На ровных участках опорно-столбчатый фундамент обходится дешевле плиты или малозаглубленной ленты. Основные минусы – низкая устойчивость к опрокидыванию и организация мер по снижению сил пучения, компенсируются плюсами в виде достаточно высокого ресурса, возможности монтажа на промерзающих почвах, при высоком уровне УГВ. Монолитный или сборный ростверк является для столбчатых фундаментов обязательным условием.
Плюсы и минусы столбчатого фундамента
Согласно своду правил СП 22.13330 запрещен опорно-столбчатый фундамент на илистых грунтах, при перепадах высот в пятне застройки больше 2 м, для многоэтажных зданий. В остальных случаях его можно использовать даже на пучнистых грунтах, в условиях вечной мерзлоты, при высоком УГВ. В СП 50-101 указано, что устойчивость малозаглубленных фундаментов можно увеличивать специальными мероприятиями:
- сохранение геотермального тепла недр утеплителями под элементами фундамента;
- заменой пучнистого грунта под подошвами фундаментов, в пазухах котлованов при обратной засыпке нерудными материалами;
- отводом почвенных, грунтовых, поверхностных вод от глинистых почв в пределах периметра жилища.
Таким образом, если уложить по периметру опорно-столбчатый фундамента дрены на уровне подошвы, опустить ростверк ниже земли на 20 – 30 см, утеплить отмостку здания на глубине 30 см, можно снизить вспучивание до приемлемого минимума, практически не влияющего на его ресурс. Данное условие справедливо для фундамента любой конструкции, однако сваи обладают меньшими трудозатратами и бюджетом строительства.
Основные плюсы ростверков по столбам выглядят следующим образом:
- возможность возведения фундамента на пучнистых грунтах;
- минимальная осадка на насыпной почве, обусловленная меньшим весом столбов в сравнении с лентой МЗЛФ;
- идеальный вариант для кирпичного коттеджа при необходимости заглубления фундамента ниже отметки промерзания (экономия до 50% бюджета);
Минусы столбчато-ростверковой конструкции имеют вид:
- непригодность для сложного ландшафта – уже при перепаде высот в пятне застройки 1,5 м наблюдаются высокие горизонтальные нагрузки от сил пучения, приводящие к опрокидыванию столбов;
- невозможность строительства на слабых грунтах – столбы не рекомендуется использовать на торфе или илистой почве, водонасыщенной глине с низким расчетным сопротивлением.
Излишне мощный ростверк может компенсировать горизонтальные подвижки почвы. Однако в этом случае экономический эффект резко снижается, проще выбрать плавающую плиту, для строительства которой не нужны большие объемы земляных работ.
Область применения
Не пригоден опорно-столбчатый фундамент для проектов с цокольным/подвальным этажом, в прибрежной зоне. Кроме того, не рекомендуется применять столбы при глубине залегания несущего пласта более 3 м. Это объясняется резким увеличением земляных работ.
Для нормального доступа рабочих при гидроизоляции наружных поверхностей столбов и изготовления дренажной системы на уровне подошвы фундамента необходимо выкопать крупногабаритные шурфы или траншеи. Бюджет строительства приблизится к смете плитного фундамента, в котором выемка грунта сведена к минимуму, полы по грунту получаются по умолчанию.
Поэтому востребован опорно-столбчатый фундамент в следующих случаях:
- этажность – 2 + мансарда;
- стены – кирпичная кладка 38 – 51 см, калиброванное бревно, брус, панели СИП, щиты, каркасная конструкция, фахверк;
- грунты – стабильные, без органики, от слабо до сильнопучинистых;
- уровень УГВ – ниже 1 м;
- рельеф – склоны с перепадом высот в пределах 2 м.
При сложной геологии в пятне застройки столбчатый фундамент уширяют за счет плит. Их заливают отдельно, армируют одним поясом арматурной сетки, к которой крепится каркас из вертикальных стержней, связанных горизонтальными хомутами. Конструкция получается достаточно прочной, дополнительно усиливается позже обвязкой ростверком.
Конструкция столбчатого фундамента
Ввиду многообразия конструкционных материалов, столбы могут изготавливаться по нескольким технологиям:
- кладка – кирпичная 38 х 38 см, блочная 40 х 40 см, бутовая (обычно 60 х 60 см) без армирования;
- монолитная – бетон (20 см сторона или диаметр столба), железобетон (30 – 40 см диаметр либо сторона) или бутобетон.
При выборе бутобетонной конструкции столбов необходимо учесть, что верхние 0,5 м изготавливаются из бетона с армированием оголовка столба каркасом из 8 – 14 мм вертикальных стержней, изогнутых под прямым углом для связки с ростверком. Для монолитных столбов используется щитовая или трубчатая опалубка. В первом случае на уширение монтируются щиты, подпираемые к стенам шурфа. Во втором на армокаркас надеваются асбоцементные или полиэтиленовые трубы большого диаметра с обеспечением защитного слоя 2 – 4 см.
Без гидроизоляции бетонные конструкции, эксплуатирующиеся в почве, имеют ресурс 30 – 50 лет (кирпич, железобетон, соответственно). Поэтому не рекомендуется заливка бетона в пробуренные в земле скважины, относящаяся к технологии висячих свай.
Единственным вариантом сократить бюджет строительства и трудозатраты при изготовлении столбчатого фундамента по свайной технологии вышесказанным способом (например, вариант ТИСЭ) является добавление в бетон пенетрирующих добавок (смесь Адмикс от производителя Пенетрон). В этом случае структура конструкционного материала получает водоотталкивающие свойства по всей глубине. Однако утепление отмостки и дренаж на уровне подошвы столбов необходимы для подземной конструкции в обязательном порядке.
Таким образом, столбчатый фундамент с металлическим ростверком является оптимальным вариантом для сруба, фахверка, «каркасника». При использовании низкого монолитного ростверка по ж/б столбам с уширением подошвы на него можно опереть двухэтажный кирпичный коттедж с мансардой. При необходимости внутри решетчатого ростверка можно выполнить погреб.
