Устройство монолитных столбчатых фундаментов промышленных и гражданских зданий

Обновлено: 01.05.2024

Он привлекает невысокой стоимостью и простотой возведения.

Но перед сооружением столбчатого фундамента нужно тщательно рассчитать количество столбов, глубину их заглубления и точки расположения.

Что это такое: понятие и устройство, фото

Столбчатый фундамент — это система столбов, заглубленных в грунт, которые могут скрепляться ростверком или черновым полом строения.

Опоры-столбы устанавливаются в тех местах под зданием, где фундамент будет нести повышенную нагрузку:

под углами здания;
в местах пересечения стен;
вдоль несущих стен.

Соединенный в единую конструкцию набор столбов, при условии грамотного проектирования и качественной установки, не подвержен деформации, опрокидыванию и смещению отдельных элементов.

На фундаментах данного типа строят:

каркасные и деревянные коттеджи,
а также бани,
гаражи,
террасы,
времянки,
летние кухни.

Полновесный дом тоже можно возвести на опорах, но в этом случае нужно больше столбов с большой площадью сечения.

Такой вариант строительства применяется в зонах с каменистой или мерзлой почвой. На участках с высоким залеганием подземных вод, где ленточный фундамент обустроить очень сложно, применяют столбчатый, опоры при этом вкапываются на глубину ниже уровня грунтового течения.

Плюсы и минусы опорно-столбчатого основания

Как и любой другой вид фундамента, столбчатый имеет свои достоинства и недостатки, которые важно учитывать при выборе варианта основания для новой постройки.

К достоинствам относятся такие характеристики:

Невысокая стоимость.
Быстрое возведение.
Возможность построить без применения габаритной спецтехники.
Возможность строить на замерзших и твердых грунтах.
Не нужно обустраивать тепло- и гидроизоляцию подземной части здания.

Экономичность столбчатого фундамента продиктована минимальными затратами материалов и небольшим объемом земельных работ. Вместо выкапывания котлована под всем домом с последующим его наполнением стройматериалами, используется бурение и установка опор.

Столбчатый фундамент обойдется примерно в два раза дешевле классического ленточного.

Возможность соорудить фундамент без тяжелой техники позволяет строить дома в труднодоступных местах, а также на узких участках. Выкопать ямы для опор можно ручным буром.

Расход материалов для возведения столбов минимальный, при их заносе на стройплощадку не обязательно использовать погрузчик. Наборные опоры из кирпича, блоков или камня легко выложить вручную. Всю столбчатую конструкцию при желании можно обустроить своими руками.

Опорный фундамент невозможно применять при строительстве домов из тяжелых материалов – кирпича, камня, бетона. Это его основной минус.

Еще один недостаток – склонность столбчатой конструкции к горизонтальному перемещению. Переместиться может один столб или сразу несколько. Кроме того, при таком варианте основы для здания невозможно построить подвал или цокольный этаж.

Разновидности

Столбчатые конструкции различаются по нескольким основным параметрам.

По форме опор

При использовании в качестве несъемной опалубки труб получаются круглые столбы.

Монолитные бетонные опоры могут быть квадратными или круглыми в зависимости от проекта, их форма определяется видом опалубки.

По типу материала

Столбы для фундамента сооружают из кирпича, строительных блоков и труб. Кроме этого они бывают монолитными бетонными и деревянными.

Из кирпича

Полнотелый керамический или силикатный кирпич подходит для возведения опор на участке с плотным грунтом и низким залеганием подземных вод. Отличается долговечностью и прочностью.

Кирпичные столбы выкладываются на цементный раствор. В кладке часто оставляют внутренний колодец, который заливают бетоном или цементом. Подробнее читайте тут.

Из пластиковых и других труб

Стальные, асбестовые и пластиковые трубы являются несъемной опалубкой для армированной бетонной трубы. Труба устанавливается в скважину на песчаную подушку. В нее помещается арматурный каркас, после этого труба заливается бетоном.

О возведении столбчатого фундамента из пластиковых труб расскажет эта статья, из асбестовых, железных, ПВХ — эта.

Из бетонных блоков

Бетонные блоки используются как материал для наборных столбов. Часто применяются блоки размером 20*20*40. Их укладывают по 2 в ряд.

Бетонные столбы прочные и долговечные. Благодаря большим размерам, опоры из них возводятся быстро, с минимальным количеством соединительных швов.

Подробности — в этой и этой статьях.

По глубине заложения

Насколько столбы должны быть вкопаны ниже уровня земли, определяет проектировщик. При этом учитывается ряд факторов – качество грунта, климатические особенности местности, вес будущей постройки.

Мелкозаглубленнй

На крупнообломочной или скальной почве с таким фундаментом строятся достаточно габаритные деревянные постройки.

На обычном грунте со слабой пучинистостью мелокзаглубленные фундаменты применяются для строительства легких щитовых и деревянных зданий. Подробнее можно узнать тут.

Незаглубленный

Тип основания с установленными на поверхности земли столбами. Иногда столбы погружают в грунт на 10—15 см. Подходит для возведения негабаритных построек на крупнокаменном или скальном основании, а также для легких хозпостроек на непучинистом грунте.

О возведении незаглубленного СФ читайте тут.

Заглубленный

Чаще всего применяется заглубленный вариант столбчатого фундамента. В этом случае столбы вкапывают на глубину ниже глубины промерзания почвы. Применяется при строительстве жилых домов из легких материалов.

Заглубленный фундамент обеспечивает зданию устойчивость, прочность, сопротивляемость воздействию вибраций.

Заглубленные опоры должны быть установлены с особой тщательностью. Если опорная система будет неправильно рассчитана или некачественно построена, то столбы начнут неравномерно проседать. В результате их придется выравнивать и укреплять, а это достаточно дорого и трудоемко.

По способу возведения

Столбы могут быть сооружены путем сборки, заливки или установки готовой монолитной конструкции.

Сборный

Сборные столбы выкладываются из штучного стройматериала, обычно из полнотелого керамического кирпича или бетонных блоков. В местностях, где осуществляется добыча природного камня, и этот материал доступен по цене, выкладывают опоры из него.

При сооружении сборных столбов особое внимание уделяется цементному составу. От его качества зависит надежность и долговечность опор.

Монолитный

Монолитные столбы получают путем заполнения предварительно подготовленных скважин бетоном. Для повышения прочности используется армирование. Можно привезти на площадку уже готовые монолитные армированные столбы и установить их в скважины.

Столбчато-ленточный

После этого по линии ленты в местах повышенной нагрузки прокапывают ямы для опорных столбов. Далее устанавливаются столбы, и их верхушки связываются ленточной частью конструкции.

Более подробно расскажет эта статья.

По наличию ростверка

Ростверк – это конструкция, соединяющая все столбы фундамента в единое целое, благодаря чему обеспечивается равномерное распределение нагрузки от дома на столбы.

При помощи ростверка основанию здания придается повышенная прочность. Кроме того, создается защита от смещения столбов по горизонтали.

Ростверк может быть:

высоким;
повышенным;
заглубленным.

Высокий ростверк устанавливается на уровне более 15 см над землей. В этом случае исключается воздействие на него пучинистости грунта. Повышенный ростверк располагается на уровне от 0 до 10 см над землей. Существует еще заглубленный ростверк – частично погруженный в грунт.

Легкие постройки на устойчивых непучинистых грунтах можно строить без ростверка. В этом случае каждая опора накрывается оголовком. Связываются столбы черновым полом дома.

Данный вариант может быть применен только в том случае, если есть уверенность, что под воздействием пучинистости столбы не начнут со временем смещаться, и их не придется укреплять в процессе эксплуатации здания.

Этапы работ по строительству фундамента

Столбчатый фундамент достаточно прост в исполнении. Имея базовые строительные навыки его можно построить самостоятельно. О том, как это сделать своими руками, читайте здесь.

Расчет

S – суммарная площадь сечения всех столбов в конструкции;
P – общая масса здания;
Ro – расчетное сопротивление грунта (показатель из таблицы 1-5 на стр.6 СНиП 2.02.01-83); 1.4 – коэффициент запаса прочности.

Все о расчетах для столбчатого фундамента расскажет эта публикация.

Разметка

При помощи строительной нити и колышков нужно отметить контур здания на пятне застройки. Второй нитью отмечается внутренний контур ростверка. Разметка должна полностью соответствовать проекту. Подробнее — в этой статье.

Обустройство песчаной подушки

Чем выше опора фундамента и чем меньше ее площадь в подошве, тем больше роль подушки, на которую она опирается. При строительстве столбчатой конструкции подушку обустраивают с особой тщательностью.

Сначала нужно дно ямы, подготовленной для установки опоры, хорошо утрамбовать. Потом засыпать песком или песком со щебнем.

Высота подушки должна составлять от 20 до 30 см. Сверху ее герметизируют полиэтиленом.

Опалубка

Монолитные заливные колонны сооружаются с применением опалубки. Она нужна для формирования стенок опоры и придания ей прочности. Опалубка может быть съемной или несъемной. Первый вариант отличается тем, что после застывания бетона опалубка будет демонтирована.

Материалом для опалубки может послужить:

доска;
фанера;
ДСП;
стальные листы.

Об опалубке для СФ читайте тут.

Армирование

Для укрепления каждого столба нужно несколько прутков арматуры 10-12 мм, которые устанавливаются вертикально на всю высоту опоры. Они связываются поперечными элементами из арматуры 6 мм.

Подробности — в этом материале.

Обвязка

Верхушки столбов связываются между собой обвязкой ростверком. Обвязку выполняют различными материалами:

железобетоном;
строительными блоками, уложенными на каркас;
швеллером;
деревянными брусьями;
двутавровыми балками.

Об обвязке СФ можно узнать тут.

Утепление

Если здание построено с высоким ростверком, между уровнем почвы и дном постройки образуется пустота, которая становится причиной выхолаживания помещений через пол. Кроме того, повышенная влажность может быстро разрушить материал стен и чернового пола.

Чтобы этого избежать, нужно фундамент утеплить. Для этого цоколь закрывается листами пенопласта или пенополистирола. Подробнее читайте здесь.

Чем закрыть?

На последнем этапе столбчатую конструкцию вместе с утеплителем закрывают фальш-цоколем (зибиркой). С этой целью применяется любой облицовочный материал, предназначенный для отделки цоколей.

О том, как и чем закрыть столбчатый фундамент, расскажет эта статья.

Особенности для различных конструкций

Столбчатое снование дома рассчитывается с учетом типа постройки, которая будет на него опираться.

Для бани

Для бани подойдет заглубленный или мелкозаглубленный столбчатый фундамент с высоким ростверком. Рассчитывать количество столбов нужно как для небольшого коттеджа.

Для веранды

Под пристройку в виде крыльца или веранды создается отдельный фундамент. Его глубина должна быть такой же, как и под основной постройкой.

Но требования к его прочности не такие строгие. Столбы под верандой могут быть меньшего сечения, и устанавливать их можно с большим шагом. Это касается и пристройки веранды к уже построенному дому, независимо от его типа фундамента.

Как сделать столбчатый фундамент для веранды, можно узнать из этой статьи.

Под колонны

Под колонны промышленных зданий может быть возведен опорный фундамент. Его столбы могут монолитными или наборными. Материал, высота, диаметр и шаг опор рассчитывается с учетом характеристик самого здания и его каркаса в виде комплекса колонн. Более подробно читайте тут.

Для каркасного дома

Такие дома строятся на скальных и крупнокаменных породах с применением мелкозаглубленного столбчатого основания.

На сыпучих почвах сооружаются заглубленные фундаменты. Их количество и сечение рассчитывается с запасом прочности.

Для расчетов используется вес здания, включающий массу всего, что будет в нем находиться в процессе эксплуатации:

отделка,
мебель,
бытовая техника,
сантехническое оборудование.

Инструкция по возведению столбчатого фундамента для каркасного дома представлена в этой статье.

Ремонт

Дом при помощи домкрата приподнимается, ставится на временные опоры, которые должны быть чуть выше основных, после этого старые опоры демонтируются. На месте демонтированных столбов ставят новые и здание опускают на них.

Если столбы просели, под них делают подкоп, поднимают на нужный уровень, после чего дополнительно связывают их верхушки жесткой обвязкой. Подробнее читайте тут.

Заключение

Опорно-столбчатый фундамент применяется в строительстве легких каркасных, щитовых и деревянных зданий. Он подходит и для не габаритных хозпостроек.

В зависимости от характеристик грунта на стройплощадке, а также конструктивных особенностей будущего здания выбирают тип опорно-столбчатого основания, определяя:

глубину его вкапывания,
материал,
способ обмотки и утепления.

Рассчитать и построить опорное основание можно без помощи проектировщиков и строителей. Для этого нужно знать все характеристики участка.

Монолитный столбчатый фундамент — это комплекс колонн, поддерживающих места сосредоточения нагрузок строения. Столбы устанавливают по особой технологии и соединяют ростверком для обеспечения устойчивости дома.

Монолитный столбчатый фундамент: основные принципы возведения

Столбчатый железобетонный фундамент является самым распространенным вариантом основы для дома на отдельно стоящих опорах. Столбы монтируют по углам строения, под балками, массивными простенками, несущими конструкциями. Веранда, крыльцо, терраса и другие пристройки имеют обособленный фундамент. Пристроенные элементы и основные стены дают разную осадку, поэтому разделяются.

Железобетонные опоры формируют при заливке опалубки после установки арматуры. Столбы могут быть квадратной, круглой, трапециевидной формы. Самыми практичными считаются круглые столбики, так как технологические отверстия для них можно пробурить ручным инструментом. Сечение опор варьируется от 150 до 400 мм.

Для усиления конструкции верхние части столбов опоясывают ростверком. Если между опорами остается от 1,5 до 2,5 м, монтируют армированную перемычку. При наличии пространств 2,5-3,0 метра и более ставится усиленная рандбалка.

Конструкцию фундамента принято подбирать с учетом типа грунта. Здания на пучинистых почвах возводят на малозаглубленных или незаглубленных столбах. Глубокие железобетонные опоры ставят на глинистых почвах.

Для каких строений подходит монолитный столбчатый фундамент?

Монолитный столбчатый фундамент под колонну применим при возведении домов с минимальной и средней нагрузкой. Обычно это строения без подвальных помещений с каркасными, щитовыми или деревянными стенами. Установка данного типа фундамента возможна и под кирпич. Глубокая закладка столбов (до 1,6-2,0 метров) выполняется проще, чем монтаж ленточного блока.

Фундамент «монолит» на колоннах наиболее эффективен на малоподвижных непучинистых почвах. На таких грунтах здания, возведенные на столбиках, меньше оседают, чем аналогичные строения на ленточных основаниях.

Преимущества и недостатки столбчатого монолитного железобетонного фундамента

уменьшение издержек на труд и стройматериалы в 1,5-2 раза;
снижение затрат по смете до 15-20% от стоимости проекта по сравнению с другими типами оснований;
минимальное давление на грунт, меньшая усадка;
возможность уменьшить площадь фундамента;
низкая подверженность морозным пучениям.

столбы не устойчивы в слабонесущих, подвижных грунтах;
железобетонные опоры запрещены к эксплуатации на участках с резкими перепадами высот (от 2 метров и больше);
значительные расходы на монтаж ростверков и их усиление;
требуется устройство «забирки» для заполнения промежутков между колоннами.

Монолитный столбчатый фундамент: этапы работ

Технологические процессы, этапы установки ленточного и столбчатого монолитного железобетонного фундамента во многом схожи. Подобным образом выполняют оценку грунтов, подготовку, монтаж опалубки, заливку раствора, устранение дефектов.

Процесс установки столбчатого железобетонного фундамента включает следующие виды работ:

подготовка площадки под основание + 2-4 м со всех сторон (расчистка, удаление дерна, планировка по уровню);
обноска по периметру, установка отметок для стен, перекрытий и низа траншеи;
рытье котлована, технологических отверстий по осевой планировке, создание подушек из песка, гидроизоляция;
монтаж опалубки из смоченных досок или труб;
армирование прутами с обвязкой хомутами;
заливка раствора слоями по 15-20 см с вибрационной утрамбовкой;
монтаж ростверка, сборка и соединение перемычек, закрепление проволокой, установка каркаса, заливка бетона, выравнивание и гидроизоляция;
установка забирки между опорами из стяжки и несущими стенами;
гидроизоляция в виде цементной, песчаной подушки, закрытой битумом, рубероидом.

Проектирование и разметка

Технологическую карту на устройство монолитного столбчатого фундамента разрабатывают на этапе проектирования. Карта содержит конструктивные схемы, расчеты и поэтапное описание технологии строительных процессов.

Проектировка включает в себя: анализ грунта, исследование участка, расчет глубины столбов, веса опор, промежутков между ними, массы здания, постоянных и временных нагрузок на строение. Профессиональные проектировщики рассчитывают показатели с максимальной точностью, что позволяет сэкономить без ущерба для дома.

Для разметки используют схему строения с точками расположения столбцов. Чертеж переносят на площадку, фиксируют оси и размеры основания.

Рытье ям и устройство фундаментной подушки

Под колонны из железобетона техникой или вручную роют воронки. Вертикальные ямы должны располагаться вдоль осей. Воронки высотой более 1 м укрепляют брусом, распорками. Провалы должны получиться на 20-40 см шире будущей опоры. К расчетной глубине дополнительно прибавляют 20-30 см. Свободное пространство будет заполнено опалубкой, подпорками.

На дно каждого отверстия отсыпают крупнозернистый песок с гравием для минимизации пучения в мороз. Подушка должна быть шире столба на 10-20 см со всех сторон. Смесь заливают, затем уплотняют ручной трамбовкой. На подушку обязательно кладут гидроизоляцию из полиэтилена или рубероида.

Армопояс и опорные площадки

На площадки устанавливают вертикальную арматуру (10-12 мм) на расстоянии 20-25 см, чтобы оставить сварочное пространство. Пруты обвязывают хомутами по 6 мм. Для обхватывания подойдет отожженная проволока, исключающая боковые расхождения. Пруты должны подниматься над верхней частью фундаментных опор на 10-20 см. К выступающим частям прутов будет приварена арматура ростверка.

Опалубка, заливка колонн

Опалубка необходима при бетонировании на всех типах почв, кроме плотного и неглубокого грунта. Опалубку изготавливают из разных материалов, таких как увлажненные доски по 25-40 мм, трубы от 100 мм, влагостойкая фанера, пластик, рубероид, ДСП, металлические листы. Для получения круглых колонн подойдет свернутый рубероид или трубы, которые остаются в земле после заливки.

В опалубку бетон надо заливать слоями по 20-30 см, обязательно утрамбовывая ручным вибратором. Смесь подавать по желобу с высоты не более 1-1,5 м. Границу каждого слоя отмечать, сверять по уровню и выравнивать. На застывание слоя требуется по 2,5 часа. Весь фундамент будет затвердевать около 28 суток.

Распалубка

После заливки раствора можно переходить к уходу за бетоном, затем к распалубке, гидроизоляции и обратной засыпке. Распалубку производят, когда цемент приобрел необходимый уровень прочности. Обратную засыпку выполняют поэтапно, слоями по 20 см с трамбовкой. Для заполнения пазухи лучше выбрать крупнозернистый песок или смесь песка/щебня.

Изготовление ростверка: этапы

Для усиления жесткости, устойчивости фундамент стягивают монолитным или арматурным поясом. Схема работы по установке ростверка зависит от его типа и разновидности. Рассмотрим этапы монтажа монолитного ростверка:

соединение сборных перемычек (связывание монтажных петель проволокой, сварка арматуры);
изготовление П-образной опалубки по периметру сооружения поверх оголовков (в качестве опоры используют деревянные подпорки или песчаные гребни);
армирование четырьмя арматурами диаметром 10-14 мм;
бетонирование (по стандартной технологии раствором М200), распалубка.

Монолитный ростверк обычно монтируют в форме квадрата. Одна его сторона должна быть больше ширины оголовков и равна ширине стен.

Разновидности ростверка

Обвязочные балки, рандбалки могут быть сборными конструкциями, сборно-монолитными или сплошным монолитом из железобетона. По расположению выделяют два типа пояса: высокий и низкий ростверк. Высокий пояс монтируют на высоте от 1 метра, оставляя пространство для хода пучинистых почв. Низкий ростверк устанавливают на малоподвижных песчаных грунтах, заглубляют и выравнивают подушкой из песка.

Опалубка и армирование

После связывания петель, сварки арматуры начинается монтаж опалубки. Деревянный квадратный короб устанавливают поверх перемычек по периметру будущего дома с запасом 30-40 см. Технологию монтажа выбирают с учетом типа ростверка. Опорой коробу служат деревянные подпорки или песчаные гребни. Под нижние прутки подкладывают бруски или плитки из бетона для защиты металла от коррозии.

Армирование монолитного ростверка выполняют 4-мя горизонтальными и вертикальными прутьями того же сечения.

Заполнение бетоном, распалубка

Бетонирование опалубки ростверка осуществляют по стандартной технологии смесью М200. После выравнивания цемент закрывают гидроизоляцией. После затвердевания раствора выполняют распалубку. Когда ростверк готов, приступают к установке перекрытий.

Чем закрыть промежутки между столбами?

После установки монолитного столбчатого фундамента между колоннами остается пустое пространство. Чтобы его закрыть, монтируют «забирку» высотой от 40 см. Она изолирует пространство под перекрытиями от дождя, снега, мороза. В процессе монтажа кладут кирпич, блоки, бут, затем стену заливают раствором. Второй вариант забирки представляет собой каркас, обшитый сайдинговыми панелями. В конструкции или стене обязательно должна быть предусмотрена вентиляция.

Компания «Уютный Дом-13» возводит каркасные, деревянные, кирпичные дома под ключ. Минимальная гарантия — 1 год. Полный пакет проектной документации.

Опытные специалисты выполняют проектирование, монтаж фундамента любых типов. До 31 августа действует скидка 50% на фундамент! [*]

* — акция действительна на момент выхода статьи

Уютный Дом-13

«Уютный Дом-13» — это коллектив опытных специалистов, который каждый проект доводит до идеала. Мы строим дома с неизменно отличным результатом — вы можете лично посмотреть наши готовые постройки и оценить качество. Все работы выполняют сотрудники именно нашей компании, без привлечения посредников или сторонних подрядчиков.

Уютный Дом-13

Столбчатый фундамент обустраивают при строительстве каркасных и малоэтажных зданий без подвалов.

Также его сооружают, если предполагается большая глубина залегания фундамента – 4–5 м. При этом ленточное основание нерентабельно из-за большого расхода строительных материалов.

О том, как возводится столбчатый фундамент под колонны, поговорим в статье.

Разновидности

Состоит столбчатый фундамент из плитной части из 1–5 ступеней и подколонника, полнотелого или полого – стакана. Вид его зависит от типа и материала колонны.

Колонна – деталь несущей конструкции. Она воспринимает нагрузку между этажами и на уровне фундамента. Может служить декоративной деталью. Колонны выпускают стандартных размеров и изготавливают на заказ.

Различают 2 вида:

Колонна непрерывно взаимодействует с основанием, нарушение положения хотя бы одной опоры приводит к обрушению дома. Поэтому под колонны не рекомендуется использовать сваи.

Монолитный – готовое сооружение, в которых столбы установлены по определенной схеме. Колонны закрепляют на фундамент болтами.
Сборный – каждое основание производится отдельно, на строительной площадке или на заводе, и отдельно устанавливается. Сверху опоры бетонируют, чтобы избежать появления расщелин.

Материал для столбчатого фундамента выбирают исходя из нагрузки и материала колонны:

Бетонные основания – а точнее, железобетонные. Выполняются из тяжелого бетона и упрочняются специальной арматурой. Под металлические колонны ставят только монолитный бетонный, под кирпичные допускается сборный вариант.
Кирпичные – выдерживают меньшую нагрузку и используются для малоэтажных зданий.
Деревянные – подходят только для деревянных или каркасных зданий.
В частном строительстве встречаются опоры из бетонных или асбестовых труб.

Подготовка к возведению

Подготовка включает:

планировку – опоры монтируют по углам, на участках примыкания и пересечения стен, на протяжении несущей стены через 3–6 м и под каждой колонной;
разметку и выемку земли на необходимую глубину;
если глубина залегания велика, то на дно ям укладывают песчаную или бетонную подложку;
сооружение опалубки.

Глубина залегания и высота бетонной подложки определяется весом здания и рыхлостью почвы.

Инструменты и материалы

Для строительства нужны:

доска или фанера для опалубки;
песок, битый кирпич, гравий для подушки;
бетон марки М300, М400, М600;
рубероид или другой пленочный материал для гидроизоляции;
анкерный крепеж для металлических колонн.

Для работы понадобятся следующие инструменты и приспособления:

капроновый шнур и деревянные колья для разметки;
совковая и штыковая лопаты;
отвес, строительный уровень, рулетка;
ручная трамбовка.

Если бетон изготавливают самостоятельно, то нужна бетономешалка или емкость для размешивания раствора.

Как рассчитать?

Исходными данными для расчета служит нагрузка, которую оказывает колонна, и результаты инженерно-геологических исследований.

К первым относятся:

Вертикальная нагрузка – вес колонны и величина нагрузка, передаваемая на нее стенами и кровлей.
Изгибающий момент.
Поперечная – приходящаяся на опору от базы колонны.
Нагрузка при действии крутящих моментов в 2 плоскостях.
Полная ветровая и снеговая – рассчитывается по погодным данным региона.

К инженерно-геологическим данным относятся:

свойства грунта;
уровень грунтовых вод;
глубина промерзания грунта.

По полученным данным рассчитывают величину опорных столбов для колонн.

Пример расчета под монолитную колонну

Вычисляют глубину залегания и сечение основания. В простых случаях параметр определяет максимальная глубина промерзания.

Для более точных вычислений используют формулу: df=kh*dfn, где:

kh – коэффициент, принимаемый для фундамента отапливаемого дома;
dfn – глубина промерзания.

Размеры основания рассчитывают по формуле: А=N/(R0-ȳd), где:

N – вертикальная нагрузка, ее получают при расчетах каркаса здания;
R0 – сопротивление грунта — величина представлена в справочнике СНиП 2.02.01-83;
ȳ – средний удельный вес фундамента;
d – глубина.

Для зданий выше 3 этажей расчет производят более сложные, с учетом краевой нагрузки.

Пример расчета под металлическую колонну

Материал не влияет на методику вычислений. Учитывать нужно глубину заглубления самой колонны. Поэтому используется та же самая методика расчета.

Для удобства исчислений непрофессионалам лучше воспользоваться онлайн-калькуляторами в Интернете.

В них указаны все требуемые параметры для вычислений. Расчет производится автоматически.

Этапы строительства под монолитную колонну

При возведении частного коттеджа или дачи строительстве сооружают монолитный фундамент. Чтобы сэкономить материалы, опорные столбы выполняются в виде ступеней. Высота и число ступеней зависит от нагрузки.

Для основания выкапывают яму необходимого размера и укладывают на дно слой песка и щебня толщиной в 20 см. Если глубина фундамента большая, устраивают бетонную подушку. Затем возводят опалубку из фанеры или дерева.

Если размеры основания значительные, используют стальную опалубку. Асбестоцементные или бетонные трубы могут применяться как несъемная опалубка.

Армирование опор

Армирование выполняется по мере возведения фундамента. Используют для этого прутки диаметром в 12–16 мм, связанные или сваренные в готовые каркасы.

В качестве горизонтальных элементов используется стальная сетка с размерами ячеек от 5–6 мм, но не более 12 мм:

После утрамбовки песчаной-гравийной подушки, заливают не менее 10 см бетона и опускают в яму подготовленную конструкцию.
Сечение каркаса лишь чуть меньше сечения скважины. Каркас входит плотно.
Середину столба не армируют, так как нагрузка здесь минимальна.
Выпуски арматуры загибают горизонтально – по 30–40 см. Если подколонник делают кирпичный, хотя бы один арматурный прут нужно заанкерить в кирпичной кладке.

Величина подколонника может совпадать с сечением столба. Если требуется именно стакан, сооружают опалубку сложной формы.

Изготовление каркаса можно посмотреть в этом видео:

Монтаж башмака

Чтобы равномерно распределить нагрузку от здания, рекомендуют делать башмак – расширение нижней части скважины:

Изготавливают опалубку, диаметр которой в 1,5 раза больше, чем сечение будущих столбов и устанавливают на песчаную подушку.
Заливают бетоном марки М300–М400 только башмак.
Бетон застывает не менее 10 дней.

После схватывания раствора продолжают возведение фундамента.

Установка колонн

Начинают работу с сооружения армирующего каркаса:

Монолитная колонна армируется прутками. При большом сечении прутки дополнительно усиливаются горизонтальными хомутами.
Для опалубки используют деревянные доски нужной длины. Их скрепляют хомутами. Рекомендуется изнутри простелить опалубку рубероидом, чтобы позднее ее легче было снять. Поверхность колонны будет гладкой.
Для заливки используют бетон марки М200 или выше. Чтобы удалить воздух, раствор протыкают металлическим штырем. Опалубку снимают только после полного высыхания.

Оптимальная температура строительства – выше +15 С. Если здание сооружают зимой, в бетон добавляют пластифицирующие добавки с тем, чтобы ускорить застывание.

Ростверк

Под железобетонные колонны возводят монолитный ростверк, по сути, это бетонная лента, усиленная стальными прутками. Используется при строительстве каркасных и панельных зданий, деревянных срубов:

Изготавливают опалубку необходимых размеров.
Укладывают арматуру. Для усиления плитной части используют арматурную сетку, которую размещают в 2 слоя. Между ними должен быть изолирующий слой бетона – не менее 20 см, поэтому заливку выполняют в 2 стадии.
Горизонтальные сетки соединяют вертикальными фрагментами прутков. Длина минимально возможная, чтобы каркас со временем не утратил устойчивости.

Связывание каркаса выполняется в опалубке или на основании, а не на земле.

Этапы строительства под металлическую (стальную) колонну

Металлическое колонны монтируют в стаканные основания или анкерным способом. Порядок действий сходный, но исключает некоторые этапы:

Размечают положение скважин и роют ямы необходимой глубины.
На дно укладывают песчано-гравийную подушку. Сооружают опалубку. Армируют конструкцию прутками и сеткой, описанным выше способом.
Подготовленные скважины заливают бетоном марки не ниже М300. Перед заливкой в полости устанавливают геодезические уровни и высотные знаки. Они служат указателями места размещения стальной опоры.
В поверхности бетонных оснований вмонтируют анкерные болты для фиксации. На них и крепится металлическая колонна. Между собой их связывают балками.

Опирание может выполняться и другим методом. Вместо анкеров на поверхность опоры монтируют металлические плиты и заполняют бетонной смесью. Уровень заливки ниже 5–8 см проектной отметки подошвы. В полученное углубление устанавливают колонну.

Установку на анкера можно посмотреть в этом видео:

Ошибки при строительстве и способы их избежать

Сооружение фундамента – довольно сложная работа, требующая расчета и квалификации. Начинающие строители чаще всего допускают следующие ошибки:

неправильно рассчитывают распределение нагрузки, при этом фундамент начинает проседать, а стены здания трескаться;
неверно определяют глубину залегания – слишком большая величина ведет только к расходу материалов, а вот недостаточная – к деформации стен;
устанавливают опоры на разную глубину;
используют материал низкого качества – марка бетона должен быть не ниже М200;
неверно оценивают сопротивление грунта – необходима консультация специалиста;
не центрируют каркас при монтаже – особенно разрушительно это сказывается на ростверке;
собирают каркас на грунте – центрирование автоматически исключается;
соединяют прутки и сетку на углах сваркой – это запрещается.

Опорные основания и колонны – вертикальные элементы. Во время сооружения опалубки, армирования, крепления столбов необходимо постоянно проверять вертикальность.

Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь.

Заключение

Столбчатый фундамент под колонны используется в целях экономии. Для каркасного здания и на твердых грунтах он успешно заменяет ленточный или плиточный. Но чтобы такое сооружение прослужило долго и не стало причиной разрушения дома, необходимо тщательно рассчитать нагрузку.

Первым этапом строительства любого сооружения является закладка фундамента. Нагрузка на грунт должна распределяться правильно.

И именно фундаментная конструкция это обеспечивает. Также желательно, чтобы затраты на возведение данной конструкции были минимальны.

Столбчатый монолитный фундамент является здесь самым оптимальным решением. Что это такое, где чаще всего используется, и какие должны быть условия, — об этом речь пойдёт ниже.

Понятие и конструктивные особенности

Конструкция столбчатого монолитного железобетонного фундамента состоит из комплекса отдельных опор, находящихся в местах концентрации наибольших нагрузок будущего здания.

Опоры частично находятся в грунте, на проектной глубине. Они устанавливаются определённым образом и соединяются при помощи ростверка для того, чтобы обеспечить наибольшую устойчивость постройки.

Для данного типа фундамента в грунте делаются специальные ямы. Далее в них засыпается подушка из песка и формируются арматурные каркасы будущих опор. После этого заливается бетон.

Каждый элемент столбчатого монолитного фундамента состоит из двух частей:

нижняя, более широкая часть, находящаяся в грунте (подошва);
верхняя часть, возвышающаяся над поверхностью (стакан).

Стакан, в свою очередь, может иметь разную форму:

цилиндр,
куб,
урезанный конус.

Область применения

Технология столбчатого монолитного фундамента используется довольно часто, но здесь есть свои нюансы.

Установка данной конструкции рекомендуется в следующих случаях:

Проектируемое сооружение имеет небольшую расчётную массу. В основном, это деревянные одноэтажные дома, малогабаритные кирпичные постройки, а также дома каркасного типа.
Необходимо, чтобы опоры залегали довольно глубоко (до 2 метров). Это чаще относится к строительству кирпичных сооружений.
Возведение здания осуществляется на почвах, где может быть сильная усадка.
Нужно осуществить возведение фундамента под колонну.
Условия окружающей среды не позволяют сформировать конструкцию другого типа фундамента.

В случае если на участке строительства обнаружены грунтовые воды с небольшой глубиной залегания, то обязательно перед началом работ нужно произвести водоотведение.

Плюсы:

Значительное снижение затрат на строительные материалы (в некоторых случаях почти в 2 раза).
Для того чтобы возвести столбчатый монолитный фундамент, потребуется гораздо меньше времени, чем на возведение других типов фундаментов.
Давление на грунт минимально, следствием чего является незначительная усадка.
Фундаментную площадь при желании можно уменьшить.
Отсутствие проблем с грунтовыми пучениями в зимний период.

Минусы:

Если сооружение построено на слабонесущих песчаных грунтах, опоры фундамента теряют свою устойчивость.
Данный тип фундамента запрещено возводить в местах с высотными перепадами от 1,5 и более метров.
Ощутимые финансовые затраты на установку ростверков, а также на усиление конструкции.
Отсутствие возможности иметь подвальное помещение.

Этапы выполнения работ

Этапы выполнения работа по возведению столбчатого монолитного фундамента:

Проектные расчёты

Наиболее важной величиной, которую изначально необходимо правильно рассчитать, является нагрузка на фундаментную конструкцию. Зная её, можно будет вычислить точное количество опор, а также их месторасположение.

Величина нагрузки на фундамент — это сумма следующих составляющих:

общий вес будущих стен (внутренних и наружных);
вес всех составных частей кровли;
общий вес предполагаемого внутреннего содержания дома (мебель, техника и т.д.);
особенности климата того региона, где сооружение будет находиться (временные нагрузки, такие как обильные снегопады, сильные ветра и т.д.).

Затем, зная итоговое количество опор, необходимо рассчитать проектную глубину их залегания, величину их веса, а также величину расстояния между ними.

Проектирование и технологическая карта

После предварительных расчётов начинается разработка самого проекта столбчатого монолитного фундамента, а также формируется технологическая карта.

Проект должен содержать в себе следующие пункты:

результаты геодезического анализа грунта (максимальная глубина промерзания, наличие грунтовых вод и глубина их залегания);
результаты исследований земельного участка (изменчивость рельефа территории);
все вышеперечисленные расчёты из первого этапа.

Технологическая карта, в свою очередь, состоит из следующих разделов:

схемы, описывающие конструктивные особенности проекта;
перечень операций, которые необходимо выполнить;
перечень используемых в проекте инструментов и материалов;
подробное пошаговое руководство по выполнению строительных работ.

Разметка

На этапе разметки используется проектная схема сооружения с указанным расположением опор.

Схему переносят на местность, используя обноску по периметру участка и разметочный шнур. Местонахождение опор и все получившиеся таким образом размеры должны соответствовать проекту.

Прежде, чем начать разметку, участок нужно очистить от дерна. Также при помощи строительного уровня нужно проверить, насколько поверхность участка ровная.

Далее, если это необходимо, нужно сделать выравнивание. Поскольку в противном случае опоры фундамента могут оказаться на разной глубине.

Фундаментная подушка

После правильно произведённой разметки в местах, где должны находиться опоры, делаются ямы. Если их глубина больше одного метра, то делается опалубка.

Дно каждой ямы засыпается песком, иногда вперемешку с гравием. Это фундаментная подушка от негативного воздействия грунтовых пучений.

Для того, чтобы лучше её утрамбовать, подушку заливают водой. Обычно на подушку также укладывается полиэтиленовая или рубероидная гидроизоляция.

Опалубка

Форма для фундаментных опор, называемая опалубкой, обычно состоит из деревянных элементов. Сначала делают раму, размером с основание опоры. После этого на неё крепятся доски с яркими, хорошо видными отметками.

Доски должны быть влажными, чтобы не впитывать воду, находящуюся в бетоне. Конструкцию опускают на дно ямы и крепят там специальными штырями. Для последующего более быстрого снятия внутреннюю часть опалубки рекомендуется оборачивать листом рубероида.

Во время конструирования опалубки нужно обращать внимание на зазоры, которые могут оставаться между досками. Большие щели недопустимы, поскольку бетон будет через них вытекать.

Монтаж арматуры

Перед осуществлением армирования, дно опалубки заливают бетоном (обычно используется марка цемента М200). Толщина заливки при этом составляет не более 5-10 см.

Далее туда погружаются пруты арматуры, которые можно заглубить в фундаментную подушку. После этого пруты по всей своей длине фиксируются при помощи хомутов с шагом в 20 см.

По окончании полной заливки опалубки бетоном пруты должны выступать из получившейся опоры на 3-5 см вверх. Это необходимо для крепления с ростверком.

Заливка бетона

Бетон заливается в опалубку в несколько слоёв, по 20-30 см каждый. В процессе необходимо тщательно перемешивать бетонную смесь. Здесь можно использовать специальный строительный вибратор. После заливки предыдущего слоя следующий слой следует заливать с перерывом в 1,5-2,5 часа.

При завершении заливки необходимо сделать поверхность опоры ровной. Окончательное затвердевание фундаментных опор происходит в течение календарного месяца.

Снятие опалубки

Распалубка осуществляется, когда бетонная смесь приобретает максимальную прочность. В образовавшиеся пазухи засыпается либо выкопанная ранее земля, либо смесь песка и щебня, после чего увлажняется и утрамбовывается. Процедура засыпки выполняется так же: слоями по 20 см.

Изготовление ростверка

Для того, чтобы фундаментная конструкция была цельной, жёсткой и устойчивой, сверху на опоры устанавливается монолитный пояс или ростверк.

Основными этапами изготовления и монтажа ростверка являются:

Создание на деревянных опорах плотной опалубки, повторяющей контуры периметра сооружения.
Монтаж арматурных прутов.
Заливка бетона (сразу одним большим слоем).
Снятие опалубки.
Монтаж ростверка.

Распространённые ошибки и способы их исправления

Первая типичная ошибка заключается в том, что ростверк после монтажа плохо смыкается с фундаментными опорами. В связи с этим со временем появляются отдельные местные напряжения в конструкции, особенно в зимний период. Это в итоге может привести даже к обрушению сооружения.

Вторая типичная ошибка — это закладка фундаментных опор на малой глубине. Следствием может являться значительная усадка опор и уменьшение расстояния между ростверком и землёй, что, в свою очередь, может привести к разрушению фундаментной конструкции.

Подобная проблема не возникнет, если изначальная закладка опор будет осуществлена ниже уровня промерзания грунта.

Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь.

Заключение

Подводя итог под всем вышесказанным, можно сделать ряд выводов:

Монолитный столбчатый фундамент широко используется в частном строительстве для возведения стен или колонн.

Прочность и надежность железобетона позволяет возводить на таких конструкциях здания средней тяжести.

Устройство монолитных столбчатых фундаментов

Устройство монолитного столбчатого фундамента начинается с земляных работ.

Их объем невелик по сравнению с другими видами фундаментов:

расчищается участок строительства от мусора;
производится разметка столбов;
в местах монтажа опор снимается плодородный слой почвы;
роются ямы под столбы: если их глубина не превышает 1 м, стенки можно выполнить вертикальными и без дополнительных креплений. Стенки более глубоких ям необходимо укрепить досками или выполнить их с откосами. Глубина скважины должна превышать глубину заложения фундамента на 200-300 мм. Ширина ее также делается с запасом в 400 мм по контуру будущего столба: такой запас необходим для установки опалубки и распорок.

Более подробно про глубину заложения фундамента мы изложили в этой статье.

Устройство дренажной и гидравлической подушек

На дне подготовленной скважины устраивается песчано — гравийная подушка с уширением по периметру опоры в 100-200 мм. Сначала в яму укладывается слой песка толщиной 100-200 мм. После его уплотнения насыпается слой гравия толщиной 50 мм. Насыпанный гравий обильно смачивается водой и плотно утрамбовывается.

На уплотненную подушку необходимо уложить гидроизоляционный материал – рубероид или полиэтиленовую пленку.

Гидравлическая подушка служит своего рода подставкой под столб. С ее помощью увеличивают площадь опоры элемента столбчатого фундамента. Ширина гидравлической подушки должна превышать геометрические размеры поперечного сечения столбика на 200-350 мм.

Для правильного формирования подушки устраивается невысокая (150-200 мм) опалубка. Процесс монтажа данного элемента столбчатого фундамента можно ускорить, использовав в его качестве железобетонный блок 200х200х400 мм.

Монтаж опалубки

Для изготовления опалубки под монолитный железобетонный столбчатый фундамент применяются доски, оструганные с одной стороны. Гладкая поверхность пиломатериала должна быть обращена в сторону бетона. Требования к породе древесины невысоки – она может быть любой, лишь бы ее влажность не превышала 25%.

Сухая доска на опалубку не подойдет: ее придется предварительно смочить, чтобы при заливке она не впитывала воду из бетонной смеси.

Ширина доски берется в пределах 120 – 150 мм, толщина – 25-40 мм.

Некоторые строители используют в качестве опалубки металл или ДСП. В частном строительстве такой прием допускается, но сцепление этих материалов с бетоном выше, чем с пиломатериалом, так что дальнейшие работы по удалению опалубки будут затруднены.

Армирование

Армирование монолитных столбчатых фундаментов производится при помощи строительной ребристой арматуры диаметром 10-12 мм (вертикальные элементы каркаса) и гладкой диаметром 6 мм (горизонтальные элементы).

Арматурные каркасы вяжутся на поверхности, а затем опускаются внутрь опалубки. Горизонтальные стержни устанавливаются с шагом 200-250 мм.

Высота вертикальных прутков должна быть таковой, чтобы ее верхние концы выступали над бетонной поверхностью столба на 100-200 мм. В дальнейшем они используются для привязки ростверка.

Заливка бетона

Технология устройства монолитного столбчатого фундамента предусматривает послойную заливку бетонной смеси.

В ее состав входят:

цемент марки М400 – М500 – 1 часть;
песок – 3 части;
щебенка – 5 частей.

Каждый слой уложенного бетона (толщиной 200-300 мм) уплотняется при помощи ручных вибраторов.

Фундаменты стаканного типа

Столбчатые монолитные фундаменты стаканного типа имеют сложную конструкцию. Без привлечения специалистов рассчитать и заложить такие конструкции практически невозможно: здесь требуется проведение точных расчетов, выполнение проектирования с соблюдением всех правил и требований строительных норм.

Малейшее отклонение от параметров, заданных проектом, может привести к разрушению здания.

Конструкция оснований – стаканов состоит из нескольких полых гнезд. Их поперечное сечение может иметь круглую или квадратную форму. В проекции гнезда представляют собой ступенчатую или зауженную кверху конфигурацию. Применяются такого рода монолитные столбчатые фундаменты под колонны каркасных зданий.

Для заливки фундамента стаканного типа используются бетоны на мелком гравии. Предварительно в грунт заглубляется арматурный каркас. Монтируется стакан на плите или песчаной подушке.

Используется данная конструкция только на устойчивых грунтах, не склонных к пучению.

Зачем нужен расчет

Устраивать фундамент «на глазок» без предварительных расчетов не рекомендуется даже при возведении легких сооружений. В результате таких действий он может получиться либо непригодный к эксплуатации, либо неоправданно мощный. Последний случай выразится в излишних денежных и трудовых затратах.

Целью расчета является определение оптимальных размеров опорных столбов и их количества.

Данная работа выполняется в несколько этапов:

устанавливается коэффициент сопротивления грунта;
подсчитывается общая масса постройки (включая и вес самого фундамента);
определяется величина давления на единицу площади грунта;
полученная цифра сравнивается с коэффициентом сопротивления грунта.

Подсчитать вес всех строительных конструкций, из которых будет состоять постройка, несложно: для этого надо иметь полный перечень строительных материалов, их объемы и удельный вес.

Сложнее дело обстоит с коэффициентом сопротивления грунта: по-хорошему надо бы пригласить специалистов для проведения геологических исследований на участке. Однако удовольствие это дорогое, поэтому частные застройщики ищут более простые способы определения данного параметра.

Если в городских службах такие сведения есть, можно сделать соответствующий запрос и получить искомые характеристики.

В противном случае можно попробовать обойтись кустарным способом определения прочности несущего слоя:

на участке роется яма глубиной до двух метров (или на глубину заложения фундамента);
со дна ямы берется грунт и скатывается в небольшой шарик.

Теперь этот шарик надо попытаться раздавить: в зависимости от типа грунта, он будет вести себя по-разному:

рассыплется – перед вами супесь;
примет вид лепешки с трещинами по краям – вы имеете дело с суглинком;
раздавится в лепешку с гладкими краями – вы держите в руках глину;

Если вам вообще не удалось скатать шарик, значит на глубине заложения фундамента залегает песок. Посмотрите внимательно на песчинки: если они мелкие — песок мелкозернистый, крупные – крупнозернистый.

По типу грунта можно в строительном справочнике найти все его параметры.

Нужна информация по теме толщина стяжки для водяного теплого пола?

Теперь осталось сделать несколько действий:

подсчитать площадь опоры одного столба (в см 2 );
умножить полученный результат на общее количество столбов;
разделить общую массу постройки на общую площадь опоры.

В результате вы получите давление строения на единицу площади опоры. Сравните цифру с коэффициентом сопротивления грунта. Если он несколько выше давления постройки на единицу площади – сечение столбов и их количество выбрано верно.

Если он меньше расчетной величины – увеличивайте площадь сечения столба и начинайте расчет столбчатого монолитного фундамента заново.

Видео о том, как сделать монолитный столбчатый фундамент.

Читайте также: