местах пересечения стен, на прямых отрезках с шагом 1,5-2,5 м.

    Общепринято, что оптимальная площадь сечения столба для капитального дома находится в диапазоне 250-600 мм. Исходя из этой величины, подбирается фактическое количество опорных столбов, таким образом, чтобы они равномерно распределяли весовую нагрузку от всего здания.

    Пример расчёта

    В качестве исходных данных принимаем:

    • опорно-столбчатый фундамент из бетонных блоков квадратного сечения;
    • тип грунта строительного участка – суглинок (R0=3,5 кг/см2);
    • глубина промерзания — 1,2 м.

    Общая карта глубины промерзания грунтов:

    Зачем нужна глубина промерзания? Согласно нормативам нижняя часть опорной плоскости столбчатого фундамента должна находиться ниже уровня промерзания не менее чем на 30-40 см. Следовательно, при глубине промерзания грунта 1,2 м ориентировочная высота подземной части столба составит 1,5 м.

    Принимаем площадь сечения бетонного фундамента минимальной – 400×400 мм (1600 см2). При сопротивлении грунта 3,5 кг/см2. Один столб фундамента должен испытывать максимальную нагрузку не более:

    1600×3,5=5600 кг=5,6 т, (1)

    Для расчёта общей весовой нагрузки необходимо суммировать значения масс и параметров:

    • фундамента, включая ростверк;
    • наружных стен и внутренних перегородок.
    • плит цокольного и чердачного перекрытий;
    • стропильной системы;
    • кровельных материалов;
    • снеговой нагрузки;
    • эксплуатационных нагрузок на каждом этаже.

    Указывать точные нагрузочные значения от перечисленных элементов не имеет смысла, так как у каждого будут индивидуальные данные в зависимости от особенностей конкретной постройки. Для примера, пусть суммарный вес кирпичного дома 70 т.

    Используя результат формулы (1), получим:

    70000/5600= 12,5=13 столбов, (2)

    С коэффициентом запаса прочности 1,4 выйдет 18 шт. Также можно выполнить расчёт по формуле общей (суммарной) площади основания.

    где:

      • S – суммарная площадь опор фундамента;
      • 1,4 – коэффициент запаса прочности;
      • P – совокупный удельный здания;
      • R0 – сопротивление грунта.

    Технические параметры материалов для строительства

    При возведении столбчатой разновидности фундамента необходимо тщательно выбирать материалы – так определяется качество сооружения и длительность монтажных мероприятий. Современный рынок предлагает застройщикам следующие виды изделий:

    • трубы из асбестоцемента. Элементы легко и не затратно перевозить, но при недорогой себестоимости материалов имеются ощутимые затраты на бурение ям.
    • кирпич. Блоки отличает дорогая цена, длительный срок эксплуатации и хорошая ремонтопригодность. При обустройстве основы на почвах, подверженных вспучиванию, есть риски деформаций.
    • дерево. Недорогой материал с минимальной износостойкостью. Опоры могут повреждаться насекомыми, загнивать, если не провести предварительную подготовку – обработку антисептическими, гидроизоляционными и антисептическими составами.
    • железобетон. Характеризуется долговечностью, прочностью, оптимальной ценой. Недостаток материала – трудоемкие монтажные операции.
    Технические параметры материалов для строительства

    Изучив специфические особенности материалов, хозяева частных владений могут подобрать оптимальный вариант.

    Пошаговая инструкция устройства

    Итак, вы ознакомились с нашей статьей, в которой мы предельно подробно рассказали обо всех видах фундамента под каркасники, и точно решили выбрать столбчатый фундамент для вашего каркасного дома. Приступаем к обустройству.

    1. В соответствии с планом делаем разметку, отмечая места, где будут установлены столбы. Это углы дома, несущие стены и под балками перекрытия. Расстояние между столбами должно быть не более 2-2,5 метра.
    2. Копаем в отмеченных местах ямы, глубина которых зависит от уровня заглубленности столбов + подушка из гравия и песка.
    3. Некоторые заливают цементную смесь прямо в почву, используя вместо опалубки стены ямы. Однако такой способ не оправдан – влага из почвы будет соприкасаться с цементной поверхностью, и цемент будет разрушаться.
    4. Поэтому необходимо яму сделать шире и установить опалубку, которую можно сделать своими руками из досок и пленки. Не забудьте укрепить стенки опалубки укосинами, оперев их на стенки ямы. Это убережет вас от распада опалубки, что случается часто.
    5. Перед устройством опалубки делаем песчаную подушку.
    6. Заливаем в опалубку песчаную смесь, устанавливаем анкерные болты для фиксации ростверка или обвязки. Ждем, когда столбы фундамента полностью высохнут.
    7. Снимаем опалубку, если использовалась съемная опалубка или дощатая, сколоченная своими руками.
    Читайте также:  Буронабивные сваи для фундамента своими руками

    Жилой дом на столбчатом фундаменте

    Сборный фундамент делается из кирпича или блоков, при чем кирпичный фундамент читается самым экономически и практически невыгодным. Блоки под фундамент устанавливают на песчаную подушку, которая должна быть хорошо утрамбована. Ровность поверхности проверяется уровнем.

    Не забудьте после устройства всех столбов проверить геометрию – все поверхности должны лежать в одной плоскости, а перекос не должен составлять более 1 см. Для этого используем длинную рейку и уровень, или строительную лазерную линейку.

    Лучшее видео:

    Столбчатый фундамент – особенности и разновидности

    Когда планируется построить жилой дом из дерева, какое-либо хозяйственное строение, баню или гараж, возникает вопрос, какой тип фундамента выбрать для них. Любой человек хочет потратить поменьше средств на такое мероприятие и при этом получить по-настоящему надежное основание для будущей постройки. Оптимальным вариантом в этом случае считается обустройство фундамента столбчатого типа. Он является самым простым в исполнении и относительно недорогим.

    Столбчатый фундамент – особенности и разновидности
    Столбчатый фундамент – особенности и разновидности

    Интересующее нас основание подходит для каркасного дома или иного объекта, который не оказывает сильного давления на грунт и не имеет подвальных помещений.

    Столбчатый фундамент – особенности и разновидности

    Столбчатый фундамент

    Столбчатый фундамент – особенности и разновидности

    Устройство этого фундамента достаточно простое – некоторое число опорных столбов размещают на земле в местах, на которые при окончании строительства дома либо другого объекта будет направлена основная нагрузка. К подобным местам относят:

    Столбчатый фундамент – особенности и разновидности
    • простенки;
    • углы сооружения;
    • участки пересечения стен;
    • тяжелые несущие балки.
    Столбчатый фундамент – особенности и разновидности

    Столбчатый фундамент своими руками допускается делать из натурального камня и дерева, бутобетона, кирпича, бетона, стальных и асбестовых труб, буронабивных свай. Он бывает сборным и монолитным. В первом случае сырьем для его возведения служит «смесь» камней, кирпичей и блоков из железобетона. Монолитное основание делается из армированного бетона, обеспечивающего повышенную прочность фундамента.

    Столбчатый фундамент – особенности и разновидности

    Устройство конструкции

    Столбчатый фундамент – особенности и разновидности

    Столбчатые конструкции принято, кроме того, подразделять на два типа, учитывая степень промерзания земли, на которой он устанавливается, и непосредственно вид грунта. С этой точки зрения фундамент бывает:

    Столбчатый фундамент – особенности и разновидности
    • Мелкозаглубленным – столбы монтируют в землю на 0,4–0,7 м. Такое основание специалисты советуют делать при возведении построек на скалистой либо песчаной почве.
    • Заглубленным – закладка опор осуществляется на глубину, которая ниже на 0,5–1 м отметки замерзания грунта в конкретной местности. Заливка и устройство такого основания рекомендовано для водянистых и глинистых грунтов, где всегда имеется опасность размывания фундамента.
    Столбчатый фундамент – особенности и разновидности

    Заметим, что столбчатый фундамент своими руками строится по одной технологии. Далее мы рассмотрим, как самостоятельно сделать столбчатое основание с применением различных материалов.

    Советы специалистов

    У многих начинающих строителей возникают различные вопросы при обустройстве опорно-столбчатого фундамента. Несмотря на простоту сооружения, некоторые моменты ставят дилетантов в тупик. Таким образом, стоит представить рекомендации профессионалов по самым распространенным вопросам.

    1. Для чего убирается верхний слой почвы? Грунт снимается для того, чтобы избавиться от травяного покрова в месте строительства. Если этого не сделать, растительность будет прорастать в дом, что создаст неудобство для его владельцев. Поэтому рекомендуется уходить глубоко в почву, где отсутствуют корни растений.
    2. Какие требы выбрать для столбов? При использовании асбестоцементных труб для опор их внешний диаметр не должен быть меньше 20 сантиметров. В противном случае надежность сооружения снижается. Мощные элементы устойчивее размещаются в земле, соответственно, здание прочнее.
    3. Какой нужен диаметр шурфов для круглых опор? Требуется, чтобы его значение было больше на 10 см, чем диаметр самого столба. Сверление ямок выполняется с использованием ручного бура, лопасти которого имеют соответствующий диаметр.
    4. Каков принцип установки опор? Столбы обустраиваются в заранее вырытые шурфы, над землей они должны размещаться по одному уровню. Если какая-либо из опор выше, ее вбивают глубже в почву.
    5. Для чего нужна арматура, торчащая из столбов? При помощи нее происходит обвязка с арматурой ростверка.
    6. Что еще можно использовать для создания опор, кроме асбестоцементных труб? Для этих целей применяется кирпич, бутобетон, камень, древесина, смесь из бетона. Но лучшим материалом для изготовления столбов фундамента являются все-таки асбестоцементные трубы и армированные бетонные плиты.
    7. Какую можно задействовать древесину для выполнения столбов опорно-столбчатого фундамента? Для создания опор из дерева применяется кедр, лиственница, сосна и прочие виды хвойных пород. Желательно ту часть столба, которая заглублена в землю, смазать горячим битумом, а затем обернуть рубероидом. Затем снова наносится слой битумной обмазки.

    Прежде чем приступить к возведению опорно-столбчатого фундамента, рекомендуется все детально проанализировать, учесть каждую мелочь, чтобы обеспечить будущей конструкции надежность и долговечность. В целом, если характеристики почвы и вес планируемого здания позволяют, это самый оптимальный вид основы. Он не требует приложения больших усилий и затрат, его можно выполнить своими руками, взяв всего одного помощника. Это объясняется простотой сооружения, которой обладает опорно-столбчатый фундамент. Плюсы и минусы, а точнее их сравнение, являются ярким тому подтверждением. Если самостоятельно определить какой-либо из параметров не выходит, лучше обратиться к специалистам сразу, нежели потом получить массу проблем.