В нормативах СП 22.13330, СП 50.13330 для проектирования и строительства фундамента заложено круглое и квадратное сечение вертикального стержня для столбчатого фундамента. Поэтому, кроме щитовых опалубок допускается применение пластиковых, асбестоцементных труб, которые удобнее при самостоятельном изготовлении конструкций.
Столбчатый фундамент внешне схож с буронабивной сваей, однако опалубка из рубероида в данном случае недопустима. Сваи всегда опираются на пласт с несущей способностью, столбы заглубляются максимум ниже отметки промерзания, что не гарантирует достижение этого уровня. Поэтому обратная засыпка нерудным материалом (песок или щебень) является обязательным условием. Рубероид не в состоянии обеспечить, ни пространственную жесткость опалубки, ни качественную гидроизоляцию железобетона.
Технология устройства монолитного столбчатого фундамента в различной опалубке
Столбчатый фундамент используется на непучнистых грунтах с низким уровнем УГВ. Ввиду небольшого заглубления и малой опорой поверхности конструкция излишне подвижна при касательных усилиях промерзающих грунтов.
Поэтому обязательным условием является свободный доступ к уширению столба в нижней части для гидроизоляции подошвы, обратной засыпке пазух ямы или траншеи песком, щебнем. В этих нерудных материалах силы пучения минимальны, столб не подвергается выдергивающим нагрузкам даже при намокании, промерзании прилежащих слоев. Технология строительства имеет вид:
- выемка грунта из ямы либо изготовление траншей под несущими стенами;
- засыпка 20 см слоя песка, 20 см слоя щебня с послойным уплотнением виброплитой каждых 10 см;
- заливка подбетонки – 5 – 7 см бетонной стяжки для выравнивания подушки, защиты рулонной гидроизоляции от повреждений щебнем, снижения защитного слоя арматуры в верхних ж/б конструкциях;
- гидроизоляция Бикростом или Технониколем (2 – 3 слоя) для защиты от грунтовых вод;
- бетонирование подошвы в опалубку с установкой арматурного каркаса (горизонтальная сетка + вертикальные стержни, обвязанные хомутами);
- монтаж асбестоцементных, пластиковых труб или щитовой опалубки для столба;
- заливка конструкции бетоном с виброуплотнением каждых 40 – 60 см по высоте;
- обвязка монолитным или балочным ростверком для придания конструкции пространственной жесткости, стабильной геометрии.
Достоинством пластиковых труб является отсутствие шероховатости наружной поверхности. При возникновении касательных усилий от промерзающих грунтов практически отсутствует трение, столб не может быть выдернут.
Разметка и земляные работы
При установке обносок необходимо учесть следующие факторы:
- в пятне застройки необходимо натянуть шнуры по осям несущих стен;
- диагонали должны совпадать;
- для разработки траншей или ям потребуется дополнительная разметка.
Для увеличения опорной поверхности столбчатый фундамент уширяется плитами, для которых потребуется установить опалубку. Периметр подошвы обычно вдвое больше сечения столба. По периметру здания необходимо уложить дрены, произвести засыпку щебнем. Обычно используются 11 см гофрированные, гладкие трубы, поэтому ширина траншеи составит 30 см, глубина 30 см с уклоном в одну сторону 7 – 10 градусов.
Таким образом, при использовании асбестоцементных труб для заливки столбов необходимо отступить от наружной поверхности стен 0,7 – 1 м. Для щитовой опалубки 1,2 м по периметру.
Если опалубкой служат полиэтиленовые трубы, может применяться технология буронабивных свай. Разработка грунта не потребуется. В земле изготавливаются скважины с уширением подошвы специальным инструментом (например, бур ТИСЭ), монтируется арматурный каркас, конструкция заливается в трубу, опалубка остается на теле на весь период эксплуатации. В этом случае достаточно натянуть по обноскам (два колышка с горизонтальной перемычкой) шнуры с обеих сторон трубы на каждой стене.
Подошва
Классический столбчатый фундамент имеет плитную подошву, которая изготавливается поэтапно:
- засыпка подушки – 40 см щебня при высоком УГВ для обеспечения дренажа с послойным уплотнением каждых 10 см виброплитой, 40 см песка при низком УГВ, 20 см песка + 20 см щебня на суглинках, супесях;
- заливка подбетонки – квадратная опалубка, размер 100 х 100 см для столба сечением 40 х 40 см, толщина стяжки 5 – 10 см;
- гидроизоляция – 2 – 3 слоя рулонного материала (стекловолокно с двусторонним битумным покрытием) с нахлестом 10 см, герметизацией швов мастикой;
- заливка подошвы – опалубка 80 х 80 см высотой 30 либо 60 см с армированием сеткой (арматура 10 – 16 мм периодического профиля), выпуском вертикальных стержней такого же диаметра на высоту столба + 30-40 см для связки с армопоясом ростверка.
Для асбестоцементных труб в качестве несъемной опалубки технология полностью идентична вышеуказанному способу. В случае применения пластиковых труб подошва бетонируется по другой методике. Уширение в скважине заполняется бетоном, в него опускается арматурный каркас, состоящий из вертикальных стержней (10 – 16 мм), обвязанных хомутами (6 – 8 мм). Нижние концы прутков изогнуты под прямым углом для связки подошвы с телом столба. Конструкция позиционируется по центру для обеспечения защитного слоя арматуры 2 см.
Монтаж опалубки и армирование
Щиты из многослойной фанеры, обрезной доски, плиты ОСП устанавливаются на подошву, набравшую минимум 50% прочности. Специфика столбчатого фундамента заключается в поэтапной заливке нескольких элементов одной конструкции. Столб может армироваться вместе с подошвой на этапе ее заливки либо иметь отдельный каркас. Первый вариант предпочтительнее, поэтому в традиционной технологии щиты собирают вокруг установленной на предыдущем этапе арматурной конструкции.
Щитовая опалубка
Данная технология используется чаще всего, обеспечивает высокое качество, ресурс. Сборка щитовой опалубки производится для столбчатого фундамента поэтапно:
- крой – щиты из ОСП, фанеры вырезаются в размер либо сколачиваются из обрезных досок;
- монтаж – после вертикального размещения вокруг армопояса проверяется соосность по отношению к стенам, укосины в двух уровнях (у подошвы, в средней части) крепятся к щитам, стенам траншеи, вбитым в землю колышкам;
- фиксация – дополнительно могут применяться шпильки, которыми щиты притягиваются друг к другу.
В обязательном порядке контролируется 15 – 30 см защитный слой металлических элементов. Ближе этого расстояния от внутренних стенок опалубки прутки, хомуты размещать запрещено.
Опалубка из труб
При использовании полиэтиленовых труб достаточно надеть кусок подходящего диаметра (от 30 см) на арматурный каркас, внутри скважины. От бокового смещения труба защищена земляными стенами, поэтому дополнительная фиксация не требуется. Достаточно проверить, чтобы прутки, хомуты не подходили к внутренним стенкам ближе 2 см.
Опалубка из асбестовых труб может устанавливаться любым из вышеуказанных способов с небольшими отличиями:
- фиксация от боковых смещений является обязательной;
- диаметр скважины должен быть больше наружного размера трубы на 20 см.
Последнее условие обусловлено материалом трубы. Если по скользкой поверхности полиэтилена силы пучения смещаются вверх, не причиняя ущерба столбу, асбестовую трубу грунт гарантированно выталкивает наружу. Засыпка пазух песком является обязательным условием нормальной эксплуатации. Изготовить скважину диаметром от 45 см ручным буром, мотобуром практически невозможно. Поэтому опалубка из асбестовых труб чаще используется в траншеях, ямах по аналогии со щитовой опалубкой.
Почему нельзя использовать рубероид
Не обладающими профильным образованием индивидуальными застройщиками часто используется опалубка из рубероида. Этот вариант создан исключительно для буронабивных свай, залегающих на большой глубине. При самопроизвольном уплотнении пучинистого грунта после нескольких лет эксплуатации это приводит к последствиям:
- зимой прилежащий слой у столбчатого фундамента промерзает;
- силы пучения направлены вверх по касательной к телу столба;
- конструкция выдергивается из земли, приподнимаясь на несколько сантиметров;
- под плиту или подошву несвязанного с ней столба набивается земля;
- столб не может опуститься на проектный уровень;
- здание перекашивается, растрескиваются стены, кровля ломает дымоходы.
Опалубка из рубероида внутри скважины не может обеспечить пазухи, достаточные для обратной засыпки песком. Бетон имеет серьезный вес и распирает рулонный материал вплотную к стенкам шахты. Поэтому опалубка из рубероида пригодна исключительно для буронабивных свай.
Заливка
При укладке бетона внутрь щитовой опалубки оптимальным вариантом является шланг бетононасоса. Однако аренда спецтехники обходится дорого, чаще применяют ручную заливку. Размер щитовых опалубок позволяет вываливать смеси из ведра без дополнительных приспособлений. Если используется опалубка из асбестовых труб, вначале изготавливается импровизированная воронка из листовой стали, рубероида, паронита.
Глубинный вибратор начинает применяться, как только длины шланга становится достаточно для погружения насадки. После чего, уплотняются каждые 40 – 60 см бетона. Появление цементного молочка, быстрое закрытие воронки после извлечения наконечника, отсутствие пузырьков свидетельствуют о нормальном качестве перемешивания бетона.
Ростверк
Столбы являются бюджетным вариантом фундамента, однако имеют нестабильную геометрию. Поэтому жесткая обвязка оголовков столбчатого фундамента является обязательным условием на завершающем этапе строительства нулевого цикла. В зависимости от расположения балок относительно поверхности земли ростверк бывает висячим, наземным, заглубленным. В любом случае балки должны отстоять от грунта на 7 – 15 см в зависимости от содержания в нем глины. На практике применяют два способа:
- засыпка в наземную/заглубленную опалубку 15 см слоя песка, удаление его из-под балок после набора прочности бетоном, защита боковых поверхностей листовыми материалами от самопроизвольного засыпания воздушной прослойки землей;
- укладка 5 см слоя пенопласта под ростверком между столбами
В первом случае вспучившийся грунт не доходит до подошвы ростверка, не может оторвать балки от столбов. Во втором варианте пенопласт сжимается от сил пучения, препятствует заполнению нижнего пространства землей.
Опалубка для висячего ростверка сооружается по технологии:
- изготовление палубы – щиты по ширине стен с квадратными либо круглыми отверстиями для столбиков;
- монтаж палубы – щиты надеваются на столбы, чтобы оголовки оказались вмурованными на 20 – 30 см, снизу палуба подпирается столиками (два колышка с горизонтальной перемычкой с шагом 0,5 – 0,7 м);
- установка боковых щитов – крепятся к палубе с двух сторон, высота бортов на 5 – 7 см выше проектного уровня;
- армирование – классическая схема из продольных прутков, обвязанных квадратными, прямоугольными хомутами, на углах, в сопряжениях стен прутки загибаются на соседнюю ленту;
- бетонирование – укладка смеси, виброуплотнение в одну сторону по кольцу.
Для наземного, заглубленного ростверка нижняя палуба не нужна, используются только боковые щиты. Компенсационный шов обеспечивается засыпкой 15 см слоя песка, после чего, производится армирование, заливка конструкции. После распалубки, удаления насыпанного песка производится защита нижнего уровня – монтаж вертикально расположенных асбестовых листов по внутреннему, наружному периметру.
Таким образом, при выборе различной опалубки можно снизить бюджет строительства столбчатого фундамента либо максимально увеличить его ресурс. В первом случае необходимо использовать полимерные трубы по технологии буронабивных свай. Во втором варианте стоит выбрать щитовую опалубку или асбоцементные трубы.
