Фундамент на столбах применение, материалы, постройка, особенности

У каждого типа фундамента есть собственное назначение и сфера использования, иначе бы они не закладывались (возводились). Не исключение и столбчатый, в котором нагрузка ложится на врытые в почву или построенные в маленьких котлованах столбы. С виду это схоже на систему свай, однако за сходством во внешности таятся глубокие различия. Какие и в чем собственно, это и есть тема реальной публикации, так же как и сведения про то, как заложить столбчатый фундамент собственными руками. В малом собственном строительстве (мелкострое) это даёт множество положительных качеств, разрешающих сэкономить очень много труда и до 50% затрат на нулевой цикл, который, со своей стороны, может составлять от 20% до, например, для дома из sip панелей, 50% всей сметной стоимости постройки. В наличных средствах по сегодняшним ценам цифры выходят 6-7 значные.

Примечание: весь цикл работ по сооружению основания строения, от первого осмотра площадки до его готовности к наложению перекрытий и строительству стен, зовется заложением фундамента. Изучая материалы по теме, помните, что заложение фундамента и его заглубление в почву – вещи разнообразные. Также не путайте работы по заложению фундамента с величиной заложения в стенки плит перекрытий, балок и перемычек. В общем, контекст, контекст и еще раз контекст.

Спонтанное качество

После Ле Корбюзье столбчатый фундамент привлекает архитекторов-авангардистов так же и собственным свойством визуально облегчать здание либо наоборот, давать ему монументальность, см. рис. Однако решения подобного рода несомненно используются только на плотных, прекрасно несущих, мало обводненных и грунтах слабопучинистых; лучше всего домов подобной конструкции выстраивается в Средиземноморье. В Российской Федерации строить аналогичные несомненно возможно в черноземной полосе и южнее, а после изысканий на месте сообразно наличным условиям – не севернее линии приблизительно Санк-Петербург – Нижний Новгород – Челябинск – Омск – Барнаул – Кызыл – граница с КНР.

Современный дом на столбчатом фундаменте

Виды фундаментов на столбах

Общая схема фундамента на столбах

Фундамент на столбах и его свайный собрат устроены схоже, см. рис: на столбы, углубленные в почву, наложен опорный пояс, распределяющий нагрузку на них. Он же образовывает подвал строения, как правило выполняет и функции цоколя, для чего снабжается отдушинами. Столбы расставляются по конкретным правилам согласно расчета (см. дальше), причем пролеты между ними выдерживаются в границах 1,5-2,5 м. Меньше либо больше нельзя, либо нагрузка ляжет неодинаково и вызовет аналогичную неравномерную осадку строения, либо опоры станут один одному мешать нести ее, с тем же результатом.

Столб потому и столб, что применен нести только сосредоточенную регулярную нагрузку, направленную сверху вниз в вертикальном положении. Свая – столб, углубленный в почву на некую вполне конкретную величину. В этом «некую» все и дело, но к разнице между сваей и столбом мы вернемся ниже. Пока же посмотрим, в чем они похожи: тот и другой сам не распределяет по опорам весовые и нагрузки климата от строения, для этого необходима система добавочных горизонтальных связей. По их устройству и характеру работы в конструкции фундаменты на столбах делятся на виды, см. рис:

Виды фундаментов на столбах

  • 1 – опорно-столбчатый фундамент: вершины столбов с самого начала никак между собой не связаны. Распределение нагрузки по ним возлагается на нижний опорный пояс строения; его венец снизу, см. рис с правой стороны. Для этого его материал венца должен быть довольно вязким и гибким, благодаря этому заглубленные фундаменты укладывают под легкие здания из дерева или под строения на каркасе из металла. Несущая способность, сопротивление горизонтальным нагрузкам при промерзании почвы, сложность и стоимость заглубленных фундаментов наименьшие. Возможные грунты – до среднепучинистых включительно.
  • Венец дома из дерева на столбчатом фундаменте

    – для теплоизоляции и защиты от негативного воздействия влаги снизу пролеты между столбами наполняют забиркой. Традиционная конструкция – кирпичная с отдушинами для вентиляции (на рис. образно говоря не показаны). Забирку, снова же, ради тепло- и защиты от негативного воздействия влаги, очень часто углубляют в почву на 1-5 рядов кладки из кирпича и укладывают по защиты от негативного воздействия влаги на противопучинной песчано-щебневой подушке. Работа затрудняется не очень много: 2 ряда кладки + 15 см подушки это только траншейка на штык лопаты, а потери тепла через подвал уменьшаются в несколько раз. Между забиркой и венцом оставляют деформационный просвет в 5-7 см (в первую очередь!) и конопатят его. Сейчас кирпичную забирку очень часто подменяют наложенными с наружной стороны и заглубленными в почву плитами ЭППС, стекломагнезита и т.п. С наружной стороны их оштукатуривают по анкерной сетке.

  • фундамент с рандбалкой. Быстромонтируемые здания посолиднее и долговечнее (напр. каркасные дома по современнейшей немецкой технологии или 2-3 этажные загородные дома фахверкового типа) древесный венец уже не удержит ни по весу, ни по служебному сроку. В данном случае столбы перекрывают рандбалкой, сборной из монолитно бетонных монолитов или цельной. Этим методом получается осуществить самую большую несущую способность этого типа столбов на данном грунте без важного повышения трудоемкости и стоимости фундамента. Снаружи рандбалка похожа на элемент основания дома (см. ниже), но, в отличии от него, сообщает на столбы только вес и единой системы силовых связей с ними не образовывает. Грунты при нагрузке более 6 тс на столб – до сильнопучинистых; при меньшей – как в п. 1.
  • – рандбалку можно пускать по поверхности грунта, как забирку, однако не углублять в него, иначе очень большие горизонтальные силы пучения могут повредить здание. Потом на ней строят цоколь из кирпича. Смысл в том, что жизненный период и показатели комфорта быстромонтируемых легких домов (каркасного, брусового) на кирпичном цоколе фактически удваиваются, а потери тепла через подвал настолько же уменьшаются. Более того, отпадают проблемы с устройством напольной подготовки (лаговой обрешетки и базового пола), т.к. сейчас она может опереться на цоколь и ослаблять поперечные балки с брусом венца врезкой друг в друга нет необходимости. В данном случае под рандбалкой тоже необходимо обязательно насыпать противопучинную подушку: термопучинный просвет в данную конструкцию вперить некуда.
  • 2 – столбчатый фундамент с подземным армирующим поясом сооружения. Столбы и венец из одного и аналогичного материала: монолитно бетонные или, нечасто, стальные. В последнем варианте соединяются сваркой, а в первом – у них общий, специально на этот случай высчитанный, каркас, и заливаются они сразу как целое. Столбы с подземным армирующим поясом сооружения создают цельную, очень прочную и жёсткую силовую схему, способную воспринимать любые нагрузки и нести увесистые, в т.ч. каменные 2-3 этажные строения, только бы площади дома в плане на необходимое кол-во столбов хватило, см. дальше. Элемент основания дома можно опускать до земли, как и рандбалку, с теми же целями и также с противопучинной подушкой. Грунты – до сильнопучинистых включительно; под легкими зданиями (каркасный Финский Дом, древесные хозяйственной постройки) – до среднепучинистых.

  • 3 – элемент основания дома увеличенной высоты, заглублен в почву, а в нем снизу и с боков окружен противопучинной подушкой увеличенной до 30-50 см мощности. Это т. наз. свайно-ленточный фундамент. Его элемент основания дома заменяет и забирку, и цоколь, что убыстряет и снижает цену строительство. Добавочный плюс – фундаментое утепление и отмостки возможно без больших трудностей. Еще положительное качество – вероятна постройка легких строений на грунтах до сильнопучинистых, т.к. тяжёлый элемент основания дома собственным весом стабилизирует основание.

Примечание: в любых ситуациях противопучинная подушка сформировывается в рукаве из нетканого материала, а все фундаментные части, контактирующие с ней и грунтом, укутываются защитой от негативного воздействия влаги – 2-мя слоями из рубероида на мастике из битума.

Т. наз.

Это уменьшение в последнем пункте употреблено не напрасно. А дело все в том, что свайно-ленточного фундамента с точки зрения строительной механики и механики грунтов не существует. Столбчато-ленточный возможен, однако, если к ленте как несущей конструкции снизу налепить столбы, то в смысле понимания нагрузки они будут в своего рода тени и ленте ничем не помогут. При быстром промерзании во время заморозка сочного влагой грунта могут и повредить вследствие неравномерности пучения по глубине. Дешевле и проще будет пустить лишний бетон и работы связанные с землей на уширение ленты или повышение ее заглубления, смотря по здешним условиям. Данного вопроса мы еще коснемся.

Преимущества, и недостатки

Для лучшего понимания последующего, достаточно непростого, материала, рациональнее будет последовать примеру Робинзона Крузо, записывавшего в 2 столбца горести и радости одинокой жизни на безлюдном острове. Тут же преимущества, и недостатки фундамента на столбах сведены в таблицу:

Плюсы Минусы
Небольшая цена и сложность как правило маленького объема работ с землей и необходимых материалов. Низкая несущая способность: на обыкновенных грунтах получить ее более 7 тс/столб скорее всего не возможно. Фундаменты ТИСЭ (см. дальше) очень перспективны, но обещания 15 тс/опора исходят не от разработчиков этой технологии, а от ее восторженных приверженцев.
По такой же причине – быстрота строительства; дом из сэндвич-панелей на столбчатом фундаменте можно соорудить за лето вдвоем. Как правило предыдущего – негодность для строительства многоэтажных домов: т.к. придвигать столбы друг к другу очень близко нельзя (см. выше), то их под тяжёлым зданием просто не уместится сколько необходимо.
Во многих случаях не потребуется специальная техника, помимо бетоньерки; другие типы работ можно исполнять ручным инструментом. По такой же причине – плохое применение несущей способности грунта: пускай он снесет и 10 кг*кв. см., городить в нем щетку из столбов смысла нет, они просто подломятся по принципу домино и дом сползет набок.
Простота расчета как правило несложного взаимные действия компонентов конструкции между собой и с грунтом. Невозможность применения на слабых, несущих менее 1,7 кг*кв. см, грунтах, в отличии от свайного, см. дальше.
По такой же причине – пригодность без особенных ухищрений для разных условий местности. Чувствительность к горизонтальным нагрузкам: если под домом тоненький слой пучащегося грунта, а под ним мощный слой плотного непучащегося, то при резком похолодании после дождей касательные напряжения способны сломать столбы.
Все по такой же причине – можно не оплачивать 30-100 тыс. руб. за рабочий проект, а обойтись эскизным за 3-10 тыс. руб. или совсем вынуть бесплатный из рунета и высчитать к нему столбы, как описано дальше. Негодность, по такой же причине, для значительно неоднородных грунтов: если грунт под гумусом на участке под строительство – одеяло из лоскутов из плотных глинистых грунтов и рыхлых супесей, песков, хрящеватых и гравелистых кусочков, необходимо залаживать фундамент любой, помимо столбчатого.
Достаточная простота законодательного оформления, снова по той же причине. Пускай муниципальный инспектор стойкий, непримиримый, уверенный и прожженный взяточник, однако он всегда строитель профессионал. Что же касается фундамента на столбах, то одного взгляда на проект ему хватит, чтобы увидеть – будет фундамент держать дом или нет. Если грубых ошибок нет, то все же утвердит или напишет замечания/предписания, где необходимо доработать; их плата входит в госпошлину. Негодны на сильно обводненных или замусоренных грунтах и при высоком, выше приблизительно 2,5 м от поверхности, стоянии верховодок.
Для заложения фундамента на столбах не потребуется высокой строительной профессиональности, оно под силу и любителю. Невозможно оборудовать подвал.
Не потребуется подробная планировка строительные площадки, домостроительство на столбчатом фундаменте самостоятельно возможно на уклоне до 15-20 градусов (!). Чувствительность: когда дом уже стоит на фундаменте, делать работы связанные с землей приличного объема можно не ближе двойного заглубления его столбов, а канавы необходимо копать крайне осторожно.
В работе регулярно необходим всего 1 неквалифицитрованный помощник; краткосрочно периодически – еще 2-3 подобных же. По такой же причине, трудность подводки добавочных коммуникаций.
Чрезвычайно не дорогой, не тяжелый и обычный в применении древесный столбчатый фундамент в соответствующих условиях (см. дальше) может быть долговечнее и лучше бетонного, кирпичного или каменного (!!). Невозможность строения капитальных пристроек как правило того же ситуации.
Возможность в большинстве случаев ремонта фундамента самостоятельно, см. дальше. Ремонт фундамента непростая инженерно-техническая задача, и столбчатый фундамент – единственный, которых порой позволяет ремонтировать себя собственному владельцу. Как правило всех вышеуказанных факторов – кратковременный служебный срок; 50 лет – предел.

У героя Даниэля Дефо минусов набралось намного больше достоинств. У нас их поровну и для мелкостроя плюсы в общем то весомее. Суеверия против заложения фундамента на столбах под дома для жилья исходят еще от советских СНиП, ориентированных на групповое строительство многоэтажных домов, в т.ч. и в колхозах/совхозах, постепенное переселение в высотки частников и, в ярком коммунистическом грядущем, полную ликвидацию личной жилой застройки. Теперешние коммунисты, между прочим, кто еще при уме и понимает сущность собственной идеи, сейчас в том же грядущем обещают каждому собственный дом, как Хрущев – каждому рабочему по 3 (три) костюма.

О несущей способности

Грунт считается подходящим под столбчатый фундамент, если его несущая способность не меньше 1,7 кг*кв. см. Другие грунты относятся к слабеньким, на них, в основном, строятся исключительно на сваях. К слабеньким грунтам относятся:

  1. Небольшой пылеватый песок.
  2. Пухлые глины и глинистые грунты.
  3. Рыхлые супеси.
  4. Все грунты органического происхождения (илистые, торфянистые), включая черноземы мощностью более 1 м.

Что как пучится

Холодное пучение грунта происходит вследствие замерзания в нем воды. Для фундамента на столбах, как самого по себе легкого и небольшого, помимо повышения объема грунта важна также равномерность пучения и скорость обмерзания. Какие грунты негодны для строительства на столбах, см. в минусах таблицы. О скорости обмерзания побеседуем ниже. А для последующего, включая расчет, приводим характеристики пучинистости грунтов:

  • Почти не пучащиеся – повышение объема до 1%. Это твёрдые глины, мало водонасыщенные сыпучие грунты (гравелистые, большие и средние пески), каменистые, валунные и галечные грунты с заполнением крупнообломочной фракцией более 90%;. Непучинистым может быть и сухой пылеватый песок, если в нем фракций мельче 0,05 мм менее 15% по массе.
  • Слабопучинистые – повышение объема 1-3,5% То же, что и в пред. п., но глины полутвердые (можно копать лопатой, не прибегая к лому и кирке); сыпучие грунты, помимо мелкого пылеватого песка – средне водонасыщенные, а крупнообломочные с мелким пылеватым заполнением 10-30% по массе.
  • Среднепучинистые – повышение объема 3,5-7%. Глины тугопластичные, мнущиеся с трещинами при довольно длительном разминании, т.е. тощие, плотные глинистые грунты и супеси. Все сыпучие грунты по пред. п., сочные водой. Крупнообломочные – с мелким пылящим заполнением более 30% по массе.
  • Сильно- и чрезмернопучинистые, повышение объема более 7% – мягкие, сразу мнущиеся средне- и очень жирные глины, рыхлые глинистые грунты и супеси, сочные водой мелкие и пылеватые пески. Чрезмернопучинистыми считаются грунты, пучащиеся на 9-12%. Более 12% не бывает, т.к. сама вода при промерзании становится шире собственно на такую величину.

О заглублении

Все фундаменты по степени заглубления в почву разделяют на 3 категории, см. рис.:

  • Глубокого заглубления, или нормального заглубления, или же просто – углубленные: нижняя часть фундамента, а у столбчатого – пятки столбов, размещается ниже нормативной (расчетной) глубины обмерзания этой местности, см. рис. ниже, на 0,3-0,7 м в. Для фундаментов на столбах можно принимать первое значение.
  • Незаглубленные – подошвы (пяты) находятся в пучащемся слое. Для фундамента на столбах заглубление берут от 40% расчетного обмерзания на грунтах слабопучинистых до 70% на среднепучинистых.
  • Мелкозаглубленные – используются либо на грунтах почти не пучащихся, либо под очень легкие и упругие нежилые металлические или деревянные постройки: летние дома на даче, сараи, теплицы, уличный санузел/душ, хозяйственный блок, автогараж и т.п.

Когда насколько заглубляться?

Бетонный фундамент под всякой дом жилого фонда прекраснее всего делать нормального заглубления: бурение 1 скважины под столб ручным буром забирает 1-2 часа времени, и все их можно забурить за выходные. Как станет ясно из последующего, фундаментные столбы, даже в том случае, если он с подземным армирующим поясом сооружения, в глубине работают каждый сам по себе. Образно выражаясь, элемент основания дома помогает выдерживать открытый бой с силами пучения, но бессилен против диверсии с подкопом.

Непосредственно же это означает, что уровень верховодок не должен подниматься к невысоким точкам подсыпки под столбы ближе 1,5 м во время самого высокого стояния. Иначе вследствие случайных колебаний их уровня и, в особенности, капиллярного подъема, возможен подмыв какого-то из столбов, а потом непредвиденное аварийное падение несущей способности всего основания по принципу домино.

Колодезные сооружения и скважины соседей верных сведений не дадут, т.к. из первого и самого загрязненного слоя воды – грунтовые воды – воду для питья редко берут. Здесь необходимо или запрашивать местную (муниципальную) службу строительной геологии, или советоваться у строителей профессионалов, или в разгар весенней поры, во время майских гроз (либо в конце намного более мокрого периода в этой местности; напр., в Амурской обл. – По завершении летнего паводка) делать пробное бурение на расчетную глубину обмерзания + 1,7 м. Нет воды – можно строиться надежно, по-глуби.

А если есть? Тогда под увесистое строение придется подобрать другой тип основания, для самостоятельного строительства лучше ленточный. А под каркасный/дом из бруса, возможно, залаживать незаглубленный столбчатый. Когда же это реально, а когда нет? Действуем так:

  1. По характеру грунта находим степень его пучинистости; при отсутствии правильных данных берем самую большую для этого типа грунта ее величину.
  2. Помножив степень пучинистости в десятичных дробях (не процентах!) на величину расчетной глубины обмерзания (РГП), получаем величину пучения в единицах длины.
  3. Дистанцию достаточно одинакового пучения берем равной 100 его величинам. Дом должен вписаться в прямоугольник необходимого размера. Напр, РГП = 1,2 м или 120 см. Грунт – плотный глинистый грунт, берем 7% пучения. 120х0,07 = 8,4 см. Дом размерами в плане приблизительно до 8,5х8,5 м при сезонных подвижках грунта тут будет приподниматься или спускаться на подобную величину без опасного перекашивания.
  4. Величину заглубления столбов берем намного больше, только бы выдерживать расстояние минимум до грунтовые воды.
  5. Для легких нежилых строений на незаглубленном фундаменте берем степень пучинистости в 12% (гумус – чрезмернопучинистый); дальше – по пп. 1-5.
  6. Если возможная постройка не входит в конкретные размеры, ничего не попишешь, тут на столбах возводить нельзя.

Данный способ определения равномерности пучения может вызвать сомнение: как же так, что, грунт пучится, чем крепче, тем равномерно? Конкретно так. Это связано с тем, что любая содержащая влажность почва владеет в самой разной степени т. наз. реологическими качествами. Пучение грунта вызывается замерзающей в нем водой. Чем более ею грунт насыщен, тем дальше распространяются в нем силы пучения и он распухает как непрерывная среда. Морозобойные трещины не всегда говорят, что замерзшая земля вздулась буграми. По аналогичности: что однороднее – жареная картошка или пюре? А если пюре застыло, взялось коркой, и та потрескалась, пюре потому что в деруны не превратится?

Значительное обстоятельство

Рукодельный построитель плоскостей

Т.к. площадка под столбчатый фундамент не предполагается или предполагается грубо, заглубление считается по столбу в невысокой ее точке. Пяты опор, точно также, как и вершины, должны приходиться на некую воображаемую горизонтальную поверхность. Если, например, взято заглубление 1,5 м, а перепад высоты на площадке составляет 30 см, то скважину под столб на самом бугре необходимо пробурить на 1,8 м. В работе первой бурят самую мелкую скважину, а заглубление других выводят точно по ней, пользуясь все самодельным лазерным построителем, см. рис с правой стороны.

Так в чем же разница?

Свойств, о которых иным фундаментам, как говорят, и не снилось, собралось уже столько, что пора бы и объясниться. Почему столбстолб, а свая – свая? Когда столбстолб, а свая – свая? Чем друг от друга отличаются фундаменты столбчатого типа?

Углубленный в почву вертикально стержень конечной толщины с неидеально ровной поверхностью сочетается с ним как опорной площадкой (пятой), так и боковым трением. Т.е., он и упирается в почву, и цепляется за него. Кстати, несущая способность грунтов определяется если это учесть ситуации. При морозном пучении взаимное действие затрудняется, т.к. силы пучения, стремятся как вытащить сваю/столб из грунта (земля-то вспучивается вверх, вниз некуда), так и удержать его, сдавливая с боков.

Для упрощения математического описания и расчетов (если точных и детальных, то, все таки – зубодробительных) уверены в том, что под столбом/сваей появится некий вымышленный несущий конус, обращенный вершиной вверх и с поэтапно расплывающимся внизу основанием. В не сильном грунте, где возводят на сваях, он глубже или шире, но менее плотен (векторы поля усилий меньшей величины), чем под столбом на плотном прочном грунте. Снова же условно говоря, столб более опирается на грунт, чем цепляется за него, а свая наоборот.

Но существенная разница не в этом. В слабых грунтах силы взаимные действия между их частичками распространяются далеко. Опорные конусы всех свай глубоко внизу сливаются в некую виртуальную поверхность, площадь которой неоднократно больше, чем строения в плане. Собственно поэтому на сваях можно начинать строить на VEKA увесистые и хрупкие постройки из камня и на болоте. Шведы не возводились в дельте Невы, хотя по стратегической значимости место это исключительно важное, так как непрерывная топь была. Было там небольшое нетяжелое укрепление, и все. Пришёл Петр со своей энергией, размахом, увесистыми кулаками и дубинкой – и вот, весь устаревший Санкт-Петербург на сваях построен. И ничего, стоит пока.

У столбов задача иная – облегчить и удешевить строительство быстромонтируемых легких строений. Надёжность, скажем, монолитно бетонной ленты, определяется ее поперечным сечением. Оно при уменьшении размеров падает по квадрату. Под не тяжелый дом лента оказывается настолько тонкой, что может лопнуть от случайной нагрузки, материал-то непрочный. Увеличиваем сечение, чтобы хоть сама себя держала – растет объем (по кубу размеров!), а с ним расходы и сложность. Тогда берем тот же, минимально нужный объем бетона и сводим его в надежные небольшие чурбачки. Потому как основная нагрузка весовая, ставим их вертикально, вот и получились столбы. Однако в болоте они ничего не удержат, коротки. А в плотном грунте будут каждый сам за себя: опорные конусы узкие, короткие и быстро теряются, перед тем, как сойдутся. Чтобы дом стоял, необходимы особые конструктивные меры и подбор пригодной площадки. Раньше изложенное касалось более второго, и сейчас переходите к первому.

Занимаемся заложением

Фундаментные столбы, помимо уже сказанных из железобетонных конструкций, кирпича и дерева, могут делаться из готовых блоков из бетона и бутобетона. Несущая способность всех данных материалов много выше такой грунта, благодаря этому и фундаментный расчет одинаков, разница исключительно в величине опорной площади. Но технологии заложения выделяются по радикальному, благодаря этому начинаем с расчета.

Расчет

Нижеприведенный приближенный способ расчета фундамента на столбах построен на том, что боковое сцепление столбов с грунтом принимается во внимание очень грубо и с большим запасом. На персональный дом жилого фонда маленьких или усредненных размеров при этом выйдет на 2-5 столбов больше минимально нужного их количества. Т.к. столбчатый фундамент сам по себе недорог и довольно мало трудоемок, это вполне правомерное допущение. Но оно дает возможность очень надежно высчитать фундамент собственноручно, не владея особыми познаниями, что даст экономию на планировании приблизительно от 30-35 тыс. руб. «По бумажке» такой фундамент также пройдёт: пускай, если засомневаются, выверяют как хотят; несущая способность всегда избыточна. Говоря по существу же предлагаемый фундаментный расчет выполняется так:

  1. По документации проекта определяются весовые нагрузки от конструкций строения, кровли, коммуникаций, утепления, оформления проемов (дверей, окон).
  2. По картам районирования климатических нагрузок в Российской Федерации (см. рис. ниже) определяются расчетные величины снеговой и нагрузки ветра.

    Районирование РФ по погодным нагрузкам и глубине грунтового промерзания

  3. Собственноручно определяются рабочие нагрузки – от людей, включая допустимых гостей, мебели, оборудования, сантехнических приборов (заполненных), и все остальные, напр. от аквариума или поросенка в ванной.
  4. По СНиПу 2.02.01-83 «Основания сооружений и зданий», СНиП 2.08.01-85 «Конструкции зданий жилого фонда», СНиП II-Б.1–62 и прочих СниПов, на которые указанные ссылаются, вычисляется сводный вес строения, данная процедура зовется сведением весов. Сущность ее в том, что все нагрузки на здание, в т.ч. боковые от ветра и снега, сводятся к наложенному на фундамент весу.
  5. Определяется расчетная глубина обмерзания (РГП) на площадке. Нижняя карта на рис. – только ориентир на самое большое значение. Неплохо бы узнать данные у здешних геологов или рабочих. На сухом пригорке и в мокрой низине РГП отличается до 20%, что, со своей стороны, может дать необходимую экономию материала и работы.
  6. Определяется характер и величина заглубления столбов, как описано выше.
  7. Для заглубления до 1 м берется несущая способность грунта в 1,7 кг*кв. см или 17 тс*кв. м, а для большего – 2 кг*кв. см и 20 тс*кв. м исходя из этого.
  8. На плотных грунтах (сухих глинистых и суглинистых, каменистых, гравелистых), промерзающих менее чем на 1,5 м, полученное значение умножается на 1,15.
  9. Рассчитывается опорная площадь столба по размеру его пяты; для кирпичных и сборных она будет равна площади подпятника, см. дальше. Для бетонных набивных в скважинах, проходимых ручным буром, максимальное значение – 0,28 кв. м, это скважина у которых диаметр ствола или камуфлетной камеры (см. дальше) в 60 см.
  10. Величина несущей способности грунта умножается на величину опорной площади, это даст нагрузку на 1 столб. Напр., для 60 см набивного столба, заглубленного на 1,2 м в Подмосковье (РГП = 1 м), выходит 20 тс х 0,28 тс*кв. м = 5,6 тс на супеси и 6,44 тс на суглинке.
  11. Сводный вес строения делится на несущую способность одного столба, подобным образом выходит небольшое их кол-во n.
  12. От n отнимается сумма количества углов, образованных стенами несущего типа, и количества перекрестий несущей стены.
  13. На остаток делится общая длина периметра строения и несущих внутренних стен; в результате приобретаем шаг размещения столбов по ними.
  14. Проверяем его величину, она должна, как выше сказано, находиться в границах 1,5-2,5 м. Лучше взять вилку 1,65-2,35 м, это позволит приладить столбы при их расстановке, см. ниже.
  15. Если шаг вышел более 2,5 м, добавляем 1-2 столба и пересчитываем по пп. 13 и 14. Если меньше – возводить необходимо не на столбах, а на ленте.
  16. Вычисляем вес фундамента вместе с рандбалкой или подземным армирующим поясом сооружения, если они предусматриваются, исходя из плотности композиционного материала из бетона и стали 27 тс/куб. м, дерева 8,7 тс/куб. м, а для кирпичных компонентов – по 4 кг на кирпич со слоем раствора.

    Ошибочная и грамотная расстановка столбов при неодинаковых пролетах

  17. Прибавляем вес фундамента к сводному весу строения по п. 4 и пересчитываем все по пп. 1-17. Возможно, придется добавить 1-2 столба. Однако, т.к. несущая способность столба много больше его своего веса, расчет практически всегда сходится за 2-3 итерации.
  18. Распределяем столбы: под каждый угол или перекрестье по столбу, другие – одинаково. Последнее выходит нечасто, т.к. длины стен не кратны пролету между столбами. Тогда в намного более нагруженных пролетах (печь, ванна и т.п.) сдвигаем пару столбов к середине! Растыкивать ровно, а в углу – как придется, нельзя, это сильно ослабит и фундамент, и здание на нем, см. рис. с правой стороны. На этом расчет завершается.

Нужные дополнения. Самое первое, к пп. 7 и 8, они с подвохом. А подвох в том, что не нужно экономить на заглублении. Экономию на высоте столба значительно перекроет большой расход труда и материалов на их кол-во, а по п. 15 расчет может и абсолютно не сойтись в выгоду более дорогого и трудоемкого фундамента ленточного типа. Лучше уж с буром или лопатой попыхтеть.

Второе, расстановку столбов по п. 18 необходимо вести от наименее нагруженных и самых длинных участков к проблемным. Последний, между перемещёнными столбами, пролет, может быть меньше 1,5 м, в этом случае это не страшно. Выйдет сдвоенный столб, действующий как одинарный, избыточность описанной методики расчета его позволяет. Опять по аналогичности: 1 затянутый стежок шва никто никогда и не увидит, иные к нему подтянутся. Однако если натянуть весь шов (поставить столбы очень часто), одежда или обувь разлезутся.

Если например дом на склоне

Во время строительства на склоне, самое первое, дом противопоказано устанавливать наискось к нему. Второе, фундамент обязан быть только глубокого заглубления. Третье, во время проектирования столбы под поверхностями стен по склону сначала «разбрасывают» одинаково, как описано выше. А когда вся сетка столбов сойдется, те же столбы под поверхностями стен по склону распределяют, как показано на рис., одинаково делая больше пролет от самого большого до очень маленького. Если это не сделать, дом может оторваться от верхнего поперечного ряда столбов, или сорваться с нижнего, и поползти вниз. Силы пучения, действующие на верхние и нижние столбы, при этом будут отличаться в пару раз. Благодаря этому под всем зданием необходима непрерывная противопучинная подушка, см. то же рис.

Расстановка столбов под домом на склоне

Приготовление площадки

Приспособление обноски для фундамента на столбах

Контур строения размечивают как в большинстве случаев, с проверкой прямоугольности по равенству диагоналей и промерами сторон. Исключительно на диагонали надеяться нельзя, т.к. у равнобокой трапеции они тоже равны! Если например дом с пристройками, то размечивают сначала очень большой прямоугольник, а от него уже отбивают прилежащие.

Дальше нужно сделать обноску, см. рис., для периметра и всех несущей стены. Козелки обноски должны сидеть в земле прочно и сами быть покрепче, от них многое зависит. Рейки козелков ставятся в горизонт по шланговому уровню и, дополнительно, каждая в горизонтальном положении строительным уровнем. Для фундамента с подземным армирующим поясом сооружения выполняется двухэтажная обноска. Места по скважины/котлованы столбов отмечаются отвесами, повешенными к шнурам-причалкам, благодаря этому они обязаны быть прочными и туго натянутыми. Отличные причалки получаются из пропиленового шпагата: он прочный, дешев и слабо провисает.

Ямка грунта под столбчатый фундамент

Другой этап – ямка грунта. Для фундамента с лежачими/заглубленными подземным армирующим поясом сооружения или рандбалкой гумус снимают до материкового грунта (матёрки) или на величину их заглубления плюс подушка, см. рис. слева. Оно снова же, отсчитывается от невысокой точки фундамента. Днище канавы должно быть горизонтальным; выверять его на горизонт комфортно тем же самодельным лазерным построителем.

Если же элемент основания дома/рандбалка висячие, то гумус снимают в радиусе 0,5-1 м от устьев будущих скважин, смотря по их диаметру. Большое значение отвечает диаметру в 60 см. Под котлованы для столбов из кирпича гумус снимается на площади 1х1 м. Заглубление скважин/котлованов отсчитывается от уровня матёрки; пятки столбов должны быть на одном горизонте, см. выше.

Бурение и копка

Чем шире подошва столба, тем чрезмерную нагрузку он снесет и меньшее их кол-во потребуется. Говоря по существу стержень столба в мягкой оболочке диаметром 350 мм или в асбоцементной трубе диаметром 250 мм, армированный подобающим образом, (см. дальше) удержит и 10 т, но его площадь пяты мала. В процессе заливки сформировывается подошва большего размера, см. ниже. Но, самое первое, она выйдет круглой и ее продуктивная опорная площадь при увлажнении грунта упадет. Второе, скважина необходима все равно 60 см диаметром. У крепкого хваткого мужика в незамусоренном грунте на подобную уйдет не меньше 4-х часов.

Скважины под столбы лучше пробурить т. наз. буром ТИСЭ. Готовые они довольно дороги; очень доступные белорусские стоят около $100, однако бур ТИСЭ можно создать и собственными руками. Этот бур позволяет в скважине всего 250 мм диаметром создать подземную камеру – камуфлет – с ровным дном диаметром до 600 мм. А форма подошвы столба выходит полусферической, образцовой по строймеханике. Очередность бурения буром ТИСЭ такая, см. рис.:

Бурение колодцев под столбы буром ТИСЭ

  • Буром 1 с прижатым камуфлетным скребком бурят ствол на расчетное заглубление 2.
  • Приводят в действие камуфлетный скребок 3 и, вращая бур, формируют камуфлет, иногда вынимая грунт.
  • В скважину вставляют специализированный каркас из арматуры 4, см. дальше.
  • При помощи оболочки 5 формируют опорную подошву 6, как описано ниже.
  • Заливают стержни столбов, также см. ниже.

Примечание: добавочный плюс бурения буром ТИСЭ – столбы с подобными подошвами можно придвигать друг к другу даже на 1,2 м. Это сразу расширяет область использования фундамента на столбах аж до кирпичных мансардных домов.

Что до столбов из кирпича, то их укладывают в полтора или 2 кирпича. К способам кладки мы еще вернемся, пока необходимо знать поперечные размеры столбов из кирпича: 38х38 и 51х51 см исходя из этого. Подходящих для работы размеров необходимы и котлованы; не торчать же из него ногами в небо. Для каменщика средней комплекции котлована 1х1 м практически всегда достаточно. Если заглубление столбов, с учетом высоты подпятника и подушки (вместе около 40 см) превосходит 1,5 м, то для устранения осыпки грунта копать необходимо с откосами от 4 см/м.

Столбы, рандбалки, подземные армирующие пояса сооружения

Столбы под фундамент состоят из пяты (подошвы), стержня (ствола), изолирующей оболочки и оголовка. У бетонных, кирпичных и столбов из дерева они делаются по-разному. Мы начинаем с бетонных как самых популярных и надежных.

Бетонные

Раствор на фундаментные столбы идет традиционный М200-М300. Заказывать бетоновоз большого смысла нет: бетона необходимо немножко, а доставка недешева и не зависит от поставляемого объема. Лучше взять в аренду бетоньерку и замесить самим. Состав, в расчете на 1 кубометр, такой: