Один із популярних фундаментів під невеликі будинки та господарські будівлі — стовпчастий. Він привабливий невеликою вартістю, простотою виконання і тим, що побудувати його своїми руками може навіть людина не дуже досвідчена у будівельних справах. Хороший стовпчастий фундамент ще й тим, що його можна спроектувати під більшість будівель та умов.
Пристрій та види
Стовпчастий фундамент складається з певної кількості опорних стовпів, що передають навантаження від будівлі на ґрунт. Стовпи можуть мати прямокутний або круглий переріз, можуть виконуватися з:
- монолітного залізобетону;
- цегли (повнотілих керамічних, добре обпалених);
- бетонних (з важкого бетону марки не нижче В15) та залізобетонних блоків;
- бута та бутобетону.
Найнадійніші – з монолітного залізобетону. Вони можуть використовуватися на ґрунтах, схильних до здирання з високим рівнем ґрунтових вод. Решта складаються з елементів, скріплених бетонним розчином і по міцності поступаються моноліту. Їх рекомендують використовувати на нормальних ґрунтах.
Стовпи в обов'язковому поставлять в кутах будівлі, в місцях примикання стін і простінків. Якщо відстань між опорами перевищує 3 м, ставлять додаткові. Крок установки в середньому 1,5-2,5 м. Чим важче буде стояти будівля, тим менший крок, але частіше ніж через 1 м ставити немає сенсу: занадто дорогий вийде фундамент.
Види ростверку
Щоб навантаження від будівлі передавалося на стовпи рівномірно, їх пов'язують поперечною балкою - ростверком або дрібнозаглибленою стрічкою. Цим нівелюється один з головних недоліків стовпчастих основ - можливе нерівномірне усадження опор.
При будівництві дерев'яних будинків або каркасників як ростверк часто використовується дерев'яний брус великого перерізу, іноді використовують метал - профільовану трубу великого перерізу або таврові/двотаврові балки. Для зв'язку балок та обв'язки при будівництві стовпів у них закладають шпильки, спеціальні елементи кріплення чи роблять випуск арматури. Форма заставних вибирається виходячи з запланованого типу ростверку.
Для важких будинків роблять бетонну балку. Вона може бути складовою з готових залізобетонних балок, а може бути монолітною. Хоча складові реалізуються простіше (купити, поставити, зв'язати), але монолітна виходить дешевшою, та ще надійнішою. Тому монолітний ростверк використовують найчастіше. Під будинки з цегли та інших важких матеріалів він більш придатний.
При виготовленні стовпчастого фундаменту з монолітним ростверком армування стовпів роблять із випуском не менше 70 см. Ці випуски потім пов'язую з арматурою каркаса ростверку.
Прибудови та їх фундамент
Якщо до будинку є легші прибудови - ганок, веранда, траса - фундаменти роблять окремими та нескладними. Це означає, що для дому роблять свій контур, для ганку – свій. І вони між собою не повинні мати точок дотику. Оскільки ростверки (балки, що проходять по верху опор) розташовуються поруч, між ними укладають демпферний шар. Наприклад, руберойд у два шари, картон з мінеральної вати та інші подібні матеріали.
Це необхідно так як вага цих елементів дуже відрізняється, відповідно відрізняється величина навантаження на фундамент. Якщо зробити його зв'язковим, велика різниця викликає перекіс, а можливе руйнування будівлі.
Чим закрити проміжки між стовпами
При встановленні стовпчастого фундаменту будинок виходить піднятим над землею і під чорновим підлогою гуляє протяг. Це добре для підтримки нормальної вологості деревини, але погано для опалення: занадто холодна виходить підлога. Ще один момент: під будинком любить селитися будь-яка живність. І домашня, і не дуже… З цих причин простір між стовпами намагаються закрити. Зробити це можна двома способами:
- влаштуванням забірки - кам'яної або цегляної кладки між стовпами;
- прикріпивши шматки листового матеріалу або оздоблювальні матеріали.
Простіше, звичайно, прикріпити листовий матеріал. Його тоді відрізають з таким розрахунком, щоб він не впирався у ґрунт. Зазор, що залишився, знадобиться і для вентиляції і для компенсації пучення.
Забірку роблять якщо планують робити утеплене вимощення навколо будинку. При цьому її встановлюють так, щоб вона не підпирала ростверк або нижню обв'язку - роблять в один рівень із зовнішньою кромкою стовпів (вони повинні бути ширші за стіну мінімум на 10 см).
Під забірку бажано підготувати основу: викопати траншею глибиною не менше 20-30 см, насипати і утрамбувати шар піску, на нього щебінь, який теж трамбують. Потім на цю ущільнену основу ставлять декоративну стіну.
На нормальних ґрунтах невеликі легкі будівлі площею не більше 30 квадратних метрів – типу сараю, альтанки та інших подібних будівель – можна робити на полегшеному фундаменті. Його називають опорно-стовпчастим. Зазвичай, це один або кілька бетонних блоків, покладених на піщано-гравійну подушку.
Планування стовпів таке саме: під кутами, у місцях примикання стін та проміжні, якщо необхідно. При такому типі важливо добре утрамбувати подушку, збільшивши цим несучу здатність грунту. І ще один момент: на сипких або глинистих водонасичених ґрунтах такий тип підстави не використовувати. Навіть під або . Він буде абсолютно ненадійним.
Чим відрізняється пальовий та стовпчастий фундамент
Якщо подивитися на стовпчастий фундамент із круглими стовпами та пальовий, на перший погляд різниці немає. Але вона є. Це — ґрунти, на яких вони ставляться і глибина, на яку заглиблюються. Палеві фундаменти ставлять на ґрунтах зі слабкою несучою здатністю і їхнє завдання — пройти нестабільні ґрунти та передати навантаження від будинку більш щільним шарам. Стовпчасті ставлять на ґрунтах з нормальною несучою здатністю та їх глибина визначається типом ґрунту, кліматичною зоною та рівнем ґрунтових вод. Конструктивно вони схожі, але завдання мають різні, як і різну область застосування.
Що таке пучення ґрунту і як воно впливає на вибір фундаменту
Найскладніші для будівництва це глинисті ґрунти. Вони погано відводять воду, і вона накопичується у невеликих порожнинах. При замерзанні вона значно збільшує об'єм ґрунту. Збільшуючись в обсязі ґрунт тисне на все, що в ньому знаходиться, включаючи фундамент. Це явище називається пученням (ґрунт спучується), а ґрунти, а яких вони явно виражені — пучинистими.
Сили пучення прикладаються як знизу, намагаючись виштовхнути стовп, і з боків, намагаючись зрушити опору убік. Саме тому в глинистих — пучинистих — ґрунтах краще робити стовпи монолітними з армуванням.
Також, щоб стовпи не виштовхувало вгору, нижню частину роблять розширеною. Цю область називають п'ятою і за розмірами вона зазвичай вдвічі перевищує розміри стовпа, а її висота дорівнює 1/3 перерізу стовпа. Наприклад, під стовп 40 див роблять п'яту 80*80 див, висотою 13 див або близько.
Шви між блоками/цеглою/камінням у збірних стовпах далеко не завжди здатні протистояти бічним навантаженням, тому для зменшення впливу сил пучення на збірних стовпчастих фундаментах їх роблять зі скошеними стінками. Це підвищує їх надійність у пучинистих ґрунтах. На нормальних ґрунтах стовпи складають із рівними стінками.
Область застосування
Як мовилося раніше, стовпчастий фундамент називають ще стовпової чи стовпах) нормально поводиться на грунтах з нормальної несучою здатністю. На сипких пісках, торфовищах та інших нестабільних підставах вони не застосовуються. Основні його особливості — неможливо організувати підвал і проміжок між рівнем грунту і чорновою підлогою. Їх теж треба мати на увазі при виборі.
Підходять вони для наступних випадків:
У той же час є ряд ситуацій (крім слабких ґрунтів), коли фундаменти на стовпах використовувати не рекомендують:
- при великому перепаді висот на ділянці забудови – понад 2 м;
- при складній геології з можливим усуненням пластів.
В інших випадках їх можна використати.
Глибина закладання
Основний критерій вибору параметрів фундаменту – забезпечення цілісності. Тому, при плануванні, завжди закладають запас міцності близько 20-40%. Він компенсує (до певної міри) непередбачені зміни умов (рівня ґрунтових вод, непередбачено низьких зимових температур) або навантажень. Особливо яскраво це проявляється саме при плануванні фундаментів: і глибину закладення беруть із запасом і здатність, що несе, зазвичай занижують. Воно й зрозуміло: додати щось до вже готового фундаменту витівка чи дуже дорога чи нереальна.
Найбільший запас міцності закладають на пучинистих ґрунтах: прорахувати їх прояв неможливо, тому намагаються зробити якнайнадійніше. Для цього для приватних будинків фундаменти закопують нижче за глибину промерзання грунту. Ви дізнаєтесь середні дані по вашому регіону, і додаєте до цієї цифри близько 15-25 см. Так отримуєте глибину закладення фундаменту. Наприклад, по регіону ґрунт промерзає на 1,5 м, отже, глибина закладення фундаменту 1,65-1,75 м.
Як ви розумієте, якщо робити збірні стовпи - з цегли, буту, блоків - доведеться під кожен копати пристойних розмірів яму. Дно має бути нижче за глибину закладення на 20 см, щоб зробити відсипку. Також яма має бути пристойно ширшою – у ній треба буде працювати, складаючи опори. Це ще одна причина чому роблять монолітні стовпи: під них буряться лунки, на дно висипається гравій або пісок і вставляється опалубка (найчастіше труби потрібного діаметру). Всередину яких встановлюють армуючий елемент – каркас з арматури чи металеву трубу.
Це правило працює для важких будівель. Але під них стовпчасті фундаменти роблять нечасто. Їх ставлять в основному під легкі будівлі: дерев'яні або господарські будівлі. Якщо у такому будинку не планується підвал, доцільніше зробити фундамент малозаглиблений (глибина закладення від 0,5 до 0,7 рівня промерзання) або незаглиблений (від 0,3 до 0,5 глибини промерзання).
Приклад влаштування незаглибленого стовпчастого фундаменту при глибині промерзання 1,2 м (1/3 від 120 см - це 40 см)
При такому виборі сили здирання діятимуть на стовпи, але оскільки їх площа менша, ніж у стрічки, то і вплив виявиться не таким сильним. Ці дії успішно компенсуються конструкцією каркасного або дерев'яного будинку. Тим більше, що вживаються додаткові заходи щодо зниження впливу сил пучення:
- на дні ями під стовп роблять гравійну подушку, яка частина навантаження приймає він;
- роблять бічні поверхні гладкими і додатково змащують їх солідолом, бітумною мастикою, епоксидною смолою і т.п.
- роблять утеплену
В результаті більшості випадків господарі навіть не помічають, що фундамент «випучало». Якісь опори трохи піднялися, ростверк та обв'язка їх компенсували. Після відтавання ґрунту все повернулося на місце.
У грунтах стовпчастий фундамент, що добре відводять воду, роблять дрібного закладення або незаглиблений. Тут важливо лише правильно підібрати площу колон, щоб рівномірно передавати навантаження.
Розміри стовпів
Є мінімальні розміри опор стовпчастого фундаменту. Вони і залежать від матеріалів:
- Монолітний залізобетон 30 см.
- Стовпи з обпаленої цегли - 38 см;
- Бут, бетонні блоки та бутобетон - 40 см;
- Кам'яна кладка – 60 см.
Але при цьому розмір стовпа повинен бути на 10 см більший за ширину стіни. Для нормальної роботи фундаменту необхідно, щоб стіна припадала на середину опори і з боків вона виступала не менш ніж на 5 см.
Етапи будівництва
Як завжди починається все з прибирання майданчика та розмітки. З усієї площадки знімають дерен, видаляють родючий шар. Він не вважається несучим і його вивозять. При цьому роблять вирівнювання - зрізають пагорби, засипають і утрамбовують ями та западини. Контролюють горизонтальність за допомогою двох-трьохметрової дошки із встановленим на неї будівельним рівнем.
Розмітка
По периметру будівлі встановлюють обноску - стовпи або стовпи з прибитими планками - лавочки. Їх ставлять з відривом близько метра від периметра майбутнього будинку. За допомогою шнурів, натягнутих між ними, позначають периметр та ширину майбутніх стовпів.
Як робити розмітку фундаменту
При виставлянні стежать, щоб кути були строго під 90°, перемірюють діагоналі прямокутників. Вони мають бути рівними. У місцях перетину натягнутих шнурів опускають вниз перпендикуляр (за допомогою схилу), помічаючи на грунті габарити стовпів.
Так можна зробити їх однаковими, а також стежити за висотою при виставлянні опалубки для монолітних стовпів або при укладанні збірних.
Риття ям під стовпи
Під збірні фундаменти ями копають вручну або екскаватором. Якщо глибина потрібна до 1 м і ґрунт не сипкий, можна їх копати з прямими стінками. Якщо глибина більша чи є ознаки осипання, схили роблять похилими.
Коли вийшли на проектну глибину фундаменту, копають на 20-30 см нижче. Дно вирівнюють, його розміри мають бути на 10-20 см більше, ніж плановані габарити п'яти або стовпа.
Простіше з круглими стовпами. Під них буряться свердловини ручним чи автоматизованим буром. Якщо планується розширення внизу — п'ята, можна зробити свердловину ширше — за розміром п'яти, або використовувати бур зі складним лезом. Він називається буром ТІСЕ. Додаткове лезо відкривається після досягнення заданої глибини.
Влаштування піщано-гравійної подушки
На дно насипають шар щебеню близько 10-15 см та його добре трамбують. На утрамбований щебінь насипають крупнозернистий пісок. Його проливають та трамбують. Загальний шар піщано-гравійної подушки має бути таким, щоб вийти на задану глибину залягання фундаменту.
У випадку з круглими стовпами подушка робиться також трамбування робиться по можливості. Беруть довгу жердину, якою ущільнюють підсипку.
Влаштування п'яти
Якщо стовпи роблять збірні - з блоків, цегли, буту, простіше зробити п'яту з готового бетонного блоку. Ставлять на пісок, вирівняний у рівень блок-подушку. Вона має трапецієподібний переріз, що зручно.
Два типи п'яти — монолітна з бетонного блоку
Для монолітних можна зробити полушку з моноліту. Ставлять опалубку за заданими розмірами (вдвічі більше стовпа у перерізі та не менше 1/3 перетину за висотою). Укладають арматуру у два яруси. Використовують дротик 12-14 мм діаметром. Також у п'яту встановлюється арматура, яка потім піде на стовп. В результаті виходить єдина залізобетонна конструкція.
Будівництво стовпів
Якщо йдеться про монолітний стовп, то ставлять опалубку, всередину встановлюють арматуру. Опалубка для квадратних стовпів збивається з дощок, для круглих можна використовувати пластикові труби відповідного діаметра. Є економ-варіант опалубки - згорнутий рулоном руберойд необхідної довжини. Його скручують у трубу необхідного діаметра, навертаючи на зразок. Зробивши два-три шари кріплять скотчем. Виходить надійна опалубка, яка навіть у частині, що виступає над землею, нормально тримає розчин.
Для армування зазвичай використовують три-чотири прути арматури класу A III діаметром 12-14 мм (для квадратних обов'язково 4, для круглих можна 3). Вони пов'язані між собою в єдину конструкцію встановленими через 20-25 см поперечними перев'язками. Їх можна робити із гладкої арматури класу A I, діаметром 6-8 мм. Каркас краще в'язати, а не приварювати - вище міцність.
Зверніть увагу, що від краю опалубки до прутка арматури має бути відстань щонайменше 50 мм. Воно необхідно щоб метал не іржавів. На фото нижче приклад неправильного армування: арматура впритул до опалубки. Вона швидко поржавіє і стовп може зламатися.
Якщо складаються стовпи з цегли, то його треба брати марки не нижче 100, повнотіла, добре обпалена. Якщо на ділянці високий рівень ґрунтових вод, цегляні стовпи не підуть: вони швидко зруйнуються. Розчин для кладки стовпів з цегли роблять на портландцементі не нижче М 300, а краще 400 або 500. Є кілька варіантів розчину:
- 1 частина цементу, 3 піски;
- 1 цементу, 2 вапняного тіста, 10 піску;
- 1 частина цементу, 1 частина глиняного тесла, 10 частин піску.
Кладку ведуть із перев'язкою, ретельно перевіряючи вертикальність. Навіть невеликі відхилення можуть призвести потім до руйнування фундаменту, а може, й будівлі.
При кладці бутового стовпчастого фундаменту каміння вибирають плоскі з рівними гранями. При кладці навантаження по вертикалі має передаватися всю площину каменю, а чи не окремі його ділянки. Кладають камені теж з перев'язкою, укладаючи у кути найбільші фрагменти, дрібнішими заповнюючи проміжки.
Товщина каміння не повинна бути більше 30 см. Їх укладають на розчин, щільно підганяючи один до одного. Проміжки заповнюють щебенем, добре його трамбуючи. Для підвищення міцності такі стовпи можна армувати як вертикально, і горизонтально. Горизонтальне армування роблять кожні 25-40 см, вертикально вставляють прутки не менше 6 мм у діаметрі, можна використовувати арматурну сітку із дроту такого ж діаметра.
Важливо: стовпи мають бути вигнані до одного рівня. Для цього під час будівництва або заливки постійно відбивайте вертикальну площину: зрізати верхівки довго та складно.
Пристрій ростверку
Як уже говорилося раніше, при заливанні монолітних стовпів у верхівки встановлюють заставні деталі:
- шпильки для зв'язування з брусом дерев'яної або металевої обв'язки;
- арматурні випуски не менше 70 см довжини для зв'язку з арматурним каркасом монолітного ростверку.
Пристрій обв'язки розглядається при описі. Про пристрій монолітного ростверку можна прочитати у статті Все збігається, аж до розрахунку несучої можливості.
Гідроізоляція
Для запобігання підсмоктування вологи з ґрунту між фундаментом/ростверком і обв'язкою або першим рядом кладки необхідний шар гідроізоляції. Можна використовувати обмазувальну (найпоширеніша - бітумна мастика) або рулонну або їхню комбінацію.
Ізолювати стовпи немає сенсу. Для бетонних стовпів наявність вологи мінусом не є як і для бутових. А цегляну краще ставити на сухих ґрунтах. Ось їх поверхня, може і варто просочити якимось просоченням глибокого проникнення, що в рази знижує гігроскопічність. Проблема лише у тому, що коштують вони дорого.
Фундамент зі стовпів – універсальний варіант. Таку основу споруджують, не враховуючи тип ґрунту, і серйозних робіт з гідроізоляції та утеплення вона не вимагає. Тому зводити стовпчастий фундамент вирішуються без сумнівів, навіть не володіючи знаннями будівельника.
Унікальний фундамент із «стрижнів»
Щоб зрозуміти, що таке стовпчастий фундамент, варто детально розглянути його плюси та мінуси, завдання та влаштування.
Стовпчастий фундамент значно відрізняється від стрічкового, оскільки споруджується не по всьому периметру будівлі
Переваги та недоліки стовпчастої основи
Безперечними перевагами фундаменту з опорних стовпів вважають:
До недоліків стовпчастого фундаменту приписують:
Усі мінуси основи зі стовпів можна розглядати як щось важливе, якщо споруджувати цю конструкцію з урахуванням її призначення.
Завдання конструкції з опорних стовпів
Будувати стовпчастий фундамент доцільно для таких об'єктів, як:
- будинок без підвального приміщення зі стінами із легких матеріалів;
- цегляна споруда, яка з економічних причин не може бути поставлена на стрічковому фундаменті і тому споруджується на стовпах, заглиблених у землю на 2 метри;
- будівля, що зводиться в місцевості з ґрунтом, схильний до витріщання через низькі температури і внаслідок цього негативно впливає на будь-який фундамент, крім стовпчастого.
На стовпи розумно ставити лише невеликі будиночки з легких матеріалів, адже вага інших будов опори не витримають.
Від спорудження конструкції з опорних стовпів краще взагалі відмовитись у таких випадках:
- ґрунт на майданчику під будівництво слабкий або рухливий, що може стати причиною перекидання недостатньо стійкого фундаменту;
- земля на ділянці містить велику кількість торфу, осадових порід чи глини, насиченою водою;
- будинок планується будувати з важкої сировини, наприклад цегли товщиною понад 5 см або залізобетонних типових плит;
- фінанси та час на облаштування цоколя значно урізані (при створенні стовпчастому фундаменті цоколь сам собою не утворюється, як це буває під час будівництва стрічкової основи);
- ґрунт на ділянці під будівництво будинку відрізняється різким перепадом висот (від 2 метрів).
Стовпчастий фундамент може бути влаштований тільки на твердому та рівному грунті, оскільки він не відрізняється ідеальною стійкістю.
Вид фундаменту з окремих опор
Стовпчаста опорна конструкція під будинок - це система стовпів, розставлених у кутах, зонах схрещування стін та знаходження несучих простінців або балок, на які припадає вага всієї будівлі. Щоб стовпи функціонували як єдина конструкція та були максимально стійкі, їх об'єднують за допомогою ростверку – обв'язувальних балок.
Стовпчастим фундаментом, що споруджується найчастіше, вважається конструкція з монолітних залізобетонних блоків.
Фундамент може бути виготовлений з бетонних блоків, а ростверк - з деревини.
Зазвичай стовпи розташовують, залишаючи між ними від 2 до 2,5 метра порожнього простору.Але в деяких випадках будівельники виходять за рамки традиційного варіанта розміщення опор.
Коли стовпи монтують у землі через кожні 2–2,5 метри, ростверк створюють як стандартну армовану перемичку. При цьому не об'єднують в єдиний ансамбль веранду, що прибудовуються до будинку, ганок і терасу.
Для місць на зразок ганку організують окремі основи, що поділяються деформаційним швом. Це необхідний захід, адже вага додаткових приміщень завжди відрізняється від ваги будинку, тому й усадка у цих будов не може бути однаковою.
Зазвичай стовпи розставляють на відстані 2-2,5 м один від одного
Відстань між стовпами роблять більшою (від 2, 5 до 3 метрів), посилаючись на значну потужність обв'язувальних балок. Найбільш надійний ростверк створюють у вигляді єдиної чи збірної балки. А проста конструкція, що з'єднує опори, може бути зроблена з металевих деталей, наприклад, швелерів або профілів.
Варіації основи зі стовпів
Яким буде стовпчастий фундамент, вирішують, спираючись на кількість фінансів та вміння самостійно займатися будівництвом.
Блокові опори
Стовпчастий фундамент може бути складений з бетонних або залізобетонних блоків, що виготовляються окремо та монтуються безпосередньо при облаштуванні опорної конструкції для будівництва.
Кожен стовп конструкції можна зібрати з окремих блоків – дуже надійного матеріалу
У ДЕРЖСТАНДАРТ вказано, що блоки, які підуть на спорудження фундаменту, необхідно виробляти з бетону марки не нижче М-100. Що стосується розміру блоків, то приватні забудовники звикли купувати сировину з параметрами 20*20*40 см і вагою 32 кг. Щодо легкими вважаються фундаментні блоки з керамзитобетону – матеріалу, який стійкий до термічного впливу.
Великі блокові конструкції із залізобетону можна укладати тільки будівельним краном, адже їх вага може дорівнювати навіть двом тоннам. Подібні блоки посилюють спеціальною арматурою з діаметром від 9 до 15 мм і використовують виключно для спорудження стрічкових та плитних основ під величезні цегляні споруди.
Найчастіше для самостійної споруди стовпчастого фундаменту беруть легкі невеликі блоки, оскільки з великої сировини побудувати опори вийде лише із застосуванням техніки.
Найкраща глибина закріплення стовпа із блоків у землі – від 50 см до 1 метра. Якщо ж тип ґрунту і вага будівлі диктують інші вимоги, то розумніше споруджувати не блоковий фундамент, а основу з азбестоцементних труб, наповнених бетоном. Закладати блоки на глибину понад 1 метр занадто важко.
Цегляні стовпи
Надумавши споруджувати стовпчастий фундамент із цегли, необхідно закуповувати тільки червону повнотілу керамічну будівельну сировину. Цей матеріал відповідає всім необхідним вимогам: він водонепроникний, надзвичайно міцний і морозостійкий.
Така характеристика цегли, як морозостійкість, вважається дуже важливою. Чим більший показник несприйнятливості до низької температури, тим більше будівельна сировина служить. Наприклад, морозостійкість 70 вказує на те, що цегла зіпсується не раніше ніж через 70 років.
Для спорудження фундаменту прийнято використовувати червону повнотілу керамічну цеглу, адже вона найбільш міцна
З цегли можна споруджувати як малозаглиблений, так і заглиблений стовпчастий фундамент. Глибина першого варіанта основи коливається між 40 і 70 см. А заглиблений фундамент завжди встановлюється нижче за рівень промерзання ґрунту на 30–50 см.
Розташовувати опорну конструкцію на значній відстані від поверхні землі вирішуються, коли грунт на будівельній ділянці безодня, а рівень підземних вод непостійний.
Щоб зробити основу надійною, цегляні опори стовпчастого фундаменту потрібно створювати в 2 цеглини
Головні стовпи фундаментат (опори, що стоять у кутах зовнішніх стін та у місцях перетину внутрішніх перегородок) прийнято виготовляти у 2 або 2,5 цегли. В інших випадках стовпи дозволяється виконувати в півтори цегли та розставляти на відстані півтора або двох метрів один від одного.
"Ніжки" з дерева
Основа з дерев'яних «ніжок» – найекономічніший варіант. Колоди, придатні для фундаменту, нескладно зрубати і обробити самотужки.
Стовпчастий фундамент із дерев'яних опор прийнято споруджувати під будиночок для проживання протягом літа або крихітну будову з деревини.
Дерев'яні стовпи призначені тільки для найлегших тимчасових будівель, тому що під надмірним тиском вони можуть зламатися.
Найкраща сировина для створення дерев'яних опор - це деревина сосни, дуба або модрини.«Стрижні» вирізають з комлевої частини колоди з діаметром від 2 до 40 см. Ставлячи в ями, стовпи з деревини закріплюють з боків цеглою, камінням або утрамбованим насипом щебеню.
Іноді дерев'яні опори фіксують дома бетонним розчином. При цьому стовпи занурюють у рідкий бетон на 10 см. Іншим хорошим фіксатором для опор з деревини може виступати хрестовина, зроблена з двох пластин довжиною 0,8 метра, скомпонованих у положенні хрест-навхрест.
Щоб закріпити стовп на хрестовині, у його нижній частині вирізують шип. Він вставляється в паз, виконаний у центральній зоні хрестовини. Потім стовп фіксується на своєрідній платформі косинками.
Для надійного закріплення стовпа в ґрунті використовують хрестовину та укосини.
Дерев'яні опори слід особливим чином захищати від гниття. Спочатку їх покривають глиною так, щоб утворився шар товщиною 1 см, потім обпалюють розжареним вугіллям. Останнє завдання виконують неспішно, стежачи за тим, щоб обвуглилося буквально 1,5 см деревини. Обпалені стовпи обробляють підігрітим бітумом або гудроном і висушують.
Під зовнішні стіни дерев'яні опори занурюють у землю глибину від 70 до 120 див.А стовпи для підтримки перегородок усередині будинку ставлять на глибину 50 см.
Основні стовпи дерев'яного фундаменту слід занурювати на глибину в 70-120 см
Моноліт
Будівлі в 2 або 3 поверхи краще споруджувати на стовпчастій монолітній основі. Такий фундамент не просяде навіть під значним тиском.
Стовпчастий монолітний фундамент без проблем слугує понад 100 років. Кожен стовп цієї опорної конструкції здатний тримати на собі предмет вагою 100 тонн.
Монолітний фундамент вважається найпопулярнішою конструкцією в порівнянні з іншими стовпчастими основами
Монолітна основа зі стовпів створюється з бетону, посиленого металевими прутами та залитого у спеціальні форми – труби або опалубки. Цей фундамент виходить надзвичайно довговічним, тому що повністю позбавлений швів.
Стовпчастий фундамент своїми руками: покрокова інструкція
До спорудження стовпчастої конструкції під будинок приступають лише після виконання розрахунків та підготовки будівельної ділянки.
Необхідні обчислення
Розрахунок потрібен, щоб дізнатися, скільки буде потрібно стовпів, і якими вони мають бути за розміром.
Перед обчислювальними діями потрібно протестувати ґрунт на будівельному майданчику - пробурити свердловину з глибиною на 60 см нижче за рівень, на якому планується встановлювати стовпи фундаменту. У разі виявлення під несучим ґрунтом землі, просоченої водою і тому слабкою, рішення про будівництво стовпчастої основи краще скасувати. Стовпи, що зазнають навантаження, у нетвердому ґрунті навряд чи зможуть стояти нерухомо.
Перша свердловина на будівельному майданчику має бути тестовою - для перевірки стану ґрунту
Визначення навантаження на ґрунт
Переконавшись, що на ділянці можна споруджувати стовпчастий фундамент, слід дізнатися, який тиск зазнаватиме земля. Для цього потрібно визначити вагу майбутнього будинку.
Розраховуючи, яким стане тиск на землю після будівництва будинку, слід додавати до ваги споруди масу фундаменту. Для цього необхідно визначити зразковий обсяг конструкції та помножити отриману цифру на питому вагу матеріалу. Наприклад, у залізобетону цей показник дорівнює 2500 кг/м³.
Таблиця: наближені значення частки для елементів будівництва
| Конструкції | Питома вага, кг/м² |
| Стіни | |
| Стіни з цегли (товщиною в півцегли) | 200–250 |
| Стіни з блоків пінобетону або газобетону завтовшки 30 см | 180 |
| Стіни з колод діаметром 24 см | 135 |
| Стіни із бруса товщиною 15 см | 120 |
| Каркасні утеплені стіни завтовшки 15 см | 50 |
| Перекриття | |
| Цокольні та між поверхами по дерев'яних балках (утеплені матеріалом щільністю до 200 кг/м³) | 100 |
| Горищні по дерев'яних балках (утеплені матеріалом щільністю до 200 кг/м³) | 150 |
| Бетонні пустотні плити | 350 |
| Монолітні (із залізобетону) | 500 |
| Експлуатаційне навантаження для цокольних та міжповерхових перекриттів | 210 | 105 |
| Дах з урахуванням крокв, обрешітки та покрівельного матеріалу | |
| З покрівлею з листової сталі, металевої черепиці або профнастилу. | 30 |
| З руберойдовою покрівлею в 2 шари | 40 |
| З покрівлею з шиферу | 50 |
| З покрівлею з натуральної керамічної черепиці | 80 | 100 | 50 | 190 |
*Коли скат даху нахилений більш ніж на 60 градусів, снігове навантаження зводиться до нуля.
Сумарна площа основ стовпів
Як тільки стає відомо, скільки важитиме майбутній будинок, дізнаються мінімально необхідну сумарну площу основ усіх стовпів. Для визначення цього параметра користуються формулою S = 1, 3 * P/R0. Цифра 1, 3 позначає коефіцієнт запасу надійності, P - загальна вага будівлі в кг (з урахуванням фундаменту), а R 0 - розрахунковий опір несучого ґрунту в кг/см².
Таблиця: зразкові значення опору несучого ґрунту на глибині 1,5 метра
Приклад визначення кількості стовпів основи
Спробуємо розрахувати, скільки круглих опор знадобиться для влаштування стовпчастої основи під невеликий каркасно-щитовий будинок з розмірами 5х6 метрів. При цьому враховуємо, що висота першого поверху дорівнює 2,7 м, а цей параметр у фронтона становить 2,5 м. також не забуваємо використовувати такі дані, як матеріал покрівлі (шифер), тип несучого грунту (суглинок) і глибина промерзання ( 1,3 м).
Каркасний будинок може бути встановлений на 10 стовпах
Розрахунок ваги будівлі виконується так:
- Визначається площа всіх стін з урахуванням фронтонів (72 м²) та їх маса (72×50 = 3600 кг).
- Знаходиться загальна площа та маса перекриттів. Оскільки в будинку є цокольне та міжповерхове перекриття, їхня площа становить 60 м², а маса – 6000 кг (60 × 100 = 6000 кг).
- Експлуатаційне навантаження є також і на 1-му і на мансардному поверсі. Значення її дорівнюватиме 12600 кг (60 × 210 = 12600 кг).
- Площа даху становить у прикладі близько 46 м². Її маса при шиферній покрівлі – 2300 кг (46×50 = 2300 кг).
- Снігове навантаження приймаємо рівним нулю, так як кут нахилу схилів даху більше 60˚.
- Визначимо попередню масу фундаменту. Для цього умовно вибираємо діаметр майбутніх стовпів та їх кількість. Допустимо, у нас є бур діаметром 400 мм, це значення і візьмемо. Число стовпів попередньо береться виходячи з умови – один стовп на 2 метри периметра фундаменту. У нас буде 22/2 = 11 штук. Тепер розраховуємо об'єм одного стовпа заввишки 2 метри (заглиблюємо на 0, 2 м нижче за глибину промерзання + 0,5 метра піднімається над землею): π × 0,2² × 2 = 0, 24 м³. Маса одного стовпа дорівнює 600 кг (0,24×2500 = 600 кг), а маса всього фундаменту – 6600 кг (600×11 = 6600 кг).
- Підсумовуємо всі отримані значення та визначаємо загальну вагу будинку: Р = 31100 кг.
- Мінімальна необхідна сумарна площа основ всіх стовпів дорівнюватиме 11550 см² (S = 1,3×31100/3,5 = 11550 см²).
- Площа основи одного стовпа діаметром 400 мм дорівнюватиме 1250 см². Отже, у нашому фундаменті має бути щонайменше 10 стовпів (11550/1250 = 10).
Якщо зменшити діаметр опор основи, їх кількість збільшиться. Наприклад, озброївшись буром, що створює свердловини розміром 30 см, потрібно встановити хоча б 16 стовпів.
Підготовка до будівництва
До заливки стовпчастого фундаменту на ділянці потрібно подбати про таке:
- Очистити майданчик від сміття та прибрати родючий шар ґрунту завтовшки 30 см.
- Виявлений під віддаленим ґрунтом великий або середній пісок прийняти за основу для фундаменту, а глинистий ґрунт, який зустрічається не рідше за піщаний, - зміцнити, засипавши пластом з двох матеріалів - піску і гравію.
- Вирівняти ділянку під будівництво, усуваючи пагорби та ями, та перевірити його горизонтальність за допомогою рівня, встановленого на двометрову рівну дошку.
Рівність підготовленої ділянки перевіряють рейкою
- Завести на майданчик будівельну сировину та встановити по периметру майбутньої будови обноску (стовпи на відстані 2 м від будівлі та прибиті до них дошки з відмітками розміру ям та опор). Правильність розбивки осьових ліній необхідно контролювати, вимірюючи відстані від рулетки. Крім цього, слід перевірити, чи прямими вийшли кути фундаменту у формі прямокутника або квадрата.
- Розбити на ділянці план майбутнього будинку, тобто відзначити його параметри за допомогою кілочків.
- Створити ями для установки стовпів (за необхідності зробити свердловини під дерев'яні опори можна скористатися буром, а у разі монтажу стовпів із залізобетону варто озброїтися лопатою).
- Засипати дно ям гравієм та піском та зволожити. Готові «подушки» потрібно утрамбувати та закрити поліетиленом або руберойдом.
Дно пробурених ям укріплюють твердим матеріалом, наприклад, Процес гравієм
Створення опалубки для стовпів
Відмінним варіантом опалубки для опор під будинок може стати тимчасова конструкція зі струганих з одного боку (стругана частина встановлюється обличчям до бетону) дощ будь-яких порід дерева, товщиною від 25 до 40 мм, шириною від 12 до 15 см і вологістю не більше 25%.
Замість дощок, при спорудженні опалубки можна скористатися деревно-стружковими плитами, водостійкою клеєною фанерою або металевими листами. Однак краще вибирати саме дошки, оскільки вони менше зчіплюються з бетонним розчином.
Дерев'яна опалубка стовпчастого фундаменту – це стандартний варіант
Тимчасову допоміжну конструкцію необхідно встановлювати впритул до стінок викопаної свердловини і перпендикулярно до підошви основи. Правильність виконаного завдання рекомендується перевіряти схилом.
Якщо як матеріал для спорудження опалубки були обрані дошки, то треба мати на увазі, що вони повинні бути ретельно змочені водою. Проігнорувавши цю умову, можна отримати неміцні стовпи, адже суха деревина всмоктує вологу як губка, і через це погіршує властивості бетону.
Опалубка з руберойду – це нововведення
Допоміжною конструкцією при будівництві стовпчастого фундаменту може стати і незнімна опалубка з руберойду. Цей матеріал одразу виконує кілька завдань: служить формою для заливки бетону та захищає опори від вогкості.
Опалубка з руберойду - гарне рішення, якщо грунт у створеній свердловині щільний і неосипається.
Щоб зробити допоміжну конструкцію з руберойду, діємо так:
Особливості заливання фундаменту
Якщо домашній умілець прихильник традиційного способу заливання фундаменту, то для виконання цієї місії він має зробити наступне:
Той, хто не цурається альтернативних методів спорудження основи під будинок, може зробити фундамент із застосуванням бура ТІСЕ. Інструмент дозволить створити стовпчасту конструкцію з розширенням біля основи, що надасть унікальну можливість поставити на опори більш важку споруду або зменшити кількість стовпів.
Стовп із розширенням (за технологією ТИСЕ) формують поетапно:
Відео: приклад будівництва стовпчастого фундаменту за технологією ТИСЕ
Впоратися зі спорудженням стовпчастого фундаменту під силу навіть одній людині. Для цієї роботи не потрібно шукати ні техніку, ні найманих робітників, ні велику кількість матеріалів.
Стовпчастий фундамент можна вважати молодшим братом більш індустріального пальового фундаменту, оскільки він має схожу конструкцію та принцип роботи. В обох випадках по осях будівлі розташовується система окремих вертикальних опор прямокутного або круглого перерізу, які є у всіх точках перетину несучих стін, по кутах, під особливо навантаженими ділянками (кам'яні печі, міжкімнатні перегородки основи сходових маршів, колони). І там, і там може застосовуватися ростверк для зв'язування основних елементів фундаменту, простір між стійками заповнюється - виконується так звана «забірка».
Головна відмінність полягає в наступному - стовпи не заводять нижче за глибину промерзання (це вже будуть палі, довжина яких у землі стартує з 2 метрів), тому вони надають тільки підошовний тиск, що здавлює, на грунт, тоді як сила тертя в зоні бічних стінок має незначні показники. Виходячи з цієї обставини, технологічно стовпчастий фундамент може бути не тільки цілісним/монолітним, а й збиратися з готових штучних елементів. Погодьтеся, виконати цегляну кладку, наприклад, у триметровому шурфі просто нереально, а при заглибленні в 40-70 см – без проблем.
Стовпчастий фундамент має свої явні переваги:
- порівняно невисока вартість — він приблизно в 1,5-2 рази дешевший за свого прямого конкурента, дрібнозаглибленого стрічкового монолітного фундаменту (менше матеріалів і земляних робіт, не потрібна техніка);
- мала трудомісткість;
- будувати його можна навіть поодинці, поетапно виготовляючи окремі елементи.
Природно, цей фундамент не є універсальним, інакше всі будували б на стовпах, і просто не існувало б інших варіантів. Не називатимемо це його недоліком, правильніше буде — специфіка.
Через невелику сумарну опорну поверхню стовпчастий фундамент не може коректно передати на ґрунт масу важкого будинку. Стислі сили під підошвами опор виявляються настільки великі, що основа не здатна витримати вагу будови, потрібне збільшення кількості стовпів та площі їх поперечного перерізу, що нейтралізує економічну вигоду від застосування такого фундаменту. Тому стовпчасті фундаменти доцільно використовувати тільки для легких будинків з деревини (каркасних, з бруса, з колоди), для будівель з полегшених мінеральних матеріалів, якщо вони невеликі, малоповерхові, з дерев'яними перекриттями. У будь-якому випадку, навантаження і опір грунту слід вважати, про це буде нижче.
Обмеження, що випливає з першого пункту, — не можна такий фундамент закладати на водонасичених, слабонесучих і пучинистих грунтах. Заболочені і слабонесучі основи не можуть витримати концентрованих навантажень і просаджуються, а можливі сили морозного пучення легко долають невелику завантаженість фундаменту від легкої будівлі (з ваговим моментом ми вже визначилися). На пухких нестабільних ділянках краще працюють палі, які або «дістають» до щільних порід, або завдяки своїй довжині і великій зовнішній поверхні чіпляються, використовуючи сили тертя.
Небезпечно використовувати стовпи на крутих схилах (якщо перепад висот під будинком наближається до 1,5-2 метрів). У таких умовах занадто активно діють горизонтально спрямовані сили, що зсувають, які здатні просто перекинути будову. Тим більше, що глибина залягання стовпчастого фундаменту маленька за визначенням, а, отже, і чіпляється будинок за основу порівняно слабко.
Конструктивно цей фундамент не передбачає влаштування заглиблених приміщень. Якщо потрібен підвал або підземний гараж, то краще (в усіх відношеннях вигідніше) звести монолітну або збірну стрічку, яка сама по собі буде формувати стіни в грунті.
Ну, і щоб завершити наш вступ, зауважимо, що конструктивно і за матеріалом виготовлення стовпчасті фундаменти поділяють на:
- дерев'яні (в шурфі розташовують колоди з усілякими розширеннями на торці - стільці);
- збірні (кладка з обпаленої цегли, готові залізобетонні вироби);
- монолітні (найнадійніші, бетон заливають у свердловину безпосередньо на ділянці);
- бутобетонні (в розчин уводиться бутовий камінь).
Проектування стовпчастого фундаменту
Розробка конструкції фундаменту - це найбільш складне і дуже відповідальне завдання для приватного забудовника. Адже нам потрібно врахувати масу найважливіших моментів, головними серед них будуть властивості ґрунту, на якому ми будуємо будинок, а також рівень навантажень, які надаватиметься на будинок під час експлуатації. У статті Стрічковий фундамент. Частина 1: типи, ґрунти, проектування, вартість» ми дуже докладно розповіли про те, як розрахувати навантаження, а також визначити тип і, відповідно, несучі характеристики ґрунту. Щодо стовпчастого фундаменту, то тут проектувальних питань аж ніяк не менше.
Довжина стовпчастих опор
Вже було сказано, що стовпчастий фундамент закладають вище за глибину промерзання. При якісному виконанні кожної одиничної опори вже при глибині заглиблення фундаменту в 40-50 см будинок нормально зачепиться за природну основу. Є сенс заглибитися на кілька десятків сантиметрів, тільки якщо нижче розташовуються стійкіші пласти і на них можна спертися. Стійки, що проходять нижче глибини промерзання, давайте все ж таки віднесемо до набивних паль і поговоримо про них у наступній статті.
Тепер про висоту над землею. Щоб на достатню відстань видалити підлогу та стінові конструкції від землі, оголовки стовпів приблизно на 30-50 см піднімають над поверхнею. Це позитивно позначається на волого- та теплоізоляції першого перекриття, що дозволяє створити цоколь у вигляді забірки, і тим самим захистити нижню частину дерев'яних стін.
Переріз стовпів
Збірний стовпчастий фундамент доведеться влаштовувати в прямокутному або квадратному шурфі, моноліт можна виготовити круглого перерізу, а отже, застосувати для розробки ґрунту бури, що полегшують роботу, і дозволяють уникнути використання знімної опалубки.
Найчастіше переріз опор роблять нерівномірним — внизу організовують розширення, а поверхні виходять із меншим поперечним розміром. Завдяки такій конструкції збільшується сумарна площа опори всього фундаменту та знижується навантаження на ґрунт. Варіантів кілька:
- Для дерев'яного стовпа це «стільця» (перпендикулярно розташовані до стійк відрізки колод), пляма бетону на дні свердловини, куди торцем «насирую» утоплюється опора, іноді в кожну вибірку просто укладають великий плоский камінь.
- Для цегляного фундаменту це розширені 3-4 ряди в дві цеглини, тоді як наступні ряди кладуться в півтори цеглини або в одну цеглу.
- Монолітні стовпи можуть стартувати з плоскої плити товщиною приблизно в 100-150 мм, яка на 200-250 мм ширша за саму стійку, у відомій технології ТИСЕ опорна платформа виходить сферичною.
- Для збірного фундаменту ЗБ іноді застосовують більші блоки, або, наприклад, елементи ФО.
До оголовка стовпа виводять шириною, як правило, не більше 60 см, тоді як мінімум становить 200 мм (для стійок з незнімною сталевою оболонкою). У середньому найпоширенішим і технічно виправданим вважається перетин стовпа в 40-50 див.
Кількість стовпів, відстань між опорами
На практиці стійки фундаменту віддаляються один від одного на відстань від 1,5 до 3 метрів. Точні показники можна отримати, якщо ми знаємо скільки потрібно використовувати стовпів. Для проведення необхідних обчислень ми повинні зрозуміти, яка вага передається від кожної підошви і яку масу здатна витримувати грунт.
Спочатку вираховуємо опорну площу стовпа:
- для квадратної стійки/плити з перетином 40x40 см - це 1600 см 2 (перемножуємо сторони перетину);
- круглу підошву, наприклад, діаметром 40 см, розрахуємо за формулою S = πr 2 (3,14 * 202 = 1256 см 2), або як варіант - S = 3,14 D 2/4.
Розбираємось з типом ґрунту (особливу увагу приділяємо шарам, які приймуть навантаження – від 50 см і нижче). По таблиці визначаємо несучу здатність основи. Наприклад, суглинки середньої твердості/пластичності успішно пручаються навантаженням 2,5 кг/см 2 .
Виходить, що квадратний переріз стовп з підошвою 40 см повинен навантажуватися на щільних суглинках не більше ніж на 4 тонни (1600*2,5 = 4000 кг).
Щоб ви побачили співвідношення типу ґрунту та проектного навантаження на окремий стовп, наведемо ще приклади для стійки того ж січення: якщо будуємо на пластичних суглинках (несуча здатність в середньому становить 1,5 кг/см 2 ) — вантажити можна не більше 2,4 тонни для дуже мокрих пісків (1 кг/см 2) - не більше 1,6 т.
Знаючи загальну вагу всіх будівельних конструкцій будівлі, додавши до цього масу можливого снігового покриву та експлуатаційні навантаження (люди, предмети інтер'єру…), отримаємо розрахункову масу будови. Наприклад візьмемо будинок 100 тонн.
При несучій здатності грунту 2,5 кг/см 2 будинок масою 100 тонн необхідно буде встановити щонайменше ніж 25 стовпів (100 т./4 т. = 25 прим.).
Якщо наша гіпотетична будівля має площу 10x10 метрів, при цьому є одна центральна стіна, що несе, то сумарна довжина всіх осей фундаменту складе 50 м. п. — це навантаження 2 тонни на один погонний метр. Знаючи, скільки максимально повинен нести один стовп (у нашому випадку це 4 т), можемо попередньо вирахувати мінімально допустиму відстань між опорами - 4 т/2 т = 2 метри.
Розмітка та підготовчі роботи
Перед початком робіт необхідно в обов'язковому порядку: провести дослідження ґрунту, зробити виміри перепадів висот, створити план-схему фундаменту, виконати тимчасове водовідведення у вигляді дренирующих канав, очистити майданчик від дерну.
Коли всі початкові операції виконані, приступають до винесення проектних позначок натуру. Розмітка полягає у прив'язці будови до червоних ліній та розбивці осей майбутньої будівлі, а також зовнішнього та зовнішнього контуру фундаменту. Як і для стрічкового, у випадку зі стовпчастим фундаментом є сенс виготовити обноску з кількома контрольними шнурами.
Є два основні моменти при виконанні розмітки:
- Дотримуватися прямокутності сполучення ліній (скористайтеся теоремою Піфагора, Єгипетським трикутником, лазерним будівельником кутів, проміряйте і порівнюйте діагоналі - вони повинні бути рівними).
- Витримати верх стовпів на одному горизонтальному рівні (особливо важливо для збірних варіантів, тому що підрізати оголовки буде вкрай складно - натягуйте контрольні шнури точно за оцінками гідрорівня або нівеліру).
Детально технологію підготовки та винесення відміток у натуру ми описали у статті «Стрічковий фундамент. Частина 2: підготовка, розмітка, земляні роботи, опалубка, арматура.
Земляні роботи
Обсяг земляних робіт для стовпчастої основи один з найменших серед усіх типів фундаментів, краще справа, мабуть, тільки з гвинтовими та забивними палями. Однак у більшості випадків шурфи або свердловини мають бути дещо більшими, ніж це здається на перший погляд.
Щоб на глибині, припустимо, в 70 см створити опору з цеглини - доведеться вручну копати прямокутний шурф, причому його розмір у самому низу буде приблизно на 15-20 см більше стійки з кожного боку. Догори вироблення повинне розширюватися, оскільки укоси перешкоджатимуть обсипанню грунту в шурф. Приблизно такі ж ями потрібно готувати для виготовлення монолітних квадратних стовпів, так як потрібно буде встановлювати і розкріплювати опалубку, а потім зробити її демонтаж. Безперечним плюсом укрупнених шурфів є можливість після розпалубки оглянути тіло стовпа, зробити його гідроізоляцію.
Набагато простіше справа з опорами круглого перерізу, для їх встановлення потрібні свердловини, які можуть бути відриті за допомогою ручних бурів або спеціальної техніки – мотобурів, ямобурів. Явним плюсом такого методу є можливість зробити заливку моноліту безпосередньо по стінках виробітку, без застосування опалубки. Однак механізоване виготовлення свердловини діаметром понад 40 см неможливе через відсутність спеціального інструменту, тому нерідко круглі стовпи з опорною п'ятою встановлюють у шурфи, вириті лопатою.
Зверніть увагу, що необхідний деякий запас виїмки по глибині, близько 20 сантиметрів ями забере подушка.
Влаштування подушки
Якщо для фундаментів, в яких підошва розташовується нижче за глибину промерзання, подушка як така не потрібна (так технологія ТИСЕ навіть забороняє її робити), то для стовпчастого фундаменту, що завжди закладається на половину або навіть на 1/3 частину висоти замерзаючого ґрунту, вона є обов'язковою. елементом. Так як при можливому морозному витріщенні основи ґрунт буде тиснути на стовпи знизу, ми міняємо його на демпферний непучинистий матеріал - крупнозернистий пісок, суміш піску зі щебенем (40/60) або на чистий щебінь, десятисантиметровим шаром втрамбований у дно свердловини.
Піщану подушку роблять шаром не менше 15-20 см, при цьому мають у своєму розпорядженні матеріал у вибірці від стінки до стінки. Маса обов'язково має бути пролита водою і ретельно ущільнена.
Застосування опалубки
Якщо ми вирішили будувати монолітний стовпчастий фундамент з прямокутними стійками, без застосування опалубки не обійтися, то викопати шурф точно за розміром не вдасться. Щити опалубки збирають найчастіше з дошки обріза, хоча відмінно підходять і листові матеріали типу ОСП або вологостійкої фанери. За будь-якого варіанта необхідно дуже ретельно розкріпити щити в свердловині, щоб не допустити перекосів під час заливки.
Зауважимо, що будівельними нормами чітко регламентовані всі допуски, тому відхилення стовпів по осі не може перевищувати 5 мм (по оголовках), по дну шурфу стійки не повинні «розходитися» від осі більш ніж на 30 мм, допустимий перепад вертикалі — 1 см на метр. Лінію горизонту для всіх оголовків фундаменту необхідно витримати з мінімальною похибкою, яка не перевищує 1,5 мм.
При розробці свердловини опалубку бурим можна не застосовувати і заливати бетон безпосередньо по стінках вироблення. Однак все одно необхідно якось формувати частину стовпа, що виступає над поверхнею землі. Зазвичай питання вирішується використанням сорочки із руберойду. Вона заводиться до дна свердловини, надземну частину сорочки зміцнюють сіткою і фіксують від ґрунту. На поверхні руберойд буде служити опалубкою, в грунті бетон його щільно притисне до стін, і сорочка виступить як гідроізоляційний матеріал, крім того вона знижує вплив сил тертя, що виникають при морозному витріюванні.
Армування, пристрій оголовку
Використовуючи бетон як будівельний матеріал, необхідно посилювати його сталевими прутами зі змінним перетином — арматурою. Стрижні перетином від 10 до 14 мм поєднують у каркас із чотирма поздовжніми (вертикальними) нитками, які розкріплюються між хомутами з тонкої гладкої арматури діаметром 6 мм. Фіксація елементів каркасу здійснюється в'язальним дротом або електрозварюванням.
Для армування стовпів круглого перерізу (при порівняно невеликому діаметрі), можливо, краще підійде каркас із трьох робочих ниток, розташованих усередині трикутних хомутів. Головне, нам необхідно витримати мінімальний коефіцієнт армування, який для монолітних колон становить 0,4% (розглядаємо площу поперечного перерізу стовпа), нормальним вважається показник 1-2%.
Якщо фундамент матиме залізобетонний ростверк, то поздовжні прути арматури роблять на 40-50 см довшим, ніж сама стійка. Арматура згодом загинається у горизонтальну площину та перев'язується з каркасом ростверку. Якщо в якості ростверку використовується дерев'яний брус або готові ЗБ перемички, то оголовок може оформлятися одним центральним стрижнем, у тому числі замоноліченою різьбовою шпилькою.
Бутобетонні стовпи не армуються, тут камінь посилює масив, але такі конструкції не повинні мати бута у верхній частині, тому що в цій частині необхідно анкерувати арматуру, призначену для зв'язування з ростверком.
Щоб сформувати захисний шар бетону (близько 5 см) та надійно закріпити каркас в опалубці, необхідно застосувати спеціальні розпірні елементи. Найкраще для цього використовувати заводські пластикові обмежувачі-зірочки, які надягаються прямо на арматурні стрижні. Про нюанси роботи з арматурою читайте у розділі «Армування фундаменту» другої статті про монолітні стрічкові фундаменти, про типи прутів та проектування каркаса дещо цікаве є в розділі «Розрахунок арматурного пояса» першої статті про стрічкові моноліти.
Складання та бетонування стовпа
Складання стояків стовпчастого фундаменту необхідно уважно контролювати по висоті після монтажу кожного ряду, в цьому допоможуть грамотно натягнуті шнури обноски, від яких рулеткою можна зробити необхідні виміри. Якщо залізобетонну палю можна «підрубати» до необхідної висоти і вирівняти всі оголовки в одну горизонтальну лінію, то, наприклад, цегли так просто не впоратися. Ті ж проблеми виникають і з фундаментами із ЗБ блоків. Усередині збірного цегляного стовпа, покладеного в півтори або дві цеглини, утворюється криниця, яку слід заармувати сталевим стрижнем і залити бетоном.
Дерев'яні стовпи виготовляють найчастіше з дубового колод діаметром близько 200-250 мм, які обпалюють на слабкому вогні до обвуглювання, обробляють дьогтем, бітумом або відпрацьованими маслами. Готові стільці встановлюють у шурфи або відкриті котловани та фіксують зворотним засипанням.
Бутобетонні фундаменти збирають поперемінним укладанням каменю (діаметр не більше 25 см, міцність на стиск не менше марки великого заповнювача) та бетону. Спочатку укладають бетон шаром 30-35 см, потім на нього кладуть каміння та утоплюють їх до повного занурення. Орієнтовне співвідношення бетон/бут має становити трохи більше 3:1. Мінімальна ширина фундаменту становить 500 мм.
Для зручності заливання бетону у вузькі свердловини, з опалубкою або без неї, є сенс попередньо виготовити з листового металу завантажувальну вирву діаметром 700-800 мм. Бетон укладають в опалубку шарами в 30-35 см і піддають вібруванню або штикування. Після завершення бетонування виріб укривається поліетиленом і до моменту зняття опалубки (близько 5 днів) потребує догляду - зволоження, обігрів та інше. За міцністю на стиснення найбільш підходящим буде бетон класу В15 і більше, із великим заповнювачем фракцією до 70 мм. Для самостійного приготування бетонної суміші варто прийняти за основу співвідношення 1: 3: 5: 0, 5 (цемент, пісок, щебінь, вода). Всі основні моменти, що стосуються бетонування фундаментів, були викладені в статті .
зворотнє засипання
Ця операція є обов'язковою, якщо ви не лили бетон безпосередньо в круглу свердловину, вириту буром. Засипати пазухи шурфу слід поетапно, причому кожен шар товщиною близько 20 сантиметрів повинен бути ущільнений трамбуванням. Найкраще, якщо матеріалом для заповнення вибірки буде великий пісок або суміш щебеню та піску, які є непучинистими, малостисливими ґрунтами.
Пристрій ростверку
Ростверк є системою балок або цільною плитою, яка проходить через оголовки всіх стовпів і пов'язує їх в єдине ціле. Розтвіркова конструкція дозволяє рівномірно розподілити вагу будівлі на всі опори (кожна вісь будинку може бути навантажена по-різному). Зауважимо, що для дерев'яних будинків ростверку у звичному розумінні може і не бути, але тоді його роль виконує брус або колоду нижньої обв'язки.
У деяких випадках ростверк зварюванням або на болтах збирають із сталевих балок. Така конструкція дуже надійна щодо сил стиснення та розтягування, але при огріхах в обробці сильно піддається корозії.
Найчастіше ростверк виготовляють із залізобетону – збірним чи монолітним. Збірний ростверк отримують укладанням поверх стовпів готових ЗБ-перемичок типу 5ПБ-25-37 П, які стикують по центрах стовпів і з'єднують зварюванням звільнених армуючих елементів.
Для влаштування монолітного ростверку слід виготовити П-подібні короби на весь периметр будівлі, вони встановлюються поверх оголовків і підкосами надійно розкріплюються від колів, забитих у ґрунт. Щоб конструкція не прогнулась під вагою бетону, у прольотах між стовпами під коробом роблять підпірки. Деякі майстри вважають за краще по периметру створити гребінь з піску, на який опалубка спиратиметься.
Залежно від того, чи буде зазор між землею та ростверком, чи він спиратиметься на грунт своєю нижньою гранню, виділяють високий і низький ростверк. У першому випадку вільний простір (мінімум 100 мм) забезпечує хід пучинистого грунту, і він не буде діяти «на відрив», піднімаючи ростверк. Другий варіант підходить для стабільних піщаних ґрунтів, тоді ростверк передає навантаження на природну основу, не лише через стовпи, а й у прольотах. Низький ростверк навіть трохи заглиблюють і роблять під нього подушку, що вирівнює, з піску.
Очевидно, що монолітний ростверк має бути армований, як правило, для нього вистачає 4 арматурні нитки діаметром 10-14 мм. Технологія виготовлення арматурного каркаса, як і бетонування, нічим не відрізняється від робіт з монтажу стрічкового фундаменту або монолітного пояса, тому ми знову рекомендуємо звернутися до статті «Стрічечний фундамент. Частина 3: бетонування, завершальні операції».
Що стосується перерізу монолітного ростверку, то зазвичай воно має форму квадрата, зі стороною, що дорівнює ширині стін, але не менше ширини стовпів у зоні оголовка.
Забірка
Цей елемент стовпчастого фундаменту встановлюється останнім, часто вже на завершальних стадіях будівництва будинку. Забірка потрібна, щоб ізолювати простір під нижнім перекриттям від зовнішніх впливів вологи, снігу, низьких температур. Суть забірки в тому, що між стовпами виробляється кладка штучних матеріалів (цегла, бут, блоки…), заливається стіна з бетону, або створюється каркас, що обшивається листовими панелями типу цокольного сайдинга. Крізь масив забірки обов'язково влаштовують вентиляційні отвори.
Ось так приблизно виглядає технологія зведення стовпчастого фундаменту. Цей тип основи міцно зайняв одну з лідируючих позицій серед усіх конструкцій. І справа тут не тільки в економії сил і матеріальних ресурсів, просто правильно розрахований і вміло побудований стовпчастий фундамент здатний без проблем прослужити не менше, ніж сам будинок. Це вже було перевірено часом.
Турищев Антон, рмнт.ру
Якщо ви хоча б раз займалися будівництвом приватного будинку або будь-якої іншої споруди, то, напевно, як і багато майбутніх домовласників, намагалися заощадити ще на етапі планування кошторису та конструкції. Коли люди переслідують таку мету, то вони намагаються знизити витрати на найвитратніші етапи будівництва. Можливо, ви ставитесь до їх числа, тоді вам буде корисна інформація нижче.
Ефективним і розумним рішенням у даному питанні є використання найбільш доступного та простого опорно-стовпчастого фундаменту, яким замінюється дорога точково-гвинтова або дрібнозаглиблена основа. Досягти позитивного результату можна буде, якщо дотримуватися будівельних технологій і норм.
Основні особливості
Опорно-стовпчастий фундамент на перший погляд може здатися слабким, але насправді виявляє надійність. Якщо дотриматися правил будівництва, то конструкція готова буде прослужити навіть довше самої будівлі. Крім довговічності, можна виділити кілька відмінних рис, серед яких:
- велика швидкість будівництва;
- низька вартість;
- мінімальна гідроізоляція опор;
- можливість використання опор на будь-яких видах ґрунту;
- ідеальність такого фундаменту для дерев'яних споруд.
Чому варто вибрати опорно-стовпчастий фундамент
Опорно-стовпчастий фундамент дозволяє встановити опори в короткий термін, що особливо актуально при порівнянні з монолітними основами. У першому випадку терміни будівництва скорочуються у кілька разів. Порівнюючи такі фундаменти зі стрічковими, можна зрозуміти, що перші виграють, коли йдеться про ціну. Адже спорудження опор обходиться вдвічі дешевше.
Зводити таку основу можна на всіх різновидах ґрунту, як виняток виступають заболочені ділянки та скельні породи. Такі ґрунти не дозволяють викопувати ями для встановлення опор. Коли мова заходить про будівництво дерев'яного будинку, опорно-стовпчастий фундамент виявляється найкращим рішенням, адже забезпечує вентиляцію будівлі та виключає відволожування дерев'яної підлоги.
основні переваги
Опорно-стовпчастий фундамент настільки популярний ще й з тієї причини, що має безліч плюсів. Серед інших слід виділити можливість використання даного типу основи для невеликих каркасних будинків та лазень. Застосування під час зведення будинку опорно-стовпчастої основи дозволяє скоротити ймовірність спучування ґрунту до прийнятного мінімуму, що не впливає на ресурс конструкції.
Для цього по периметру фундаменту потрібно буде розмістити дрени на рівні підошви. Ростверк у цьому випадку опускається нижче землі на 30 см, а вимощення утеплюється на 30 см у глибину. Ця умова може бути використана для основ з будь-якою конструкцією, але палі встановлюються з меншим бюджетом будівництва та незначними трудовитратами.
Додаткові переваги
Опорно-стовпчастий фундамент, плюси і мінуси якого слід розглянути перед початком робіт, можна зводити не тільки на пучинистих ґрунтах, а й на насипному ґрунті, останній при цьому буде брати в облогу мінімально в процесі експлуатації споруди, що пояснюється незначною масою стовпів у порівнянні зі стрічкою дрібнозаглибленого. фундаменту. Для цегляного котеджу технологія будівництва, що описується, виявиться ідеальною, що особливо вірно, коли основу слід поглибити нижче лінії промерзання грунту. Це дозволяє заощаджувати до 50% бюджету.
Основні мінуси
Перш ніж розпочати будівництво опорно-стовпчастого фундаменту, ви повинні розглянути ще й мінуси, серед них слід виділити:
- непридатність до складного ландшафту;
- неможливість зведення на слабких ґрунтах.
Що стосується першого фактора, то при перепаді висот в межах 1,5 м будуть спостерігатися значні горизонтальні навантаження від впливу пучення, що спричинить перекидання стовпів. Не слід використовувати описувану конструкцію і в тому випадку, коли на території переважають слабкі ґрунти, це вірно для мулистого і торф'яного ґрунту, а також водонасиченої глини, що відрізняється незначним розрахунковим опором. Використовуючи досить потужний ростверк, ви зможете компенсувати горизонтальні переміщення ґрунту. Але в цьому випадку економічний ефект знизиться, тому простіше віддати перевагу плаваючій монолітній плиті, для облаштування якої не потрібні будуть значні обсяги земляних робіт.
Відгуки про особливості технології
Опорно-стовпчастий фундамент, відгуки про який дуже позитивні, вибудовується за особливою технологією. Для цього готуються стовпчасті опори, що розташовуються на гравійній подушці. Далі виготовляється опалубка, куди заливається бетон. Як стверджують власники приватних будинків, кладку опор можна виконати із бутового каменю або цегли. Стовпчасті опори виготовляються із бетонних блоків. Майданчики відливаються у вигляді пірамід, кожен елемент прив'язується до ґрунту.
Опорно-стовпчастий фундамент на думку забудовників, має стійкість, половина якої залежить від стану подушки. Якщо проводити порівняння дрібнозаглиблених стовпчастих опор з іншими основами, то перші дозволяють якісно та ґрунтовно здійснити гідроізоляцію, утеплення та дренаж донної частини.
Нюанси проведення робіт
Домашні майстри стверджують, що здатність грунту і його щільність впливають на глибину котловану, куди встановлюються стовпи, що виконують роль опор. Коли будівництво ведеться на кам'яній основі або піску дрібної фракції, то можна укласти лише щебінь по грунту шаром в 15 см. Опора буде стійкішою, якщо співвідношення висоти опори до перетину виявиться меншим. Шар піску та гравію засипається гравійним відсіванням, яке іноді замінюється щільним геотекстилем.
На думку фахівців, така підошва чудово справляється з виведенням води та дозволяє забезпечити стійкість опор на обводненому ґрунті. Потужність та глибина подушки, за словами домашніх майстрів, вибираються з урахуванням величини поперечного навантаження та жорсткості нижнього вінця будівлі. Для тонких і витягнутих стовпів із глибина робиться більше. Якщо ж встановлюються, то буде достатньо поверхневої відсипки з піску.
Посилення фундаменту
Якщо ви вирішили вивчити те, як посилити опорно-стовпчастий фундамент, то знайте: для цього можна використовувати кілька методик. Це особливо вірно, коли стовпчасті опори виконуватимуться з червоної цегли. Потрібно буде підготувати котлован, глибина якого становитиме 25 см. Його дно засипається подушкою та бетонується для встановлення цегляної колони.
Важливо для цього підготувати опорний майданчик з товщиною в межах 15 см. Її розмір повинен бути більшим за переріз опори на 40%. Для зміцнення в товщу бетону слід укласти арматурний каркас, який може складатися із трьох або чотирьох прутків. Для цього слід використати 8-мм сталь. Каркас опори має бути викладений на проектну висоту з цегли. Для додаткової міцності слід використовувати високомарочний або гранітний бетон, до якого додається базальт або дрібне відсівання граніту. Опорно-стовпчастий фундамент з бетонних блоків, відгуки про який набагато краще, ніж про конструкції з цегли, збирається аналогічним способом. Різниця полягає лише в тому, що розчин для кладки блоків готується за тією ж технологією, що і для бетону.
Особливості фундаменту із блоків
Опорно-стовпчастий фундамент, ціна якого складе 200 000 руб., Якщо конструкція передбачатиме наявність 16 стовпів, може деформуватися, якщо не буде дотримана технологія. Розташувати несучі елементи необхідно через кожні три метри, вони мають бути під кутами та в тих місцях, де стіни перетинаються між собою.
Не варто робити стовпи надто частими, адже це збільшить витрати будівельних матеріалів та сил. Залежно від нерівності ділянки, поглиблення для опор можуть дорівнювати межі від 150 до 300 мм. З незначним ухилом на ділянці одна опора може складатися із 5 блоків, тоді як інша - з одного або двох. Якщо будівництво ведеться на рівній ділянці, то стовпи не повинні мати більше трьох блоків у висоту, тоді як заглиблення для них становитиме 200 мм. Опорно-стовпчастий фундамент із блоків може витримати більшу вагу будівлі, якщо правильно зробити опорні майданчики для встановлення стовпів. Це дозволить збільшити несучу здатність ґрунту.
Опорні майданчики можуть виконуватись по-різному. Деякі підкладають під блоки тротуарну плитку квадратної форми зі стороною 400 мм або 500 мм. Але такий підхід не можна назвати правильним, адже плитка не розрахована на підвищене навантаження і майже завжди тріскається, втрачаючи своє призначення.
Краще залити майданчик із армуванням в один ряд, для зміцнення слід використовувати дорожню сітку. Однак краще застосувати арматуру, діаметр якої складатиме від 10 до 12 мм. Такі монолітні майданчики в перерізі матимуть квадрат зі стороною 400 мм або 600 мм. Їх товщина дорівнюватиме числу, що знаходиться в діапазоні від 50 до 70 мм. Цей варіант вважається більш трудомістким, але найнадійнішим.
Не слід нехтувати етапом встановлення опорних майданчиків. Деякі будівельники одразу приступають до встановлення блоків на піщану подушку. Якщо опори не матимуть міцної основи, то через деякий час вони почнуть гуляти при першому серйозному навантаженні. Якщо ви все ж таки вирішили вдатися до такої технології, то блоки в першому ряду повинні складатися з двох виробів, а укладання слід здійснювати з перехлестом. У поперечному перерізі стовп фундаменту повинен мати такі розміри: 400 х 400 мм. Заощаджуючи час на будівництві опорного майданчика, ви витратите кошти на придбання додаткових блоків.
Висновок
Якщо на території для забудови досить рівний ландшафт, то зведення опорно-стовпчастого фундаменту обійдеться значно дешевше, ніж закладка дрібнозаглибленої стрічки або монолітної плити. Як основний мінус такого рішення виступає лише незначна стійкість до перекидання. У зв'язку з цим проводяться заходи щодо зниження сил пучення. Але цей недолік компенсується плюсами, що полягають у високому ресурсі, а також можливості встановлення на грунтах, що промерзають. Для стовпчастого фундаменту збірний або монолітний ростверк є обов'язковою умовою.
Каркасна технологія - це довгограючий тренд у Європі та Америці. Витрати підготовку будинків мінімальні. Це набагато вигідніше, ніж купувати квартиру у місті. Каркасна технологія адаптована до кліматичних змін, а значить оптимально підходить для мінливого російського клімату. можна будувати в сезон зимових заморозків і вже за кілька місяців отримати будівлю, повністю укомплектовану для проживання.
Ключова перевага каркасів – це грамотний ваговий розподіл. Незалежно від кількості кімнат, вагове навантаження на опори розподіляється гармонійно. Саме тому немає необхідності споруджувати масивний фундамент, витрачатися на придбання залізобетонних блоків та оренду спецтехніки для копання котловану. Навіть звичайний насип, що складається з піску, щебеню та цементу може зафіксувати та утримати арматурні та металеві опори.
Які проекти будинків без фундаменту?
Отримати інформацію про те, якими бувають каркасні будинки, проекти, фото та ціни даних майданчиків можна на сайті професійних будівельних організацій. Компетентна компанія пропонує як набір готових шаблонів та макетів, так і працює за індивідуальними замовленнями. Це важливо, коли будівля зводиться на обмеженій території, де потрібно вмістити велику кількість приміщень, але водночас грамотно вписати будову в композицію присадибної ділянки.
Котедж без фундаменту набагато простіше модернізувати. Йдеться про прибудови у вигляді веранд та альтанок. Завдяки цьому можна продовжити насип або спорудити звичайний поміст, що не стане додатковим навантаженням на фундаментні опори. Це допомагає створювати незвичайні рішення та реалізувати сміливі архітектурні задуми.
Під час створення проектів для будинків без фундаменту окрема увага приділяється інженерній системі. У такій ситуації водопровідні та каналізаційні канали або виносяться назовні, або ізолюються безпосередньо під будинком. Це запобігає серйозним витратам на ремонт у разі прориву або деформації каналізаційних труб, що також говорить на користь будівництва каркасних будинків без фундаменту.