Виды и конструкция опорно-столбчатого фундамента

Фундамент – это основа всего сооружения, без которой никак не обойтись в строительстве. Ведь вся нагрузка, которую оказывает строение, приходится на него.

Параметры выбора фундамента

Давайте поговорим подробнее о том, какие виды оснований есть, в чем их преимущества-недостатки, какие есть «подводные камни» о которых надо знать.

В первую очередь это разница в цене, времени монтажа, сложности возведения. Если основа дома потрескалась, то к его строительству подошли неправильно. Когда дом строят непрофессионалы (читай — «шабашники»), на первое место выходит не качество и надежность, а экономия денег (не клиента, а что б в карман побольше положить) и времени. Сделать быстрее, дешевле, а там как пойдет. Главное, успеть получить оплату с клиента и исчезнуть до того, как дом даст трещину. Если вы обращаетесь в строительную компанию с уже сложившейся хорошей репутацией, то будьте уверены, они ей дорожат. Поэтому работы будут проведены как положено, с соблюдением всех сроков и норм.

Особенности и схема конструкции

Столбчатым фундаментом именуют систему опор, соединенных друг с другом ростверком. Столбы располагаются в углах строения, в точках пересечения перегородок, а также на длинных участках. Ростверк чаще выполняется из монолитного бетона, железобетонных блоков, дерева или металла.

Основание столбчатого типа подойдет для глинистой, щебенистой, галечной почвы, крупногравийного песка. Такие конструкции сооружаются на местности с высоким залеганием грунтовых вод, а также точкой промерзания, расположенной ниже 1,5 метров от поверхности земли.

При проектировании фундамента на столбах важно помнить основные параметры такой конструкции. Общая схема подобного основания выглядит следующим образом:

  1. Расстояние между соседними опорами – от 1,5 до 3 метров. Конкретное значение выбирается, исходя из типа грунта и предполагаемой нагрузки.
  2. Глубина залегания столбов – 1 м (для влажных глинистых почв), 70 см (на песчаных и крупнообломочных грунтах) или менее 50 см (на непучинистых скальных породах).
  3. Сечение столбов: 0,4 м (из бетона), 0,6 м (из кирпича), 0,4 м (бутовые).
  4. Ростверк изготавливается из балок с сечением не менее 15×15 см.

Иногда столбчатый фундамент выполняется и без ростверка. Подобная конструкция подойдет для щитовых домиков или срубов. При строительстве кирпичного здания, а также строений из шлакоблоков или облегченного бетона наличие ростверка обязательно.

Виды фундаментов на столбах

Столбчатые фундаменты тоже неодинаковы. Их можно разделить на:

  1. Опорно-столбчатые, в которых вершины столбов-оснований между собой никак не связаны. Распределение нагрузки в этом случае происходит на нижнем опорном поясе строения. А поэтому нижний венец следует выполнять из вязкого, упругого материала. Опорно-столбчатые фундаменты закладываются под здания легкие, деревянные или на металлическом каркасе, поскольку у подобного основания наименьшая из возможных (и допустимых) несущая способность, а также сопротивление нагрузкам (горизонтальным) при промерзании почвы. Зато трудоемкость конструкции и ее стоимость тоже невелики.

  2. Классические кирпичные с вентиляционными отдушинами. При оформлении такого типа фундамента пространство между столбами заполняется забиркой для гидроизоляции и утепления основания будущего строения. Забирка в данной ситуации в грунт углубляется на песчано-щебневой противопучинной подушке на расстоянии от 1 до 5 рядов кирпичной кладки (для конкретного фундамента в конкретном месте выбирается своя глубина). По сравнению с простым опорно-столбчатым основанием, у этого фундамента теплопотери через подпол в процессе эксплуатации строения снижаются в разы. Только между венцом и забиркой необходимо будет оставить вентиляционный зазор в 5 или 7 см и проконопатить его. С появлением новых материалов кирпичную забирку все чаще стали менять на плиты ЭППС или плиты из стекломагнезита, наложенные снаружи, заглубленные в грунт и оштукатуренные по армирующей сетке.
  3. Столбчатые с рандбалкой. Эти фундаменты держат современные коттеджи фахверкового типа или частные сборно-щитовые «немецкие» домики. Деревянный венец для подобных построек не подходит — он их не выдержит ни по весу, ни по сроку службы. В таком случае столбы фундамента следует перекрыть рандбалкой, цельной или из железобетонных монолитов. Тогда получится обеспечить максимальную несущую способность столбов на грунте, без увеличения цены и трудоемкости фундамента.

Важно: Рандбалка передает на столбы лишь вес. Какой-то единой силовой системы она с ними не образует.

  1. Фундаменты с рандбалкой по поверхности грунта и кирпичным цоколем. При таком типе фундамента рандбалку действительно не заглубляют, а пускают по поверхности, чтобы силы пучения не повредили здание. И обязательно оформляется цоколь из кирпича. Тогда срок жизни строения и показатели комфорта в нем удваиваются, а теплопотери через подпол снижаются (тоже примерно вдвое). Кроме того, легко решается проблема лаговой обрешетки и обустройства чернового пола. Теперь обрешетка может опереться на цоколь. Но под рандбалкой обязательно нужно насыпать противопучинную подушку (потому что зазор термопучинный в данную конструкцию совсем не вписывается).
  2. Столбчатые с ростверком. Столбы и венец у таких фундаментов выполняются из одного и того же материала — из железобетона или стали (значительно реже). У столбов из железобетона каркас общий, да и заливаются они, как нечто единое, целое — то есть образуют с ростверком жесткую силовую схему, способную нести практически любые нагрузки, в том числе каменные 2-3-х этажные здания.
Читайте также:  Устройство фундаментной плиты

Важно: Ростверк можно тоже опустить хоть до земли. Главное — оформить песчаную противопучинную подушку.

  1. Столбчато-ленточные конструкции с увеличенным ростверком и противопучинной подушкой. Если ростверк увеличить в высоту и заглубить в грунт, обеспечив ему снизу и с боков увеличенную же противопучинную подушку, получится столбчато-ленточный фундамент. Такому ростверк заменяет и забирку, и цоколь. А кроме того, удешевляет конструкцию и ускоряет любое строительство. Дополнительными плюсами подобного фундамента можно считать:
  • простоту утепления основания и отмостки;
  • возможность строительства легких зданий на грунтах до сильнопучинистых (ростверк своим весом любое основание стабилизирует).

Так в чем же разница?

Особенностей, о которых другим фундаментам, как говорится, и не снилось, накопилось уже столько, что пора бы и объясниться. Почему столб – столб, а свая – свая? Когда столб – столб, а свая – свая? Чем отличаются друг от друга фундаменты столбчатого типа?

Заглубленный в грунт вертикально стержень конечной толщины с неидеально гладкой поверхностью взаимодействует с ним как опорной площадкой (пятой), так и боковым трением. Т.е., он и упирается в грунт, и цепляется за него. Между прочим, несущая способность грунтов определяется с учетом этого обстоятельства. При морозном пучении взаимодействие усложняется, т.к. силы пучения, стремятся как вырвать сваю/столб из грунта (земля-то вспучивается вверх, вниз некуда), так и удержать его, сдавливая с боков.

Для упрощения математического описания и расчетов (если точных и подробных, то, тем не менее – зубодробительных) считают, что под столбом/сваей образуется некий воображаемый несущий конус, обращенный вершиной вверх и с постепенно расплывающимся внизу основанием. В слабом грунте, где строят на сваях, он шире и глубже, но менее плотен (векторы поля усилий меньшей величины), чем под столбом на плотном прочном грунте. Опять же образно говоря, столб более опирается на грунт, чем цепляется за него, а свая наоборот.

Но принципиальная разница не в этом. В слабых грунтах силы взаимодействия между их частицами распространяются далеко. Опорные конусы всех свай глубоко внизу сливаются в некую виртуальную поверхность, площадь которой многократно больше, чем здания в плане. Именно поэтому на сваях можно строить на века тяжелые и хрупкие каменные здания и на болоте. Шведы не строились в дельте Невы, хотя по стратегической значимости место это исключительно важное, потому как сплошная топь была. Было там мелкое легкое укрепление, и все. Пришел Петр со своей энергией, размахом, увесистыми кулаками и дубинкой – и вот, весь старый Петербург на сваях выстроен. И ничего, стоит пока.

У столбов задача другая – упростить и удешевить строительство быстровозводимых легких зданий. Прочность, скажем, железобетонной ленты, определяется ее поперечным сечением. Оно при уменьшении размеров падает по квадрату. Под легкий дом лента оказывается настолько тонкой, что может треснуть от случайной нагрузки, материал-то хрупкий. Увеличиваем сечение, чтобы хоть сама себя держала – растет объем (по кубу размеров!), а с ним затраты и трудоемкость. Тогда берем тот же, минимально необходимый объем бетона и сводим его в прочные компактные чурбачки. Поскольку главная нагрузка весовая, ставим их вертикально, вот и получились столбы. Но в болоте они ничего не удержат, коротки. А в плотном грунте будут каждый сам за себя: опорные конусы узкие, короткие и быстро теряются, прежде, чем сойдутся. Чтобы дом стоял, нужны специальные конструктивные меры и выбор пригодной площадки. Ранее изложенное касалось более второго, и теперь можно переходить к первому.

Так в чем же разница?

Особенностей, о которых другим фундаментам, как говорится, и не снилось, накопилось уже столько, что пора бы и объясниться. Почему столб – столб, а свая – свая? Когда столб – столб, а свая – свая? Чем отличаются друг от друга фундаменты столбчатого типа?

Заглубленный в грунт вертикально стержень конечной толщины с неидеально гладкой поверхностью взаимодействует с ним как опорной площадкой (пятой), так и боковым трением. Т.е., он и упирается в грунт, и цепляется за него. Между прочим, несущая способность грунтов определяется с учетом этого обстоятельства. При морозном пучении взаимодействие усложняется, т.к. силы пучения, стремятся как вырвать сваю/столб из грунта (земля-то вспучивается вверх, вниз некуда), так и удержать его, сдавливая с боков.

Для упрощения математического описания и расчетов (если точных и подробных, то, тем не менее – зубодробительных) считают, что под столбом/сваей образуется некий воображаемый несущий конус, обращенный вершиной вверх и с постепенно расплывающимся внизу основанием. В слабом грунте, где строят на сваях, он шире и глубже, но менее плотен (векторы поля усилий меньшей величины), чем под столбом на плотном прочном грунте. Опять же образно говоря, столб более опирается на грунт, чем цепляется за него, а свая наоборот.

Но принципиальная разница не в этом. В слабых грунтах силы взаимодействия между их частицами распространяются далеко. Опорные конусы всех свай глубоко внизу сливаются в некую виртуальную поверхность, площадь которой многократно больше, чем здания в плане. Именно поэтому на сваях можно строить на века тяжелые и хрупкие каменные здания и на болоте. Шведы не строились в дельте Невы, хотя по стратегической значимости место это исключительно важное, потому как сплошная топь была. Было там мелкое легкое укрепление, и все. Пришел Петр со своей энергией, размахом, увесистыми кулаками и дубинкой – и вот, весь старый Петербург на сваях выстроен. И ничего, стоит пока.

У столбов задача другая – упростить и удешевить строительство быстровозводимых легких зданий. Прочность, скажем, железобетонной ленты, определяется ее поперечным сечением. Оно при уменьшении размеров падает по квадрату. Под легкий дом лента оказывается настолько тонкой, что может треснуть от случайной нагрузки, материал-то хрупкий. Увеличиваем сечение, чтобы хоть сама себя держала – растет объем (по кубу размеров!), а с ним затраты и трудоемкость. Тогда берем тот же, минимально необходимый объем бетона и сводим его в прочные компактные чурбачки. Поскольку главная нагрузка весовая, ставим их вертикально, вот и получились столбы. Но в болоте они ничего не удержат, коротки. А в плотном грунте будут каждый сам за себя: опорные конусы узкие, короткие и быстро теряются, прежде, чем сойдутся. Чтобы дом стоял, нужны специальные конструктивные меры и выбор пригодной площадки. Ранее изложенное касалось более второго, и теперь можно переходить к первому.

Правильный расчет при выборе оптимального фундамента под дом из бруса

В зависимости от типа грунта площадь основания рассчитывается таким образом, чтобы нагрузка не превышала критического значения, которое выражается в килограммах на квадратный сантиметр. Существует несколько вариантов расчета фундамента для строительства дома из бруса.

  1. Щебень, гравий и галька, крупнообломочные грунты: средней плотности — 5 кг/см2, плотные — 6 кг/см2.
  2. Твердые и пластичные глины: средней плотности — 1-3 кг/см2, плотные — 3-6 кг/см2.
  3. Влажные пески: средней плотности — 2 кг/см2, плотные — 1,5-2,5 кг/см2.
  4. Мелкие пески: средней плотности — 2,5 кг/см2, плотные — 2-3 кг/см2.
  5. Пески средней крупности: средней плотности — 2,5 кг/см2, плотные — 3,5 кг/см2.
  6. Крупные и гравелистые пески: средней плотности — 3,5 кг/см2, плотные — 4,5 кг/см2.

Под воздействием нагрузок в первые годы после строительства дома грунт сжимается, в результате чего происходит осадка грунта. Неравномерная осадка приводит к появлению трещин и различного рода деформаций. Таким образом, несущая способность грунта определяется величиной нагрузки вместе с осадкой, которая не превышает установленных норм.

Во время расчета нагрузок на фундамент дома из бруса учитывается в первую очередь удельный вес материалов фундамента. Он выражается в килограммах на кубический метр.

Так как не все грунты имеют достаточную прочность, а также большинство из них сжимается, глубина сооруженного на них фундамента может быть различной.

Глубина заложения правильного фундамента для дома из бруса на участке с непучинистым грунтом должна составлять не менее глубины промерзания грунта (около 2 м). Выбрав оптимальный фундамент для дома из бруса, он закладывается ниже границы промерзания грунта.

Столбчатый фундамент

Применяется для деревянных, каркасных и щитовых домов. Это система столбов, расположенных в точках максимальной нагрузки (пересечение стен и углы).

Порядок монтажа:

  1. Роется яма-куб размерами 0,5×0,5×0,5 метра.
  2. В ямы засыпается щебень и трамбуется.
  3. Устанавливаются бетонные кубические блоки размерами 0,4×0,4×0,4 метра.

Плюсы: долговечный, экономичный, не нужно дополнительных работ, быстро возводится, подходит для промерзающих грунтов.

Минусы: нельзя сделать подвал или цокольный этаж, не подходит для пучинистых и подвижных грунтов ограничение по нагрузке (только для малоэтажного строительства).

Пара слов о комбинированных фундаментах. Они применяются, когда рельеф имеет разные возвышенности или дом состоит из разных материалов (например, одна часть деревянная, другая — кирпичная). Комбинированный фундамент он удешевляет стоимость конструкции, позволяя не тратить большие деньги на ту часть фундамента, которая несет малую нагрузку.

Читайте также:  Виды свайных фундаментов: ГОСТы, классификация свай и типы ростверков

Поделиться:

  • Facebook
  • Telegram
  • Twitter
  • Pinterest

Как проводить расчет столбчатого фундамента?

При расчете столбчатого фундамента дома ориентируются на данные геологических изысканий, а также на действующие нормативные документы. К примеру, определить глубину промерзания грунта поможет СП «Строительная климатология», а несущую способность почвы СП «Основания зданий и сооружений».

Как проводить расчет столбчатого фундамента?
Как проводить расчет столбчатого фундамента?

Для проведения расчетов проще воспользоваться специальной программой «Фундамент» или любым ее аналогом. В нее вносится информация о глубине залегания основания, местоположении строения, примерный вес здания и некоторые другие данные.

Как проводить расчет столбчатого фундамента?
Как проводить расчет столбчатого фундамента?

Результатом расчета становится минимальное количество столбов, необходимых для создания прочной конструкции, площадь сечения каждой опоры, а также их несущая способность. На основе этих данных и подбирается подходящий строительный материал.

Как проводить расчет столбчатого фундамента?
Как проводить расчет столбчатого фундамента?

Как проводить расчет столбчатого фундамента?
Как проводить расчет столбчатого фундамента?

Как проводить расчет столбчатого фундамента?

Опорно-столбчатый фундамент плюсы и минусы

Опорно-столбчатый фундамент, плюсы и минусы которого широко известны и могут быть просчитаны для каждого конкретного случая, является одним из лучших типов конструкций основания на данном этапе развития.

Среди главных достоинств фундамента на опорах выделяются следующие:

Экономия денежных средств.

На любом строительном объекте значительную долю затрат берет на себя возведение фундамента. В случае опорного основания вы сокращаете затраты на земляные работы, объем используемых строительных материалов, время выполнения всего комплекса конструкции. При наличии базовых знаний, вы можете сделать этот фундамент самостоятельно, даже без привлечения диапазон строительных материалов, которые можно применять на прочность конструкции, износостойкость и долговечность.

Достоинства и недостатки фундамента на опорах

Не стоит забывать, что опорно-столбчатый фундамент обладает и некоторыми недостатками. Их обязательно нужно учитывать при выборе:

    Ограничение по весу будущего здания. Фундамент не может применяться при обустройстве крупных объектов – требуется внимательный расчет прочности подвального помещения в здании на таком устойчивость к опрокидыванию видов данного основания.

Очень важный совет, повторявшийся несколько раз: перед началом работ необходимо выполнить комплекс предпроектных изысканий и провести тщательный анализ и расчет с опытным архитектором.

Опорно-столбчатые конструкции находят свое применение в различных сферах строительства. С экономической точки зрения – это один из лучших вариантов основания. При этом, если соблюсти все технологии производства, то полученный результат окажется износостойким и прослужит долгое время без проблем и деформаций.

Источники:

Правила установки

Для заливки бетона нужно сделать металлический каркас

Правила установки
Правила установки

Чтобы качественно построить столбчатый фундамент своими руками, следует придерживаться ряда правил, которые определены нормативными документами.

Правила установки
Правила установки
  • Основания для легких пристроек к основному зданию следует делать отдельными. Вес сооружений разный, поэтому отличается усадка, требуются меньшие расходы на дополнительные конструкции.
  • При заливке бетона в скважины, стальные или пластиковые трубы, необходимо использовать металлический каркас. Эта деталь значительно усиливает опору и делает ее долговечнее.
  • Столбы в обязательном порядке закладываются под углами строения, под несущими стенами, а также под межкомнатными перегородками, дверями и окнами.
  • Оголовки свай после установки выравниваются по одному уровню.
Правила установки
Правила установки

Установка ростверка позволяет сделать фундамент более устойчивым к вертикальным и горизонтальным нагрузкам. Эта конструкция может быть монолитной или сборной, обычно используется для поддержки тяжелых домов.

Правила установки
Правила установки

Что представляет собой опорно-столбчатый фундамент

В столбчатом фундаменте нагрузка на грунт распределяется точечно, через установленные столбы. На первый взгляд, такая основа похожа на сваи. Но они все же отличаются. В свайном фундаменте используются готовые столбы, которые вбиваются или ввинчиваются в почву. В опорно-столбчатом – они собирается непосредственно при возведении фундамента. Такой тип основы подходит для небольших легких строений: бань, летних кухонь, беседок, хозяйственных построек.

Если планируется возвести легкую постройку из брусьев без подвала, оптимальным вариантом станет опорно-столбчатый фундамент

Основные свойства пучинистых грунтов

Вот такие могут быть печальные последствия такого пучения

Пучение – это одна из особенностей почвы. Оно основано на механизме расширения воды вследствие воздействия низких температур. Влажность почвы – основная причина увеличения ее объема при минусовых , подверженные такому воздействию, являются дисперсионными.

Вследствие значительного увеличения в объеме при промерзании, на поверхности можно невооруженным глазом увидеть переход их талого состояния в мерзлое. Это в огромной мере влияет на фундамент здания. Поэтому вопросам строительства зданий и сооружений в условиях пучинистости почвы уделяется первостепенное значение.

Важно провести геологическое обследование и анализ грунта, на котором планируется возведение строения. Не все насыщенные водой почвы одинаково ведут себя при замерзании. При одинаковом коэффициенте влажности, один тип почвы будет вспучиваться сильнее, чем другой.

А в некоторых типах грунта вспучивание не происходит совсем. Специалисты, детально прорабатывающие все факторы, влияющие на устойчивость зданий и сооружений, рекомендуют в обязательном порядке заглублять фундамент ниже уровня промерзания. Благодаря этому в дальнейшем удастся избежать многих проблем.