Один з популярних фундаментів під невеликі будинки і господарські будівлі - стовпчастий. Він привабливий невеликою вартістю, простотою виконання і тим, що побудувати його своїми руками може навіть людина не особливо досвідчений в будівельних справах. Гарний стовпчастий фундамент ще й тим, що його можна спроектувати під більшість будівель і умов.
Пристрій і види
Стовпчастий фундамент складається з певної кількості опорних стовпів, що передають навантаження від будівлі на грунт. Стовпи можуть мати прямокутне або круглий перетин, можуть виконуватися з:
- монолітного залізобетону;
- цегли (повнотілих керамічних, добре обпалених);
- бетонних (з важкого бетону марки не нижче В15) і залізобетонних блоків;
- буту і бутобетону.
Найнадійніші - з монолітного залізобетону. Вони можуть використовуватися на грунтах, схильних до пученію з високим рівнем грунтових вод. Всі інші складаються з елементів, скріплених бетонним розчином і по міцності поступаються моноліту. Їх рекомендують використовувати на нормальних грунтах.
Два види стовпчастого фундаменту з різних матеріалів, під будівлі різної ваги
Стовпи в обов'язковому по ставлять в кутах будинку, в місцях примикання стін і простінків. Якщо при цьому відстань між опорами перевищує 3 м, ставлять додаткові. Крок установки в середньому 1,5-2,5 м. Чим тяжче буде стояти будівля, тим менше крок, але частіше ніж через 1 м ставити немає сенсу: занадто дорогий вийде фундамент.
види ростверку
Щоб навантаження від будівлі передавалася на стовпи рівномірно, їх пов'язують поперечною балкою - ростверком або мелкозаглубленних стрічкою. Цим нівелюється один з головних недоліків стовпчастих підстав - можлива нерівномірна усадка опор.
Приклад стовпчастого фундаменту з ростверком
При будівництві дерев'яних будинків або каркасніков як ростверку часто використовується дерев'яний брус великого перерізу, іноді використовують метал - профільовану трубу великого перетину або таврові / двотаврові балки. Для зв'язку балок і обв'язки при будівництві стовпів в них закладають шпильки, спеціальні елементи кріплення або роблять випуск арматури. Форма заставних вибирається виходячи з планованого типу ростверку.
Обв'язка стовпів металом
Під дерев'яні будинки частіше укладають брус
Для важких будинків роблять бетонну балку. Вона може бути складовою - з готових залізобетонних балок, а може бути монолітною. Хоч складові реалізуються простіше (купити, поставити, зв'язати), але монолітна виходить дешевше, та ще більш надійною. Тому монолітний ростверк використовують частіше. Під будинку з цегли та інших важких матеріалів він більш придатний.
Приклад стовпчастого фундаменту з монолітним ростверком
При виготовленні стовпчастого фундаменту з монолітним ростверком армування стовпів роблять з випуском не менше 70 см. Ці випуски потім пов'язую з арматурою каркаса ростверку.
Прибудови та їх фундамент
Якщо до будинку є легші прибудови - ганок, веранда, траса - фундаменти роблять окремими і незв'язними. Це означає, що для будинку роблять свій контур, для ганку - свій. І вони між собою не повинні мати спільних позицій. Так як ростверки (балки, що проходять по верху опор) розташовуються поруч, між ними укладають демпферний шар. Наприклад, руберойд в два шари, картон з мінеральної вати і інші подібні матеріали.
Приклад організації вузла примикання ганку
Це необхідно тому що вага у цих елементів дуже відрізняється, відповідно відрізняється величина навантаження на фундамент. Якщо зробити його зв'язковим, велика різниця викличе перекіс, а можливо і руйнування будівлі.
Чим закрити проміжки між стовпами
При установці стовпчастого фундаменту будівля виходить піднесеним над землею і під чорновою підлогою гуляє протяг. Це добре для підтримки нормальної вологості деревини, але погано для опалення: занадто холодний виходить підлогу. Ще один момент: під будинком любить селитися всяка живність. І домашня і не дуже ... З цих причин простір між стовпами намагаються закрити. Зробити це можна двома способами:
- пристроєм забирки - кам'яної або цегляної кладки між стовпами;
- прикріпивши шматки листового матеріалу або оздоблювальні матеріали.
Простіше, звичайно, прикріпити листовий матеріал. Його тоді відрізають з таким розрахунком, щоб він не чинив опору в грунт. Що залишився зазор стане в нагоді і для вентиляції і для компенсації обдимання.
Забирку роблять якщо планують робити утеплену вимощення навколо будинку. При цьому її встановлюють так, щоб вона не підпирала ростверк або нижню обв'язку - роблять в один рівень із зовнішньою кромкою стовпів (вони повинні бути ширше стіни мінімум на 10 см).
Стаття по темі: Підлога подушки для сидіння: поради щодо вибору та розміщення
Приклад пристрою забирки з буту
Під забирку бажано підготувати підставу: викопати траншею глибиною не менше 20-30 см, насипати і утрамбувати шар піску, на нього - щебінь, який теж трамбують. Потім на це ущільнену основу ставлять декоративну стінку.
Опорно-стовпчастий фундамент
На нормальних грунтах невеликі легкі споруди площею не більше 30 квадратних метрів - типу сараю, альтанки та інших подібних будівель - можна робити на полегшеному фундаменті. Його називають опорно-стовпчастий. Зазвичай це один або кілька бетонних блоків, покладених на піщано-гравійну подушку.
Опорно-стовпчастий фундамент
Планування стовпів таке ж: під кутами, в місцях примикання стін і проміжні, якщо необхідно. При такому типі важливо добре утрамбувати подушку, збільшивши тим самим несучу здатність грунту. І ще один момент: на сипучих або глинистих водонасичених грунтах такий тип підстави не використовувати. Навіть під душ або сарай. Він буде абсолютно ненадійним.
Чим відрізняється фундамент і стовпчастий фундамент
Якщо подивитися на стовпчастий фундамент з круглими стовпами і фундамент, на перший погляд різниці немає. Але вона є. Це - грунти на яких вони ставляться і глибина, на яку заглиблюються. Пальові фундаменти ставлять на грунтах зі слабкою несучою здатністю і їх завдання - пройти нестабільні грунти і передати навантаження від будинку більш щільним верствам. Стовпчасті ставлять на грунтах з нормальною несучою здатністю і їх глибина визначається типом ґрунту, кліматичною зоною і рівнем грунтових вод. Конструктивно ж вони схожі, але завдання мають різні, як і різну сферу застосування.Що таке пученіє грунту і як воно впливає на вибір фундаменту
Найскладніші для будівництва це глинисті грунти. Вони погано відводять воду, і вона накопичується в невеликих порожнинах. При замерзанні вона значно збільшує обсяг грунту. Збільшуючись в обсязі грунт тисне на все, що в ній знаходиться, включаючи і фундамент. Це явище називається обдиманням (грунт спучується), а грунти, а яких вони явно виражені - здимистими.
Сили пучения прикладаються як знизу, намагаючись виштовхнути стовп, так і з боків, намагаючись зрушити опору в сторону. Саме з цієї причини в глинистих - рухливих - грунтах краще робити стовпи монолітними з армуванням.
Як діють сили пученія на стовпчастий фундамент
Також щоб стовпи не виштовхувала вгору, нижню частину роблять розширеною. Цю область називають п'ятою і за розмірами вона зазвичай в два рази перевищує розміри самого стовпа, а її висота дорівнює 1/3 перетину стовпа. Наприклад, під стовп 40 см роблять п'яту 80 * 80 см, висотою 13 см або близько того.
Шви між блоками / цеглин / камінням в збірних стовпах далеко не завжди здатні протистояти бічним навантаженням, тому для зменшення впливу сил обдимання на збірних стовпчастих фундаментах їх роблять зі скошеними стінками. Це підвищує їх надійність в рухливих грунтах. На нормальних грунтах стовпи складають з рівними стінками.
Збірний стовпчастий фундамент роблять зі скошеними стінками
Область застосування
Як вже говорилося, стовпчастий фундамент називають ще стовпової або на стовпах) нормально себе веде на грунтах з нормальною несучою здатністю. На сипучих пісках, торфовищах та інших нестабільних підставах вони не застосовуються. Основні його особливості - неможливо організувати підвал і продувається проміжок між рівнем грунту і чорновою підлогою. Їх теж треба мати на увазі при виборі.
Підходять вони для таких випадків:
- під будинки з легких матеріалів - дерев'яні, каркасні, щитові;
- під важкі стіни якщо потрібно закопати фундамент глибше ніж на 1,8-2 метра і стрічковий стає дуже дорогим;
- на сильно рухливих грунтах - на стовпи діє менші сили, ніж на стрічку.
Один з стовпчастих фундаментів - вид знизу
У той же час є ряд ситуацій (крім слабких грунтів), коли фундаменти на стовпах використовувати не рекомендують:
- при великому перепаді висот на ділянці забудови - більше 2 м;
- при складній геології з можливим зміщенням пластів.
В інших випадках їх можна використовувати.
глибина закладення
Основний критерій вибору параметрів фундаменту - забезпечення його цілісності. Тому, при плануванні, завжди закладають запас міцності порядку 20-40%. Він компенсує (до якійсь мірі) непередбачені зміни умов (рівня ґрунтових вод, непередбачено низьких зимових температур) або навантажень. Особливо яскраво це проявляється саме при плануванні фундаментів: і глибину закладення беруть з запасом і несучу здатність зазвичай занижують. Воно й зрозуміло: додати щось до вже готового фундаменту затія або дуже дорога або нереальна.
Найбільший запас міцності закладають на рухливих грунтах: прорахувати їх прояв неможливо, тому намагаються зробити якомога надійніше. Для цього для приватних будинків фундаменти закопують нижче глибини промерзання грунту. Ви дізнаєтеся середні дані по вашому регіону, і додаєте до цієї цифри близько 15-25 см. Так отримуєте глибину закладення фундаменту. Наприклад, по регіону грунт промерзає на 1,5 м, отже глибина закладення фундаменту 1,65-1,75 м.
Кілька прикладів монолітних стовпів
Як ви розумієте, якщо робити збірні стовпи - з цегли, буту, блоків - доведеться під кожен копати пристойних розмірів яму. Дно має бути нижче глибини закладення на 20 см, щоб зробити відсипання. Також яма повинна бути пристойно ширше - в ній треба буде працювати, складаючи опори. Це - ще одна причина чому роблять монолітні стовпи: під них буряться лунки, на дно висипається гравій або пісок і вставляється опалубка (найчастіше труби потрібного діаметра). Всередину яких встановлюють армирующий елемент - каркас з арматури або металеву трубу.
Це правило працює для важких будівель. Але під них стовпчасті фундаменти роблять рідко. Їх ставлять в основному під легкі споруди: дерев'яні або каркасні будинки або госпбудівлі. Якщо в такому будинку не планується підвал, доцільніше зробити фундамент малозаглиблений (глибина залягання від 0,5 до 0,7 за рівень промерзання) або незаглиблений (від 0,3 до 0,5 глибини промерзання).
Приклад пристрою незаглибленного стовпчастого фундаменту при глибині промерзання 1,2 м (1/3 від 120 см - це 40 см)
При такому виборі сили обдимання будуть діяти на стовпи, але так як їх площа менше, ніж у стрічки, то і вплив виявиться не таким сильним. Ці дії успішно компенсуються конструкцією каркасного або дерев'яного будинку. Тим більше, що вживаються додаткові заходи щодо зниження впливу сил обдимання:
- на дні ями під стовп роблять гравійну подушку, яка частина навантаження бере на себе;
- роблять бічні поверхні гладкими і додатково їх змащують солідолом, бітумною мастикою, епоксидною смолою і т.п.
- роблять утеплену вимощення навколо будинку.
В результаті більшості випадків господарі навіть не помічають, що фундамент «пучіло». Якісь опори злегка піднялися, ростверк і обв'язка їх компенсували. Після відтавання грунту все повернулося на місце.
У грунтах добре відводять воду стовпчастий фундамент роблять мілкого закладання або незаглиблений. Тут важливо тільки правильно підібрати площа колон, щоб рівномірно передавати навантаження.
розміри стовпів
Є мінімальні розміри опор стовпчастого фундаменту. Вони і залежать від матеріалів:- Монолітного залізобетону 30 см.
- Стовпи з обпаленої цегли - 38 см;
- Бут, бетонні блоки і бутобетон - 40 см;
- Кам'яна кладка - 60 см.
Але при цьому розмір стовпа повинен бути на 10 см більше ширини стіни. Для нормальної роботи фундаменту необхідно щоб стіна припадала на середину опори і з боків вона виступала не менше ніж на 5 см.
етапи будівництва
Як зазвичай починається все з прибирання майданчика і розмітки. З усією майданчика знімають дерен, видаляють родючий шар. Він не вважається несучим і його вивозять. При цьому роблять вирівнювання - зрізають горби, засипають і утрамбовують ями і западини. Контролюють горизонтальність за допомогою двох-триметрової дошки з встановленим на неї будівельним рівнем.
розмітка
По периметру будівлі встановлюють обноску - стовпи або стовпи з прибитими планками - лавочки. Їх ставлять на відстані близько метра від периметра майбутнього будинку. За допомогою шнурів, натягнутих між ними, позначають периметр і ширину майбутніх стовпів.
Як робити розмітку фундаменту
При виставленні стежать за тим, щоб кути були строго під 90 °, переміряють діагоналі прямокутників. Вони повинні бути рівні. У місцях перетину натягнутих шнурів опускають вниз перпендикуляр (за допомогою схилу), размечая на грунті габарити стовпів.
Так можна зробити їх все однаковими, а також стежити за висотою при виставленні опалубки для монолітних стовпів або при укладанні збірних.
Риття ям під стовпи
Під збірні фундаменти ями копають вручну або за допомогою екскаватора. Якщо глибина потрібна до 1 м і ґрунтом не сипучий, можна їх копати з прямими стінками. Якщо глибина більше або є ознаки осипання, схили роблять похилими.Коли вийшли на проектну глибину фундаменту, копають ще на 20-30 см нижче. Дно вирівнюють, його розміри повинні бути на 10-20 см більше, ніж плановані габарити п'яти або стовпа.
Простіше з круглими стовпами. Під них буряться свердловини ручним або автоматизованим буром. Якщо планується розширення внизу - п'ята, можна або зробити свердловину ширше - за розміром п'яти, або використовувати бур зі складним лезом. Він називається буром ТІСЕ. Додаткове лезо відкривається після того, як досягли заданої глибини.
Пристрій піщано-гравійної подушки
На дно насипають шар щебеню близько 10-15 см і його добре трамбують. На утрамбований щебінь насипають крупнозернистий пісок. Його проливають і трамбують. Загальний шар піщано-гравійної подушки повинен бути таким, щоб вийти на задану глибину залягання фундаменту.
Приклад піщано-гравійно подушки під монолітний стовп
У випадку з круглими стовпами подушка робиться також, трамбування робиться по можливості. Беруть довгу жердину, яким ущільнюють підсипку.
пристрій п'яти
Якщо стовпи роблять збірні - з блоків, цегли, буту, простіше п'яту зробити з готового бетонного блоку. Ставлять на пісок, вирівняний в рівень, блок-подушку. Вона має трапециевидное перетин, що зручно.
Два типу п'яти - монолітна з з бетонного блоку
Для монолітних має сенс зробити шаг з моноліту. Ставлять опалубку по заданих розмірах (в два рази більше стовпа в перерізі і не менше 1/3 перетину по висоті). Укладають арматуру в два яруси. Використовують пруток 12-14 мм діаметром. Також в п'яту встановлюється арматура, яка потім піде на стовп. В результаті виходить єдина залізобетонна конструкція.
Приклад армування п'яти і випуски в стовп
Будівництво стовпів
Якщо мова йде про монолітному стовпі, то ставлять опалубку, всередину встановлюють арматуру. Опалубка для квадратних стовпів збивається з дощок, для круглих можна використовувати пластикові труби відповідного діаметру. Є економ-варіант опалубки - згорнутий рулоном руберойд необхідної довжини. Його скручують в трубу необхідного діаметра, наворачивая на еталон. Зробивши два-три шари кріплять скотчем. Виходить надійна опалубка, яка навіть в виступаючої над землею частини нормально тримає розчин.
Для армування зазвичай використовують три-чотири прута арматури класу A III діаметром 12-14 мм (для квадратних обов'язково 4, для круглих можна 3). Вони пов'язані між собою в єдину конструкцію встановленими через 20-25 см поперечними перев'язками. Їх можна робити з гладкої арматури класу A I, діаметром 6-8 мм. Каркас краще в'язати, а не приварювати - вище міцність.
Армування стовпів круглого перетину
Зверніть увагу, що від краю опалубки до прутка арматури повинно бути відстань не менше 50 мм. Воно необхідне щоб метал не іржавів. На фото нижче приклад неправильного армування: арматура впритул до опалубки. Вона швидко поржавіє і стовп може зламатися.
Від арматури до країв опалубки має бути відстань не менше 50 мм
Якщо складаються стовпи з цегли, то його треба брати марки не нижче 100, повнотіла, добре обпалений. Якщо на ділянці високий рівень грунтових вод, цегляні стовпи не підуть: вони швидко зруйнуються. Розчин для кладки стовпів з цегли роблять на портландцементі не нижче ніж М 300, а краще 400 або 500. Є кілька варіантів розчину:
- 1 частина цементу, 3 піску;
- 1 цементу, 2 вапняного тесту, 10 піску;
- 1 частина цементу, 1 частина глиняного тесла, 10 частин піску.
Кладку ведуть з перев'язкою, ретельно перевіряючи вертикальність. Навіть невеликі відхилення можуть привести потім до руйнування фундаменту, а може і будівлі.
При кладці бутового стовпчастого фундаменту каміння вибирають плоскі з рівними гранями. При кладці навантаження по вертикалі повинна передаватися на всю площину каменю, а не на окремі його ділянки. Кладуть камені теж з перев'язкою, укладаючи в кути найбільші фрагменти, більш дрібними заповнюючи проміжки.
Товщина каменів не повинна бути більше 30 см. Їх укладають на розчин, щільно підганяючи один до одного. Проміжки заповнюють щебенем, добре його трамбуючи. Для підвищення міцності такі стовпи можна армувати як вертикально, так і горизонтально. Горизонтальне армування роблять кожні 25-40 см, вертикально вставляють прутки не менше 6 мм в діаметрі, можна використовувати арматурну сітку з дроту такого ж діаметру.
Важливо: стовпи повинні бути всі вигнані до одного рівня. Для цього під час будівництва або заливки постійно відбивайте вертикальну площину: зрізати верхівки довго і складно.
пристрій ростверку
Як вже говорилося раніше, при заливці монолітних стовпів в верхівки встановлюють закладні деталі:- шпильки для зв'язки з брусом дерев'яної або металевої обв'язки;
- арматурні випуски не менше 70 см довжини для зв'язку з арматурним каркасом монолітного ростверку.
Пристрій обв'язки розглядається при описі будівництва будинків з бруса. Інформація про пристрій монолітного ростверку можна прочитати в статті про свайно-ростверкових фундаментах. Все збігається, аж до розрахунку несучої здатності.
гідроізоляція
Для запобігання підсосу вологи з ґрунту між фундаментом / ростверком і обв'язкою або першим рядом кладки необхідний шар гідроізоляції. Можна використовувати обмазувальну (найпоширеніша - бітумна мастика) або рулонну або їх комбінацію.
На стовп покладена гідроізоляція
Ізолювати стовпи немає сенсу. Для бетонних стовпів наявність вологи мінусом не є, як і для бутових. А цегляні краще ставити на сухих ґрунтах. Ось їх поверхню, може і варто просочити якийсь просоченням глибокого проникнення, в рази знижує гігроскопічність. Проблема тільки в тому, що коштують вони дорого.
Стаття по темі: Зворотний клапан для води для насоса: види, принцип роботи, установка