Монолитный столбчатый фундамент

При проектировании и строительстве здания любого назначения важное значение имеет фундамент и то, как он передает нагрузку на грунт. Неправильно подобранная конструкция способна привести к проседанию и повреждению всего здания. Проектирование фундаментов для частного дома преследует две цели – не только подобрать конструкцию с заданными характеристиками, но и с оптимальной для застройщика стоимостью. Для экономии не в ущерб качеству применяют многие фундаменты, которые не часто выбирают, или вообще не используют для промышленного и гражданского строительства. К таким конструкциям относят и монолитные столбчатые фундаменты.

Особенности и виды столбчатых фундаментов

Что такое столбчатый фундамент и как он возводится? В общем случае это разновидность свайных конструкций. Свайный фундамент состоит из расположенных в определенном порядке стрежней в грунте, которые забиваются или устраиваются другим способом. На эти стержни передается вся нагрузка от дома. Сваи бывают нескольких типов. Их разделяют по:

• способу возведения (винтовые, буронабивные, забивные);
• особенностям передачи нагрузки на основание (висячие, стоячие);
• материалу исполнения (из сборного или монолитного железобетона, металлические).

По способу сбора и распределения нагрузки от дома на большое количество опор столбчатые фундаменты работают по тому же принципу, что и свайные. В чем отличие? В общем, термин «столбчатый фундамент» часто используют застройщики для обозначения всех конструкций с использованием отдельно расположенных точечных опор. Хотя правильней называть так столько конструкции из вкопанных или устроенных непосредственно в грунте опор из кирпичей, камня или железобетона.

В отличие от свай, они, как правило, устраиваются на небольшой глубине. Для нетяжелых домов и временных здания применяют даже технологию мелкозаглубленных фундаментов, когда подошва конструкции располагается выше глубины промерзания или даже на самой поверхности грунта.

Железобетонный столбчатый монолитный фундамент часто устраивается для разных типов зданий. Он применяется и для домов с со стенами, из кирпича, бруса, и для зданий каркасного типа.

Допустимый тип грунта и расчет

Для всех ли грунтов целесообразно устраивать столбчатые фундаменты? В общем, столбчатые конструкции не подходят для слабых и проседающих грунтов. Также проблематично их строить в пучинистых грунтах и на плывунах. Лучше всего столбчатый фундамент использовать на прочных основаниях с низким уровнем грунтовых вод, например, на песчаных.

Применение таких конструкций на таких грунтах позволит существенно сократить стоимость строительства и объем земляных работ. Перед строительством необходимо провести расчет и определить, способен ли грунт на участке принять нагрузку от дома. Если при устройстве ленточного фундамента вес здания передается основанию равномерно под всей площадью стен, то столбы собирают и передают нагрузку сосредоточенно. В общем порядок выбора фундамента такой:

• рассчитывают полный вес дома, включая и временные нагрузки;
• определяют несущую способность основания, для этого проводят геологические изыскания или берут значение из нормативной документации для каждого типа основания;
• по количеству опор и площади их основания определяют нагрузку на грунт в кг/см2, если она больше допустимой, то увеличивают количество столбов или их сечение.

Приблизительный расчет ведут исходя из несущей способности грунта в 2 кг/см2.

Для слабых грунтов целесообразно выбирать свайные, плитные или ленточные фундаменты.

Если на участке оказался пучинистый грунт, то возведение столбчатого фундамента возможно если часть основания заменить на песок. Для этого выбирается слой существующего грунта и устраивается песчаная подушка.

Из чего состоит монолитный столбчатый фундамент

Конструктивно такой фундамент состоит из таких элементов:

• бетонных или железобетонных столбов;
• горизонтальной конструкции, которая соединяет все столбы и распределяет между ними нагрузку – ростверка.

Монолитные столбы устраивают с помощью съемной или несъемной опалубки. По сечению опоры бывают прямоугольные, квадратные и круглые. Столбы прямоугольного и квадратного сечения устраивают в деревянной опалубке, которая после затвердевания бетона демонтируется.

Круглые опоры чаще устраивают с использованием трубы, в которую заливается бетонная смесь. Труба остается частью конструкции и не снимается после монтажа. Также круглые столбы устраиваются и в съемной опалубке т непосредственно в грунте.

Ростверки также изготовляются из разных материалов. Они бывают:

• железобетонные;
• деревянные.

По расположению относительно грунта ростверки бывают высокие и низкие. Высокие располагаются на некотором удалении от поверхности земли и не участвуют в передаче нагрузки.

Но существует и такая разновидность как свайно-ленточные или столбчато-ленточные фундаменты. Фактически, это два фундамента в одном. Ростверк, который вкапывается в грунт, также участвует в передаче нагрузки и работает как ленточный фундамент. Такая конструкция требует больших земляных работ и удорожает строительство. Перед ее выбором нужно обязательно подсчитать экономическую составляющую такого фундамента.

Возведение монолитных столбчатых фундаментов

Устройство столбчатого монолитного фундамента возможно и без привлечения профессиональных строителей. Хотя без консультаций с инженерами и проектировщиками не обойтись. Рассмотрим из каких этапов состоит возведение столбчатого фундамента монолитного типа. Для примера возьмем конструкцию круглой формы с деревянным ростверком из бруса. Такая компоновка часто устраивается для домов из бруса и бревен. Все работы проводят в следующем порядке:

1. Разрабатываются проект и схема размещения фундамента. Рассчитываются его размер и характеристики. Расстояние между столбами обычно выбирают в пределах 1,5–3 м. Диаметр столба – от 200 мм.
2. Участок под строительство очищается от мусора и растительности. Срезается плодородный слой почвы, который затем используют для сада или огорода.
3. Подготавливаются углубления для заливки. Для столбов круглого сечения они высверливаются ручным или механизированным буром. Для этого можно использовать также специальные буры для свай ТИСЭ. Фактически, такие сваи и являются столбами, так их заглубление мало. Бур для свай ТИСЭ удобен тем, что его применение позволяет устроить расширение подошвы столба. Благодаря этой технологии увеличивается опорная площадь каждого столба, без изменения его сечения. Глубина бурения – ниже расчетного уровня промерзания в регионе. Для мелкозаглубленых фундаментов допустимо устраивать столбы выше уровня промерзания, но часть грунта в таком случае заменяют на песок. Прямоугольные столбы устраивают по тому же принципу, только ямы выкапывают с таким расчетом, чтобы в них собрать опалубку. Необходимо строго соблюдать прямой угол при бурении и при установке опалубки.
4. В пробуренное отверстие помещают слой рулонной гидроизоляции. Свернутый в виде цилиндра материал размещают в яме вплотную к грунту. Для конструкций со съемной опалубкой гидроизоляцию устраивают после заливки.
5. Далее подготавливают каркас из арматуры. Из стрежней диаметром 10-12 мм связывают каркас, который помещают в скважину. Верхние концы арматуры выпускают на 20–25 см выше среза сваи, если на них будет устраиваться монолитный ростверк.
6. Проводят бетонные работы. Для этого используют бетоны марок В12,5–В25, которые изготовляют непосредственно на участке, или привозят с заводов. Заливку проводят так, чтобы смесь равномерно распределялась в опалубке. Пузырьки воздуха удаляются постоянным уплотнением бетона с использованием специальных виброуплотнителей. Бетонирование проводят в теплый период года, при морозах используют специальные добавки. Высота верха столба от поверхности земли – от 200 мм.
7. После застывания бетона устраивают ростверк. Если он запроектирован из монолитного бетона, то его заливают в специально подготовленную опалубку с арматурным каркасом. Ростверк из деревянного бруса укладывается непосредственно на верхний срез столба, закрытый слоем гидроизоляции.

На ростверке возводятся стены из выбранного материала. Нужно иметь ввиду, что пол первого этажа такого здания требует дополнительной теплоизоляции.

• Фундамент