Фундамент из жб столбов. Описание и разновидности железобетонных опор св

Выбор вида фундамента для коттеджа или дачного домика будет прежде всего зависеть от того, из какого материала планируется возводить само здание. Например, относительно легкие постройки вполне можно установить на столбчатом фундаменте. Кроме того, этот вид фундамента подойдет для неустойчивых болотистых, торфяных, песчаных или переувлажненных грунтов, а также для регионов с глубоким их промерзанием.

Столбчатый фундамент св оими руками может быть обустроен за сравнительно короткий срок. Причем , чаще всего для этого не потребуется помощи какой-либо специальной или тяжелой техники.

Разновидности и назначение столбчатых фундаментов

Столбчатый фундамент чаще всего устраивают под различные деревянные постройки — это может быть , каркасный коттедж, беседка, баня, а также хозяйственные постройки, такие, к примеру, как сарай или курятник.

Не особо рекомендовано поднимать на столбчатом фундаменте кирпичные или каменные постройки, так как если они будут слишком тяжелые , то опоры могут давать просадку, что приведет к деформации стен, а в дальнейшем — и к их разрушению. Впрочем, есть особые технологии, которые используются в промышленном и жилом строительстве, чаще всего – в регионах с вечной мерзлотой. Но именно в этих случаях требуются особые подходы и специализированная техника – в рамках данной статьи рассматриваться такие способы не будут.

Существует несколько видов опорно-столбчатых фундаментов. Их объединяет именно конструкция устройства, а различными делает применяемый для сооружения материал.

Монолитную железобетонную конструкцию можно назвать самой прочной и надежной для постройки жилых домов из всех существующих столбчатых фундаментов.

Этот вариант имеет наиболее высокую прочность на сжатие и на растяжение (безусловно, при правильном армировании), что очень важно при возведении строения на нестабильных, подвижных грунтах.

На монолитном фундаменте допустимо возведение не только одноэтажных, но и двухэтажных деревянных домов.

Кирпичный столбчатый фундамент можно назвать самым распространенным из этого типа оснований. Нужно отметить, что такая конструкция, выстроенная из качественных материалов, может прослужить даже сто и более лет – тому свидетельством м ногочисленные памятники старины в российских и европейских городах. Правда, чтобы добиться такого «долгожительства» для этой постройки нужно выбирать исключительно обожженный кирпич и только отменного качества.

Кирпичные столбики могут быть сплошными либо с залитой бетоном «сердцевиной»

Этот вид фундамента также подходит для постройки дома из одного ÷ двух этажей при ведении строительства на плотных грунтах. Кирпичным опорам фундамента обычно придают размер в сечении не менее 400 × 400 мм.

Фундамент из блоков, которые могут быть изготовлены из разных материалов, обладает теми же качествами, что и кирпичная конструкция. Однако, его надежность и долговечность будут зависеть от качества и вида используемого материала.

Столбчатый фундамент из блоков — сродни кирпичной разновидности

Самыми долговечными, способными выдерживать большие нагрузки, считаются бетонные блоки.

Столбчатый фундамент, изготовленный из бутового камня, не рекомендовано устанавливать на склонах холмистого участка, так как он будет иметь невысокую устойчивость на подвижных грунтах.
Столбчатый бутобетонный фундамент достаточно надежен , и может быть выполнен разными способами — это бетон, перемешанный с бутом, порядовая укладка или , залитый в колодец, сложенный из бута.

Бетон, попадая между камней, надежно скрепляет их, делая конструкцию прочной, способной выдерживать высокие нагрузки.

Небольшие деревянные постройки могут быть установлены на фундамент, опоры которого также изготовлены из древесины, прошедшей специальную обработку. Дома, которые простояли десятки и сотни лет, доказывают, что правильно обработанное дерево сможет прослужить достаточно долгий срок.

В настоящее время все же, в связи с тем, что появились более надежные материалы для фундамента, дерево для этой цели используется все реже и реже . Хотя для пристроек к дому, таких как веранда или терраса, деревянные столбы, имеющие диаметр 150 ÷ 200 мм, подойдут, как нельзя лучше. Однако, нельзя забывать, что для того, чтобы они простояли долго, перед вкапыванием их обрабатывают антисептическими пропитками и покрывают гидроизолирующими материалами — битумными мастиками, на которые закрепляется рубероид.

Столбчатый фундамент может быть выполнен из асбестовых труб небольшого диаметра (порядка 150 мм), если на нем будет возводиться легкая деревянная постройка, и 250 ÷ 400 мм, если сооружение планируется достаточно массивным. Асбестовые трубы больших диаметров могут стать своеобразной готовой опалубкой для заливки опорных свай бетоном и укрепления их арматурными прутьями.

Еще одним вариантом столбчатого фундамента может стать конструкция, выполненная из металлических свай, которые вкручиваются в грунт. Этот способ обустройства основания для здания хорош тем, что свая проходит все неустойчивые прослойки, а затем вкручивается в плотные слои грунта — именно это позволяет ей надежно там закрепиться. На подобном фундаменте можно возвести деревянное строение, устанавливаемое на как ровном, так и на достаточно пересеченном участке территории.

Кстати, с помощью свай можно сделать не только или подъем/перенос дома, но также полную замену фундамента или его частичную реконструкцию.

Разновидности столбчатых фундаментов по степени заглубленности

Кроме разновидностей по базовому материалу изготовления, столбчатые фундаменты подразделяются по степени «погружения « их в грунт относительно уровня земли. Так, существует мелкозаглубленные и заглубленные разновидности оснований. Выбор по этому критерию напрямую зависит от характеристик грунта на участке.

Мелкозаглубленный вариант пр именяют при наличии мелкообломистых , песчаных и скальных грунтов с глубоким прохождением грунтовых вод. Столбики фундаментов этого типа устанавливают на глубину всего в 650 ÷ 700 мм. Этого должно быть вполне достаточно, так как грунты, в которые их погружают, мало подвержены смещению.

Сваи столбчатого заглубленного фундамента уходят в толщу грунта на 1500 — 2000 мм и даже больше. Применяют их обычно в районах с глубоким промерзанием грунта, которое превышает 400 ÷ 500 мм. Кроме этого, такие фундаменты в большей степени подходят для нестабильных подвижных грунтов.

Расстояние между столбами фундамента составляет обычно от 1000 до 2000 мм.

Базовая конструкция столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент имеет довольно-таки несложную общуюконструкцию.

В основании столбиков укладывают и утрамбовывают 100 ÷ 200 мм песчаный слой. Песок является своеобразным дренажом , помогающим отводить от столбиков фундамента влагу, которая может накапливаться в грунте.
Далее, сверху подушки, укладывается бетонный раствор, который образует монолитную плиту, толщиной в среднем 400 ÷ 500 мм.
Следующей идет , собственно, сама столбчатая опора, которую требуется укрепить арматурными прутами — это необходимо будет сделать даже в том случае, если столбики возводятся из камня или кирпича. Вторым важным действием с опорой является обеспечение ее надежной гидроизоляции.
Столбики должны могут быть подняты на один уровень над поверхностью земли, а сверху них устраивается ростверк или иной связывающий опоры пояс, который равномерно распределяет нагрузку на всю конструкцию столбчатого фундамента.

Ростверк часто изготавливают из деревянного бруса, имеющего размер в сечении 150 × 200 или 200 × 200 мм. Для деревянных домов или хозяйственных построек ростверк может стать одновременно и закладным венцом для будущих стен.

Кроме этого, на столбчатый фундамент, изготовленный из любого из упомянутых выше материалов, помимо деревянного, может быть устроен железобетонный ростверк. Его изготавливают путем сооружения , в которую укладывают арматурную конструкцию, а затем заливают бетоном.

Ростверк может практически «лежать» на грунте, становясь похожим на ленточный фундамент

Ростверк может поднимать нижний край здания на высоту до 800 ÷ 900 мм над грунтом, а может быть расположенным всего в 300 ÷ 350 мм от земли или даже «лежать» на поверхности грунта. В последнем случае, со стороны он будет смотреться точно так же, как ленточный вид фундамента.

Минусом столбчатой конструкции, поднимающей дом над грунтом на значительную высоту (около 1000 ÷ 1500 мм ), является то, что под строением невозможно устроить полноценный подвал. Однако, иногда владельцы домов находят выход из положения, устанавливая между столбов фундамента забирку, которая не должна быть связана арматурной конструкцией с фундаментом. Забирка — это межсвайная стена, сложенная из плит или кирпича, а иногда и просто сколоченная из дерева.

Межсвайная стенка — забирка

При ее установке, необходимо обеспечить в подпольном пространстве нормальную вентиляцию, которая не позволит отсыревать стенам и полам в доме. Поэтому в выстроенной забирке обязательно делают вентиляционные отверстия, которые «одеваются» в решетки или дефлекторы, с целью защиты полуподвального помещения от проникновения мелких животных, птиц насекомых и т.п .

Столбчатый фундамент часто применяют в районах, где обычным явлением считается высокий риск затопления при разливах рек. В этом случае столбы могут уходить в грунт на глубину 2000— 2500 мм, и подниматься над ним на такую же высоту. Учитывая все особенности местности, под таким домом не удастся, да и не имеет смысла устраивать подвал, поэтому нет нужды возводить и забирку.

Расчет столбчатого фундамента

Первым этапом всегда, еще до начала работ по по дготовке площадки под установку фундамента , идет планирование, то есть составление соответствующего проекта. Этот вопрос обязательно требует профессионального подхода. К составлению проекта необходимо привлечь специальную организацию, занимающуюся архитектурными расчетами , с учётом целого спектра исходных данных – от местных особенностей климата и грунтов и до конкретных пожеланий заказчика.

Безусловно, базовыми данными для начала проектирования будут общая площадь строения и его общая расчетная масса, место предполагаемой постройки. Обязательно проводятся геодезическая съемка и привязка объекта на местности. Помимо этого, проектировщики будут брать в :

Специфические особенности грунтов на месте возведения здания.
Расположение грунтовых водоносных слоев и глубину их залегания.
Границу промерзания грунта, степень его вспучивания при промерзании.
Количество этажей в возводимом доем и общую его высоту.
Основные материалы, из которых предполагается вести строительство здания, в том числе – виды перекрытий и тип кровли.
Все возможные дополнительные нагрузки, которые будут приходиться на каждую ключевую точку фундамента.

В итоге должно быть определено количество и точное размещение опорных столбов, материал их изготовления, технология установки, глубина закладки, высота выступания над уровнем земли, разновидность ростверка и, возможно, другие необходимые данные.

Расчеты , конечно же, можно попробовать провести и самостоятельно, использовав имеющиеся в сети специализированные онлайн-калькуляторы , которые предназначены для определения параметров фундаментов самого различного вида.

Однако, слишком полагаться на такие возможности не стоит, так как такое программное обеспечение все равно не может учесть всей специфики конкретного места постройки.А вот специалисты, работающие в этом регионе, наверняка знают особенности данной местности и, безусловно, сделают расчеты более точными. Мало того, с профессионально подготовленной проектной документацией будет значительно проще провести все процедуры оформления и согласования других регистрационных и разрешительных документов на постройку.

Видео: расчет и строительство свайного фундамента под каркасный дом

Подготовительные земляные работы

Первым из мероприятий, предшествующим установки конструкции фундамента, идет подготовка площадки и разметка под его монтаж.

Для этого на основании составленного проекта, по точкам привязки, вначале точно ограничивается участок, предназначенный для возведения здания. Это место сразу отмечается с помощью бечевки и колышков. Причем , протягиваются, как правило, две параллельные нити, определяющие сразу и ширину будущего фундамента. Углы на пересечении нитей, должны быть прямыми – лучше всего это контролировать с помощью геодезического инструмента . Если такого нет, необходимо очень тщательно проверить перпендикулярность и параллельность линий. Обязательно сравнить длину диагоналей прямоугольников – если она одинакова, то разметка произведена качественно.

Далее, с намеченного участка снимается плодородный слой почвы толщиной в 150 ÷ 200 мм.
Затем определяются места установки столбов фундамента – также в строгом соответствии с размерами, указанными в проектной документации.
После этого, используя ручной или механический бур, в намеченных точках пробуриваются отверстия. Диаметр выбираемых скважин также указан в проекте – он может быть от 150 до 400 мм.

При условии проходки этих отверстий на глубину до 800 ÷ 1000 мм, фиксация их стенок, скорее всего, не потребуется.

В том случае, если фундамент будет заглублен больше, будет необходимо сделать для стен подпорки, во избежание осыпания грунта.
Если столбы будут квадратными в сечении, то пробуренные отверстия расширяются с помощью штыковой лопаты до нужного размера.
Далее, на дно выкопанных скважин засыпается песок, слоем в 100 ÷ 200 мм, увлажняется и хорошо утрамбовывается.
На песчаную подушку заливается 150 ÷ 170 мм грубого бетонного раствора, который станет надежный основой для столбов и не позволит влаге из раствора впитываться в песок и почву.

Цены на ручные садовые буры

Ручные садовые буры

Как устанавливают столбчатые опоры

Когда ямы-скважины под столбы подготовлены, можно приступать к изготовлению самих опор.

В условиях индивидуального строительства далеко не все упомянутые в начале статьи конструкции применяются одинаково часто. Стоит рассмотреть самые доступные в самостоятельном монтаже и оттого – самые популярные из них.

Столбы-опоры из кирпичей или блоков

В подготовленную яму устанавливается опалубка из рубероида, она может быть устроена, как в круглый, так и в квадратный котлован. Этот же рубероид впоследствии будет также исполнять роль гидроизолятора .
Далее, в яму опускается арматурная конструкция, которая должна быть высотой вровень с поверхностью грунта.
Затем, в яму заливается бетонный раствор, изготовленный из цемента и гравия или щебня средней фракции.
Яма заполняется полностью, раствор сверху выравнивается и оставляется застывать и упрочняться. Для этого понадобится не менее 8 ÷ 10 дней.
Затем, на получившийся бетонный столбик настилается рубероид в два-три слоя — он станет надежной гидроизоляцией для кирпичной или блочной кладки.

Сверху ведется кирпичная кладка до нужной высоты опоры. Столбик может быть выложен колодцем – при этом внутренняя его полая часть будет впоследствии заполнена бетоном. Другой вариант – когда столб полностью сложен из кирпича.

Точно таким же образом производится возведение столбов и из небольших бетонных блоков.

Монолитные фундаментные железобетонные столбы

Этот вариант изготовления бетонных столбов производится несколько иначе.

В круглую подготовленную яму устанавливается рубероид, свернутый в два слоя в трубу. Высота трубы должна соответствовать уровню, на который должен быть поднят фундамент.

Для устойчивости этой своеобразной рубероидной опалубки, ее можно установить в легкую металлическую сетку, также свернутую в трубу. Устойчивость нужна для того, чтобы конструкцию, после заливки в нее бетона, можно было встряхнуть и высвободить пузырьки воздуха, попавшего в раствор в процессе замешивания.
В получившуюся опалубку устанавливается арматурная конструкция, а затем сверху нее заливается бетон, изготовленный из гравия и цемента.

Если сверху бетонных столбов будет устраиваться бетонный пояс - ростверк , то арматурные прутья должны быть выше, чем столбы фундамента. Это необходимо для связки арматурных частей столбов и системы армирования ростверка.

Перед тем, как устраивать опалубку для бетонного пояса, опоры сверху необходимо обработать битумной мастикой, которая создаст дополнительную гидроизоляцию для столбиков.

Видео: заливка бетонных столбов свайного фундамента

Асбестоцементные столбы

Столбчатый фундамент может быть устроен и из асбестоцементных труб, которые устанавливаются на бетонную подушку, так же, как и в предыдущем случае, где использовался рубероид. Однако, процесс заливки столбиков здесь имеет свои особенности.

Для устойчивости в нижней части трубы, которая будет находиться в котловане, делают два отверстия. Через них проводят отрезок металлического прута, а затем устанавливают асбестовую трубу в котлован и засыпают вокруг щебнем так, чтобы он закрывал, торчащую с двух сторон арматуру. Трубе придаётся идеально вертикальное положение.
Затем в опалубку-трубу заливается бетонный раствор на одну ее треть.
После этого нужно в середину трубы, в залитый незастывший раствор, установить арматуру — это может быть один или несколько прутов.
Далее, раствор заливается до верха трубы и сверху разравнивается.

Вокруг трубы нужно сразу же заполнить все пространство суглинком или тем грунтом, который был выбран из котлована. Вся эта засыпка тщательно утрамбовывается.

Металлические сваи

Металлические сваи могут вкручиваются в устроенное заранее отверстие, которое сделано ручным буром, но сваи уходят гораздо глубже в грунт. Для такого фундамента не придется подготавливать яму, выполняя в ней песчаную засыпку и заливая бетонную подушку.

Иногда сваи вкручиваются непосредственно в поверхность грунта, без предварительного выкапывания скважин. Но в любом случае , в одиночку с вкручиванием свай не справиться, потребуется, как минимум , один помощник.

При ввинчивании свай ведется постоянный контроль за их вертикальностью. Сваи вкручивают до до стижения проектной глубины.

После того как все сваи будут ввинчены, они должны быть заполнены

Для удобства выполнения этой операции в трубу устанавливают специальную воронку, и через нее в полость вливается раствор, до тех пор, пока труба не будет заполнена доверху.
После заполнения, бетон должен схватиться и упрочниться .
Сверху готовых свай могут быть приварены металлические площадки, на которые закрепляется деревянный ростверк.

Другим вариантом ростверка могут стать металлические перемычки — они становятся поясом, связывающим сваи в единую конструкцию. Они могут быть приварены не только сверху установленных столбов, но и на уровне грунта, что придает дополнительную жесткость и надежность всему фундаменту.

Другой вариант — металлический профиль приваренный между опорами

Ввинчиваемые сваи удобны для применения на сильно пересеченной местности, где приходится выводить столбы фундамента на одну высоту, так как их можно подкорректировать — немного приподнять или же опустить ниже.

Видео: фундамент на винтовых металлических сваях

Цены на винтовые сваи

Винтовые сваи

Ростверк св айного фундамента

Ростверк или перемычка, которая укладывается сверху столбов фундамента, является как связующим элементом для всей конструкции, так и надежной опорой под возведения стен.

На любом из видов столбчатого фундамента можно уложить деревянные перемычки, изготовленные из мощного бруса, железобетонную конструкцию или ростверк из металлического проката.

Закрепляются перемычки по-разному, в зависимости от материала изготовления столбиков и самого ростверка.

Деревянные перемычки чаще всего крепят с помощью анкеров.
Металлический пояс (швеллер, двутавр или уголок) прикрепляют или сварочными швами, или мощными болтами.
Железобетонный пояс с креплен с помощью общей арматуры, уже ранее установленной в столбике и проходящей через ростверк, где она скручена проволокой с арматурной решеткой самой перемычки.

Итак, вывод. С толбчатый фундамент намного экономнее в устройстве, чем монолитный или ленточный. Кроме этого, его вполне можно возвести собственными силами. Если решено сделать к дому легкую пристройку в виде, например, веранды или террасы, то основы лучше и проще, чем столбчатый фундамент, для них просто не найти.

Под определенное сооружение (например, дом) предполагается обустройство конкретного фундамента. Столбчатые основания относятся к самым дешевым и простым в строительстве. Чаще на таком фундаменте сооружают малоэтажные производственные и общественные здания, одноэтажные загородные постройки. Ряд особенностей опорных фундаментов предполагает некоторые ограничения в их применении, которые нельзя не учитывать.

Что такое столбчатый фундамент?

Такой тип основания для дома конструируется из опорного каркаса, где колоды несут основную нагрузку. Опоры монтируются по периметру под несущими стенами. На них укладывается первая обвязка дома. Следовательно, установка колод осуществляется в нагружаемых местах: в углах, на стыке стен, под перекрытиями и пролетами более 2,5 метра в длину.

Размеры и расстояние между столбами определяются расчетным путем, учитывая категорию стройматериала, тип конструкции опорных элементов, характер и общую массу постройки. Среднее расстояние между опорами варьируется в пределах 1,5-2,5 м, внутренний срез прямоугольных изделий составляет 25-40 х 25-40 см, круглых - 20-25 см. Высота наземного элемента конструкции над фундаментом не должна превышать 50 см. Этот параметр для части, распложенной под землей, подбирается в зависимости от величины заглубления.

Особенности

Опоры столбчатого основания следует располагать так, чтобы столбы упирались в устойчивый и прочный земляной слой. Не допускается размещение опорных колод на мягкие гумусные почвы. Верхняя часть колод делается в одной горизонтальной плоскости. На них будет опираться .

При возведении легких построек ростверк не нужен. Вместо него используют металлические или деревянные балки. Возвышение оголовков должно располагаться минимум на полметра выше над землей. Это позволит избежать проникновения влаги в дом.

Если предполагается соединение колонны со столбом, в верхней его части делают углубление «стакан» или устанавливают крепежные анкера для обеспечения жесткого крепления опоры и опираемой конструкции.

Виды

Особенности обустройства опираемых фундаментов и выбор типа колод определяются видом постройки, характером грунта и прочими эксплуатационными требованиями. Колоды бывают разных размеров и сечений. Встречаются прямоугольные, квадратные, круглые опоры.

Столбики могут быть выполнены из бетона (железобетона), блочного материала, бутового камня, кирпича. Согласно применяемой технологии изготовления, фундаменты на колодах классифицируют на такие типы, как:

монолитные, когда роются ямы, монтируется опалубка и послойно заливается бетонный раствор марки не ниже М400;
сборные, когда используются готовые элементы из блоков, кирпича или камней определенной марки.

Схема устройства столбчатого фундамента.

Глубина заложения определяет отдельные виды опорных оснований:

Незаглубленные фундаменты на столбах, когда подошва располагается на земле или песчаной подушке. Отличаются такие основы экономичностью возведения, но используются исключительно для строительства одноэтажных зданий из легких материалов на слабо- и непучинистых почвах.
Заглубленные основы, при сооружении которых столбики закладываются на глубину до или ниже точки промерзания грунта. Такую конструкцию используют на пучинистых грунтах с суглинками или глинами. Отличаются наименьшей экономичностью.
Мелкозаглубленные, глубина заложения которых составляет 0,5 – 0,7 части глубины от точки промерзания почвы. Половина фундамента - монолит определенной формы, а вторая - . Пригодны для обустройства на мало- и неглинистых землях.

По конструкционным особенностям фундаменты бывают с крепежной балкой или без нее. Ростверк крепится к столбу и распределяет нагрузку от общей массы дома равномерно по основанию. Ростверковые балки препятствуют опрокидыванию колод из-за горизонтального движения почвы. Однако этот элемент существенно удорожает строительство, увеличивает время обустройства фундамента.

Большинство немассивных зданий возводят на опорных фундаментах без ростверка. В этом случае первая обвязка монтируется прямо на колодах, сверху гидроизоляционного слоя. Однако эта конструкция отличается меньшей устойчивостью к горизонтальным сдвигам почвы и опрокидывающим нагрузкам.

Целесообразность возведения

Целесообразность возведения фундаментов на опорах имеет место, в случаях когда:

на земляной слой при эксплуатации здания давление от колод меньше, чем от ленточной конструкции;
возводятся постройки без подвалов на щитовых, деревянных и облегченных каркасах;
строятся стены из кирпича с требуемой глубиной заложения опоры до двух метров или на четверть метра ниже точки промерзания почвы;
нужно избежать разрушения фундамента из-за увеличения объемов грунта при низких температурах.

Однако есть случаи, когда применение опираемых основ не оправдано:

Из-за неустойчивости опорных колод не рекомендуется их установка на слабые и горизонтально-подвижные почвы.
Основания на колодах непригодны для возведения массивных стен из тяжелых материалов: кирпич, железобетон с толщиной блоков более 51 см.
Не стоит устраивать фундамент на столбах в местах с сильным перепадом высот (от двух метров).

Строительство

Заливка столбов к фундаменту осуществляется открытым способом в несколько этапов. На первом этапе осуществляется разметка положения опор под фундаментные блоки или монолит. Для этого изначально выбирается вид, форма, размер и глубины заложения опорных колод. Возведение здания по чертежу предполагает внесение в документ предварительно определенного четкого расстояния между опорами.

При самостоятельной разметке на месте строительства следует учитывать факт, что столбы должны находиться от 1,5 до 2,5 метра друг от друга. Большее расстояние может привести к увеличению строительных затрат из-за необходимости сооружать более мощный ростверк. Опоры должны находиться в зонах максимальных нагрузок - в углах, на стыке стен, под перекрытиями.

На втором этапе осуществляются работы по грунту. Роются ямы под прямоугольные бутовые, бетонные, бутобетонные, блочные или кирпичные столбы. Если внизу столб должен иметь подошву, то при рытье ямы учитываются его габариты. Для трубчатых опор нужно подготовить скважины. Бурятся они буровыми машинами, ручным или садовым буром. Скважину следует делать сечением на 5-10 см больше диаметра опорной трубы.

На третьем этапе осуществляется бетонирование столбов. Чаще в качестве опор применяют железобетонные монолиты требуемого сечения. Соорудить монолитные столбы можно самостоятельно. Для этого в подготовленной яме укладывают подушку из песка и гравия высотой 15-20 см. Для возведения надземной части опоры над ямами сооружается опалубка из деревянных досок в соответствии с требуемыми размерами столбов. Опалубочные доски и внутренние стены ямы покрываются рубероидом или полиэтиленом для обеспечения гидроизоляции.

Затем в яму помещается армирующий каркас из прутьев сечением 1-1,2 см. Стержни между собой соединяются отрезками из той же арматуры. Можно использовать для этих целей специальные хомуты из вязальной проволоки. Расстояние между армирующей сеткой и стенками опоры не должно быть менее 3 см. Это позволит полностью залить каркас бетоном.

Высота армирующего скелета зависит от применения или отказа от укрепляющей балки (ростверка). Если установка элемента требуется, тогда длина арматуры должна возвышаться над верхним основанием опоры. В противном случае армирующий скелет располагается ниже опалубки на 3 см. Для крепления первой обвязки сверху столба монтируются закладные шпильки.

Заливаются столбы обычным бетоном марки не ниже М-200.

После армирования проводится бетонирование опор. Для этого используется готовый бетон не ниже марки 200-300. Для самостоятельного приготовления бетонных смесей больше подходит марка цемента М400, смешиваемого с песком 1-1,2 мм, гравием и водой в соотношении 1: 3: 5: 0,4, соответственно. Смесь укладывается слоями, каждый из которых тщательно трамбуется .

При устройстве фундамента на опорах с башмаком (расширением внизу) яму роют в форме этого расширения, засыпают подушку из песка и гравия, заливают бетон. После укрепления заливки формируют опалубку столба. Затем повторяются вышеописанные работы. После затвердения смеси опалубку можно удалить, стенки столба обработать гидроизоляцией и обратно засыпать и утрамбовать грунт, вынутый из ямы.

Если используется ростверк, на последнем этапе выполняется его устройство на опорах. Для этого по периметру будущего фундаментного основания горизонтально монтируется опалубка в форме для связки всех колод. Внутрь опалубки вкладывается каркас из арматуры и закрепляется на выпусках укрепляющего скелета столбов. Заливка цементного раствора осуществляется так, чтобы поверхность ростверка была расположена в одной горизонтальной плоскости.

В течение недели бетону нужно укрепиться и затвердеть, после чего опалубка снимается.

Железобетонные фундаменты опор ЛЭП - это несущие конструкции, которые применяются в энергетическом строительстве металлических или бетонных опор воздушных, проходящих над землей, линий электропередач с целью увеличения устойчивости опор в грунте и, как следствие, срока службы этих опор. Фундаменты воспринимают значительные весовые, ветровые нагрузки, а также нагрузки от натяжения проводов и грозозащитных тросов и передают их в грунт. У большинства металлических опор фундамент состоит из четырех отдельно расположенных элементов, расстояние между которыми принято называть базой опоры.

На основании многолетней практики энергетического строительства, проектирования и эксплуатации ВЛ определяются наиболее целесообразные и экономичные типы и конструкции опор и фундаментов соответствующих климатических и географических районов и проводится их унификация.

В наиболее часто встречающихся грунтах (пески, глины, супеси, суглинки) на территории России опоры закрепляются с помощью монолитных или сборных железобетонных, бетонных и свайных железобетонных фундаментов.

Фундаменты для опор ЛЭП делятся на два основных типа:

Грибовидные подножники. Состоят из прямой или наклонной стойки с плитой. Бывают как монолитными, так и в сборном исполнении;
Свайные фундаменты. Состоят из одной или нескольких (куста) свай в каждом элементе закрепления.

Грибовидные подножники

Грибовидные фундаменты опор ЛЭП отличаются надежностью и долговечностью. Простота монтажа, в отличие от свайных конструкций, позволяет устанавливать подножники в местах, куда не нельзя доставить специализированную технику для вбивания свай.

На грибовидные фундаменты действуют вертикальные и горизонтальные нагрузки. При вертикальном расположении стоек горизонтальные нагрузки на них создают изгибающий момент, для восприятия которого в стойку закладывается дополнительная арматура. В фундаментах, рассчитанных на большие нагрузки, стойки расположены наклонно, соответственно углу наклона пояса анкерно-угловой опоры, что дает возможность значительно уменьшить изгибающий момент и, следовательно, сократить расход арматуры.

Применение малообъемных монолитных фундаментов опор позволяет значительно сократить расход стали, по сравнению со сборными фундаментами, как на изготовление фундамента, так и на опору, так как точное расположение фундамента при его сооружении позволяет исключить сложную металлоемкую пяту. Недостатком таких фундаментов является необходимость производства бетонных работ на каждом пикете.

Свайные фундаменты

Преимущество применения свай в качестве фундаментов под опоры ВЛ достигает 50 % по сравнению с применением грибовидных подножников: скорость возведения фундамента в любых условиях в 2 раза выше; возможность выполнения в зимних условиях, так как требуется минимальный объем земляных работ; монтаж свай не требует водопонижения и замены грунта при устройстве фундаментов в болотистых и пойменных районах; энергетическое строительство часто позволяет осуществлять установку фундаментов опоры ЛЭП в стесненных условиях подстанций и рядом с существующими зданиями; возможность вывинчивания и повторного применения свай.

На все типы фундаментов опор и элементы закрепления опор действуют значительные нагрузки, которые определяются:

массой опоры, проводов, гирлянд изоляторов, грозозащитных тросов, а также льда, который при определенных погодных условиях может образовываться на проводах и тросах;
давлением ветра на опору, на провода и грозозащитные тросы;
горизонтальной составляющей натяжения по проводам и грозозащитным тросам (только у угловых опор);
натяжением проводов и грозозащитных тросов, действующим на опору при обрыве проводов или грозозащитных тросов в одном из пролетов;
усилиями, возникающими при монтаже опоры и при натяжении проводов (монтажные нагрузки).

Нагрузки разнообразны по величине и направлению и зависят как от типа опоры, количества и сечения подвешиваемых проводов и грозозащитных тросов, так и от того, в каких климатических условиях расположена конструкция опор ЛЭП.

По времени действия перечисленные нагрузки делятся на постоянные (весовые), действующие периодически с различной интенсивностью в разных направлениях (ветровые), аварийные, возникающие очень редко, причем время их возникновения заранее предугадать невозможно (обрыв проводов и грозозащитных тросов), и однократные, действующие только один раз в заранее известное время (монтажные). При определении нагрузок, действующих на фундаменты опор или закрепления опор, в расчет принимается несколько сочетаний нагрузок, действующих на опору, например: действие ветра наибольшей для данного района скорости при отсутствии льда на проводах и тросах; действие ветра при скорости, равной половине наибольшей, и наличии на проводах льда; обрыв проводов одной или двух фаз или грозозащитного троса и т. д.

Для того чтобы не утяжелять конструкцию большого количества фундаментов, их часто не рассчитывают на действие горизонтальных нагрузок. Поэтому на время монтажа фундаменты часто дополнительно укрепляются ригелями, анкерами. Дополнительно допускается не закреплять фундаменты опор на время установки опор, если величина горизонтальной монтажной нагрузки меньше горизонтальной нагрузки, действующей в процессе эксплуатации опоры или при установке опоры в период, когда верхний слой земли промерз на глубину не менее 0,5 м.

Горизонтальные нагрузки воспринимаются: монолитными бетонными фундаментами опор - весом фундамента; подножниками - весом фундамента и весом грунта; подножниками с ригелем - как весом фундамента, так и весом грунта и давлением ригеля на грунт, что создает дополнительное сопротивление перемещению подножника в грунте; сваями - за счет давления боковой поверхности сваи на грунт.Опрокидывающий момент, действующий на стойку железобетонной опоры, передается на грунт боковой поверхностью стойки или ригеля.

Необходимая прочность закрепления опор определяется как грунтовыми условиями, так и прочностью конструкций самих фундаментов. Применение железобетона в качестве материала для изготовления фундаментов обусловлено высокими показателями по прочности и сопротивлению динамическим нагрузкам. Опоры, устанавливаемые на железобетонные фундаменты, могут выдерживать значительные нагрузки, вызываемые агрессивным климатом.

Железобетонные фундаменты опор изготавливаются из тяжелого бетона, классом прочности на сжатие не ниже В30, морозостойкости - не ниже F150-200, водонепроницаемости - не ниже W4. Для увеличения прочности бетон фундаментов армируется стальными каркасами из нержавеющей стали.

К производству железобетонных фундаментов предъявляются достаточно высокие требования на всех этапах производства, и обеспечивается пооперационный технологический контроль.

Сборные фундаменты для стальных свободностоящих опор ЛЭП серии 3.407.1-144 маркируются буквами Ф (фундамент) или ФП (фундамент повышенный). Затем следуют две цифры, разделенные знаком «х», и обозначающие площадь основания фундамента опоры в метрах, и записанные через дефис цифры «2» (указывает на количество болтов в оголовке - 2) или «4» (количество болтов - 4). Буква «А», а также сочетание «А5» или «А-350», обозначают тип оголовка фундамента - под анкерно-угловые опоры, и площадь базы 250 или 350 мм соответственно.

Грибовидные фундаменты опор серии 3.407.1-157 для узкобазых металлических порталов маркируются буквенно-цифровым обозначением, включающим условное наименование изделий (Ф - фундамент) и габаритные размеры - длину и ширину – в дециметрах.

Малозаглубленные фундаменты серии 3.407.1-159 маркируются буквенно-цифровым значением, где:

Ф - фундамент;
МФ - малозаглубленный фундамент;
ФК - фундамент укороченный;
Далее следуют цифры: у малозаглубленных фундаментов первая цифра после буквы обозначает ширину плиты в метрах, вторая цифра - длину плиты в метрах; у укороченных - первая цифра 1, 2, 3 и т.д. обозначает типоразмер.
Буквенный индекс «О» обозначает вертикальный штырь, дробь 1/5 или 1/10 после буквы - наклон штыря к вертикали, соответственно 1:5 или 1:10.

Маркировка вибрированных свайных фундаментов опор серии 3.407.9-146 образуется из сочетания буквы Ф, обозначающей фундамент опоры, двух цифр, через точку, определяющих количество и тип свай, следующих за ними и записанных через дефис цифр, обозначающих область применения и записанной через дефис последней цифры или комбинации цифр, определяющей параметры металлических деталей (только для двухсвайных и четырехсвайных фундаментов).

Напряженные и центрифугированные сваи маркируются: С - вибрированная свая, СН - вибрированная преднапряженная свая, ЦС – центрифугированная свая. Далее указываются через точку диаметр изделий в сантиметрах и длина в метрах. Далее через дефис указывается тип армирования.

Маркировка унифицированных железобетонных фундаментов опор ЛЭП серии 3.407-115 состоит из буквенно-цифровых значений, где:

Ф - фундамент железобетонный;
П, К, С - тип железобетонного фундамента (повышенный, укороченный, специальный составной);
С, Б - тип соединения деталей в составных железобетонных фундаментах ФСС, ФСБ, ФПС, ФПБ (болтовое или сварное);
Цифры 1-6 - указывают типоразмер жб фундамента;
О, О5, А, А5, 2, 4 - указывают на назначение конструкций фундамента: О, О5 - фундамент жб под опоры с оттяжками для ВЛ 35-330кВ или ВЛ 500кВ соответственно; А, А5 – фундамент железобетонный под анкерно-угловых опоры для ВЛ 35-330кВ или до 500кВ соответственно; 2, 4 – фундамент опоры ж/б с 2 или 4-мя отверстиями в башмаках под промежуточные опоры;
н/с - конструкция фундаментов железобетонных с навесной плитой (н) или с разъемной стойкой (с);
м - конструкция фундамента жб с модернизированным наголовником;
48/350 - указывает на диаметр 48 мм или базу болтов наголовника фундамента 350 мм.

Свайные фундаменты опор серии 3.407-115 маркируются неполным или полным шифром.

В неполном шифре имеются три индекса, записанные через тире и определяющие:

Первый индекс - сечение сваи: С - квадратное сечение, Ц - цилиндрическое;
Второй индекс указывает тип армирования;
Третий - длину сваи в метрах.

В шифре цилиндрической сваи буква «К», проставленная через тире после третьего индекса, указывает на наличие наконечника.

В полном шифре маркировка свай квадратного сечения выглядит следующим образом:

Первый индекс, проставленный через тире, указывает область применения свайного фундамента опоры в зависимости от оголовка (наголовника):

0 - свая со штырем под стойки опор с оттяжками;
1 - свая с одним длинным болтом под металлический ростверк;
2 - свая с двумя болтами под соответствующие металлические промежуточные опоры;
Н - свая с оголовком в виде листа (без наголовника), применяемая для закрепления оттяжек. Цифра 1 или 2 после буквы указывает количество болтов под соответствующие металлические промежуточные или промежуточные и анкерно-угловые опоры соответственно.

Полному шифру соответствует одна из 46 марок свай, записываемых буквой С и цифрой от 1 до 46.

Маркировка цилиндрических свай в сборе: в результате сочетания 12 типов свай и 8 типов наголовников может быть образовано 96 марок свай. Марка цилиндрической сваи записывается буквами ЦС и цифрами от 1 до 96.

Шифр свайных фундаментов получается из сочетания четырех групп букв или цифр, записанных через дефис.

Первая группа показывает состав свайного фундамента;

Буква Р указывает на наличие ростверка; 2 или 4 - количество свай.

Вторая группа показывает сечение сваи:

25 – сечение 25х25 см,
35 – 35х35 мм.
56 – наружный диаметр 56 см.

Третья цифра или группа цифр в числителе и знаменателе показывают высоту в см балок ростверка или номер примененных швеллеров (в числителе - верхней балки, в знаменателе - нижних балок).

Последняя цифра в шифре показывает, какая деталь для крепления опоры предусмотрена в ростверке:

4 - четыре болта;
2 - два болта;
4т – четыре болта для крепления тяжелых анкерно-угловых опор.
1 – один штырь
0 – петля для крепления оттяжек.

Фундаменты под унифицированные опоры ЛЭП для особых грунтовых условий серии 3.407-123 маркируются буквенно-цифровым значением, где:

БФ - буронабивной фундамент;
БФО - буронабивной фундамент с предварительно напряженной оболочкой;
АФ - анкерующий фундамент;
КФ - коробчатый фундамент;
П -поверхностный фундамент;
Цифры 1 - 6 указывают типоразмер фундамента;

для БФ - 2 и 4 - количество болтов в оголовке;
для БФО - 1 и 2 – тип армирования;

Также, для БФО после указания типа армирования следует буква «Н» - наголовник - с цифрой от 1 до 6, указывающей тип наголовника.

Трехлучевые фундаменты для центрифугированных опор контактной сети железных дорог серии 3.501.1-149 маркируются следующим образом:

ТС - трехлучевой стаканный фундамент;
ТСУ - трехлучевой стаканный укороченный фундамент;
ТА - трехлучевой анкер;
Далее через дефис указывается число - нормативный момент по прочности блока, в кНм, затем – длина блока в метрах.

Железобетонные фундаменты под металлические опоры контактной сети с гибкими поперечинами серии 3.501.1-153 маркируются буквенно-цифровым значением:

ФР - фундамент раздельный;
Ф - фундамент под опоры с двухпутными консолями;
РС - ростверк свайный;
Далее указываются цифры через дефис, указывающие порядковый номер изделия и тип его армирования.

Фундамент из столбов - универсальный вариант. Такое основание сооружают, не учитывая тип почвы, и серьёзных работ по гидроизоляции и утеплению оно не требует. Поэтому возводить столбчатый фундамент решаются без сомнений, даже не обладая знаниями строителя.

Уникальный фундамент из «стержней»

Чтобы понять, что такое столбчатый фундамент, стоит детально рассмотреть его плюсы и минусы, задачи и устройство.

Столбчатый фундамент значительно отличается от ленточного, поскольку сооружается не по всему периметру здания

Преимущества и недостатки столбчатого основания

Бесспорными преимуществами фундамента из опорных столбов считают:

К недостаткам столбчатого фундамента приписывают:

Все минусы основания из столбов можно не рассматривать как нечто важное, если сооружать эту конструкцию с учётом её назначения.

Задачи конструкции из опорных столбов

Строить столбчатый фундамент целесообразно для таких объектов, как:

дом без подвального помещения со стенами из лёгких материалов;
кирпичная постройка, которая по экономическим причинам не может быть поставлена на ленточном фундаменте и поэтому сооружается на столбах, углублённых в землю на 2 метра;
здание, возводимое в местности с почвой, склонной к пучению из-за низких температур и вследствие этого отрицательно воздействующей на любой фундамент, кроме столбчатого.

На столбы разумно ставить только небольшие домики из лёгких материалов, ведь вес иных строений опоры не выдержат

От сооружения конструкции из опорных столбов лучше вообще отказаться в следующих случаях:

грунт на площадке под строительство слабый или подвижный, что может стать причиной опрокидывания недостаточно устойчивого фундамента;
земля на участке содержит большое количество торфа, осадочных пород или глины, насыщенной водой;
дом планируется строить из тяжёлого сырья, например, кирпичей толщиной более 5 см или железобетонных типовых плит;
финансы и время на обустройство цоколя значительно урезаны (при создании столбчатом фундаменте цоколь сам собой не образуется, как это бывает во время строительства ленточного основания);
почва на участке под строительство дома отличается резким перепадом высот (от 2 метров).

Столбчатый фундамент может быть устроен только на твёрдой и ровной почве, поскольку он не отличается идеальной устойчивостью

Вид фундамента из отдельных опор

Столбчатая опорная конструкция под дом - это система столбов, расставленных в углах, зонах скрещивания стен и нахождения несущих простенков или балок, на которые приходится вес всего здания. Чтобы столбы функционировали как единая конструкция и были максимально устойчивы, их объединяют посредством ростверка - обвязочных балок.

Столбчатым фундаментом, сооружаемым наиболее часто, считается конструкция из монолитных железобетонных блоков.

Фундамент может быть сделан из бетонных блоков, а ростверк - из древесины

Обычно столбы располагают, оставляя между ними от 2 до 2,5 метра пустующего пространства. Но в некоторых случаях строители выходят за рамки традиционного варианта расстановки опор.

Когда столбы монтируют в земле через каждые 2–2,5 метра, ростверк создают как стандартную армированную перемычку. При этом не объединяют в единый ансамбль пристраиваемые к дому веранду, крылечко и террасу.

Для мест вроде крыльца организуют отдельные основания, разделяемые деформационным швом. Это необходимая мера, ведь вес дополнительных помещений всегда отличается от веса дома, отчего и усадка у этих строений не может быть одинаковой.

Обычно столбы расставляют на расстоянии 2–2,5 м друг от друга

Расстояние между столбами делают большим (от 2, 5 до 3 метров), ссылаясь на значительную мощность обвязочных балок. Наиболее надёжный ростверк создают в виде единой или сборной балки. А простая конструкция, соединяющая опоры, может быть сделана из металлических деталей, например, швеллеров или профилей.

Вариации основания из столбов

Каким будет столбчатый фундамент, решают, опираясь на количество финансов и умения самостоятельно заниматься строительством.

Блочные опоры

Столбчатый фундамент может быть составлен из бетонных или железобетонных блоков, изготавливаемых отдельно и монтируемых непосредственно при обустройстве опорной конструкции для постройки.

Каждый столб конструкции можно собрать из отдельных блоков - очень надёжного материала

В ГОСТ указано, что блоки, которые пойдут на сооружение фундамента, необходимо производить из бетона марки не ниже М-100. Что касается размера блоков, то частные застройщики привыкли брать сырьё с параметрами 20*20*40 см и весом 32 кг. Относительно лёгкими считаются фундаментные блоки из керамзитобетона - материала, который устойчив к термическому воздействию.

Крупные блочные конструкции из железобетона можно укладывать только строительным краном, ведь их вес может быть равен даже двум тоннам. Подобные блоки усиливают специальной арматурой с диаметром от 9 до 15 мм и используют исключительно для сооружения ленточных и плитных оснований под огромные кирпичные постройки.

Чаще всего для самостоятельного сооружения столбчатого фундамента берут лёгкие небольшие блоки, поскольку из крупного сырья построить опоры получится только с применением техники

Лучшая глубина закрепления столба из блоков в земле - от 50 см до 1 метра. Если же тип грунта и вес постройки диктуют иные требования, то разумнее сооружать не блочный фундамент, а основание из асбестоцементных труб, наполненных бетоном. Закладывать блоки на глубину более 1 метра слишком трудно.

Кирпичные столбы

Надумав сооружать столбчатый фундамент из кирпича, необходимо закупать только красное полнотелое керамическое строительное сырьё. Этот материал отвечает всем необходимым требованиям: он водонепроницаем, необыкновенно прочен и морозостоек.

Такая характеристика кирпича, как морозостойкость, считается крайне важной. Чем больше показатель невосприимчивости к низкой температуре, тем дольше строительное сырьё служит. Например, морозостойкость 70 указывает на то, что кирпич испортится не раньше чем через 70 лет.

Для сооружения фундамента принято использовать красный полнотелый керамический кирпич, ведь он наиболее прочен

Из кирпичей можно сооружать как малозаглубленный, так и заглублённый столбчатый фундамент. Глубина первого варианта основания колеблется между 40 и 70 см. А заглублённый фундамент всегда устанавливается ниже уровня промерзания грунта на 30–50 см.

Располагать опорную конструкцию на значительном расстоянии от поверхности земли решаются, когда почва на строительном участке пучинистая, а уровень подземных вод непостоянный.

Чтобы сделать основание надёжным, кирпичные опоры столбчатого фундамента требуется создавать в 2 кирпича

Главные столбы фундаментат (опоры, стоящие в углах внешних стен и в местах пересечения внутренних перегородок) принято изготавливать в 2 или 2,5 кирпича. В остальных случаях столбы разрешается выполнять в полтора кирпича и расставлять на расстоянии полутора или двух метров друг от друга.

«Ножки» из дерева

Основание из деревянных «ножек» – самый экономичный вариант. Брёвна, подходящие для фундамента, несложно срубить и обработать своими силами.

Столбчатый фундамент из деревянных опор принято сооружать под домик для проживания в течение лета или крошечное строение из древесины.

Деревянные столбы предназначены только для самых лёгких временных построек, так как под чрезмерным давлением они могу сломаться

Лучшее сырьё для создания деревянных опор - это древесина сосны, дуба или лиственницы. «Стержни» вырезают из комлевой части бревна с диаметром от 2 до 40 см. Ставя в ямы, столбы из древесины закрепляют по бокам кирпичами, камнями или утрамбованной насыпью щебня.

Иногда деревянные опоры фиксируют на месте бетонным раствором. При этом столбы погружают в жидкий бетон на 10 см. Другим хорошим фиксатором для опор из древесины может выступать крестовина, сделанная из двух пластин длиной 0, 8 метра, скомпонованных в положении крест-накрест.

Чтобы закрепить столб на крестовине, в его нижней части вырезают шип. Он вставляется в паз, проделанный в центральной зоне крестовины. Затем столб фиксируется на своеобразной платформе косынками.

Для надёжного закрепления столба в грунте используют крестовину и укосины

Деревянные опоры полагается особым образом защищать от гниения. Сначала их покрывают глиной так, чтобы образовался слой толщиной 1 см, затем обжигают раскалёнными углями. Последнюю задачу выполняют неспешно, следя за тем, чтобы обуглилось буквально 1, 5 см древесины. Обожжённые столбы обрабатывают подогретым битумом или гудроном и сушат.

Под наружные стены деревянные опоры погружают в землю на глубину от 70 до 120 см. А столбы для поддержки перегородок внутри дома ставят на глубину в 50 см.

Основные столбы деревянного фундамента полагается погружать на глубину в 70–120 см

Монолит

Здания в 2 или 3 этажа предпочтительнее сооружать на столбчатом монолитном основании. Такой фундамент не просядет даже под значительным давлением.

Столбчатый монолитный фундамент без проблем служит более 100 лет. Каждый столб этой опорной конструкции способен держать на себе предмет весом в 100 тонн.

Монолитный фундамент считается самой популярной конструкцией по сравнению с другими столбчатыми основаниями

Монолитное основание из столбов создаётся из бетона, усиленного металлическими прутьями и залитого в специальные формы - трубы или опалубки. Данный фундамент получается необыкновенно долговечным, так как полностью лишён швов.

Столбчатый фундамент своими руками: пошаговая инструкция

К сооружению столбчатой конструкции под дом приступают только после выполнения расчётов и подготовки строительного участка.

Необходимые вычисления

Расчёт нужен, чтобы узнать, сколько потребуется столбов, и какими они должны быть по размеру.

Перед вычислительными действиями требуется протестировать грунт на строительной площадке - пробурить скважину с глубиной на 60 см ниже уровня, на котором планируется устанавливать столбы фундамента. В случае обнаружения под несущим грунтом земли, пропитанной водой и поэтому слабой, решение о строительстве столбчатого основания лучше отменить. Столбы, испытывающие нагрузку, в нетвёрдой почве вряд ли смогут стоять неподвижно.

Первая скважина на строительной площадке должна быть тестовой - для проверки состояния грунта

Определение нагрузки на почву

Убедившись, что на участке можно сооружать столбчатый фундамент, следует узнать, какое давление будет испытывать земля. Для этого требуется определить вес будущего дома.

Рассчитывая, каким станет давление на землю после строительства дома, следует прибавлять к весу сооружения массу фундамента. Для этого необходимо определить примерный объём конструкции и умножить полученную цифру на удельный вес материала. Например, у железобетона этот показатель равен 2500 кг/м³.

Таблица: приближённые значения удельного веса для элементов постройки

Конструкции	Удельный вес, кг/м²
Стены
Стены из кирпича (толщиной в полкирпича)	200–250
Стены из блоков пенобетона или газобетона толщиной 30 см	180
Стены из брёвен диаметром 24 см	135
Стены из бруса толщиной 15 см	120
Каркасные утеплённые стены толщиной 15 см	50
Перекрытия
Цокольные и между этажами по деревянным балкам (утеплённые материалом плотностью до 200 кг/м³)	100
Чердачные по деревянным балкам (утеплённые материалом плотностью до 200 кг/м³)	150
Бетонные пустотные плиты	350
Монолитные (из железобетона)	500
Эксплуатационная нагрузка для цокольных и межэтажных перекрытий	210
105
Крыша с учётом стропил, обрешётки и кровельного материала
С кровлей из листовой стали, металлической черепицы или профнастила	30
С рубероидной кровлей в 2 слоя	40
С кровлей из шифера	50
С кровлей из натуральной керамической черепицы	80
100
50
190

*Когда скат крыши наклонен более чем на 60 градусов, снеговая нагрузка сводится к нулю.

Суммарная площадь оснований столбов

Как только становится известно, сколько будет весить будущий дом, узнают минимально необходимую суммарную площадь оснований всех столбов. Для определения этого параметра пользуются формулой S = 1, 3 * P/R 0 . Цифра 1, 3 обозначает коэффициент запаса надёжности, P - общий вес постройки в кг (с учётом фундамента), а R 0 – расчётное сопротивление несущего грунта в кг/см².

Таблица: примерные значения сопротивления несущего грунта на глубине 1, 5 метра

Пример определения количества столбов основания

Попробуем рассчитать, сколько круглых опор понадобится для устройства столбчатого основания под маленький каркасно-щитовой дом с габаритами 5х6 метров. При этом учитываем, что высота первого этажа равна 2,7 м, а этот же параметр у фронтона составляет 2,5 м. также не забываем использовать такие данные, как материал кровли (шифер), тип несущего грунта (суглинок) и глубина промерзания (1,3 м).

Каркасный дом может быть установлен на 10 столбах

Расчёт веса постройки выполняется следующим образом:

Определяется площадь всех стен с учётом фронтонов (72 м²) и их масса (72 × 50 = 3600 кг).
Находится общая площадь и масса перекрытий. Поскольку в доме имеется цокольное и межэтажное перекрытия, их плошадь составляет 60 м², а масса - 6000 кг (60 × 100 = 6000 кг).
Эксплуатационная нагрузка имеется также и на 1-ом и на мансардном этаже. Значение её будет равно 12600 кг (60 × 210 = 12600 кг).
Площадь крыши составляет в нашем примере около 46 м². Её масса при шиферной кровле - 2300 кг (46 × 50 = 2300 кг).
Снеговую нагрузку принимаем равной нулю, так как угол наклона скатов крыши больше 60˚.
Определим предварительную массу фундамента. Для этого условно выбираем диаметр будущих столбов и их количество. Допустим, у нас есть бур диаметром 400 мм, это значение и возьмём. Число столбов предварительно берётся исходя из условия - один столб на 2 метра периметра фундамента. У нас получится 22/2 = 11 штук. Теперь рассчитываем объём одного столба высотой 2 метра (заглубляем на 0, 2 м ниже глубины промерзания + 0,5 метра возвышается над землёй): π × 0,2² × 2 = 0, 24 м³. Масса одного столба равна 600 кг (0,24 × 2500 = 600 кг), а масса всего фундамента - 6600 кг (600 × 11 = 6600 кг).
Суммируем все полученные значения и определяем общий вес дома: Р = 31100 кг.
Минимальная необходимая суммарная площадь оснований всех столбов будет равна 11550 см² (S = 1,3×31100/3,5 = 11550 см²).
Площадь основания одного столба диаметром 400 мм будет равна 1250 см². Следовательно, в нашем фундаменте должно быть минимум 10 столбов (11550/1250 = 10).

Если уменьшить диаметр опор основания, то их количество увеличится. Например, вооружившись буром, создающим скважины размером 30 см, потребуется установить хотя бы 16 столбов.

Подготовка к строительству

До заливки столбчатого фундамента на участке нужно позаботиться о следующем:

Очистить площадку от мусора и убрать плодородный слой почвы толщиной 30 см.
Обнаруженный под удалённым грунтом крупный или средний песок принять за основание для фундамента, а глинистый грунт, который встречается не реже песчаного, – упрочнить, засыпав пластом из двух материалов - песка и гравия.
Выровнять участок под строительство, устраняя бугры и ямы, и проверить его горизонтальность с помощью уровня, установленного на двухметровую ровную доску.
Ровность подготовленного участка проверяют рейкой
Завести на площадку строительное сырьё и установить по периметру будущего строения обноску (столбы на расстоянии 2 м от здания и прибитые к ним доски с отметками размера ям и опор). Правильность разбивки осевых линий необходимо контролировать, измеряя расстояния рулеткой. Кроме этого, полагается проверить, прямыми ли получились углы фундамента в форме прямоугольника или квадрата.
Разбить на участке план будущего дома, то есть отметить его параметры посредством колышков.
Создать ямы для установки столбов (при необходимости сделать скважины под деревянные опоры можно воспользоваться буром, а в случае монтажа столбов из железобетона стоит вооружиться лопатой).
Засыпать дно ям гравием и песком и увлажнить. Готовые «подушки» требуется утрамбовать и закрыть полиэтиленом или рубероидом.
Дно пробуренных ям укрепляют твёрдым материалом, например,Проце гравием

Создание опалубки для столбов

Отличным вариантом опалубки для опор под дом может стать временная конструкция из струганных с одной стороны (струганная часть устанавливается лицом к бетону) досок любых пород дерева, толщиной от 25 до 40 мм, шириной от 12 до 15 см и влажностью не более 25%.

Вместо досок, при сооружении опалубки можно воспользоваться древесно-стружечными плитами, водоупорной клеёной фанерой или металлическими листами. Однако предпочтительнее выбирать именно доски, поскольку они меньше сцепляются с бетонным раствором.

Деревянная опалубка столбчатого фундамента - это стандартный вариант

Временную вспомогательную конструкцию необходимо устанавливать вплотную к стенкам выкопанной скважины и перпендикулярно подошве основания. Правильность выполненной задачи рекомендуется проверять отвесом.

Если в качестве материала для сооружения опалубки были выбраны доски, то надо иметь в виду, что они должны быть тщательно смочены водой. Проигнорировав это условие, можно получить непрочные столбы, ведь сухая древесина всасывает влагу, как губка, и из-за этого ухудшает свойства бетона.

Опалубка из рубероида - это новшество

Вспомогательной конструкцией при строительстве столбчатого фундамента может стать и несъёмная опалубка из рубероида. Этот материал сразу выполняет несколько задач: служит формой для заливки бетона и защищает опоры от сырости.

Опалубка из рубероида - хорошее решение, если грунт в созданной скважине плотный и неосыпающийся.

Чтобы сделать вспомогательную конструкцию из рубероида, действуем следующим образом:

Особенности заливки фундамента

Если домашний умелец сторонник традиционного способа заливки фундамента, то для выполнения этой миссии он должен предпринять следующее:

Тот, кто не чуждается альтернативных методов сооружения основания под дом, может сделать фундамент с применением бура ТИСЭ. Инструмент позволит создать столбчатую конструкцию с уширением у основания, что предоставит уникальную возможность поставить на опоры более тяжёлую постройку или уменьшить число столбов.

Столб с уширением (по технологии ТИСЭ) формируют поэтапно:

Видео: пример строительства столбчатого фундамента по технологии ТИСЭ

Справиться с сооружением столбчатого фундамента под силу даже одному человеку. Для этой работы не нужно искать ни технику, ни наёмных рабочих, ни большого количества материалов.

Название «столбчатый фундамент» говорит само за себя. Это фундамент представляющий собой несколько столбов заглубленных в грунт в определённом порядке и связанных в единую раму посредством деревянной (иногда металлической) обвязки или железобетонного ростверка.

Столбчатые фундаменты в основном применяются для возведения на них деревянных (брус, бревно) или каркасных домов (не более 2-х этажей), бань, веранд и других хозяйственных построек, а также заборов и каменных ограждений. Реже на них возводят стены одноэтажных домов из облегчённых каменных материалов (ячеистый бетон и т.п.), удельная масса которых не превышает 1000 кг/м³. Более тяжёлые дома на таких фундаментах строить не целесообразно, в связи с относительно не высокой прочностью столбов и недостаточно большой суммарной площадью подошвы.

Самым главным противопоказанием для выбора столбчатого фундамента является высокий уровень грунтовых вод. Нельзя допускать, чтобы он подходил ближе чем на 50 см к подошве столбов. Кроме того столбы обязательно должны быть заложены глубже слоя плодородных неустойчивых органических грунтов.

Достоинствами столбчатого фундамента являются экономия денежных средств и трудовых затрат за счёт уменьшения объёма земляных и бетонных работ, а также высокая скорость строительства нулевого цикла. Основным недостатком является непредсказуемое поведение отдельных столбов фундамента при легкомысленном отношении застройщика к исследованию свойств грунта на участке. Особенно это касается фундаментов без монолитного ростверка.

Самой распространённой ошибкой частных застройщиков при возведении столбчатого фундамента является отсутствие хоть какого, даже приближённого расчёта. Количество столбов, также как и площадь их оснований, берутся «с потолка». Практически на всех строительных сайтах написано одно и тоже — ставьте столбы по углам и на пересечении стен, при необходимости на длинных стенах добавляйте ещё, чтобы расстояние между ними было от 1,5 до 2,5 метров. Нормальный такой разброс! К тому же про площадь основания практически нигде ни слова. А ведь именно от этих показателей зависит, будет ли Ваш дом стоять на месте или со временем начнёт перекашиваться и садиться.

Расчёт столбчатого фундамента

I) В-первую очередь необходимо исследовать место под будущее строительство. Подробно об этом говорится в статье В дополнение к изложенному там необходимо отметить следующее: приняв решение строить столбчатый фундамент, в обязательном порядке необходимо делать пробное бурение на 0,5-0,6 метров ниже предполагаемой глубины заложения столбов. Если под несущим грунтом Вы наткнётесь на слой водонасыщенных слабых грунтов (плывун), то от столбчатого фундамента лучше отказаться, т.к. столбы под нагрузкой могут просто прорезать несущий грунт и провалиться.

II) Вторым шагом будет определение нагрузки, которую дом с фундаментом будут оказывать на несущий грунт, проще говоря, расчёт веса дома. Приближенные значения удельного веса для отдельных элементов конструкции приведены в следующей таблице:

Примечания:

1)При угле наклона скатов крыши больше 60º снеговая нагрузка принимается равной нулю.

2) При расчёте фундамента к весу дома прибавляется и ориентировочный вес самого фундамента. Высчитывается его примерный объём и умножается на удельный вес железобетона, равный 2500 кг/м³.

III) После определения веса дома рассчитываем минимально необходимую суммарную площадь (S) оснований всех столбов фундамента:

S = 1,3×P/Rо,

где 1,3 — коэффициент запаса надёжности;

Р — общий вес дома вместе с фундаментом, кг;

Rо — расчётное сопротивление несущего грунта, кг/см².

Значение Rо, называемое ещё несущей способностью грунта, ориентировочно можно принять по таблице ниже:

Примечание:

Значения расчётных сопротивлений даны для грунтов расположенных на глубине около 1,5 метров. У поверхности несущая способность почти в полтора раза ниже.

Рассчитав значение суммарной площади оснований всех столбов, мы теперь можем определить их необходимое число в зависимости от диаметра или размеров сечения. Для большей наглядности рассмотрим простой пример.

Пример упрощённого расчёта столбчатого фундамента

Рассчитаем столбчатый фундамент (на круглых столбах) для небольшого каркасно-щитового дома (см.рис. слева) размером 5х6 метров. Высота 1-го этажа 2,7 м, высота фронтона — 2,5 м. Кровля шиферная. Несущий грунт — суглинок (Rо = 3,5 кг/см²). Глубина промерзания 1,3 метра.

1) Площадь всех стен, включая фронтоны, в нашем случае получится равной 72 м², а масса их 72 × 50 = 3600 кг

2) В доме имеется цокольное (пол 1-го этажа) и межэтажное (между 1-м и мансардным этажами) перекрытия. Их общая площадь 60 м², а масса 60 × 100 = 6000 кг

3) Эксплуатационная нагрузка имеется также и на 1-м и на мансардном этаже. Значение её будет равно 60 × 210 = 12600 кг

4) Площадь крыши составляет в нашем примере около 46 м². Масса её при шиферной кровле 46 × 50 = 2300 кг

5) Снеговую нагрузку принимаем равной нулю, т.к. угол наклона скатов крыши больше 60º.

6) Определим предварительную массу фундамента. Для этого нужно условно выбрать диаметр будущих столбов и их количество. Допустим у нас есть бур диаметром 400 мм, его и возьмём. Число столбов предварительно берётся исходя из условия — один столб на 2 метра периметра фундамента. У нас получится 22/2 = 11 штук.

Объём одного столба высотой 2 метра (заглубляем на 0,2 м ниже глубины промерзания + 0,5 метра возвышается над землёй): π × 0,2² × 2 = 0,24 м³, а масса его 0,24 × 2500 = 600 кг.

Масса всего фундамента 600 × 11 = 6600 кг.

7) Суммируем все полученные значения и определяем общий вес дома: Р = 31100кг

8) Минимальная необходимая суммарная площадь оснований всех столбов будет равна:

S = 1,3×31100/3,5 = 11550 см²

9) Площадь основания одного столба диаметром 400 мм будет равна 1250 см². Следовательно в нашем фундаменте должно быть минимум 11550/1250 = 10 столбов.

При уменьшении диаметра столбов их число будет увеличиваться и наоборот. Например, если мы возьмём бур 300 мм, то нужно будет сделать минимум 16 столбов.

Определив минимально допустимое число столбов фундамента, делают их разбивку по периметру. В-первую очередь их устанавливают в наиболее нагруженных местах — это углы дома и соединения наружных и внутренних стен. Остальные столбы равномерно распределяют по периметру, при необходимости добавляя к полученному минимальному числу ещё несколько штук для симметрии. Главное правило здесь — больше можно, меньше нельзя.

Важное замечание: если дом имеет какую либо более лёгкую пристройку, например, веранду, минимально допустимое количество столбов для неё считается отдельно от дома. Очевидно, что оно будет меньше.

Часто при строительстве более тяжёлых домов на грунтах с малой несущей способностью число столбов получается очень большим, и чтобы его уменьшить, нужно существенно увеличивать диаметр подошвы. Простые земляные буры для этого не подходят. Здесь на помощь приходит технология «ТИСЭ». Она рассмотрена в статье .

Рассмотрим теперь наиболее распространённые конструктивные схемы столбчатых фундаментов

Буронабивной фундамент

Столбы создаются путём заливки бетона в предварительно пробуренные скважины. Работы по устройству буронабивного фундамента производятся в следующей последовательности:

2) С помощью ручного (механизированного) бура или специальной буровой машины делаются скважины на 20-30 см ниже глубины промерзания.

Примечание: в рамках данной статьи мы не рассматриваем мелкозаглубленные столбчатые фундаменты, которые используются практически только для небольших деревянных хозяйственных построек.

3) Из обычного рубероида сворачиваются цилиндры (по диаметру скважин) и обматываются скотчем. Они выполняют две роли: во-первых, это несъёмная опалубка для столбов, а во-вторых — их гидроизоляция.

Если у Вас рубероид с посыпкой, сворачивайте гладкой стороной наружу. Чем хуже грунт при замерзании будет прилипать к поверхности столбов, тем меньшие касательные силы, стремящиеся вытащить столбы зимой из грунта, будут на них действовать.

4) Цилиндры из рубероида вставляются в скважины. На рисунке выше видно, что до самого основания рубероид не доходит, остаётся около 20 см. Делается это не просто так. Через незакрытую часть сваи при заливке бетона цементное молоко просачивается в грунт и дополнительно связывает его. При этом в зависимости от типа грунта несущая способность столба может увеличиться до 2-х раз. Это увеличение при расчёте не учитывается. Оно дополнительно повышает запас надёжности фундамента. Кроме того столбы лучше заякорятся в земле.

5) В скважину заливается немного бетона (20-30 см), после небольшой паузы вставляется арматурный каркас, чтобы он под своим весом не опустился до соприкосновения с грунтом. Затем заливается весь столб до верха. Касание арматуры с грунтом не желательно, т.к. это приводит к её более быстрой коррозии.

Обычно каркас делается из трёх-четырёх прутков рабочей арматуры А-III ∅10-12 мм, обвязанных между собой вспомогательной арматурой Вр-I ∅4-5 мм. Желательно, чтобы арматура находилась от наружной поверхности столба не ближе чем на 5 см.

Если после заливки столбов на них будет сооружаться монолитный ростверк, рабочую арматуру выпускают из столбов на высоту этого ростверка. Если же на столбах будет делаться обвязка из деревянных балок, то для её крепления при заливке бетона в верхнюю часть вкладывается резьбовая шпилька (напр., М16).

Примечание: столбчатые фундаменты с железобетонным монолитным ростверком описаны в статье .

При температуре воздуха 15-20ºС нагружать столбчатый фундамент можно начинать уже через 4-5 дней. Связано это с тем, что по прошествии данного периода несущая способность фундамента определяется уже не прочностью столбов, а прочностью грунта под ними. К тому же дать полную расчётную нагрузку на фундамент (стены, перекрытия, крыша, эксплуатационные нагрузки) быстро Вы не сможете. Пока идёт строительство, бетон «дозреет».

ВАЖНО: Нельзя оставлять столбчатый фундамент не нагруженным на зиму. Касательные силы морозного пучения могут поднять и перекосить столбы, причём все по разному.

Столбчатые фундаменты из асбестовых, пластмассовых или металлических труб

Столбы создаются путём заливки бетона в предварительно установленные в скважины асбестовые, пластмассовые или металлические трубы. Работы производятся в следующей последовательности:

1) На основании расчёта производится разметка фундамента на участке.

2) С помощью ручного (механизированного) бура или специальной буровой машины делаются скважины на 20-30 см ниже глубины промерзания. Диаметр скважин на 10 см больше диаметра выбранных труб. При отсутствии бура можно выкопать ямы и лопатой.

3) В скважину заливается около 20 см бетона для увеличения несущей способности столбов, как уже говорилось выше. После небольшой паузы в скважину вставляется сначала свёрнутый рулон рубероидной рубашки, которая защитит песчаную засыпку от заиливания, затем асбестовая, пластиковая или металлическая труба и арматурный каркас.

4) Производится обратная засыпка промежутка между трубой и рубероидной рубашкой песком и в трубу заливается бетон. Песок предотвращает примерзание грунта к трубам зимой и их подъём касательными силами морозного пучения.

Примечание: Асбестовые трубы имеют не очень высокую морозостойкость, поэтому довольно часто в месте их входа в грунт из-за насыщения влагой они разрушаются. Чтобы этого избежать, желательно опасное место покрыть обмазочной гидроизоляцией.

Прямоугольные (квадратные) столбы из бетона, кирпича, блоков

Прямоугольные или квадратные столбы делают, когда под рукой нет бура подходящего диаметра. Ямы копают вручную лопатой. Работа эта более трудоёмкая и объём вырабатываемого грунта, по сравнению с бурением, тоже больше.

Последовательность выполнения работ практически такая же, как и в случае с трубами. Отличие в том, что вместо труб в ямы вставляется предварительно изготовленная деревянная опалубка, либо столбы выкладываются из кирпича (блоков).

Обратная засыпка производится после съёма опалубки через 2-3 дня. Кирпичные столбы можно засыпать на следующий день.

Примечание: Как уже говорилось выше, обратная засыпка песком (непучинистым материалом) делается для предотвращения подъёма столбов зимой. Но у неё есть один недостаток. При попадании в яму воды (напр. дождевой), песок номокает и теряет свои несущие свойства. Столбы при этом становятся неустойчивыми в горизонтальном направлении. Чтобы этого избежать, необходимо тщательно отнестись к отводу воды от фундамента: сделать нужные уклоны, отмостку и ливнёвки.

Часто столбы делаются комбинированные, т.е. в грунте они бетонные, а выше уровня земли выкладываются из кирпича или блоков. Этот вариант не подходит для последующего сооружения ростверка. Теряется его смысл, заключающийся в изготовлении одной жёсткой рамы.

Существует ещё один вид столбов — деревянные, на заострять на них своё внимание мы не будем, т.к. используются они в настоящее время очень редко. Заметим лишь, что для таких столбов нужно использовать влагостойкие породы древесины (дуб, лиственница и т.п) и перед установкой их необходимо защитить от влаги (обмазать гидроизоляцией или завернуть в рубероид, а лучше сделать и то и другое).

В комментариях к данной статье Вы можете обсудить с читателями свой опыт в строительстве и эксплуатации столбчатых фундаментов либо задать интересующие Вас вопросы.