Армирование столбчатого фундамента необходимо для повышения его прочности и устойчивости к различным нагрузкам. Использование армирующей сетки или прутьев позволяет предотвратить разрушение бетона при сжатии и растяжении, что особенно важно в условиях изменения температуры и влажности.
Кроме того, армированный фундамент распределяет нагрузки более равномерно, что снижает риск неравномерной осадки и увеличивает срок службы всего здания. Это особенно актуально для участков с нестабильными грунтами, где дополнительная поддержка может предотвратить деформации и трещины.
Столбчатый фундамент с ростверком
Устройство столбчатого фундамента с ростверком получило широкое распространение в строительстве. Это связано с тем, что для его планировки и возведения не нужно обладать специальными знаниями и навыками.
Еще одним преимуществом является то, что на его устройство требуется значительно меньше бетона, чем на ленточный фундамент. Объясняется это тем, что конструкция представляет собой столбы, заглубленные в землю на определенном расстоянии друг от друга. Вес здания передается по ним к основанию через ростверки, предназначение которых равномерно распределять все нагрузки. Мы раскроем тему столбчатых фундаментов с ростверком и подробно расскажем о сфере их применения.
Возводимые строения на столбчатых фундаментах с ростверком
Он не подойдет для строительства бетонных и каменных домов из-за их внушительно веса. Целесообразно применять фундамент с ростверком при относительно небольшом весе зданий. К ним можно отнести:
- хозяйственные постройки различного назначения;
- каркасные и деревянные дома;
- дачные строения;
- гаражи.
Останавливая выбор на этом типе фундамента, надо учитывать, что здание, возведенное на нем, по конструктивным соображениям не будет иметь подвального помещения.
Грунты для устройства столбчатых фундаментов с ростверком
Плюсом этого фундамента является то, что производить его устройство возможно на любом типе грунта. Даже высокое значение коэффициента пучинистости торфяных и болотистых грунтов, не станет критичным для строения, возведенного на этом типе фундамента.
Для правильного определения необходимых размеров столбов и ростверков, важно точно определить тип грунта, который может быть следующим:
- непучинистые сыпучие породы, такие как, пески, различной фракции;
- слабопучинистые почвы;
- пучинистая глинистая почва.
- Непучинистые грунты дают преимущество в том, что при строительстве не придется проводить дополнительное укрепление конструкции. Такая почва надежна и устойчива к нагрузкам.
Материалы для устройства столбчатого фундамента
Конструкция может быть монолитной или сборной. Определиться с ее выбором нужно на основании расчета нагрузок, которые будут воздействовать на основание фундамента от возведенной постройки. Также от этого будет зависеть, какие материалы и технологии нужно применять, что позволит снизить затраты. Рационального варианта можно достичь, учитывая следующие моменты:
- трубы из металла или асбестобетона определенного размера можно использовать в качестве опалубки столбов;
- сборные и монолитные бетонные столбы, независимо от заглубления, должны быть диаметром не меньше 0,4 м;
- столбы из кирпичей в незаглубленном или мелкозаглубленном фундаменте, должны быть шириной не меньше 0,38 м.
Процесс установки столбов столбчатого фундамента
Учет сезонной промерзания грунта является обязательным условием. Этот коэффициент определяется по специальной литературе для каждого климатического региона. Также нужно знать, что подошва столбов фундамента должна быть ниже этого значения на 0,4 м. С учетом требований, этапы установки столбов выполняются в следующей последовательности:
- очистка участка строительства;
- разметка будущего фундамента;
- раскопка ям на установленную глубину;
- устройство подушки;
- установка арматуры;
- установка опалубки, для случаев, когда не используются трубы;
- заливка опалубки бетоном.
После выполнения процесса, необходимо выдержать определенное время, для набора прочности бетоном, и только потом приступать к последующим работам.
Армирование столбов
Для строительства жилых и хозяйственных построек, достаточно армировать столбы арматурой от 10 до 14 мм. Связка отдельных прутков происходит стальной проволокой. Армирование столбов делается продольное, и чтобы получить надежную железобетонную конструкцию с 3% процентами стали, достаточно 4-6 прутка арматуры. Главное, для выполнения качественной работы, надо брать арматуру такой длины, чтобы она была выше бетона. Это необходимо для надежного соединения с ростверком.
Устройство ростверков
Для их установки можно использовать готовые железобетонные изделия или залить бетоном. Независимо от типа заглубления монолитного ростверка, основные этапы их устройства одинаковы:
- установка опалубки по периметру;
- установка арматуры;
- связка арматурного каркаса ростверка и столба;
- гидроизоляция стенок рубероидом или мастикой;
- укладка бетонной смеси с последующей трамбовкой.
Снятие опалубки происходит через две недели после завершения работ. Пространство между столбами заделывается или оставляется открытым.
Наши услуги
Наша компания проводит работы по забивке свай, шпунта и лидерному бурению.
Мы готовы вам проконсультировать и провести работы по возведению фундамента, оставьте заявку.
Фундамент столбчатый
Столбчатый фундамент, как уже понятно из его названия, представляет собой набор отдельных вкопанных в землю столбов. В первую очередь такие столбы располагаются в местах пересечения стен дома, и вместе с тем они могут располагаться в пролетах между ними. Верхний конец столбов называется оголовком, нижний — основанием. На оголовки впоследствии будет ставиться дом, поэтому у всех столбов они должны находиться на одинаковом уровне — это будет уровень пола первого этажа, обычно на высоте 40–50 см от земли. Такой зазор между полом дома и землей необходим, чтобы избежать сырости, от которой деревянные конструкции нижней части дома (а именно деревянные дома чаще всего возводят на столбчатых фундаментах) быстро сгниют.
Форма столбов фундамента может быть различной — квадратной, прямоугольной, круглой, но больше всего распространены столбы с круглым поперечным сечением, потому что под такие столбы скважины можно бурить ручным буром. Диаметр столбов может быть самый разный — от 15 см и более, но при строительстве столбчатого фундамента своими руками выбирать придется из следующих диаметров: 150 мм, 200 мм, 250 мм, 400 мм. Скважины именно такого диаметра можно бурить с помощью большинства продающихся ручных буров. Глубина заложения столбчатого фундамента, как правило, составляет около 2 м ниже глубины промерзания. Площадь основания столбчатого фундамента невелика, поэтому, чтобы выдерживать нагрузку от дома, он должен опираться на слой грунта с большой несущей способностью.
Столбики фундамента можно делать из разного материала: дерево, кирпич, монолитный бетон. Деревянный брус или бревно можно обжечь или обработать антисептиком, чтобы предотвратить (или по крайней мере замедлить) гниение древесины. Также можно использовать гидроизоляционные материалы, но всё равно такие столбы будут наименее надежным вариантом.
Кирпичная кладка – вполне приемлемый вариант в плане прочности, однако этот вариант далек от идеала в плане удобства возведения. Складывать столб из кирпичей непосредственно в самой скважине не представляется возможным. Складывать столб полностью на поверхности земли, а затем опускать его в скважину – тоже не выглядит быстрым и приятным занятием.
Однозначно лучшим во всех отношениях материалом является монолитный железобетон. Он обеспечивает наибольшую прочность на сжатие, при армировании и на растяжение. Армированный монолитный столб не треснет ни под каким действием сил морозного пучения. Развести бетонную смесь и залить её в вырытую скважину — действие довольно простое.
Столбы фундамента могут иметь постоянное или переменное поперечное сечение. В первом случае это простой цилиндр или параллелепипед, во втором — более сложная форма с уширением в нижней части столба. Такое уширение позволяет увеличить площадь основания и, соответственно, увеличить несущую способность фундамента: вес дома будет распределяться по большей площади. Второе преимущество — это большая устойчивость к морозному пучению грунта. Если столб расширяется внизу, то силы пучения не смогут выдавить его вверх.
Столбы с уширением в нижней части для столбчатого фундамента. Есть две технологии, позволяющие закладывать такой столбчатый фундамент. Первая технология заключается в том, что под столб роют яму (как правило, квадратной или прямоугольной формы), размеры которой на 20–40 см больше, чем нужно для столба.
Затем в этой яме устанавливается опалубка, которая задает форму будущего столба, в нее ставится арматурный каркас и заливается бетон. После того как бетон затвердеет, опалубку снимают и засыпают столб. Такая технология позволяет сделать монолитный железобетонный столб любой формы, но подразумевает относительно большой объем земельных работ и использование съемной опалубки.
Установка нового столба для фундамента: в вырытую скважину опущена опалубка, которую с боков подпирают распорки. Внутри опалубки — арматурный каркас. Другой путь — это технология ТИСЭ, которая была специально разработана для самостоятельного строительства столбчатых фундаментов. Эта технология предусматривает использование специального фундаментного бура ТИСЭ-Ф, который позволяет бурить скважины диаметром 200 мм, которые имеют в нижней части уширение до 400 мм или 600 мм. Бур ТИСЭ имеет плуг, который может срезать грунт со стенок пробуренной скважины, в результате в нижней ее части появляется уширение в виде полусферы.
Главными достоинствами столбчатого фундамента являются простота его строительства и экономичность. Все работы по заложению такого фундамента можно выполнить своими руками в одиночку: бурение скважины ручным буром, приготовление бетона для заливки одного столба, вязка арматурного каркаса и заливка. Столбы можно заливать по одиночке, поэтому нет необходимости готовить сразу большое количество бетона. Расход бетона на столбчатый значительно меньше, чем на другие виды фундаментов, равно как и необходимое количество арматуры.
Столбчатый фундамент с ростверком
Ростверк — это верхняя часть столбчатого фундамента, которая связывает отдельные столбы в единую конструкцию. Устройство ростверка нужно для обеспечения большей устойчивости столбчатого фундамента и равномерного распределения нагрузки от дома между всеми столбами.
Ростверк чаще всего делают в виде ленты из монолитного железобетона. Наличие ростверка не обязательно, по сути его роль выполняет нижний венец брусьев деревянного дома. Конструкция столбчатого фундамента с ростверком.
Армирование монолитного столбчатого фундамента
Монолитный бетон имеет высокую прочность на сжатие, но плохо переносит нагрузки на изгиб и растяжение. Чтобы исправить это, фундамент из монолитного бетона необходимо армировать в тех зонах, где может возникать растягивающая нагрузка.
Столбчатый фундамент может испытывать нагрузку на разрыв при действии сил пучения: грунт примерзает к поверхности столба, при пучении стремится выдавить его вверх, в то время как нижняя часть столба удерживается непромерзающим слоем грунта. Чтобы от такой нагрузки столб не треснул, необходимо вертикальное армирование. Арматурный каркас состоит из нескольких вертикальных прутков ребристой арматуры (класс A-III) диаметром 10–12 мм. Армирование надо делать из ребристой арматуры, чтобы обеспечить лучший контакт арматуры с бетоном. Вертикальные прутки арматуры соединяются тонкой монтажной арматурой, она не воспринимает никаких нагрузок и нужна только для того, чтобы связать вертикальные прутки в единую конструкцию, поэтому она может быть гладкой и диаметром всего 6 мм.
Для армирования небольших столбов диаметром 15–20 см достаточно использовать два вертикальных прутка ребристой арматуры. При высоте столба 2 м их можно перевязывать между собой монтажной арматурой в трех–четырех местах, т. е. через каждые 70–100 см. Если при строительстве столбчатого фундамента планируется устройство монолитного ростверка, то его также необходимо армировать.
Армирование монолитного ростверка необходимо для того, чтобы сделать его устойчивым к изгибающим нагрузкам; без него бетонный ростверк может треснуть при малейшей деформации. Армирование ленточного монолитного ростверка нужно делать так же, как и у ленточного фундамента, ведь на него точно также будут действовать переменные нагрузки сверху со стороны дома и снизу от пучения грунтов через сваи (сила пучения действует на столб, а тот давит на ростверк).
Необходимо делать два пояса армирования — верхний и нижний; каждый пояс состоит как минимум из двух продольных прутьев арматуры. При продольном армировании монолитного ростверка используется толстая арматура диаметром 10–12 мм с периодическим поперечным сечением — именно они будут принимать на себя нагрузку при деформации ростверка. Поперечные прутья арматуры не принимают на себя нагрузку, они нужны только чтобы связать каркас в единое целое, поэтому они могут быть тоньше — 6–8 мм, и могут быть гладкими. Каркас арматуры должен быть полностью погружен в бетон и находиться в 3–5 см от поверхности ростверка.
Для какого дома можно выбирать столбчатый фундамент?
Как было отмечено выше, опорная площадь столбчатого фундамента невелика по сравнению с другими типами фундаментов (плитным и ленточным), соответственно, его несущая способность также меньше, поэтому он используется при строительстве легких домов из деревянного бруса, сруба или каркасных домов. Также целесообразно выбирать столбчатый фундамент, когда плотный слой грунта находится очень глубоко и другой тип фундамента на такую глубину заложить проблематично. Столбчатый фундамент удобен при строительстве дома на склоне. Столбчатый фундамент не подразумевает устройство подвала ни при каких условиях.
Нельзя закладывать столбчатый фундамент при высоком уровне грунтовых вод: его основание будет опираться на грунт, насыщенный влагой, такой грунт имеет низкую несущую способность, столбы будут проседать под весом дома. Кроме того, пробуренные скважины будут заполняться водой, заливать фундамент в таких условиях нельзя.
Обвязка столбчатого фундамента
Вариантов обвязки фундамента достаточно много, в разделе Обвязка свай мы описываем основные: двутавр, швеллер, брус, бетон.
Читайте так же:
Армирование столбчатого фундамента
Столбчатый фундамент состоит из монолитных опор (столбов), расположенных под зданием в соответствии с проектной документацией. Железобетонные сваи соединяются между собой ростверком – балками из различных материалов. Задача ростверка: распределять вес здания между столбами, предохранять сваи от смещения под тяжестью строения.
Закладку и армирование столбчатого фундамента производят в соответствии с СП 45.13330.2017 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».
Где используют столбчатый фундамент
Столбчатый фундамент применяют для:
- постройки легких зданий до двух этажей (деревянных, каркасных);
- возведения временных помещений (бытовки, строительные вагончики, времянки);
- строительства небольших хозпостроек (бани, беседки, теплицы, летний душ, сарай);
- пристройки к дому малых архитектурных форм (крыльцо, навес, веранда, терраса).
Нельзя применять столбчатый фундамент при:
- возведении тяжелых крупных строений;
- постройке зданий на нестабильных грунтах (песчаные, торфяные), грунтах с высоким залеганием грунтовых вод;
- строительстве зданий на участках с большим перепадом уровня земли (более 1,5 метров).
Столбчатый фундамент применяют, если невыгодно закладывать монолитную ленту.
Под тяжелые здания, многоэтажки, мосты закладывают фундамент стаканного типа. Это разновидность столбчатого, возводимого по особой технологии.
Виды столбчатого фундамента
Столбчатый фундамент возводят из разных материалов:
- кирпича;
- газосиликатных блоков;
- бревен;
- бутового камня;
- металлических готовых свай;
- железобетона.
В армировании нуждается железобетонный фундамент, поскольку остальные материалы либо скрепляются цементом без участия арматуры, либо используются как самостоятельная конструкция (металлические сваи).
Фундамент бывает также незаглубленным, мелкозаглубленным, заглубленным.
Незаглубленный возводится практически поверх грунта. Здесь только снимается плодородный слой почвы. Мелкозаглубленный уходит в грунт на глубину 40-70 см. оба типа подходят для легких строений.
Для возведения дома используют заглубленный фундамент. Его закладка производится ниже уровня промерзания почвы, на глубину до 150 см.
Преимущества и недостатки
К преимуществам относится экономия на материалах. Стоимость возведения столбчатого фундамента на 75% ниже стоимости ленточного. Для устройства столбов нет необходимости выравнивать почву на участке. Вместо рытья полноценной траншеи достаточно выкопать углубления для свай, тем самым сэкономить время.
Прокладывать коммуникации в будущий дом можно даже после настила чернового пола. Возводить фундамент под стальную колонну можно на промерзшей почве и в зонах вечной мерзлоты.
Среди недостатков столбчатого фундамента строители отмечают то, что он подвержен горизонтальному смещению. Одновременное давление на столбы сверху от дома и сбоку от почвы приводит к тому, что вся конструкция может покоситься. Причиной этому может стать разная плотность грунта в местах установки свай.
Неравномерное сопротивление почвы приводит к перекосу сооружения. Кроме того, свайный фундамент не позволяет сделать под домом подвал, погреб или цокольный этаж.
Расчет количества столбов
Столбы фундамента располагаются под всем строением по схеме. Расстояние между столбами 1,5-3 м друг от друга. Дополнительно столбы устанавливают под предполагаемые тяжелые конструкции в доме (печи, камины).
При расчете количества столбов учитывают нагрузку от здания на каждую опору и тип почвы. Сначала вычисляют площадь опоры.
Чтобы рассчитать нагрузку на один столб, используют правило:
- на плотных устойчивых почвах 2,5 кг на 1 см 2 ;
- на почвах средней плотности 1,5 кг на 1 см 2 ;
- для неустойчивых почв 1 кг на 1 см 2 .
Для подсчетов пользуются формулой:
площадь поверхности опоры (в см 2 ) * показатель для нужного типа почвы
Получают допустимый вес на один столб.
Например, на плотных почвах один столб с сечением 40*40 см допустимо нагружать на 4 тонны. Для пластичных глиняных почв нагрузка на одну пору не должна превышать 2,4 тонны. Для неустойчивых песчаных почв – 1,6 тонны.
Для подсчета количества столбов достаточно разделить предполагаемый вес дома на соответствующую нагрузку одной колонны (в тоннах).
Причины армировать столбчатый фундамент
Армирование столбчатого фундамента применяют для повышения его надежности и долговечности.
Вес здания дает нагрузку столбам на сжатие. Армирование увеличит несущую способность опоры.
Зимнее пучение грунта сжимает столб. Опора получает нагрузку на разрыв. Арматура предотвращает разрушение монолитной сваи.
Замерзший зимой грунт к лету оттаивает. Горизонтальные подвижки почвы дают нагрузку столбам на излом, смещение. Армирование фундаментов под колонны позволяет избежать сдвига столбов, наклона и заваливания всей постройки.
Для усиления конструкции и более прочной связи опор ростверк также армируют, укладывая пруты в его нижней и верхней части.
Какую арматуру выбрать
Для армирования столбов применяют арматуру двух типов: вертикальную профилированную с диаметром 10-16 мм, горизонтальную гладкую с диаметром 6-8 мм.
Для ростверков применяется горизонтальная продольная арматура с регулярным профилем диаметром 10-16 мм. Гладкие пруты с диаметром 6-8 мм укладывают горизонтально поперек ростверка и для вертикальной связки.
Для устройства фундамента под металлическую колонну применяют стальную арматуру марок А I и А III либо композитную. Стеклопластиковая арматура, в отличие от стальной, выдерживает большие нагрузки, инертна к влаге и химическим веществам.
При выборе композитной арматуры стоит учитывать, что стеклопластиковые пруты меньшего диаметра по прочности соответствуют стальным с большим диаметром. Одинаковой прочностью обладает композитная арматура с сечением 10 мм и стальная с сечением 12 мм.
Этапы армирования столбчатого фундамента
Столбы армируют при помощи профилированных вертикальных прутов. Из них заранее собирают каркас, который потом опускается в скважину. Стержни в каркасе между собой связывают проволокой или сваривают.
Сбор каркаса
Для армирования опор используют 4 вертикальных профильных прута, которые соединяют между собой поперечными гладкими сверху и снизу, а В середине с шагом 250 мм. При этом каркас в сечении должен быть меньше диаметра будущей сваи на 70-100 мм (по 35-50 мм с каждой стороны). Длина вертикальных арматурных стержней должна быть больше на 20-30 см, чем высота будущего столба. Эти части загибают наружу под углом 90 градусов.
Отдельно собирают решетку усиления пяты опоры. Решетку вяжут из профилированной арматуры с сечением 6-8 мм, образуя ячейки 10*10 или 15*15 см. Затем решетку и загнутые части готового короба-каркаса также сваривают или связывают.
Подготовка скважины и заливка пяты
Дно скважины засыпают песком на 250 мм, затем щебнем на такую же высоту. Засыпку утрамбовывают, поверх выстилают рубероидом, заходя на стены. Далее заливают выравнивающим слоем жидкого бетона на высоту 30-40 мм. Это обеспечит защиту каркаса от влаги и коррозии. Через 4-5 часов в скважину можно опускать каркас.
Далее заливают пяту на высоту 10-15 см.
Заливка столба
На каркас устанавливают опалубку.
Заливку каждой сваи выполняют в один подход. Если ее разделить на этапы, опора получится хрупкой в месте перехода слоев.
В соответствии с СП 63.13330.2018 в зависимости от вида иклассанапрягаемой арматуры используются разные классы бетона, но не ниже В15.
Свободное пространство между стенками скважины и опалубкой заполняют остатками грунта вперемешку со щебнем и утрамбовывают.
Этапы армирования ростверка
Для железобетонных свай есть два типа ростверка: обвязка профилем или монолитный бетонный.
Для легких построек из каркаса или бруса достаточно профильного ростверка. Его конструируют из металлических швеллеров, а при заливке столбов в них монтируют шпильки или анкера для крепления ростверка.
Для небольших строений из пенобетона или газоблока лучше устроить монолитный ростверк.
Устройство бетонной обвязки подчиняется общим правилам заливки ленточного фундамента, только здесь лента закладывается не в траншею, а в опалубку, собранную на готовых столбах.
Ширина ростверка должна быть равна толщине стены или чуть больше нее. Ростверк не может быть уже 40 см. Высота обвязки в частном строительстве должна быть не менее 25 см, обычно она составляет 30-40 см. для заливки ростверка применяют бетон класса не ниже В15.
На дно опалубки укладывают бруски одинаковой толщины (достаточно 3-5 см в сечении). Это делается, чтобы армирующий каркас при заливке оказался внутри нее, не выступая за края застывшей смеси.
Профильную арматуру с сечением 10-12 мм укладывают на бруски продольно, отступая по 3-5 см от каждого края опалубки. Стержни связывают между собой поперечной арматурой с гладким профилем и диаметром 6-8 мм с шагом 40 см.
Вязать нужно так, чтобы по всей длине каркаса расстояние между прутами было одинаковым. Когда нижний армирующий пояс собран, по аналогии формируют верхний.
Верхний и нижний уровни можно соединить вертикальной арматурой, а можно и не соединять. В этом случае между сваями устанавливаются П-образные рамки из бруса, а собранный отдельно армирующий пояс подвешивается к ним на проволоке так, чтобы он зависал в коробе опалубки, углубляясь в нее на 3-5 см от верхнего края. Оба уровня связываются между собой проволокой. Получается каркас. Далее в опалубку заливают бетонную смесь.
Готовность опор из монолита достигается через 30 дней. До этого нельзя давать никакие нагрузки на сваи. Ростверк начинают монтировать, когда сваи уже полностью застыли.
