Как сделать столбчатый фундамент своими силами

Спроектировать и реализовать опорно-столбчатый фундамент по рекомендациям СП 50.100, 22.13330, 32.13330, 45.13330, 27.13330 может исключительно профессиональный строитель. Эти основания слишком ненадежны, следует максимально подробно изучить результаты геологических изысканий.

Классификация столбчатых фундаментов по материалу и назначению

Технология устройства ростверка по столбам зависит от технологии строительства здания, для которого сооружается фундамент. Столбчатые основания изготавливают из конструкционных материалов:

• железобетон – заливка в опалубку по месту, монтаж готового изделия в стакан 1Ф либо 2Ф;
• дерево – бревна с уширяющейся подошвой;
• кирпич – клинкер, полнотелая керамика;
• блоки – стеновые, только с плотными наполнителями, беспустотные;
• бутобетон – камень вводится в опалубку после частичного заполнения товарным бетоном.

Кроме ленточного ростверка может использоваться плитная конструкция. Это единственный вариант столбчатого фундамента, пригодный для кирпичного коттеджа на песчаных грунтах с уровнем грунтовых вод (УГВ) ниже 1 м. Во всех остальных случаях столбчатые фундаменты создаются для срубов, фахверков, зданий из панелей СИП, щитовых, каркасных построек.

Виды столбчатого фундамента по глубине заложения

В зависимости от геологических характеристик в пятне застройки, стеновых материалов столбчатые фундаменты бывают:

• заглубленными – ниже отметки промерзания, УГВ, но могут не доходить до несущего пласта;
• малозаглубленными – на 40 – 70 см ниже уровня земли;
• незаглубленными – вместо снятого плодородного слоя засыпается нерудный материал, подземная часть отсутствует.

Высота столбов над нулевой отметкой зависит от конструкции ростверка и используемых в проекте технологических решений. Оголовок вмуровывается в монолитный ростверк на 20 см, балки сборного ростверка устанавливаются поверх свай. Поэтому высота над поверхностью всегда индивидуальная. Строительство заглубленных столбов оправдано при наличии на этой отметке несущего пласта. Малозаглубленный фундамент этого типа стабилизирован грунтом от бокового сдвига. Незаглубленный обладает минимальным бюджетом строительства.

Конструкция столбчатого фундамента

Принципиальным отличием столбчатых оснований от свай является залегание подошвы, как правило, выше отметки промерзания, уровня УГВ, пластов с несущей способностью. Поэтому в любом случае опорно-столбчатый фундамент защищается от сил пучения и подвижек несколькими способами:

• песчаная подушка под опорной плитой, в случае если подошва фундамента расположена ниже глубины промерзания, песчаная подушка не требуется;
• осушение грунта дренажной системой;
• утепление отмостки и цоколя.

Для двух последних мероприятий необходима открытая разработка грунта в пятне застройки.

Даже при небольшом заглублении самого столба придется учесть толщину уширения (20 – 40 см плита), подстилающего слоя (подушка из 20 см песка + 20 см щебня). Кроме того, понадобится кольцевая канава для укладки дренов, доступ рабочих в нижний уровень. Поэтому размер колодца и траншеи увеличивается в несколько раз, производить работы с земли на глубине неудобно.

Изготовление столбчатых фундаментов по аналогии с буронабивными сваями является грубым нарушением технологии. Подошву сложно уширить, под ней присутствуют силы пучения. На боковые стенки без обратной засыпки песком действуют касательные усилия этих же процессов.

Таким образом, правильная конструкция столбчатого фундамента имеет вид:

• подготовка – песок (толщина слоя 20-40 см) с послойным уплотнением виброплитой, проливкой;
• подбетонка – служит исключительно для укладки гидроизоляции, представляет собой 5 см стяжку;
• ступенчатая плита (подошва) – распределяет нагрузки за счет повышенной поверхности подошвы;
• столб – вертикальная стойка из монолитного или сборного бетона;
• ростверк – ж/б изделия, монолитная конструкция, брус либо металлопрокат (швеллер, двутавр).

В отличие от свай столбы не имеют пространственной жесткости, поэтому балки ростверка должны, не просто опираться на их оголовки, а крепиться к каждому столбу для связки в единую конструкцию.

Пошаговая инструкция

Ввиду многообразия операций строительства ростверка по столбам пошаговая инструкция необходима индивидуальному застройщику в качестве пособия. Если пропустить какой-то этап, в последующем придется переделывать работу или возвращаться к нему, затратив больше усилий и средств.

Например, инструкция рекомендует уложить дрены на этапе котлована. Если забыть о них вначале, вспомнить при благоустройстве территории, траншеи придется рыть вновь, строительство затянется, участок снова будет засорен почвой. Высота столбов выбирается на 20 см выше нижней части ростверка для замуровывания в бетон.

Ниже расскажем как сделать столбчатый фундамент правильно.

Геологические изыскания и расчет

Технология устройства столбчатого фундамента зависит от результатов геотехнических изысканий, стенового материала, технологии строительства. Например, оставлять в зиму ненагруженные столбы запрещено даже при обвязке ростверком.

Сборных нагрузок (вес здания, жильцов, мебели, скарба, ветровые, снеговые нагрузки) может и не хватить для компенсации выдавливающих усилий либо здание постепенно будет погружаться в нестабильный грунт при избыточном весе.

В отличие от пробного вкручивания винтовых свай в одноименной технологии для нахождения глубины несущего пласта, здесь необходимы полномасштабные изыскания, обходящиеся не меньше 30 тысяч рублей. Проектировщику необходимы данные:

• послойное расположение пластов;
• состав и характеристики трех верхних пластов;
• уровень УГВ;
• отметка промерзания.

Сечение столбов должно быть больше 40 х 40 см при бетонной или кирпичной кладке, 20 х 20 см либо 20 см в диаметре для монолитной армированной конструкции.

Рекомендуем: Пример расчета столбчатого фундамента.

Разметка и земляные работы

В отличие от буронабивных свай, достигающих несущих пластов, столбы залить в скважины гораздо сложнее. Основной проблемой станет отсутствие песчаной засыпки пазух:

• через несколько лет грунт возле тела сваи самоуплотнится;
• наберет влаги, зимой замерзнет;
• силы пучения выдернут столб, как морковку с грядки;
• при наличии нижнего уширения столб поднимется вверх силами пучения, под подошву осыплется грунт;
• плита не позволит выдернуть столбик целиком, однако встать на место уже не сможет.

Поэтому единственно правильным способом будет разметка траншей с учетом ширины подошвы, дренажного контура, работ по возведению опалубки. Вместо квадратной шахты 40 х 40 см придется вынуть гораздо больше грунта 1 х 1 м минимум. При этом учитывается толщина всех слоев пирога фундамента, высота УГВ. Если последняя характеристика чуть ниже метра, заглубляться нужно на 0,6 м, не больше.

Подготовка

Строительство монолитного основания жилища по умолчанию должно обеспечивать защиту от коррозии, разрушения. В отсутствие кислорода единственной агрессивной средой под землей остается влага, которую следует отвести от подошвы дренами, остановить у поверхности бетонных конструкций по всей высоте гидроизоляционным ковром.

Строительство производится поэтапно:

• послойная засыпка – 20 см песка с увлажнением, виброуплотнением дважды (общая высота 40 см);
• подбетонка – высота стяжки 5 см, армирование отсутствует;
• гидроизоляция – 2-3-х слойный ковер рулонного материала на стекловолоконной основе;

Армирование

Технология устройства армопояса колонны с расширенной подошвой имеет вид:

•  вязка арматурной сетки в размер плиты с учетом боковых защитных слоев (40 мм от опалубки до металла) с ячейкой 15 х 15 см либо 20 х 20 см толщиной 12 – 16 мм;
• стыковка к сетке изогнутых под прямым углом 12 – 16 мм стержней, выступающих над подошвой ростверка на 20 – 30 см (обычно 4 шт. по углам, по одной в середине каждой стороны);
• вертикальные прутки усиливаются горизонтальными квадратными хомутами из арматуры 6 – 8 мм;
• конструкция устанавливается на ковер гидроизоляции, который выпускается за габариты подошвы на 10-15 см, для последующего загиба на боковые грани подошвы.

Запрещено поднимать арматурную конструкцию металлическими обрезками, кирпичом, щебнем для обеспечения защитного слоя.

Уширение столба

Строительство подошвы представляет собой заливку плиты в опалубку. Площадь уширения вдвое больше сечения столба, высота всех элементов кратна 30 см. Устройство опалубки несложное – четыре скрепленных саморезами, уголками или брусками доски на дне ямы, траншеи.

Борта опалубки должны быть чуть выше проектного уровня, чтобы качественно выровнять поверхность бетона. Допустимая погрешность в горизонтальной плоскости составляет 1 см. заливка производится после установки арматурной конструкции.

Опалубка

Технология опалубки идентична предыдущему случаю, только щиты расположены вертикально, их размер крупнее. Они монтируются по верху подошвы, соединяются в короб, выступают над проектной отметкой подошвы балок ростверка на 20 см либо заливаются вровень с ним. Первый вариант позволяет встроить оголовок столба в тело ростверка. Второй необходим для сборного ростверка из двутавра, бруса, швеллера.

Для устройства опалубки так же используются подпирающие элементы. Они упираются в грунт (бока траншеи), обеспечивают стабильность геометрии. Для экономии времени придется изготовить опалубку для каждого столба, чтобы залить фундамент за один прием. Если сроки сдачи не актуальны, используется несколько комплектов для заливки в 2 – 3 приема.

Готовой опалубкой являются асбоцементные или полиэтиленовые трубы большого диаметра. Причем, если ее оставить на столбах после отвердевания раствора, можно резко снизить касательные усилия от морозного пучения. Наружная поверхность полиэтиленовой трубы гладкая, столб гарантированно не выдернет глинистым грунтом.

Заливка

Опалубка наполняется на 40 – 60 см бетоном, насадками глубинных вибраторов выгоняется воздух. Операция повторяется до заполнения в уровень с проектной отметкой. Устройство подошвы может быть ступенчатым, тело столба всегда имеет одинаковое сечение по длине.

Бетон укладывают в опалубку, а не выливают, что указывает на сметанообразную консистенцию. Запрещен сброс выше 0,5 м, заливка в дождь без навеса. Для съемных опалубок демонтаж возможен на 4 – 6 сутки. Не допускается класс прочности ниже В15, предпочтительнее щебень 10/20 фракции.

Ростверк

Для придания крупногабаритной конструкции пространственной жесткости необходимо устройство ростверка. Максимальную прочность традиционно имеет монолитная конструкция (плита либо лента). Минимальными затратами труда и средств обладает наземный ростверк по технологии:

• монтаж опалубки – щиты устанавливаются на грунт, стягиваются/распираются шпильками, брусками, укрепляются укосинами;
• армирование – продольные стержни 12 – 16 мм в двух уровнях, привязанные к хомутам из 6 – 10 мм арматуры, бетонная защита 4 см, шаг хомутов 30 см;
• заливка – неглубокие ростверки заливают за раз, если высота балки больше 0,6 м – за два приема.

В высоком ростверке необходимы вентиляционные продухи (1/400 от площади цоколя здания). При небольших объемах бетонных работ опалубка может монтироваться для столбов и ростверка одновременно. При заливке конструкции за один прием она получает максимальную прочность и ресурс.

Рекомендуем: Как правильно армировать ростверк.

Дренаж и гидроизоляция

Система водоотведения от периметра здания может изготавливаться на любом этапе, от котлована до обратной засыпки. Для устройства дренов необходима кольцевая траншея с единым уклоном к подземной емкости. На дне расстилается дорнит либо геотекстиль, производится засыпка 10 см щебня. В него укладываются перфорированные трубы в фильтре, устанавливаются смотровые колодцы. После чего, коммуникация засыпается очередными 10 см щебня, укрывается остатками геотекстиля.

Устройство гидроизоляции – несколько технологий разными материалами:

• пропитки – содержат пенетрирующие добавки, изменяют молекулярную структуру бетона, деля его водонепроницаемым по всей глубине;
• рулонные материалы – Бикрост, Технониколь и прочие аналоги на стекловолоконной основе, уложенные в два слоя;
• обмазки – мастики на эпоксидной, битумной основе;
• краски – эмали на основе смол битума.

Чаще всего применяются комбинированные методы, позволяющие добиться 50 – 70 летнего ресурса. Рулонные, обмазочные материалы придется обновлять каждые 15 лет.

Обратная засыпка

После устройства дренажа, сплошного гидроизоляционного слоя по поверхности бетона необходимо защитить боковые поверхности от сил пучения. Пазухи засыпаются песком, уплотнение обязательно, так как рыхлые почвы крайне нестабильны. Чернозем плодородного слоя насыщен органикой, садится после ее перегнивания. В остальных грунтах присутствует глина, вспучивающаяся в морозы. Поэтому используют исключительно нерудные материалы, в которых пучение меньше.

При соблюдении приведенных рекомендаций можно избежать ошибок строительства. Достичь высокого ресурса столбчатого фундамента при самостоятельном изготовлении монолитным способом.