Расчёты столбчатого фундамента с ростверком
Несомненно, выполнение первого расчётного этапа по возведению фундамента лучше бы доверить специалистам, но если бюджет ограничен, можно попробовать разобраться и самому при помощи технической литературы и интернета.
Этап расчётов включает в себя следующие шаги:
- геологические изыскания. Требуются для определения нагрузки на единицу площади грунта, что, следовательно, определит площадь опоры будущего столбчатого фундамента, который должен выдержать весь вес построенного здания. Существующую нагрузку на 1 кв. см грунта можно узнать в технической литературе;
- расчёт веса здания. Этот показатель зависит от использованного материала при строительстве, а также существующей нагрузки от ветра и снега;
- расчёт площади основания столбчатого фундамента. Этот показатель можно получить делением приблизительного веса здания на вес, что может выдержать 1 кв. см почвы. Для уравнивания расчётов, полученный показатель увеличиваем на 25−30%;
- количество столбов. Этот показатель получаем путём деления площади основания фундамента на площадь основания одного столба.
После проведённых расчётов идёт этап разметки фундамента с ростверком, где важным моментом является разметка места, на котором будут расположены дырки под сваи. Существуют рекомендации по установке опор:
- наличие опоры под каждым углом здания;
- наличие опоры в местах пересечения стен;
- если по линии фундамента нет углов и пересечённых стен, расстояние между опорами делают 2,5−3,5 метра. Если опоры будут установлены чаще, это увеличит расходы на строительный материал, если реже, чем через каждые 3,5 метра, то здание может деформироваться, что приведёт к появлению трещин.
Технические параметры материалов
При изготовлении столбчатых фундаментов немаловажное значение имеют свойства строительных материалов и компонентов, а также правильность их использования. Таблица прочности бетона Самые востребованные марки цемента для изготовления бетона это М400 и М500
Они в зависимости от рецептуры и ГОСТ 26633-2015 дают бетон прочностью от класса В15 (марка М200) до класса 22.5 (марка М300), наиболее подходящий для изготовления столбиков и ростверковых балок. Для армирования используют горячекатанную стержневую круглую сталь класса A-I, A-II, A-III (ГОСТ 5781-82)
Таблица прочности бетона Самые востребованные марки цемента для изготовления бетона это М400 и М500. Они в зависимости от рецептуры и ГОСТ 26633-2015 дают бетон прочностью от класса В15 (марка М200) до класса 22.5 (марка М300), наиболее подходящий для изготовления столбиков и ростверковых балок. Для армирования используют горячекатанную стержневую круглую сталь класса A-I, A-II, A-III (ГОСТ 5781-82).
Щебень (размолотые и отсеянные до нужной фракции отходы карьерного производства камня) должен быть с однородной структурой, цветом и плотностью. Это относится ко всем видам. Допускается использование гравия — морской или речной окатанной гальки.
Самый лучший кварцевый песок для бетона — это промытый морской или речной.
Металлические изделия — арматура, металлопрокат, не должны иметь следов коррозии, искривлений геометрических размеров и других видов дефектов. Перед употреблением они должны пройти агтикоррозионную обработку.
арматура для фундамента
Хвойная древесина для горизонтальных несущих балок в виде калиброванных бревен или брусов не должна быть поражена грибком, гнилью, плесенью быть зараженной древоядными насекомыми. Также она не должна иметь пороков, таких, как косослойность или повышенная сучковатость. Перед использованием должна быть подвергнута биологической обработке антисептиками, а также антипиренами, препятствующими быстрому возгоранию и поддерживанию горения при воздействии открытого пламени.
Преимущества и недостатки
Возведение такого основания считается менее трудоемким, чем строительство монолитных конструкций. Кроме того, для обустройства требуется меньшее количество строительных материалов.
К другим преимуществам относятся:
- устойчивость к вибрации и движению грунта;
- прочная конструкция опорных элементов, выдерживающих нагрузку одно-, двухэтажного дома;
- возможность использования нескольких типов материалов при формировании ростверка;
- хорошие теплосберегающие свойства (перекрытие пола не контактирует с грунтом);
- возможность строительства на местностях с комбинированным рельефом без предварительного выравнивания площадки;
- меньший объем земляных работ;
- возможность возведения конструкции своими руками.
Кроме положительных качеств, ленточно-столбчатые фундаменты имеют и недостатки. К отрицательным моментам можно отнести:
- необходимость выполнения сложных расчетов, учета характеристик почвы и нагрузки здания;
- различие сечений опор по высоте и периметру дома;
- невозможность определения выраженности изменений, которые возникнут из-за пучинистости грунта (рассчитать требуемый запас прочности не получится);
- невозможность создания подвальных помещений.
Типология столбчатых фундаментов
При возведении домов на деревянных основаниях применяют бруски из сосны или дуба. Сечение их выбирают от 180-250 мм, а монтаж осуществляется по типу стула. Столбчатый фундамент для дома по способу монтажа разделяют на типы:
- столбчатый монолитный фундамент представляет собой ленту, выполненную из армирующего каркаса, поэтому такой вид основания обладает высокой сопротивляемостью и надежностью;
- сборный столбчатый фундамент – основание выполнено из гравия, кирпича или железобетона; столбчатый фундамент плюсы и минусы: плюс – быстрый монтаж, минус – не очень крепкие швы.
Чертеж столбчатого фундамента
В расчетах глубины погружения основания на столбах важно учитывать вид почвы, минимальный уровень ее замерзания, а также место прохождения грунтовых вод. Поэтому, отталкиваясь от каждого параметра, столбчатые фундаменты делят на следующие типы:
заглубленные основания; важно располагать ленты на 1 м глубже уровня промерзания грунта; часто такой тип фундамента используют на глинистых почвах с высоким уровнем прохождения подземных вод;
малозаглубленные основания; бетонные столбики для фундамента при монтаже забивают в землю на глубину от 40 до 80 см, такой тип подходит для сооружений на песчаных грунтах.
Виды кирпичных оснований
При самостоятельном строительстве фундамента необходимо учитывать тип строения и почвы: грунт может оседать под тяжестью здания, деформироваться под воздействием перепадов температур и наличием воды, которая, замерзая, расширяется и выталкивает основание наружу – все это влияет на выбор типа фундамента.
Выбор разновидности зависит от предполагаемой нагрузки на грунт. Кирпичный фундамент бывает двух видов:
- столбчатый;
- ленточный.
Особенности кладки фундамента столбчатого типа
Эта разновидность фундамента подходит для строительства дач, бань, террас, открытых веранд или летних домиков, которые не будут значительно нагружать кладку.
Кирпичные столбики устанавливаются в углах здания – здесь будут находиться места пересечения несущих стен. Желательно расположить их и вдоль всего строения через каждые 2 метра. Столбы монтируют в яму квадратной формы размером 1х1 метр и такую же глубину. Дно засыпается песком, который затем смачивается водой и утрамбовывается. Это необходимо для образования своеобразной платформы, так как она не даст столбу проседать в почву. Далее яма засыпается щебнем или гравием на глубину 20-30 см. Не нужно сильно утрамбовывать, иначе вода не будет свободно проходить и при заморозках грунт начнет вспучиваться. Слой гравия или щебня выравнивают раствором, после затвердевания положить рубероид. Желательно сделать несколько слоев – это улучшит гидроизоляцию.
После того как подготовительный этап закончен, можно начинать выполнение самой кирпичной кладки. Столбчатый фундамент для террасы предполагает использование столбиков габаритами 2х2 кирпича, которые укладываются в следующей последовательности:
- 2 ряда по 2 кирпича вдоль оси;
- 2 кирпича поперек;
- 4 вдоль;
- 2 поперек;
- 2 вдоль;
- 4 поперек;
- 2 вдоль;
- 2 поперек.
Швы, которые образовались в процессе, необходимо заполнить раствором. Затем кладку штукатурят и монтируют слой гидроизоляции. Это может быть битум или рубероид – они надежно защитят кирпич от губительного действия влаги и быстрого разрушения.
Возведение ленточного основания из кирпича
Если предполагаются здания, которые будут иметь стены, дающие большую нагрузку – крытая веранда с террасой или баня с пристройкой, – то лучше выбрать ленточный фундамент. Для этого по всей длине будущего строения роется траншея 1 м в ширину. В случае влажной почвы или высокого залегания грунтовых вод, ширина канавы на должна быть на 1 м больше, чем у возводимого здания (это нужно для установки дренажа). Подготовительные действия такие же, как и при дренажировании столбчатого основания: на дно насыпается песок, поливается водой и утрамбовывается.
Затем выкладывается опалубка из досок, ширина которой на 15-20 см больше, чем сам ленточный фундамент, а высота составляет 15 см. Дно опалубки покрывается гидроизоляцией, поверх заливают бетонную смесь. Слой раствора нужно хорошо выровнять, применяя строительный уровень. Бетон схватится через несколько дней и после его затвердения можно начинать устройство ленточного основания. Кладка должна подниматься уступами, кирпичи следует укладывать в перевязке. Обязательно между двумя нижними и верхними рядами кладется арматура из прутков или сеток – это сделает фундамент более прочным.
Какую марку кирпича выбрать для строительства?
Подбирая кирпич для строительства фундамента своими руками, стоит учитывать тип основания: подземное или надземное. Для первого лучше выбрать красный, обожженный. Он практически не сжимается и не впитывает и не накапливает воду. Кладка фундамента из красного кирпича долгое время прослужит без ремонтных работ. Если же основание наземное или необходимо устроить цокольную часть и верхние перекрытия, можно применять белый кирпич. Но здесь стоит учитывать тип почвы, на которую он кладется. Она не должна быть влажной и иметь подземных вод, пролегающих близко к верхним слоям.
Кирпичи, имеющие пустоты внутри, лучше не использовать в строительстве, так как на них пагубно влияет повышенная влажность и при длительных нагрузках они могут деформироваться.
При выборе кирпича для устройства фундамента (как столбчатого, так и ленточного) стоит обратить внимание на следующие факторы:
- лучшие марки имеют номера М150, М175, М200, М250 и М300;
- устойчивость к низким температурам должна находиться в пределах 35-50 циклов;
- если нужен кирпич для основания, которое будет располагаться под землей, учитывайте показатель поглощения влаги. Хорошо, если он не меньше 6 % и не больше 16 %.
Особенности фундаментов из кирпича
Какому бы виду основания вы ни отдали предпочтение, не стоит забывать о некоторых факторах, учитывая которые вы создадите крепкую, надежную кладку:
Как сделать столбчатый фундамент из железобетона
Рассмотрим два распространенных вида устройства несущей конструкции.
Бюджетный мелкозаглубленный фундамент
Напомним: легкие опоры с малым заглублением подходят для нетяжёлых конструкций на прочных грунтах. Столбики можно выставить под каркасный дом или хозяйственную постройку. Столбчатый фундамент для бани станет отличным эффективным и дешевым вариантом устройства несущего основания.
- Подготовка скважин. Строительным буром на 25 выкапываем отверстия в грунте на глубину до 0,7 метров. Можно воспользоваться обычной лопатой. На дно выстилаем слой рубероида, закрывая и боковые стенки ямы. Это поможет избежать протечки цементного молока в грунт и в дальнейшем защитит конструкцию от воды и коррозии.
- На дно засыпаем небольшой слой песчано-гравийной подушки около 10 см, выкладываем армирующую сетку, вставляем в нее несколько прутков арматуры диаметра 10…12 мм и длиной больше проектируемой высоты столба на 10 см, заливаем бетонным раствором подушку толщиной 10-20 см.
- После застывания раствора вставляем в яму асбесто-цементрую трубу диаметром 150-200 мм, надевая ее на арматуру. Засыпаем внешнее пространство грунтом, а внутрь трубы заливаем бетонный раствор марки не ниже М300 на высоту столба. Некоторые специалисты допускают использование бетонной смеси М200, но надо помнить, что марка указывает на допустимую нагрузку, возможную для будущего изделия. Если домик или строение небольшое – пожалуйста. В случае с баней из бруса не стоит экономить, в добавок к существующим нагрузкам добавляется агрессивная среда воды.
По представленному описанию иногда создают столбы в грунте, затем изымают их после застывания бетона и в готовом виде монтируют в скважины.
Смотрите видео изготовления столбчатого фундамента своими руками:
После застывания бетона (от 5 до 15 суток камень наберет до 70% прочности) можно приступать к монтажу ростверка. Для облегченной конструкции подойдет деревянная или металлическая балка. Прежде, чем ее укладывать, на поверхность столба надевают 1-2 слоя рубероида для нормального соединения разнородных материалов. Далее в балке просверливают отверстия для продевания арматуры, накладывают элементы друг на друга и фиксируют гайкой. Так же к поверхности столба на этапе заливки можно прикрепить шпильку и аналогичным способом после застывания бетона надеть на нее ростверк.
Заглубленный фундамент
Классическое исполнение монолитного столбчатого фундамента встречается при строительстве коттеджей из бруса, бревна, сэндвич-панелей, иногда из легких бетонов.
Последовательность действий остается аналогичной:
- Подготовим основание – снимем верхний грунт, уберем растительность.
- По размеченному плану выкапываем скважины под столбики. Глубина их введения в землю определяется как глубина сезонного промерзания почвы плюс 20-30 см для устройства подушки. Ширина углублений зависит от типа выбранной опалубки. В этом качестве можно использовать рубероид, скрученный в 2 слоя трубкой диаметром 20 см, готовую трубу того же диаметра, доски или щиты для съемной опалубки. В случае с трубами и рубероидом не придется снимать форму – материал останется с опорой, для деревянной формы понадобится пространство в яме для ее монтажа.
- Выставляем опалубку в скважину, размещаем в ней арматуру 10-12 мм в диаметре. Оптимально взять 3-4 прутка.
- Заливаем бетонный раствор, уплотняя его каждые 30-40 см глубины.
- Ждем застывания камня около 5 дней в зависимости от условий.
Ростверк у классического столбчатого основания обычно монолитный железобетонный, если речь идет о строительстве тяжелых домиков. Можно воспользоваться сборными готовыми блоками, тогда просто выкладываем их на предварительно обмазанные битумом столбы и перевязываем выпущенной арматурой. С монолитным сложнее:
- Первым делом выстраиваем опалубку. Для этого берем обрезные доски 150(180) х 22 мм, сколачиваем из них форму. Между столбами выставляем деревянные подпорки для удержания большого веса монолита. Ширина ростверка должна быть не менее ширины свай.
- В подготовленную форму выкладываем арматурный каркас. Для небольшого дома можно взять арматуру 10 мм. Используем 4 прута, располагая их квадратом в сечении, но не менее 2 см от края изделия. Поперечно можно выставить дополнительные усилительные скобки, связанные с продольным армированием проволокой.
- Заливаем бетонный раствор. После его застывания снимаем опалубку.
Монолитный бетонный фундамент можно собрать за 7-10 дней. Такого же алгоритма придерживаются при устройстве бутобетонных опор.
Опорно-столбчатый фундамент своими руками: пошаговая инструкция
Данный вид фундамента представляет собой сугубо столбчатую конструкцию с ростверком. Обустройство такого несущего элемента наиболее уместно при строительстве легких сооружений на песчаных грунтах.
Вся работа делиться на несколько этапов, среди которых:
- Проведение земляных работ.
- Возведение столбов фундамента.
- Обустройство ростверка.
Перейдем непосредственно к началу работ.
Земляные работы
Первым этапом становится проведение земляных работ. Первоначально следует подготовить площадь. Для этого удаляется лишний грунт и проводится выравнивание поверхности.
Особое внимание уделяется глинистым грунтам, в данной ситуации необходимо будет снять довольно большой слой грунта, после чего устроить прокладку из песка. Следующим шагом проводиться разметка участка
Используются колышки и строительная нить. С ее помощью соответствуя рабочим чертежам и проводится разметка. Нить натягивается в две полосы, параллельные друг другу, при этом расстояние между ними должно составлять величине опор и соответственно ростверка. Особое внимание необходимо уделять углам, они должны быть абсолютно ровными (т.е. 90 градусов). Кроме того, проводиться разметка стен, их пересечения и примыкания
Следующим шагом проводиться разметка участка. Используются колышки и строительная нить. С ее помощью соответствуя рабочим чертежам и проводится разметка. Нить натягивается в две полосы, параллельные друг другу, при этом расстояние между ними должно составлять величине опор и соответственно ростверка
Особое внимание необходимо уделять углам, они должны быть абсолютно ровными (т.е. 90 градусов)
Кроме того, проводиться разметка стен, их пересечения и примыкания.
Опираясь на рабочие чертежи, в местах, где должны быть обустроены столбы, с помощью бура обустраиваются скважины. Его диаметр может составлять от 15 до 40 сантиметров. При этом, если глубина заложения столбов составляет более метра, то необходимо проводить дополнительную фиксацию грунта, во избежание осыпания. В нашем же случае кроме обустройства котлованов вручную буром, необходимо будет привести их к квадратной форме, для кладки столбов.
После чего дно скважины засыпается песком, слой его должен составлять примерно 10 сантиметров. Далее проводиться контрольная сверка расположения скважин относительно осей, и их ровность.
Последним шагом такой подготовки станет заливка бетона слоем в 10-15 сантиметров, который послужит прочным основанием для обустройства такого типа фундамента. Приступать к работе можно сразу после полноценного высыхание бетона, которое проходит в течении 28-30 дней.
Возведение столбчатого фундамента
Теперь перейдем непосредственно к возведению. В данном случае для обустройства столбов будет использоваться кирпич.
Итак, выкладываем основание, по которому будем равняться. Оно выполняется в виде квадрата параметрами 38*38 сантиметров. После чего по нему выкладываем и сам столб, в высоту до 50 сантиметров выше земли.
Сам столб формируем контуром, таким образом, чтобы внутри оставалось свободное пространство. Далее проводиться армирование, при этом минимум 1-2 прута связывается между собой и вставляется внутрь (в идеале это 3-4 прута). После установки каркаса, пространство заливается бетоном.
После полноценного высыхания бетонного центра, необходимо провести гидроизоляцию несущей конструкции. Также необходимо проверить и нахождение всех столбов на одном уровне. После чего траншеи засыпаются грунтом.
Кроме того, благодаря своей уникальной технологии обустройство столбчатого фундамента можно проводить использую асбестоцементные трубы. Монтаж проводится следующим образом:
- Труба опускается в подготовленную скважину, после чего заливается бетоном.
- Следующим шагом труба немного приподнимается, чтобы была возможность бетону растечься. Это дает хорошее основание и фиксацию.
- Следующим шагом, не доходя 10-15 сантиметров до края, труба заливается дополнительной порцией бетона.
Обустройство ростверка
Теперь переходим к обустройству ростверка. Выполнять его можно использую деревянные балки. В данном случае каждая из них краем должна опираться на столб, кроме того быть сцеплена с другой балкой.
Кроме того, часто встречается выполнение железобетонного ростверка. В данном случае сверху столбов обустраивается деревянная опалубка, внутри нее предусматривается армирование, по типу такого же рода как для ленточного фундамента. После чего заливается бетоном.
Пошаговая инструкция возведения своими руками
Обустройство столбчато-ленточного фундамента не требует применения сложной техники. Оно может быть осуществлено своими руками, при наличии базовых строительных навыков.
Создание проекта и определение стоимости
Для строительства легкого сооружения или временной хозпостройки на ровном участке с хорошим грунтом фундамент можно запроектировать самостоятельно.
Но при возведении жилого дома лучше обратиться к проектировщику, который учтет множество важных факторов:
- характеристики почвы;
- уклон участка;
- глубина промерзания.
Стоимость такого фундамента зависит от габаритов запланированного здания, а также от выбранного материала, технологии укладки столбов и ленты.
Самостоятельно рассчитать стоимость всего сооружения возможно в том случае, если есть тщательно просчитанный проект. Можно для расчетов использовать математические формулы.
Проще воспользоваться онлайн калькуляторами, которые рассчитывают расход и стоимость конструкций по тем же формулам. В данном случае помогут 2 калькулятора – для расчета столбов и для расчета ленты.
Расчет заглубления
Планируя строительство на стабильном грунте, и зная глубину промерзания почвы в своей местности, можно рассчитать заглубление столбов самостоятельно.
Они должны быть погружены в землю на 20-30 см ниже уровня промерзания.
Средняя глубина – 80 см. можно использовать онлайн калькулятор, но в его форму нужно вводить точные данные местности, зная которые проще посчитать самому.
При наличии усложняющих факторов следует за расчетами обратиться к специалисту. Например, на участке с выраженным уклоном глубина отдельных столбов относительно уровня земли будет отличаться. При слабом грунте столбы должны быть более заглубленными и укрепленными на уровне более устойчивого слоя.
Подробно о расчете столбчато-ленточного фундамента в видео:
Подготовка и разметка участка
Перед началом работ по возведению фундамента необходимо подготовить участок:
- нужно убрать весь мусор;
- выкорчевать деревья, которые могут помешать строительству, заезду спецтехники или подвозу материалов;
- место застройки следует разровнять.
Разметка выполняется при помощи колышков и веревки. Необходимо отметить внутренний и внешний периметр ленточного фундамента, а также места для бурения скважин под столбы.
Создание траншеи и углублений под столбы
Траншеи и углубления можно сделать вручную. Но если строится полноценный коттедж, это будет слишком долго, тяжело, не идеально.
Монтаж опор
Порядок действий будет следующим:
Монтаж начинается с утрамбовки дна ямы. Землю на дне нужно увлажнить и при помощи утрамбовывающего инструмента хорошо спрессовать.
- На дно насыпать песчано-щебневую смесь, создав подушку около 20 см в высоту. Ее тоже следует увлажнить и утрамбовать.
- На подушку уложить гидроизоляцию в виде полиэтилена или рубероида.
- Создать опалубку из досок (если земля плотная и сухая, просто выстелить стены ямы полиэтиленом).
- Опалубку желательно смочить.
- Собрать каркас столба из арматуры, поместить его в опалубку.
- Залить подготовленную конструкцию бетонной смесью. Лить постепенно, через каждые 20-30 см выравнивать слой при помощи вибратора.
- Снять опалубку можно через 3-4 дня, когда затвердеет раствор.
- Поверхность опор обработать гидроизоляцией.
- Оставшийся просвет ямы засыпать песком.
Монтаж ленты
Опорные столбы вышли вершиной на полосу ленточного фундамента. Теперь нужно обустроить ленту:
- Сделать каркас из стальной проволоки и сварить его с выступающими арматурными прутьями столбов.
- Из досок или фанеры соорудить опалубку ленты, придерживаясь разметки.
- Листовым гидроизоляционным материалом выложить внутренние стенки опалубки.
- Опалубка аккуратно заливается цементным раствором. Слой должен получиться ровным, без стыков и пузырьков воздуха.
- Далее нужно 28 дней ждать, пока цемент ленты затвердеет, наберется прочности. Если в это время стоит жаркая погода, цементную ленту нужно периодически увлажнять. При влажной погоде – накрыть полиэтиленом. Иначе высыхание будет неравномерным, что может привести к деформации, растрескиванию.
Основные достоинства столбчатого фундамента
Одно из главных преимуществ данного фундамента – дешевизна и быстрота строительства. Стоимость его устройства в 2-4 раза ниже, чем цена ленточного фундамента. Построить его можно, используя различные строительные материалы – дерево, трубы, готовые блоки или обычный бетон. Сравнительно небольшой объем снижает время, затрачиваемое на проведение всех работ, а также набор достаточной прочности (если строительство ведется с использованием бетона в качестве основного строительного материала).
Для многих людей немаловажным фактором является возможность залить столбчатый фундамент своими руками – со всей работой справится даже человек не имеющий большого опыта в строительстве, если будет соблюдать технологию и пошаговую инструкцию по возведению данной ниже. Не нужно использовать специализированную технику или дорогостоящий инструмент – можно обойтись и наиболее распространенными и доступными. Это позволяет отказаться от услуг специалистов и резко снижает стоимость.
Недостатки сведены к минимуму. По сути, минус у этого фундамента лишь один – его нельзя использовать на болотистых почвах. Несущая способность грунта должна быть достаточно высокой, чтобы здание, возведенное на столбчатом фундаменте, прослужило вам многие годы. Но если речь идет про строительство одноэтажного деревянного строения (дача, бытовка или баня) то строительство может вестись практически на любой почве, исключая наиболее слабые.
Кто-то может заявить, что ещё одним ограничением является невозможность устройства на пучинистом грунте. Но это не так. Использование ростверка позволяет успешно строить дома и в таких условиях без снижения срока службы и надежности.
