Что такое шаг фундаментов

Шаг фундаментов – это расстояние между центрами соседних фундаментных конструкций, которое определяет, как они располагаются друг относительно друга на строительной площадке. Этот параметр важен для обеспечения равномерного распределения нагрузок на грунт и предотвращения его неравномерной усадки, что может привести к деформациям здания.

Правильный выбор шага фундаментов также влияет на устойчивость и долговечность конструкции, а также на создание необходимых условий для проведения коммуникаций и доступа к ним. Важно учитывать особенности грунта, тип здания и архитектурные решения при проектировании шага фундаментов, чтобы обеспечить надежность и безопасность всей постройки.

Столбчатый фундамент: пошаговый процесс работ

Определённые типы основ предназначаются только для строительства лёгких конструкций, подходят для террас, дачных домиков, гаражей и др. Пример – столбчатый фундамент. Тяжёлые сооружения, даже строения малой этажности не рекомендуется возводить на нём. Чтобы избежать негативных последствий (возможных обрушений из-за несоответствия уровней нагрузки), нужно учитывать особенности монтажа.

Разновидности и назначение столбчатых фундаментов

Столбчатое основание – сооружение из отдельно установленных опор, которые часто объединяются ростверком в верхней части. Это позволяет создать единую конструкцию, тогда будет возможно возведение несущих стен. Для строительства используют:

бетон;
бутовый камень;
кирпич;
металл;
блоки;
дерево;
комбинированный вариант – из материалов нескольких видов.

Дополнительно учитывают характеристики почвы. В большинстве случаев столбчатое основание используется для строительства конструкции на устойчивых грунтах. Его виды следующие.

Из кирпича. Прочный, служит более 100 лет. Для повышения надёжности внутрь могут быть заложены другие материалы: профильные трубы, каркас арматуры, осуществляется также заливка бетоном. Проверяют, чтобы выполнялось условие – приобретается кирпич определённого вида. Для строительства столбчатого основания подготавливают материал наилучшего качества. Выбирают обожжённый кирпич.
Из бетона. По прочности соответствует первому варианту, а иногда и превосходит его. Изготавливают монолитные столбы. Такой фундамент применяют для строительства лёгких жилых домов. В отличие от большинства других видов, основание такого типа хорошо себя проявляет на подвижных грунтах. Используют вариант фундамента, содержащего арматурный каркас.
Блоки на основе бетона. Применяют готовые изделия, к примеру, из пенобетона. Принцип строительства напоминает схему возведения кирпичного основания. Разница заключается в особенностях эксплуатации сооружения: блоки могут вести себя по-разному при одних и тех же условиях, определяющим называют состав материала, влияет и технологию производства. Бетонные изделия с армировкой выигрывают по характеристикам. Используется пористая, пустотелая разновидность блока.
Из бутового камня. Основное направление применения – строительство объектов на ровной поверхности. Если пытаться возводить фундамент на склоне, нагрузка будет оказываться на столбы неравномерно. При этом наименее устойчивые участки – стыки битого камня, швы.
Комбинированный вариант. Рассматривают бетонные столбы, содержащие наполнитель – бутовый камень, а также усиленный армирующим каркасом. Альтернативная технология – послойная заливка отверстий в грунте. Поочерёдно формируют слои: бутового камня, бетона. Одновременно предусматривается армирующий каркас. Он выполняет связующую функцию разных материалов, что дополнительно повышает прочность фундамента.
Асбестовые столбы. Не представляют ценности, т. к. появились более надёжные материалы. Но асбестовые опоры облегчают изготовление опалубки. Эти столбы заливают бетоном.
Из дерева. Фундамент из натурального материала создаётся под наиболее лёгкие постройки: беседки, террасу и др. Важно сначала защитить древесину. Её обрабатывают антисептиком, грунтовочными составами. Конструкция может прослужить десятки лет. Но актуальность применения дерева в качестве основания под строение снижается, т. к. появляются новые технологии, материалы. Обычно деревянные столбы устанавливают на крестовину из такого же материала, а также на бетонную подложку. Рекомендованный диаметр для фундамента под террасу, веранду: 150-200 мм.

К группе столбчатых относят свайную конструкцию, но это отдельная разновидность. Она используется на любых грунтах. Это прочный фундамент, строится для лёгких и массивных построек.

Разновидности столбчатых фундаментов по степени заглубления

Один из важных критериев – глубина, на которую будут заводиться столбы. На это влияют факторы:

уровень промерзания грунта;
структура почв;
уровень залегания грунтовых вод.

В первом случае нужно учесть интенсивность сил пучения, которые зимой воздействуют на предметы, находящиеся в грунте. Если выбрать способ монтажа, не соответствующий условиям эксплуатации объекта, постройка не будет долго служить. Что происходит зимой в структуре грунта:

почва содержит влагу;
при температуре ниже 0°С вода замерзает, что приводит к увеличению объёма почвы;
земля оказывает воздействие на фундамент: его подошву и стенки;
происходит выталкивание конструкции, которая находится выше уровня промерзания грунта и неправильно построена.

Степень заглубления фундамента говорит и о том, насколько надёжно зафиксирована основа дома. Поверхностные слои грунта могут быть недостаточно устойчивыми. Если используются винтовые сваи, это не играет ключевую роль, т. к. опоры заводятся на существенную глубину, фиксируются посредством лопастей в нижней части. В остальных случаях необходимо учесть, какими свойствами обладает грунт на участке, где планируется строительство.

Когда рассматривают разные технологии, нельзя забывать о содержании влаги, близости пролегания подземных вод к поверхности. Это делает грунт подвижным. К тому же нежелателен постоянный контакт основания с водой.

С учётом приведённых особенностей фундамент делится на 2 вида:

мелкозаглубленный;
заглубленный.

Первый рассматривают, если дом планируется строить на участке, где земля плотная, устойчивая. Также мелкозаглубленный фундамент подойдёт для скального, песчаного, глинистого грунта. Ещё такой вариант выбирают в местности, где можно строить основу под здание на почве с высоким уровнем промерзания. Глубина мелкозаглубленного фундамента – 500 мм (средний показатель), но допустимо увеличение этого значения до 600-700 мм.

Заглубленное основание рекомендуется обустраивать там, где уровень промерзания намного ниже относительно поверхностного слоя почвы – составляет 1500-2000 мм. Если земля нестабильная, подвижная, этот вариант тоже подходит. В результате фундамент меньше подвергается воздействию сил пучения, ростверк в таком случае выполняет дополнительную сдерживающую функцию.

Базовая конструкция столбчатого фундамента

Конструкция опор и всего основания может отличаться. Их делят на виды:

прямые столбы;
трапециевидные – с уширением в основании.

Обычно столбы устанавливают на расстоянии 100-200 см. Ещё одно отличие – выбор способа обустройства: с обратной засыпкой глиной или грунтом.

Устройство столбчатого фундамента.

В основе – «подушка»: песчаный или песчано-гравийный (щебневый) слой. Толщина составляет 10-20 см. «Подушка» играет роль дренажа – отводит влагу от фундамента.
Сверху создаётся бетонная плита. Она обеспечивает надёжный упор для столбов. Если строится фундамент из бетона, то на этом этапе изготавливают непосредственно столбы – осуществляют заливку раствора в подготовленную опалубку.
Монтаж опор: из металла, дерева, асбестоцемента, бутового камня сверху бетонной плиты. Если есть возможность, выполняется обвязка каркаса из арматуры. Это позволит повысить прочность, надёжность конструкции.
Если опоры возвышаются над поверхностью грунта, часто обустраивается ростверк – пояс, объединяющий все столбы. Для этого используют дерево или бетон – зависит от основного материала опор.

Главным недостатком такого сооружения называют отсутствие возможности обустройства подвального помещения. Решением будет установка межсвайной стены, которая не связана со столбами. Основной материал – бетон или кирпич, реже – дерево.

Особенности ростверка

Ростверк служит венцом будущих стен. Его размеры превосходят габариты опор – отмечают более существенную ширину. Такая часть сооружения объединяет столбы. Это пояс, который создаётся сверху вертикальных опорных конструкций. Способствует повышению надёжности фундамента. Виды используемых материалов:

дерево – используется, если дом будет из такого же материала;
железобетон – применяется, когда для строительства фундамента планируется использовать любой из материалов, кроме дерева (рассматривают металлические, каменные, кирпичные сооружения) для усиления используют швеллеры, двутавр.

За основу берётся стандартная технология работы с цементно-песчаным раствором – заливка опалубки, для изготовления которой применяют доски или трубы. Варианты устройства ростверка:

«пояс» располагается на возвышении, это позволяет поднять основание стен на высоту до 300-900 мм над землёй;
ростверк находится над поверхностью грунта (просвет не предусматривается), в этом случае он напоминает ленточный фундамент.

Забирка и вентиляция

При монтаже забирки предусматривается вентиляция. Это важная задача, т. к. необходимо обеспечить движение воздуха, что может быть затруднено под массивной конструкцией. В результате стены постройки не отсыревают, снижается риск развития грибка, плесени. Чтобы обеспечить вентиляцию, предусматривают отверстия. Их следует защитить дефлекторами.

Это избавит от проникновения внутрь мелких животных, птиц.

Как выполняется расчёт столбчатого фундамента

Чтобы построить основание, нужно определить размеры всех элементов. Это делается на этапе составления проекта. Если нет инструментов и опыта, обращаются к мастерам, они смогут профессионально выполнить поставленные задачи. Преимуществом этого способа расчёта является более быстрое оформление и согласование других документов, т. к. уже учтены все стандарты, обеспечивается высокая точность полученных данных.

глубина расположения подошвы фундамента;
ширина или диаметр (если столбчатые конструкции круглого сечения);
соотношение длин частей опорных конструкций: наземной и подземной;
размеры ростверка;
габариты основания – эта часть обычно толще;
масса всего строения.

Обязательно должна быть проведена геодезическая съёмка, привязка объекта к местности.

Когда возникает необходимость рассчитать столбчатый фундамент, определяют его глубину, конфигурацию:

свойства грунта: он может быть пучинистым, слабопучинистым, среднепучинистым, чрезмерно пучинистым и непучинистым;
уровень залегания грунтовых вод;
структура грунта: песчаный, скальная порода, суглинки и др.;
высота возводимого объекта;
вид материалов для строительства;
нагрузки, которым подвергается конструкция.

Благодаря изучению перечисленных факторов появляется возможность определить не только ширину столбов и глубину их заложения, но и количество. Выбирается подходящий материал с учётом нагрузок, оказываемых на выбранную конструкцию фундамента.

Расчёт длины столбов

Ключевой критерий – уровень промерзания грунта. Выше рассматривались варианты: 500 мм, 2000 мм при разных типах фундамента (заглубленный, незаглубленный). Этот параметр определяет подземную часть столбов. Придётся добавить 300-900 мм, если необходимо защитить основание дома, а также ростверк от брызг. Соответственно, складываются длины подземных, надземных участков одной опорной конструкции.

При определении параметров части опоры, которая расположена ниже поверхности почвы, учитывают ещё и уровень залегания грунтовых вод. Подошва опоры должна располагаться на расстоянии не менее 50 см от слоя почвенной воды.

Расчёт количества столбов

При определении нужного числа опор внимание уделяют факторам:

общепринятое расстояние между столбами – 1,5-2 м, поддержка основания дома нужна на пересечениях и в углах будущих стен;
предусматривают дополнительные опоры на участках, где будет оказываться наивысшая нагрузка: камин, печь, тяжёлое оборудование.

Дополнительно столбы предусматриваются под лестничным маршем (в точке опоры), балками, на участках, где сходятся несущие и внутренние стены, под дверными проёмами.

Если приходится устанавливать опоры с шагом 1 м, следует выбрать другой тип фундамента, т. к. в этом случае существенно возрастают затраты.

Определение сечения опор

От того, какой будет площадь сечения столбов, зависит степень надёжности сарая, гаража или другого объекта, возводимого на таком фундаменте. Важно учесть нагрузки: от постройки, ветровую и снеговую и вес содержимого.

определяется минимальное суммарное сечение столбов;
значение делится на количество опорных конструкций;
получают минимальное сечение одной опоры.

Расчётное значение площади сечения столба не может быть больше проектной величины. Если так случается, пересматриваются размеры предполагаемого сечения опоры.

Возможные формы сечения: квадрат, круг, прямоугольник. Выбор делают с учётом свойств материала: квадратные и круглые столбы изготавливаются по технологии литья. Сборный фундамент чаще устраивается в прямоугольных или квадратных шурфах. Рекомендованные размеры столбов в зависимости от материала (определяющим является наибольшая ширина стороны или диаметр – зависит от формы):

кирпич – 0,38 м;
бетон – 0,4 м;
бутовый камень, бутобетон – 0,6 м;
железобетон – 0,3 м.

При расчёте ширины столба также действует правило – можно узнать требуемые значения параметров опорной конструкции, если добавить 100-120 мм к толщине стен, которые планируется строить. Эта величина определяется по проектной документации.

Если нужно, часть опоры делают более массивной. Обычно такая необходимость возникает, когда грунт пучинистый. Уширение в основании столба создаёт противодействие при выталкивании конструкции.

Подготовка материала, инструмента

Если остро стоит вопрос, как сделать столбчатый фундамент, выбирают способ изготовления опорных конструкций. Среди прочих распространённым является тип основания из железобетона в каркасной, асбестоцементной или пластиковой трубе. Необходимо составить перечень материалов, инструмента:

цемент;
песок;
вода;
трубы, используемые в качестве гильзы для формирования столба;
ёмкость для приготовления раствора;
гидроизоляция (обмазочная, рулонная);
металлические прутья для армирования;
щебень;
лопата;
отвес;
рулетка;
строительный уровень;
садовый бур;
нити, колья для разметки;
проволока для армирующего каркаса.

Если будут изготавливаться столбы квадратного сечения, труба/гильза должна быть заменена опалубкой из досок. При покупке материалов учитывают запас 10-20%, что покроет дефицит, если были допущены неточности в расчётах или материалы преждевременно утрачивают свойства.

Подготовительные земляные работы

Когда нужно увеличить сопротивление опорных конструкций действующим нагрузкам, предусматривают более широкое бетонное основание. Подготовительные работы, позволяющие это реализовать, следующие.

Выполняется разметка с помощью верёвки и кольев. Важно протянуть нити параллельно друг другу. Проверка геометрии производится строительным уровнем и путём измерения диагоналей прямоугольника.
Снимается поверхностный слой грунта – до 20 см.
Определяются точки установки столбов, делают ямы – отверстия в земле с помощью бура на глубину, заданную по документации. Диаметр опоры также рассчитывается с учётом параметров здания. Значение может составить 15-40 см.
Чем шире и глубже отверстие, тем выше потребность в распорках, препятствующих обрушению грунта.
Квадратные ямы формируются лопатой на базе скважин, сделанных буром.
Создаётся песчаная подушка – до 20 см слой.
Увлажнив и утрамбовав песок, заливают бетон – слой до 17 см.

Разница в технологиях монтажа столбов разных видов

При использовании кирпича, бетонных блоков, металлических труб инструкции монтажа разные. Чтобы понять, как сделать столбчатый фундамент для возведения здания или жилого дома в каждом из случаев, нужно учесть нюансы.

Столбы-опоры

Дно ямы и стенки защищаются рубероидом – он будет выполнять функцию гидроизоляционной прослойки. Этапы монтажных работ.

Устанавливают металлический каркас – он не должен быть выше поверхности грунта.
В отверстия заливают бетоном с наполнителем – щебнем, гравием.
Через 1-2 недели столб покрывается рубероидом, начинается достраивание кирпичом или блоками.

Заметка: Верхняя часть столба может быть цельной или полой, в первом случае выполняется кладка кирпича по периметру опоры и в центре, а во втором – внутреннее пространство остаётся пустым, его потом заполняют бетоном.

Монолитные железобетонные столбы

Если планируется делать столбы по всей высоте из бетона, значит, каркас арматуры должен возвышаться над землёй. Рубероид укладывается так, чтобы образовавшаяся труба служила опалубкой. После заливки бетоном нужно выждать, когда раствор наберёт прочность. Затем приступают к монтажу ростверка. Его объединяет со столбами арматурный каркас, он должен возвышаться над ними.

Сооружается деревянная опалубка по всей длине фундамента.

Асбестоцементные столбы

Асбестовая опора опускается в яму, которая больше диаметра будущего столба. Свободное пространство снаружи заполняется щебнем. Внутрь заливается бетон (до половины). Пока он не застыл, устанавливается арматурный каркас. Заполняется оставшееся пространство.

Заметка: Нижнюю часть столба можно укрепить, для чего перед заглублением в почву делают отверстия в асбесте, протягивают металлический прут.

Металлические сваи

Столбчатый фундамент для каркасного дома возводится по другой схеме, нежели свайный. Во втором из случаев не требуется подготавливать яму, бетонировать её. Отверстие делают с помощью бура, заводят сваю, которая будет крепиться в земле с помощью лопастей в нижней части. Опоры из металла рекомендуется залить бетоном, т. к. они обычно полые.

Когда раствор наберёт прочность, начнётся монтаж ростверка. В этом качестве используют дерево или металлические профильные трубы.

Подробная инструкция монтажа

Столбчатый фундамент для каркасного дома – самый распространённый. Он строится сравнительно быстро. После подготовки, когда была выполнена разметка и проведены земляные работы (удалён поверхностный слой грунта), сразу переходят к этапам монтажа.

Копка ям или подготовка отверстий. Зависит от формы сечения опор. Легче применять ямобуры или мотобуры. Но такой вариант подходит для изготовления столбов малого диаметра. Под крупные опоры ямы роют вручную. Причём ширина/диаметр всегда больше размеров опор – как минимум на 200 мм, а лучше на 400 мм.
Устройство подушки. Слой песка покрывается щебнем, каждый трамбуется. Толщина – до 20-30 см общий размер.
Монтаж арматуры. Используют проволоку и прутья диаметром 12-14 мм. Часть устанавливают вертикально, остальные крепят в горизонтальной плоскости с шагом 20-30 см. Делают кольцевой каркас из проволоки для созданной ранее конструкции. Проверяют положение арматуры с помощью строительного уровня, отвеса.
Устанавливают рубероидную гильзу. Она располагается между металлическим каркасом и земляными стенками ям.
Готовится раствор. Для этого используется марка В15-В25. Заливку выполняют послойно – каждые 300-400 мм. Воздушные пузырьки устраняются вибрационной техникой. Выступающие части закрываются полиэтиленом. В тёплый период бетон увлажняют.

Когда раствор достигнет первой степени прочности, производят обратную засыпку ямы грунтом. Землю периодически трамбуют.

Значит, столбчатый тип фундамента может быть выбран для строительства лёгких конструкций. В качестве основного материала используют бетон, кирпич, асбестоцементные трубы и др. Главное – определить уровень заглубления фундамента. Отдельно рассматривают свайную основу. Такой вариант считается универсальным, подходит и для тяжёлых строений.

Как определить необходимое расстояние между сваями

Расстояние между бетонными сваями фундамента — это один из параметров, который определяет несущую способность и долговечность фундамента. От шага установки опорных столбов, их длины и размера сечения зависит устойчивость постройки. Если установить сваи слишком далеко друг от друга, то опоры не выдержат веса постройки, фундамент деформируется, перекосится и просядет. Чересчур маленький шаг установки опор, конечно, сделает фундамент более устойчивым, но такое решение увеличивает расходы на строительство и, к тому же, является нерациональным в конструктивном плане.

Расчет минимального и максимального расстояния между сваями

Чтобы минимизировать расходы и обеспечить свайному фундаменту надежность и устойчивость, выполняются расчеты, проводятся инженерно-геологические изыскания. При расчете оптимального расстояния между точками установки свайных опор учитывается их несущая способность и количество. Тип свай, их диаметр и другие характеристики подбираются в зависимости от характеристик почвы и ее сопротивления нагрузкам, а также необходимой глубины погружения, величины нагрузки на основание.

Общая нагрузка на фундамент

Самым сложным этапом расчета шага свай является определение нагрузки на основание. Расстояние между сваями зависит от целого ряда величин, основная из которых — это вес постройки.

Масса здания складывается из веса всех элементов конструкции — бетонного ростверка или обвязки из бруса, стен, межкомнатных перегородок, перекрытий, стропильной системы, кровли, оконных и дверных блоков, наружной и внутренней отделки. Все виды строительных и отделочных материалов имеют свой удельный вес, который указывается в ГОСТ или ТУ.

Вес каждого элемента рассчитывается исходя из его площади и/или объема. Помимо веса элементов конструкции, нагрузку на фундамент создает и масса снега, лежащего на крыше. Толщина слоя снега зависит от региона строительства, кровельного материала, формы крыши, угла уклона скатов.

От типа, высоты и уклона скатов зависит и ветровая нагрузка, которая также оказывает давление на фундамент. Рассчитывая максимальное и минимальное расстояние между сваями нельзя забывать об эксплуатационной нагрузке, которая складывается из веса людей, а также мебели, бытовой техники и другого имущества, находящегося в доме Точно рассчитать постоянную и временную нагрузку на фундамент довольно сложно, поэтому к полученному результату добавляют запас — плюс 10-20% для компенсации неучтенных нагрузок.

При выполнении расчетов нужно помнить, что металлические винтовые и бетонные забивные сваи также имеют свой вес, который необходимо учитывать. Важно! Кладка печей и каминов выполняется на своем, отдельном от основного, фундаменте. Поэтому их вес не учитывается при суммировании нагрузок.

Количество опор

площадь сечения опоры умножают на величину сопротивления почвы, чтобы определить допустимую нагрузку;
общая нагрузка делится на полученный результат.

Например, сечение свайного столба равно 1500 см2. При установке в плотный глинистый грунт, сопротивление которого составляет 3,2 кг/см2 допустимая нагрузка будет равна:

1500х3,2=4800 кг или 4,8 т.

Полученный результат уменьшают, используя коэффициент надежности, который составляет 1,2-1,4.

Теперь рассчитывают количество опорных элементов. Допустим, если вес дома будет равен 360 т, то для его строительства потребуется:

Оптимальный шаг установки свайного фундамента

Теперь, чтобы рассчитать минимальное расстояние между опорными столбами, нужен план будущей постройки, где обозначены все несущие стены. Сваи будут устанавливаться по линии несущих стен, поэтому нужно сложить их общую длину. Допустим, она равна 110 погонным метрам. Это значение делят на количество свай и получают искомую величину.

Таким образом, расстояние между центрами опорных столбов составляет 1,22 м. При составлении схемы нужно помнить, что опоры обязательно расставляются по наружным и внутренним углам фундамента, а промежуточные сваи равномерно распределяются между ними.

Определение шага фундаментов: что это такое