Столбчатый фундамент: преимущества, устройство, правила возведения

Автор статьи

Редакция сайта СДВ

Стройка

Время чтения 16 минут

Просмотры
725

Опубликовано
21.10.2022

Обновлено
06.04.2023

О чем речь? Столбчатый фундамент является относительно простой конструкцией, которая состоит из опор, заглубленных в землю, связанных между собой ростверком для большей прочности. Для возведения такого основания используют несколько материалов: от деревянных столбов до труб.

Когда применяют? Столбчатый фундамент не является универсальным решением. Его практически никогда не возводят для больших и тяжелых зданий. Также ограничением будет и неустойчивый грунт, так как есть риск неравномерной усадки столбов. Чаще всего такое основание используют для легких построек: бань, террас, гаражей.

Рассчитайте стоимость здания
и выберите свой подарок

Тип здания

Гараж

Ангар

Коровник

Магазин

Автомойка

Габариты при наличии, мм

ширина

длина

высота

Тип кровли

Скат назад

Скат набок

Двускатная

Окна

Витрина

Два окна

Три окна

Количество ворот

Одни

Двое

Трое

Выберите свой подарок

Водосток и снегозадержатели

Автоматика для ворот

Введите номер телефона, на который прислать расчет стоимости проекта:

РАССЧИТАТЬ

* Я согласен с условиями политики конфиденциальности

Для каких построек уместен столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент отличается от других видов тем, что он формируется из отдельных небольших опор, а не монолитной плиты или ленты под всеми несущими конструкциями здания. Столбики размещаются с определенным расстоянием под всеми стенами и в самых нагруженных областях конструкции: в углах, в местах соединений стен, под лестничными пролетами, тяжелыми дымовыми трубами, большими каминами и печами, опорными колоннами, точками опоры несущих балок.

Конструкция основания совсем не глубокая, потому что устанавливается на глубине выше уровня промерзания. Ниже глубины промерзания помещаются сваи от двух метров длиной. Столбики лишь оказывают давление на почву, сила трения стенок о грунт минимальна. Небольшая глубина столбчатого фундамента позволяет формировать их из штучных материалов: бутового камня, кирпича, маленьких бетонных блоков.

Фундамент из столбиков используется в случаях: 

• при постройке нетяжёлых деревянных, а также каркасных домов. Спроектированное должным образом основание из столбиков способно удержать даже двухэтажный легкий дом или здание с мансардой;
• при строительстве временных помещений, таких как бытовка;
• при установке построек для хозяйства, бань, беседок, навесов, теплиц, летнего душа, ёмкости для сбора дождевой воды и т.д. Иногда используют для модернизации участка без внедрения в конструкцию жилища – пристраивают на опорах из столбов веранду, террасу или зимний сад.

Столбчатый фундамент не стоит применять:

• для крупных строений;
• при низкой устойчивости и нестабильности почвы – к примеру, на сыпучих песчаных грунтах или торфяниках;
• на плывунах, при высоком риске движения пластов, например, если близко находится толстый глиняный слой.

Плюсы и минусы столбчатого фундамента

У него также есть и преимущества перед прочими видами фундамента:

• Значительная экономичность. Это основной плюс данного основания, позволяющий ему быть очень популярным в частном строительстве. Что логично, ведь это гораздо выгоднее, чем ленточная или свайная конструкция. Стоимость столбчатого фундамента составляет только 30 % от стоимости ленточного.
• Экономия времени. Внедрение столбов не требует предварительной подготовки в виде выравнивания почвы. Грунтовые работы заключаются только в выкапывании углублений для столбиков, что и делает этот метод достаточно быстрым. Так, по наблюдениям, формирование основания под дачный дом длится около двух-трех дней.
• Простота возведения. Установить столбчатый фундамент можно даже своими руками без особых знаний в строительстве. А если это будут готовые блоки, то это будет совсем нетрудно.
• Регулирование высоты будущей постройки.
• Комфортный процесс прокладки коммуникаций. Конструкция из столбиков под будущее сооружение не мешает прокладке коммуникаций. Их монтаж можно реализовать как до, так и после формирования фундамента, уже во время выкладки пола.
• Экономия средств на отсутствии необходимости проведения тепло- и гидроизоляции. Это происходит за счет того, что здание установлено на столбах, а значит не касается земли.
• Доступность возведения на промерзшей почве. В регионах с вечной мерзлотой можно установить далеко не все виды фундамента, а железобетонные столбы справляются с этим на отлично.

Недостатки столбчатого фундамента:

• Не подходит для больших построек. Основным недостатком этого вида конструкции является невозможность ее возведения под тяжелые многоэтажные сооружения. Даже ростверка не поможет, поскольку не связанные между собой бетонные основания не выдержат массивного здания.
• Склонен к горизонтальному смещению. Небольшие размеры столбов не всегда способны выдержать конструкции и боковое давление почвы, из-за чего все может покоситься. Вся установка подвергается разрушению из-за потери устойчивости и несущей способности одной опоры.
• Риск неровной укладки. Разная плотность грунта создает опасность смещения и проседания установленных в нее опор из-за неравномерности давления. Частично это можно устранить ростверкой.
• Не подходит для проектов с подвальными помещениями и цокольным этажом. Расстояния между столбиками недостаточно для расположения широкого пространства под погреб или подвал. Такая необходимость потребует финансовых вложений, потому что построить его придется отдельно от основного здания.

Читайте также!

Разрешение на строительство гаража: разбираемся в деталях

Подробнее

Виды столбчатого фундамента

Существуют несколько видов столбчатого фундамента в зависимости от материала.

Каждый из них требует определенного подхода к установке:

• Монолитный железобетонный фундамент. Крепкий, устойчивый, поскольку может выдержать большой вес двухэтажного домика из дерева. Подходит для сложной почвы.
• Столбчатый фундамент из кирпича. Является самым надежным основанием с наиболее долгим сроком службы, если выбрать полнотелый обожжённый кирпич с минимальным коэффициентом влагопоглощения.
• Фундамент из бетона. Материал напрямую влияет на жизнестойкость этого основания.
• Основание из бутового камня. Требует ровной поверхности, поскольку довольно нестабилен на мягком грунте.
• Столбчатый бутобетонный фундамент крепкий и мобильный, из-за чего его можно устанавливать по-разному.
• Фундамент из бревен. Он будет весьма долговечным под верандами, беседками, террасами, но только если дерево покрыть огнебиозащитным, а затем гидроизоляционным материалом.
• Фундамент из асбеста. Это асбестовые трубы, которые являются чем-то вроде несъёмной опалубки. Устоит под массивным деревянным строением.
• Фундамент из металлических свай. Они устанавливаются глубоко в почве, закрепляясь на самом плотном уровне грунта.

Выбор основания зависит от почвы и предполагаемой постройки. Материал зависит от того, из чего будет изготавливаться будущее строение и его веса. Вес и состояние грунта влияют также на глубину.

Глубина фундамента определяет его тип. Всего их три. Необходимо подобрать подходящий под определенную местность и вес тот, который будет в полной мере устойчивым и прочным:

• Незаглублённый. Внедряется сразу после плодородного слоя почти поверх грунта. Подходит для непучинистой почвы. Используется при возведении некрупных бань и маленьких хозяйственных строений. Этот тип лучше строить бетонным или кирпичным.
• Мелкозаглублённый. Его нужно устанавливать на глубине 40-70 см. А состоит он как правило из асбестовых, металлических или пластиковых труб. Подходит для возведения беседок, террас или веранд на слабопучинистом грунте.
• Заглублённый. Устанавливается ниже уровня промерзания почвы. Принято монтировать в глинистый и водонасыщенный грунт.

От особенностей строения столбчатого фундамента зависит крепость и долговечность постройки: ошибка в подборе основания может привести к перекосу, трещинам или проседанию здания.

Сечение и количество столбов для фундамента

Сечение столбов

Необходимо установить сборный столбчатый фундамент в шурфе прямоугольной или квадратной формы, а монолит сделать круглого сечения, а значит, использовать для разработки почвы буры, упрощающие процесс и дающие возможность избежать применения съёмной опалубки.

Чаще всего сечение опор формируют неравномерным, то есть снизу делают шире, а к поверхности выводят с меньшим поперечным размером. Тем самым уменьшается давление на почву, потому что общая площадь опоры возрастает. Существует несколько методик:

• Для столбика из дерева это подобие стульев (перпендикулярные к стойкам куски брёвен), слой сырого бетона на дне скважины, в который торцом помещается опора, в отдельных случаях в каждую выборку просто кладут большой плоский камень.
• Для фундамента из кирпича это увеличенные в два кирпича 3–4 ряда, а следующие ряды делаются в полтора или в один кирпич.
• Целостные столбы могут начинаться с плоской плиты толщиной около 100–150 мм, которая на 200–250 мм шире самой стойки, в популярной технологии ТИСЭ опорная платформа выходит сферической.
• Для фундамента сборного типа ЖБ бывает используются большие блоки или же элементы ФЛ.

К оголовку столбы возводят шириной, по большей части, не более 60 см, а минимум составляет 200 мм (для стоек с несъёмной оболочкой из стали). В основном самым известным и целесообразным выступает сечение столба в 40–50 см.

Количество столбов, расстояние между стойками

Обычно опоры фундамента делаются на расстоянии от 1,5 до 3 метров друг от друга. Конкретные данные можно узнать исходя из количества столбов. Для подсчетов необходимо знать вес, передаваемый от каждой подошвы, а также сколько килограммов может удержать почва.

Первым делом рассчитываем опорную площадь столба:

• для квадратной стойки/плиты с сечением 40×40 см — это 1600 см² (перемножаем стороны сечения);
• круглую подошву, к примеру, диаметром 40 см, рассчитаем по формуле S = πr² (3,14 * 202 = 1256 см²), или как вариант — S = 3,14D2/4.

Что касается типа грунта, то обязательно стоит обратить внимание на слои, на которых будет основное давление — от 50 см и ниже. По таблице смотрим несущую способность основания. Так, суглинки средней пластичности/твёрдости отлично сопротивляются нагрузкам в 2,5 кг/см2.

По итогу, столбик квадратного сечения с подошвой 40 см должен нагружаться на плотных суглинках не более, чем на 4 тонны (1600 * 2,5 = 4000 кг).

Для более наглядного понимания зависимости типа почвы и проектной нагрузки на отдельный столб, покажем ещё примеры для стойки того же сечения: если возводим на пластичных суглинках (несущая способность в среднем составляет 1,5 кг/см2) — грузить можно не более 2,4 тонны, для очень мокрых песков (1 кг/см2) — не более 1,6 т.

Расчетную массу здания можно получить, сложив общий вес всех строительных конструкций постройки, массу предполагаемого снежного покрова и эксплуатационные нагрузки (люди, предметы интерьера).

Расчет длины столбов

Главный критерий выбора величины основания — гарантия его целостности. Отсюда, в плане всегда учитывают запас прочности порядка 20-40 %. Он компенсирует в определенной степени непредвиденные обстоятельства (уровень грунтовых вод, слишком низкие зимние температуры) или нагрузки.

Весьма заметно это видно именно при планировании фундаментов: и глубину возведения учитывают с запасом, и несущую способность чаще всего занижают. Оно и логично: прибавить что-то к уже установленному основанию или слишком затратно, или невозможно.

Самый большой запас прочности оставляют на пучинистых грунтах: выявить их проявление нереально, из-за чего стараются сделать как можно долговечнее. Поэтому под частными домами устанавливают фундаменты ниже уровня промерзания грунта. Разузнав средние показатели по вашему региону, прибавьте к этому числу около 15-25 см – это та глубина, которая вам необходима для фундамента. Так, по региону почва промерзает на 1,5 м, отсюда глубина заложения основания 1,65-1,75 м.

Исходя из всего этого, под сборные опоры из бута, блоков или кирпича потребуется сделать достаточно большие углубления. Для отсыпки дно необходимо разместить ниже глубины заложения на 20 см. К тому же, углубление нужно вырыть более широким, чтобы в ней можно было работать и складывать столбы.

Вот почему еще изготавливают монолитные столбы: под них выкапываются ямы, на дно сбрасывается гравий или песок и устанавливается опалубка (обычно трубы необходимого диаметра). Внутрь них помещают армирующий материал — каркас из арматуры или металлическую трубу.

Это подходит для массивных построек. Однако столбчатый фундамент внедряют под него не часто. Так как они подходят, как правило, под легкие здания: дома из дерева или каркаса, или хозпостройки. Если в подобных постройках не задумывается подвал, лучше установить фундамент малозаглубленный (глубина заложения от 0,5 до 0,7 уровня промерзания) или незаглубленный (от 0,3 до 0,5 глубины промерзания).

При этом типе силы пучения будут воздействовать на столбы, но так как их площадь меньше, чем у ленты, то и давление будет не таким большим. Эти силы удачно компенсируются конструкцией каркасного или деревянного здания. Более того, применяются дополнительные действия для уменьшения воздействия сил пучения:

• на дне углубления под опору засыпают слой гравия, который уменьшает часть нагрузки;
• боковые стенки делают гладкими и плюс их покрывают солидолом, битумной мастикой, эпоксидной смолой и т.д.
• формируют утепленную отмостку вокруг жилища.

После всего этого хозяева дома могли даже не обратить внимание, что фундамент «пучило». Некоторые опоры немного поднялись, ростверк и обвязка столбчатого фундамента их компенсировали. После оттаивания почвы все стало как прежде.

В почве с активными грунтовыми водами столбчатое основание устанавливают мелкого заложения или незаглубленный. Для равномерного распределения давления необходимо правильно подобрать площадь колонн.

Этапы возведения столбчатого фундамента

Проведение подготовительных работ

Первым делом участок очищают от всего лишнего, в том числе от растений, которые убирают на расстоянии не менее 2—5 м от периметра будущего фундамента. Далее, на глинистом грунте создают слой из песка и гравия, песчано-каменистые оставляют в исходном виде, а для илистых или торфяных делают искусственное основание. В конце производится горизонтальное выравнивание площадки: исходя из общего уровня срезаются возвышенности и засыпаются углубления.

Разметка фундамента

На рабочей площадке намечают оси дома, регулирующиеся под углами 90⁰ и другими необходимыми параметрами. Важно также отметить низ траншеи, как минимум по углам здания, при этом ее глубина должна совпадать с необходимой величиной. Согласно чертежу намечают положение каждой опоры, а для контроля их по высоте применяют колышки с натянутой между ними веревкой. Специальные приборы для измерения позволят сделать замеры максимально точными.

Земляные работы

Монолитный железобетонный фундамент требует прямоугольные углубления, сделанные либо вручную, либо при помощи спецтехники. Стенки ям не нужно укреплять, если глубина заложения столбов не превышает 1 м. Иначе, шурф делают с откосами, а далее укрепляют их досками.

Для предотвращения пучение почвы от мороза на дно кладут слой из гравия или его смеси с крупным песком (подушку). Этот слой заливают водой и уплотняют трамбованием, а потом помещают рубероид или полиэтилен, которые не допускают осушение заливаемого бетона.

Установка опор

Если столбы возводят из целостного бетона, то необходимо сделать опалубку из досок, фанеры или древесно-стружечных плит, контролируя ее на совпадение вертикальной оси с использованием отвеса. Если опорами являются металлические или асбестоцементные трубы, их ставят на 30—40 см выше уровня земли. Возведение столбчатого основания из кирпича или блоков состоит из укладки гидроизоляционного материала на предварительный слой подушки, создания подложки и кладки. Конечно, кирпичи или блоки скрепляют цементным раствором.

Деревянные опоры производят из твердых пород, снизу формируют крестовину, которую устанавливают в бетон. Перед конструированием дерево обжигают или обрабатывают специальными защитными антисептиками от гниения. Асбестоцементные или металлические трубы в качестве столбов внедряют в углубления на подготовленную подушку, а потом их заполняют бетоном. Для армирования такого столбчатого фундамента применяют ребристую арматуру. В пучинистых почвах не стоит использовать опоры из бутового камня, потому что со временем при давлении столбы могут разломаться. Чтобы избежать этого, их устанавливают в форме трапеции с расширением внизу.

Армирование

Внедрение арматур производится с использованием стержней из металла, поставленных в вертикальном направлении и закрепленных горизонтальными перемычками из проволоки. Стержни стоит устанавливать так, чтобы в дальнейшем можно было связать каркас готовой опоры и ростверка, имеется в виду, что следует предусмотреть выход арматуры над опорой.

Заливка бетоном

Монолитные столбы заливают при помощи смеси цемента, гравия, песка и воды, либо товарного бетона. Перед этим помещают на дно опалубки материал для гидроизоляции, а конкретнее – рубероид.

Читайте также!

Земельный участок под строительство гаража: покупка, аренда, приватизация

Подробнее

Сооружение ростверка

Для надежности и прочности столбчатого фундамента формируют ростверк, соединяющий опоры между собой. Его можно сделать из металлической балки, швеллера или в виде сборного или целого компонента.

Создание забирки

Для утепления участка под полом при сооружении столбчатого основания и предотвращения попадания в него снега, влаги и проникающего холодного воздуха, или же пыли и мусора устанавливается забирка. Это преграждающая стенка, которая может изготавливаться из любых материалов, но обычно используется кирпич или камень.

Основанием забирки выступает бетонная стяжка, не имеющая заглубления и укладывающаяся на песчаный слой. Чтобы ее сформировать, необходима опалубка и каркас из металлических прутиков, который устраняет вероятные разломы бетона из-за движения грунта. Покрывая материалами стяжку для забирки, стоит позаботиться о технических отверстиях для подводки различных инженерных сетей для коммуникации.

Нюансы обустройства столбчатого фундамента в зависимости от типа строения

Как же сделать столбчатый фундамент? Необходимо рассчитать все с учетом типа строения, которое будет на него опираться.

• Для бани

Под баню подойдет заглубленное или мелкозаглубленное столбчатое основание с высоким ростверком. Производить расчёт стоит как под небольшой коттедж.

• Для веранды

Для нового здания необходимо делать расчет конструкции столбчатого основания только под основную часть дома.

А для отдельных построек, таких как крыльцо или веранда, предусматривается индивидуальный фундамент. Его глубина должна равняться глубине основной части.

Однако условия для его крепости не такие жесткие. Опоры под верандой могут быть меньшего сечения, и монтировать их позволительно с широким шагом. Это относится и к пристройке веранды к уже возведенному зданию, вне зависимости от типа основания.

• Для колонн

Под колонны промышленных зданий можно построить опорный фундамент. Его опоры могут быть наборными или монолитными. Материал, высота, диаметр и шаг столбов подбирается с учетом параметров самого строения и его каркаса в виде комплекса колонн.

• Под каркасный дом

Столбчатый фундамент для каркасного дома возводится на скальных и крупнокаменных породах с использованием мелкозаглубленного основания из столбов.

На сыпучем грунте устанавливаются заглубленные фундаменты. Их количество и сечение планируется с запасом твердости.

При расчетах столбчатого фундамента используется вес постройки, содержащий массу всех объектов, которые будут в ней во время эксплуатации:

• отделка;
• сантехника;
• мебель;
• бытовая техника.

Возможные ошибки при строительстве столбчатого фундамента

Обсудим только постройку дачи, поскольку там самой частой ошибкой при установке столбчатого фундамента выступает отсутствие в нем продвинутой опорной части (подошвы). Это сопряжено с желанием упростить рабочий процесс, из-за чего столбы основания заливают из бетонного раствора в подготовленных в почве вертикальных колодцах равного сечения: выкапывают или бурят вертикальный канал, стенки которого покрывают рубероидом или погружают в грунт трубу обсадным методом и заливают туда бетон. Обычно такие опоры со временем кратковременно и неравномерно проседают даже при весьма хорошей основной почве.

При выборе этой методики установки столба, рекомендуется нижнюю часть колодца сделать чуть-чуть шире: внимательно выбирая грунт из стенок небольшой лопатой или трамбуя его ниже окончания обсадной трубы. Однако размер и форма этих колодцев должны быть одинаковыми во всей конструкции. В противном случае, не получится предотвратить неравномерной осадки столбчатого основания даже в хорошей почве.

Столбчатый фундамент строят на глинистой почве с морозным пученьем. В зимнее время у таких зданий данный фундамент не позволяет уравновешивать выталкивающий процесс даже от небольшого морозного пученья: опоры поднимаются из грунта и сдвигаются в сторону, даже с подошвами, расположенными ниже уровня промерзания. Такое явление прослеживается после каждой зимы на стойках заборов, находящихся на столбчатых основаниях, но их выпрямить гораздо проще, чем заваливающийся дом.

Допускаются ошибки и при разметке столбчатого основания. Так как столбы устанавливают под точки локального давления от несущих конструкций строения (стойки колонны или балки опорной рамы), важно, чтобы они стояли строго вертикально и имели центральное загружение. Иначе в передаваемой на опору нагрузке появляется боковое направление, уводящее его в сторону. К тому же приводит малое количество столбов под нагруженной балкой: балка прогибается и посылает на столбы давление со стороны.

Читайте также!

Как залить фундамент под гараж: расчеты, подготовка, рекомендации

Подробнее

Неверные расчеты нагрузки и оценка несущих способностей почвы может привести к неравномерному проседанию основания. Профессионал сможет предотвратить это, но также вы можете сами изучить особенности строительства этого вида основания.