Moto-pomp.ru

Стройка и ремонт
12 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Столбчатые фундаменты область их применения конструктивные решения

Тема 4 Столбчатые фундаменты, сплошные фундаменты, область применения, конструктивные решения

Прочитать учебный материал темы, составить конспект и подготовиться к закреплению.

Столбчатые фундаментыприменяются в основном для зданий каркасного типа, располагаются под каждой колонной и на прочных грунтах в основании.

Состоят сборные столбчатые фундаменты из следующих железобетонных элементов (рисунок 37а, б, в):

— плитной части, состоящей из одной или нескольких ступеней;

— подколонника стаканного типа, для установки колонны.

а б г

а, б, в — сборные столбчатые фундаменты стаканного типа; 1 – колонна; 2 – подколонник стаканного типа; 5 – плита; г – сборный столбчатый фундамент пенькового типа; 3, 4 – пенек для кирпичных столбов; 5 — плита

Рисунок 37 – Столбчатые фундаменты

Элементы фундамента укладываются на уплотнённый грунт, по щебёночной или песчаной подготовке, соединяются между собой слоем цементно-песчаного раствора.

Для зданий с неполным каркасом, когда применяются кирпичные столбы, столбчатый фундамент решается пенькового типа (рисунок 37г), т.е. состоит из:

— фундаментной плиты, сборной или монолитной;

— пенька (столба) – из кирпича, бутового камня или железобетона.

При большой нагрузке от здания, большой глубине заложения фундамента, не достаточно прочных грунтах в основании столбчатый фундамент устраивается монолитным (рисунок 38).

1 – плита с уступами; 2 – подколонник; 3- колонна; 4 – стакан; 5 — горизонтальные бороздки на колонне для закрепления с бетоном; 6 – бетонная подготовка Рисунок 38 – Монолитный столбчатый фундамент

Для опирания самонесущих стен каркасных зданий применяются фундаментные балки, которые передают нагрузку от стен на фундаменты.

Для предупреждения деформаций под балками от выпирания грунтов под фундаментом и пучения грунта, выполняют засыпку под фундаментной балкой из шлака или песка (рисунок 39).

1 – столбчатый фундамент; 2 – фундаментная балка; 3 – кирпичная стена; 4 – засыпка Рисунок 39 – Опирание самонесущей стены на столбчатый фундамент

При возведении малоэтажных зданий с несущими стенами на достаточно прочных грунтах фундаменты могут устраиваться столбчатыми в виде отдельных опор (рисунок 40), которые располагают в углах здания, пересечении наружных и внутренних стен, под простенками и при сплошных стенах по длине через 1,5; 3,0; 4,5; 6,0 м.

Отдельные опоры могут выполняться сборными из отдельных блоков, монолитными из бетона, бутобетона и бутового камня.

По обрезу фундамента укладывают железобетонные фундаментные балки, под которыми устраивают шлаковую или песчаную подсыпку для предупреждения деформации пучения и осадки основания (рисунок 40).

а – из сборных элементов с опиранием фундаментной балки: 1 – железобетонная фундаментная балка; 2 – подсыпка; 3 – отмостка; 4 – гидроизоляция; б – составной: 4 – сборные железобетонные плиты; 5 – кирпичный столб; в – неиндустриальный: 5 – кирпичный столб; 6 – ступени из бутовой кладки

Рисунок 40 – Столбчатые фундаменты под несущие стены

Сплошные фундаментыустраиваются под всей площадью здания в виде сплошной плиты при значительных нагрузках от здания, на слабых грунтах, неоднородных грунтах, при высоком уровне грунтовых вод. Сплошные фундаменты обеспечивают равномерное распределение нагрузки на основание и равномерную осадку их под нагрузкой.

Сплошные фундаменты подразделяются на:

— монолитные (рисунок 41), устраиваемые на месте;

— сборные (рисунок 42), изготавливаемые на заводах стройиндустрии и монтируемые на строительной площадке.

По конструктивному решению сплошные фундаменты могут быть в виде:

— сплошной плиты,

— плиты с рёбрами,

— скорлуп-оболочек.

а – сплошная гладкая плита; б – плита с ребрами

Рисунок 41 – Монолитные сплошные фундаменты

а – цилиндрическая оболочка; б – параболическая с затяжкой

Рисунок 42 – Сборные сплошные фундаменты

Материал для закрепления:

1 Назначение столбчатых фундаментов.

2 Объяснить название фундамента «столбчатый».

3 Назвать виды столбчатых фундаментов:

а) по конструктивному решению;

б) по способу изготовления;

4 Назвать элементы столбчатого фундамента и их назначение.

5 Объяснить область применения столбчатых фундаментов.

6 Объяснить название и область применения сплошных фундаментов.

7 Назвать виды сплошных фундаментов:

а) по способу изготовления;

б) по конструктивному решению.

Проверка степени усвоения материала:

1 Объяснить конструктивное решение фундаментов:

а) для каркасных зданий на прочных грунтах применяется фундамент…. который состоит из ….;

б) для здания на грунтах с высоким уровнем грунтовых вод применятся фундамент, состоящий из…..;

в) для здания с неполным каркасом под кирпичные столбы применяется фундамент……, имеющий .

2 Объяснить назначение фундаментных балок, мероприятия для защиты грунтов от выпирания.

3 Закончить фразу:

а) Фундаменты, возводимые на месте строительства, относятся к ……;

б) Фундаменты, в виде сборных железобетонных скорлуп, относятся к . ;

в) Фундаменты, представляющие собой «стакан», относятся к …..

г) Все фундаменты должны устраиваться обязательно по……

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Столбчатые фундаменты и их применение

Столбчатый фундамент является наиболее дешевым и простым в возведении. Ему отдают предпочтение при строительстве как производственных и общественных зданий, так и одноэтажных дачных построек. Но по ряду причин применение столбчатых фундаментов имеет ограничения и не учитывать их нельзя.

Столбчатые фундаменты относятся к типу отдельных фундаментов на естественном основании и представляют собой столбы с развитой опорной частью (подошвой), передающие сосредоточенные нагрузки от колонн, углов зданий, опорных рам, балок, арок, ферм и других несущих конструкций сооружения. На столбчатых фундаментах возводят лишь достаточно легкие сборно-каркасные дома, из бруса и бревен, а также стойки заборов. При высокой неоднородности грунта основания или его большой просадоточности от использования такого типа фундамента для дачных строений лучше вообще отказаться. На слабо несущих грунтах столбы сильно и неравномерно проседают.

К разметке таких фундаментов предъявляются повышенные требования. Для просадочных грунтов и характеризующихся морозным пученьем они не годятся

Правда, этот тип фундамента широко используют для объектов промышленного и общественного назначения: большие одноэтажные здания, в которых несущими конструкциями служат колонны, а наружные стены — лишь ограждающим контуром. Но в этом случае столбчатые фундаменты имеют особо усиленную конструкцию, большое заглубление и сильно развитую подошву.

Столбчатые фундаменты делают сборными из готовых бетонных блоков, монолитными и из камня (кирпич, бути пиленый камень) на цементном растворе. В сечении они могут быть квадратными или круглыми: зависит от конструкции выбранной опалубки, в которой их отливают из бетона или формы уже готовых бетонных блоков для сборного варианта.

Если на столб должна опираться колонна (промышленные и общественные здания), то в его верхней части делаю углубление — «стакан». В отдельных случаях вместо «стакана» ставят анкерный крепеж для жесткого соединения столба с опираемой конструкцией. Столбчатые фундаменты, в зависимости от своей конструкции, подразделяются на стаканные и бесстаканные. Причем, стаканные выполняют только в бетоне, а бесстаканные — из бетона и камня.

Столбчатый фундамент стаканного типа оптимален для стоек забора. Столб можно отпито заранее или прямо в отрытом под него колодце. В опорной части (подошва) он имеет расширение.

Устройство столбчатого фундамента

Заложение такого фундамента под несущий каркас будущего строения, как правило, делают открытым способом, в предварительно отрытых колодцах или траншеях ниже глубины промерзания грунта: разжиженный грунт и воду удаляют со дна, делают подсыпку из песка или щебня толщиной не более 10 см и трамбуют. Сперва заливают в опалубке (или монтируют из блоков) подошву фундамента, затем — столб (можно сложить из камня).

Площадь подошвы выбирают (рассчитывают специалисты) в зависимости от передаваемой на грунт нагрузки и его просадочности. При больших нагрузках на столбчатый фундамент его армируют (усиливают). Для относительно легких построек (одноэтажных) и сооружений от армирования можно отказаться. Но конструкция столба должна быть такой, чтобы эпюра распределения в нем нагрузки имела угол наклона более 60°. Если угол меньше, неармированная подошва разрушится. Колодец (траншею) с готовым столбчатым фундаментом обратно засыпают песком, послойно и трамбуя.

Нагрузка на столбчатый фундамент определяет его размеры и конструкцию. Оптимальное восприятие нагрузки фундаментом и перенос ее на грунт основания показан на эпюре сопротивления: угол 60° и более гарантирует запас прочности даже не армированному фундаменту, менее 60° фундамент требует усиления армированием

Для столбчатого фундамента важно чтобы его подошва находилась ниже глубины промерзания грунта. Но при его возведении не всегда удается понизить уровень грунтовых вод ниже глубины промерзания. Поскольку бетонные работы в таких условиях весьма затруднительны, столбчатые фундаменты лучше делать сборными из готовых бетонных блоков, укладываемых на цементный раствор. Для подошвы следует использовать армированные блоки.

Ошибки при устройстве столбчатого фундамента

Коснемся лишь дачного строительства, где самой распространенной ошибкой в устройстве столбчатого фундамента является отсутствие в нем развитой опорной части (подошвы). Связано это с тем, что стремясь снизить трудоемкость работ, столбы фундамента заливают из бетона в выбранных в грунте вертикальных колодцах равного сечения: выкапывают или бурят вертикальный канал, стенки которого обкладывают рубероидом или погружают в грунт трубу обсадным способом и заливают туда раствор. Как правило, такие столбы начинают быстро и неравномерно проседать даже при весьма хорошем грунте основания.

Если вы выбрали именно эти технологии возведения столба, рекомендуем нижнюю часть колодца хоть немного расширить: аккуратно выбирая грунт из стенок небольшой лопаткой или трамбуя его ниже окончания обсадной трубы. Но форма и размеры всех таких колодцев для одной постройки должны быть идентичны. Иначе не избежать неравномерной осадки столбчатого фундамента даже в хорошем грунте.

Столбчатый фундамент на просадочных грунтах (илистых или торфяных) — дом интенсивно и длительный период погружается в грунт даже при развитых подошвах в основании столбов.

Столбчатый фундамент возводят на глинистых грунтах с морозным пученьем. Зимой такая постройка на таком фундаменте не в состоянии компенсировать выталкивающее действие сил даже от незначительного морозного пученья: столбы поднимаются из грунта и уходят в сторону, даже с подошвами, заложенными ниже глубины промерзания. Эго явление можно наблюдать после каждой зимы на стойках заборов, установленных на столбчатых фундаментах, но их подправить намного легче, чем заваливающийся дом.

Допускаются ошибки и при разметке столбчатого фундамента. Поскольку столбы заводят под места локальных нагрузок от несущих конструкций постройки (стойки колонны или балки опорной рамы), важно чтобы они имели центральное загружение и были строго вертикальны. В противном случае, в передаваемой на столб нагрузке возникает боковая составляющая, которая уводит его в сторону. К аналогичным последствиям может привести недостаточное количество столбов под нагруженной балкой: балка прогибается и передает на столбы боковое усилие.

Можно ли исправить допущенные ошибки, если дом уже построен?

Рекомендуется на столбчатом фундаменте возводить дома из бревен и бруса или сборно-каркасные и не более.

Читать еще:  Фундамент для теплицы из поликарбоната своими руками

Во-первых, в силу своей конструкции, такие дома передают на каждый столб одинаковые нагрузки.

Во-вторых, если фундамент все-таки уходит в грунт, да еще и неравномерно, такие дома можно выправить:

  • под нижний венец сруба или опорную раму подводят домкраты (над столбами) и приподнимают или выравнивают дом; столбы наращивают и выравнивают по уровню бетонным раствором или каменной кладкой;
  • после набора бетоном необходимой прочности, дом равномерно опускают домкратами на столбы.

При необходимости, такие дома выдержат не один подобный ремонт. Эти работы доверяют только специалистам.

Столбчатый фундамент: когда это выгодно?

Одним из распространенных вариантов опор сооружений является столбчатый фундамент. Его отличает простота и пониженная стоимость, что особо важно при возведении небольших построек.

Фундамент имеет свои плюсы и минусы, а потому выбор должен производиться с учетом конкретных геологических и эксплуатационных факторов. Для обустройства надежной конструкции следует внимательно ознакомиться с основными правилами проектирования и строительства.

Что это такое?

Столбчатый фундамент (СФ) – это система опорных столбов, заглубленных в грунт на нужную глубину и связанных между собой ростверком для равномерного распределения нагрузок.

Опоры устанавливаются на углах, в месте примыкания стен, в наиболее нагруженных местах, а также распределяются вдоль несущих стен с определенным шагом. Единая система позволяет обеспечивать несущую способность фундамента, устойчивость к опрокидыванию, деформации и смещению отдельных столбов.

Область применения

Рассматриваемая конструкция доказала свою работоспособность в следующих случаях:

  • фундамент для легких строений (деревянные, щитовые и каркасные дома);
  • опора тяжелых сооружений и их отдельных элементов, когда ленточный фундамент становится экономически невыгодным из-за необходимости заглубления более 2-2,2 м;
  • строительство на грунтах с высокой пучинистостью;
  • возведение хозпостроек и подсобных сооружений с целью экономии средств.

Использовать столбчатый фундамент не рекомендуется в следующих случаях:

  • на склонах с перепадом высот более 1,8-2 м;
  • при повышенном риске смещения пластов;
  • на сыпучих песчаниках, торфяниках и иных нестабильных грунтах.

Исходя из экономической целесообразности, не рекомендуется возводить СФ с заглублением более 3,5 м. В этих случаях лучше использовать фундамент свайного типа.

Классификация СФ производится по конструкции, применяемым материалам и заглублению. По материалу выделяются такие разновидности:

  • железобетонные (бетон с металлическими армирующими элементами);
  • кирпичные или блоковые (шлакоблоки, пеноблоки);
  • деревянные (бревна или брусья);
  • каменные;
  • металлические (как правила, труба);
  • асбестоцементные;
  • пластиковые (пластмассовые трубы с заливкой бетоном).

По форме столбы могут быть круглыми или прямоугольными (квадратными). Различаются СФ и по типу ростверка.

Он может изготавливаться путем укладки балки (железобетонной, металлической или деревянной) или возводиться в виде мелкозаглубленной (поверхностной) бетонной ленты по всему периметру дома.

Кроме того, классификация осуществляется по высоте подземной части столбов – мелкозаглубленный и заглубленный фундамент. По конструкции и технологии изготовления различаются 2 типа СФ – монолитный и сборный фундамент.

Монолитная конструкция

Монолитный вариант (МСФ) возводится путем заливки бетона в съемную или неразъемную опалубку. В последнем случае обычно применяется труба (металлическая, пластиковая, асбестовая), внутрь которой заливается раствор и устанавливается армирующий каркас.

Неразъемная опалубка создает внешнюю защиту (герметичность) и повышает механическую прочность.

К монолитному бетонному столбчатому основанию можно отнести и деревянные опоры в виде бревен большого диаметра.

Сборный вариант

Сборная конструкция (ССФ) может изготавливаться несколькими способами. В частном строительстве часто используется кирпичная, блоковая или каменная кладка. Обязательно монтируется армирующий каркас из арматурных стержней.

Ускоряет строительство изготовление ССФ из железобетонных блоков. Они устанавливаются друг на друга и скрепляются цементно-песчаным раствором.

Плюсы и минусы опорно- столбчатого основания

Популярность такого фундамента обеспечивают следующие его положительные качества:

  1. Снижение себестоимости фундамента. По материалоемкости и трудовым затратам СФ в средним в 1,6-1,8 раз экономичней ленточного основания.
  2. Снижение общих затрат на строительство дома. Другие варианты фундаментов составляют от 20 до 30% стоимости всего сооружения. Вклад СФ в общие затраты не превышает 14-16%.
  3. Уменьшение трудоемкости. Строительство СФ осуществляется значительно быстрее. Существенно снижается объем земляных работ.
  4. Простота технологии. Столбы можно легко возвести своими руками.
  5. Отсутствие необходимости в теплоизоляции. При СФ она практически бесполезна.
  6. Промерзание грунта влияет значительно меньше, чем в случае бетонной ленты.
  7. Уменьшение нагрузки на грунт, что снижает риск проседания и дает возможность повышения удельной нагрузки на 18-20%.
  8. Ремонтоспособность. Отдельные столбы при необходимости можно отремонтировать или заменить в процессе эксплуатации.
  9. Возможность заглубления более 2 м.

Для объективной оценки необходимо указать и основные недостатки СФ:

  1. Несущая способность СФ ниже по сравнению с ленточным и плитным фундаментом, что ограничивает его применение для тяжелых строений.
  2. Невозможность строительства на подвижных грунтах и на склонах.
  3. Большие проблемы с обустройством подвалов и погребов.

При выборе СФ особо отмечается, что срок его эксплуатации достигает 100 лет при соблюдении всех технологических нюансов.

Общая схема устройства

Как же работает СФ? В основе плана столбчатого фундамента находятся несущие опоры в виде столбов монолитной или сборной конструкции. Они обеспечивают несущую способность фундамента. Этот важнейший параметр зависит от количества и размеров столбов, а также их заглубления.

Для одинаковой нагрузки опор в процессе эксплуатации, в верхней части формируется сплошной пояс (ростверк). Он воспринимает эксплуатационные нагрузки и равномерно распределяет их на все столбы. В результате СФ работает, как единая система, не допускающая проседания отдельных элементов.

Размеры

Фундамент столбчатого типа предназначается для строительства небольших домов. При возведении строений площадью до 30 м2 на нормальном грунте можно использовать опорно-столбчатый фундамент облегченного типа.

Минимальные размеры столбов определяются, исходя из применяемых материалов, эксплуатационных нагрузок и размеров дома. Они нормируются от 30 до 60 см для разных типов СФ.

Ширина столбов зависит от толщины стен дома. Опоры должны выступать не менее, чем на 5-6 см от стены в обе стороны. Стена должна приходится четко на средину фундамента.

Основные узлы и элементы

Рассматриваемый фундамент содержит следующие основные элементы и узлы:

  1. Подушка из уплотненного гравия (щебня) и песка. Она играет роль демпфера между опорами и грунтом, а также выполняет фильтрующую функцию.
  2. Горизонтальная гидроизоляция защищает столбы от проникновения влаги снизу. Накладывается поверх подушки, и обычно выполняется из рубероида.
  3. Основание (пятка) столба. Это расширенная нижняя часть, увеличивающая площадь опоры. Она не позволяет ей проседать под действием нагрузки и повышает устойчивость.
  4. Основные элементы – опорные столбы с армирующим каркасом.
  5. Соединительный узел. Для скрепления столбов с ростверком концы арматуры выводятся на 60-80 см выше верхнего среза. При необходимости закрепляются специальные шпильки и анкерные болты.
  6. Ростверк. Основные его разновидности: монолитная балка, железобетонная лента и рандбалка. Последний вариант изготавливается в виде кирпичной кладки с армировкой на основании из доски. Тело ростверка в виде непрерывного пояса охватывает весь периметр дома. С помощью соединительного узла оно должно быть надежно соединено с армирующим каркасом столбов.
  7. Вертикальная гидроизоляция. Ее задача – надежная защита от проникновения влаги сбоку. Применяется битумная обмазка, слои рубероида, полиэтилена и современных плиточных или рулонных материалов.

Все элементы должны быть увязаны в единую систему и работать, как единое целое.

Глубина заложения

По высоте подземной части (заглублению) СФ подразделяется на 2 типа. За мелкозаглубленный СФ принимается фундамент с заглублением менее уровня промерзания грунта. Глубина заложения составляет 0,4-0,7 Н, где Н – глубина зимнего промерзания, характерная для данного региона.

Так для Центрального региона РФ, где Н достигает 1,4 м – глубина МСФ может составлять от 60 до 100 см.

Одной из разновидностей МСФ является незаглубленный СФ. Независимо от уровня промерзания, его заглубление принимается 40-55 см, что иногда составляет всего 1/3Н.

Правила глубины заложения заглубленного СФ устанавливают, что его основание должно находиться ниже уровня промерзания на 20-25 см, но на 40-50 см выше расположения грунтовых вод. Этот вариант используется для грунтов с высокой пучинистостью. Для Центральных регионов заглубление достигает 1,6-1,8 м.

Опоры

Опорные столбы должны обеспечивать несущую способность и обладать максимальной прочностью. Пятка, как правило, имеет площадь, превышающую сечение столба в 1,8-2 раза. Высота расширенной нижней части достигает 1/3 от заглубления. Например, столб 45х45 см имеет пятку 90х90 см высотой порядка 15 см.

Второй важный элемент – армирующий каркас. Он состоит из вертикальных стержней стальной арматуры диаметром 12-16 мм, которые имеют горизонтальную увязку (шаг 20-25 см). Количество стержней зависит от размеров столба и может составлять от 4 до 10 штук.При изготовлении МСФ применяется бетон марки не ниже М400.

Проектирование и расчет

Надежность СФ зависит от правильного выбора размеров и количества опор. Существует методика проведения точных расчетов, которой пользуются специальные организации. При проектировании СФ в частном строительстве обычно используются упрощенные методики.

Длина

Длина, т.е. высота опорных столбов, зависит от глубины заложения и наличия наземной части, т.е. конструкции ростверка. Для больших хозпостроек, бань, сараев для содержания домашних животных обычно применяют незаглубленные опоры длиной 40-50 см. Небольшие жилые дома, дачи имеют СФ с заглублением 60-100 см. Для тяжелых зданий используется заглубление до 3 м.

Ростверк, как правило, делается с небольшим заглублением (до 20 см) или поверхностного типа. В этом случае длина опоры не превышает глубины заложения СФ.

Если дом возводится в болотистой местности или с плохой паводковой ситуацией, то ростверк поднимается над поверхностью земли. Наземная часть опоры может достигать 30-40 см. Соответственно, общая длина складывается из заглубления и наземного участка.

Сечение

Расчет общей площади опор СФ проводится по простой формуле S=1,3P/Ro, где P – суммарная эксплуатационная нагрузка, учитывающая общий вес строения; Ro – сопротивление грунта (значение брать из таблицы №1).

Для примера, для дома с полной нагрузкой зимой 25000 кг, расположенного на суглинке (Ro=3,5 кг/см2), суммарная площадь опор должна составлять не менее 1,3х25000/3,5=930 см2. Зная количество столбов, можно определить необходимое сечение каждого из них.

Минимальные размеры столбов нормируются с учетом особенности применяемых материалов. Действующие нормативы устанавливают такие значения:

  • монолитный железобетон – 30 см;
  • кирпичная кладка – 38-40 см;
  • бут и бетонные блоки – 40 см;
  • камень – 60 см.

При проектировании СФ для небольших строений ориентиром становятся именно минимально допустимые размеры столбов.

Количество

При определении количества необходимых опорных столбов следует учитывать такие условия:

  1. Столбы обязательно располагаются в углах, в местах прилегания перегородок, в месте формирования дверного проема, а также в местах, где предполагаются значительные нагрузки (например, установка тяжелого оборудования);
  2. Если расстояние между обязательными столбами превышает 2,5-3 метра, то устанавливаются дополнительные, промежуточные опоры в средней части;
  3. Средний шаг расстояния между столбами – 1,5-2 метра;
  4. С увеличением веса сооружения шаг установки опор уменьшается, но делать его менее 1 метра считается не оправданным экономически.
Читать еще:  Ленточный фундамент или монолитная плита что лучше?

После определения потребного количества столбов, можно рассчитать минимальное их сечение. Для этого ранее определенное по формуле общее сечение надо разделить на количество опор.

О технологии возведения такого фундамента подробно можно узнать в другой нашей статье: “Просто и быстро: строим столбчатый фундамент своими руками“.

Представляем вашему вниманию фото подборку столбчатых фундаментов для разных типов домов

Полезное видео

Возведение столбчатого фундамента – в видео:

Заключение

Столбчатый фундамент достаточно популярен в частном строительстве. Он помогает значительно снизить затраты на возведение хозпостроек и небольших жилых домов.

Такой фундамент способен противостоять пучинистости, но непригоден для нестабильных грунтов. Ограничено его использование и для больших домов.

Столбчатый фундамент

Опубликовано 25.02.2018

Содержание

  1. Общее описание
  2. Типы столбчатого фундамента, материалы и особенности
  3. Технология (этапы монтажа)

Общее описание столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент представляет собой систему столбов — опор, которые располагаются в строго определенном расчетным путем порядке.

Этот вид фундамента целесообразно использовать при возведении относительно небольших легких зданий без подвалов, имеющих, как правило, не более двух этажей, а также различных построек для хозяйственных нужд и легких конструкций каркасного типа.

При наличии на Вашем участке следующих условий не рекомендуется возводить столбчатый фундамент, лучше выбрать другой способ устройства основания здания:

  • Грунт на участке отличается подвижностью в горизонтальной плоскости. Устранить влияние этого фактора можно с помощью устройства более мощных ростверков (об этом ниже), но такие работы увеличат общую трудоемкость процесса и поднимут расходы на материалы.
  • Требуется возведение дома массивной конструкции: со стенами из железобетона или кирпича.
  • Наличие слабонесущих грунтов (глина, торф, насыщенные водой или просадочные породы);
  • Значительный перепад высот на участке, отведенном под строительство, составляющий более 2-х метров.

К преимуществам столбчатого фундамента относятся относительно невысокая трудоемкость его обустройства и отсутствие необходимости проведения земляных работ в значительных объемах, что позволяет уменьшить затраты на строительные работы и материалы. Стоимость его возведения по сравнению с ленточным будет меньше на 30—50%.

На срок службы столбчатого фундамента влияет вид материала, который используется для изготовления опор, и он в среднем составляет:

  • для деревянных столбов — в зависимости от породы древесины от 7 до 15 лет без дополнительной обработки и от 10 до 30 лет при использовании обжига или специальных составов;
  • для столбов из красного кирпича — до 40 лет;
  • бутовых или бетонных опор — 50—80 лет;
  • монолитных бетонных столбов с армирующей обвязкой — до 150 лет.

Однако приведенные цифры достаточно условны, так как необходимо учитывать еще множество факторов, влияющих на долговечность столбчатого фундамента. Прежде всего — это качество применяемых материалов, характеристики бетонов и растворов, используемых для выполнения кладки, и правильное гидроизолирование опор.

К примеру, обрабатывать бетонные столбы при устройстве фундамента достаточно сложно, поэтому для их изготовления применяется влагостойкий бетон, а деревянные опоры покрывают специальными составами.

Типы столбчатого фундамента, материалы и особенности

В зависимости от глубины расположения основания столбчатые фундаменты делятся на следующие виды:

  • Незаглубленные — глубина их заложения составляет в среднем от 0,3 до 0,5 глубины промерзания почвы в данной местности.
  • Малозаглубленные — к ним относят основания зданий, заложенных на глубине равной 0,5—0,7 глубины промерзания согласно нормам.
  • Заглубленные, основание которого опускается на уровень промерзания грунта и ниже.

Изготавливают опоры столбчатого фундамента из различных материалов. На выбор определенного вида материала влияет,в первую очередь, вес возводимого здания.

Для столбов может использоваться:

  • бутовый камень или камень-плитняк, имеющий средние размеры, причем нужно подбирать материал для опор одних параметров;
  • красный кирпич хорошего обжига, так как материал низкого качества может быстро разрушиться;
  • комбинация бетона и бутового камня;
  • монолитный железобетон;
  • блоки из железобетона и бетона; трубы из асбестоцемента или металла, заполненные бетонной смесью;
  • древесина твердых пород.

Для обеспечения устойчивости здания и длительной его эксплуатации опоры при сооружении фундамента должны выдерживать значительную нагрузку, что возможно лишь при определенных габаритах. Размеры каждого столба, глубина их заложения, количество столбов, места расположения, а также расстояние между соседними столбами являются расчетными. Определенно не стоит в данном случае применять метод «на глаз», лучше воспользоваться помощью профессионалов или специализированных программных инструментов.

По конструкции столбчатый фундамент сооружают монолитным (из железобетона), комбинированным (трубы из асбестоцемента или железа, залитые раствором) или сборным из отдельных элементов (кирпич, камень или готовые блоки). Кроме того, возводят фундамент подобного типа, используя готовые столбы из железобетона или дерева.

К особенностям монолитного столбчатого фундамента относятся: использование в качестве основного материала бетонна; трудоемкость из-за соблюдения технологии сооружения столбов; необходимость обустройства опалубки и использования арматуры; надежность, долговечность и прочность конструкции.

Сборный столбчатый фундамент менее трудоемкий и возводится с использованием штучных элементов. Такой фундамент широко использовался в прошлом, он отличается следующими параметрами: значительным сокращением сроков сооружения основания; необходимостью проведения гидроизоляционных работ. Кирпичный фундамент применяется довольно редко из-за сложности возведения и способности кирпича впитывать влагу, разрушаясь под ее воздействием. Поэтому часто используется комбинированный вариант, при котором нижняя часть опор, находящаяся в земле, отливается из монолитного бетона, а верхняя возводится из кирпича. Фундамент из бетонных блоков менее подвержен разрушению под действием влаги, но впитывает ее, поэтому нуждаются в проведении гидроизоляционных мероприятий. Кладку из блоков выполняют с обязательной перевязкой швов, а для усиления прочности в пустоты устанавливают металлические стержни и заполняют их раствором.

Особенности комбинированного столбчатого фундамента: сокращение сроков строительства основания; не требуется точно соблюдать глубину заложения всех опор, так как этот параметр корректируется.

Фундамент из труб, применяющихся в качестве столбов, напоминает свайный, но характеризуется меньшей глубиной заложения.

Характерные черты возведения фундамента из готовых столбов: увеличение скорости сооружения; снижение трудоемкости выполнения работ. Для этой технологии применяются опоры из древесины или железобетона.

Под дома из дерева, особенно возводимые по каркасной технологии, можно устанавливать столбы из древесины хвойных пород или дуба, обработанные специальным составом от гниения.

Для того чтобы увеличить устойчивость опор и исключить их горизонтальное смещение, верхние торцы столбов соединяются между собой металлическими балками, швеллером или монолитной конструкцией из железобетона, называемой ростверком. В зависимости от климатических условий и рельефа местности его нижняя часть может быть заглубленной в траншею, располагаться на уровне земли или иметь зазор между почвой и поверхностью фундамента. Чтобы защитить стены от неблагоприятного воздействия грунта и влаги на столбчатом фундаменте сооружают цоколь.

Технология (этапы монтажа)

Перед тем, как приступить к сооружению столбчатого фундамента, необходимо провести расчеты для выбора материала и определения количества столбов и мест их установки, глубины заложения и других параметров.

Для этого понадобятся следующие данные:

  • характерные особенности грунта;
  • материал строения;
  • величина глубины залегания грунтовых вод;
  • уровень промерзания почвы;
  • величина силы морозного пучения;
  • конструктивные особенности здания (его высота, тип перекрытий, материал кровли);
  • величина нагрузок в каждой точке.

Можно воспользоваться специальными программами, прибегнуть к помощи специалистов или сделать это самостоятельно. В последнем случае проверяют несущую способность опор, учитывая тип грунта. Для чего сравнивают предельную нагрузку столбов на почву с допустимой нагрузкой, которая зависит от показателя прочности грунта. На основании полученных данных возводится поэтапно столбчатый фундамент:

1. Проведение подготовительных работ

Сначала рабочую площадку расчищают, если есть в наличии грунт с растительным слоем — его убирают, отступая не менее 2—5 м от периметра планируемого фундамента. Затем на глинистых почвах устраивают подушку из песка и гравия, песчано-каменистые используются без изменений, а для торфяных и илистых потребуется устройство искусственного основания. В заключение проводят выравнивание площадки по горизонтальной плоскости, для чего срезают бугры и засыпают ямы, ориентируясь по уровню.

2. Разметка фундамента

На участке проводят разметку осей дома, правильность которой контролируется точным измерением и проверкой соответствия углов 90⁰. Необходимо также наметить низ траншеи, хотя бы по углам здания, при этом ее глубина должна совпадать с проектной величиной. По чертежам размечают месторасположение каждого столба, а для контроля их по высоте используют колышки с натянутым между ними шнуром. Применение специальных измерительных приборов обеспечит точность разметки.

3. Земляные работы

Для фундамента из монолитного железобетона роют ямы прямоугольной формы вручную или с помощью средств механизации. Если глубина заложения опор не превышает 1 м, то стенки ям не укрепляются. В противном случае шурф роют с откосами и с последующим укреплением их досками. Чтобы устранить морозное пучение грунта на дно укладывают подушку из гравия или его смеси с крупным песком. Подушку проливают водой и уплотняют с помощью трамбовки, а затем укладывают рубероид или полиэтилен, которые предотвратят осушение заливаемого бетона.

4. Возведение столбов

Если столбы сооружают из монолитного бетона, то на этом этапе из досок, фанеры или древесно-стружечных плит монтируют опалубку, проверяя ее на соответствие вертикальной оси с помощью отвеса. При использовании в качестве столбов металлических или асбестоцементных труб их располагают на 30—40 см выше уровня грунта. Сооружение столбчатого фундамента из блоков или кирпича состоит из укладки на подушку слоя гидроизоляции, формирования подложки из материала и выполнения кладки. Для закрепления кирпича или блоков между собой используют цементный раствор. Столбы из древесины изготавливают из твердых пород, а снизу монтируют крестовину, которую утапливают в бетоне. Перед установкой дерево обжигают или обрабатывают специальными защитными антисептиками против гниения. Опоры из асбестоцементных или металлических труб устанавливают в ямы на подготовленную подушку, затем в них заливается бетонная смесь. Для армирования подобных столбов используют ребристую арматуру. Столбы из бутового камня нежелательно применять в пучинистых грунтах, так как при эксплуатации дома и воздействии нагрузки опора может расслоиться. Для предотвращения подобных вариантов развития событий столбы устраивают в форме трапеции с расширением к низу.

5. Установка арматуры

Армирование столбов выполняется с помощью металлических стержней, установленных в вертикальном направлении и горизонтальных перемычек из проволоки. Стержни необходимо располагать с таким расчетом, чтобы в последующем можно было связать каркас готового столба и ростверка, то есть необходимо предусмотреть выход арматуры над поверхностью опоры.

6. Заливка бетонной смеси

Монолитные столбы заливают, используя смесь цемента, гравия, песка и воды, либо товарный бетон предварительно поместив на дно опалубки гидроизолирующий материал, в качестве которого применяется рубероид.

7. Устройство ростверка

Для обеспечения устойчивости и жесткости столбчатого фундамента сооружают ростверк, которым соединяют опоры между собой. Его можно выполнить из металлической балки, швеллера, а также в виде сборного или монолитного элемента.

Читать еще:  Как укрепить фундамент и обвязать цоколь дома?

8. Устройство забирки

При возведении столбчатого фундамента для того, чтобы утеплить пространство под полом и предотвратить попадание в него снега, влаги и проникающего холодного воздуха, а также мусора или пыли устраивается забирка. Она представляет собой ограждающую стенку и может сооружаться из любых материалов, но чаще всего используют кирпич или камень. Основанием забирки служит стяжка из бетона, которая не имеет заглубления и укладывается на подушку из песка. Для ее сооружения потребуется опалубка, а также каркас из металлических прутков, предотвращающий возможные разрывы бетона из-за движения почвы. Укладывая материалы для забирки на стяжку, необходимо позаботиться о технических отверстиях для подводки различных инженерных коммуникационных сетей.

Технология возведения столбчатого фундамента не отличается особой сложностью и не требует выполнения земляных работ в значительном объеме, в результате чего снижается трудоемкость его монтажа. Такая основа — оптимальный выбор при строительстве легких сооружений, хозяйственных построек и домов (как правило из дерева) не выше 2-х этажей. Выбор устройства фундамента на столбах позволяет значительно снизить расходы на материалы и способствует упрощению подводки инженерных коммуникаций. К тому же высокая скорость сооружения основы дает возможность почти сразу приступать к строительству дома, исключая ситуацию, когда опоры изготовлены из монолитного бетона и требуется около 30 дней для набора его прочности. Однако при возведении столбчатого фундамента своими руками могут возникнуть некоторые затруднения. Во-первых, главная проблема — правильно рассчитать количество столбов и выбрать глубину их заложения. Ошибка в расчетах нагрузки и оценке несущих способностей грунта может обернуться неравномерностью оседания фундамента. Избежать этого можно, если доверить работу специалистам, а также самостоятельно изучив технологию строительства такой разновидности фундаментов.

Столбчатый фундамент: область применения

Рассмотрим подробно, что такое столбчатый фундамент и область его применения. Любое строительство надежных и долговечных стационарных построек начинается с заливки фундамента. Современные технологии строительства постоянно совершенствуются, облегчая процесс стройки. Технологии возведения фундамента различны, как и материал, используемый для его создания. Один из часто используемых видов фундамента столбчатый. В конце статьи смотрите видео.

Области применения столбчатого фундамента

В строительстве столбчатый фундамент применяется в следующих случаях:

  1. Строительство дома, не предусматривающего подвальных помещений, возведённого из лёгких по весу строительных материалов, древесина, каркасная или щитовая постройка.
  2. Территория, где возможно промерзание грунта от 1.3 метра и более, условия при которых фундамент должен составлять глубину от 1,5 до 2 метров
  3. Нестабильный состав грунта склонный к усадке.

Также применение в строительстве столбчатого фундамента имеет ряд ограничений:

  1. Столбчатый фундамент не подходит для использования в местности, где грунт склонен к горизонтальным сдвигам, в таких ситуациях необходимо более прочное основание.
  2. Постройка из кирпичных материалов, где толщина стен от 50 см.
  3. Перепады грунта по высоте от 2 м. и больше.

Как правильно установить столбчатый фундамент

При правильном монтаже фундамента бетонные столбы необходимо расположить на углах по всему периметру будущей постройки. Важно, чтобы расстояние между столбами было одинаковым друг от друга — от 1,5 до 2,5 метров. Нагрузка строения на столбчатый фундамент должна везде быть равномерной. Ровность и надежность при работе с данным видом фундамента осуществляется с помощью ростверка. Эта процедура помогает повысить устойчивость, предотвратить опрокидывание и создаёт целостность конструкции.

Из какого материала выполняется столбчатый фундамент

Столбы фундамента могут быть выполнены из камня, кирпича, бетона, сборных железобетонных блоков. Самый частый вариант, используемый в строительстве — это железобетонные монолитные столбы с поперечным сечением 40 см. Точные расчёты можно произвести в проектной организации. При расчетах организация учтет ряд факторов:

  • вес строения;
  • внешние временные нагрузки снег или гололёд;
  • материал, который будет использоваться при строительстве конструкции.

Преимущества

Столбчатый фундамент имеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами:

  1. Минимальный расход материала и времени для монтажа.
  2. Меньшая степень усадки благодаря отдельным элементам в виде столбов.
  3. Минимальные затраты.

При определении глубины закладки столбчатого фундамента необходимо учитывать ряд факторов:

  1. Глубина промерзания грунта. Столбы устанавливаются относительно минимальной отметки промерзания, для сохранения целостности и отсутствия деформации.
  2. Типовые характеристики грунта. Для использования в торфяных или илистых грунтовых породах столбчатый фундамент не подходит. Необходимо предварительно сделать песчаную утрамбованную основу.
  3. Уровень влажности земляного покрова. Необходимо выяснить уровень грунтовых вод. Если определяется высокая отметка, то нужно осуществить дренаж и гидроизолировать фундамент.

Пошаговая установка столбчатого фундамента

Подготовка участка

На первом этапе необходимо подготовить участок. Аккуратное снятие верхнего грунта, дернового и плодородного слоев. Необходимо дойти до грунтового слоя нужного состава, это песчаный или каменистый слой. При обнаружении торфяного или илистого грунта лучше прибегнуть к помощи специалистов.

Если грунт на участке преимущественно с наличием глиняных пород, то необходимо частично заменить его, на искусственно созданные песчано-щебневые подушки.

Планировка

После определения вида грунта необходимо перейти к следующему этапу это выравнивание площадки, убирая неровности поверхности, засыпать ямы и снять бугристости.

Разметка

Третий шаг — это разметка участка согласно проекту, для дальнейшего монтажа конструкции. После установки разметочных столбиков наносятся оси. Между столбиками необходимо натянуть веревку параллельно осям, которая будет соответствовать размеченным размерам фундамента. Необходимо соблюдать правило, веревка должна быть натянута ровно на 90 градусов относительно каждого угла фундамента.

Ямы под бетонные столбы

Далее выкапываются ямы под бетонные столбы, они должны копаться вручную или при помощи специализированной техники. Используя ручной метод копания, ямы получатся более ровными. Размеры ям относительно фундамента копаются с запасом на 20-30 сантиметров в глубину и ширину. На дно ямы укладывается основа, состоящая из смеси гравия и песка. Основа должна быть хорошо утрамбована и периодически поливаться водой, для лучшего распределения смеси.

Опалубка для столбов фундамента

Следующим шагом будет установка опалубки. Опалубка для столбов, представляет собой плотно сбитые, строганные, сырые доски. Важно учесть, что между досками не должно быть щелей. Опалубка должна быть прочно закреплена, при плохом закреплении возможна деформация и смещение опалубки из-за залитой бетонной основы.

Тема 4 Столбчатые фундаменты, сплошные фундаменты, область применения, конструктивные решения

Прочитать учебный материал темы, составить конспект и подготовиться к закреплению.

Столбчатые фундаментыприменяются в основном для зданий каркасного типа, располагаются под каждой колонной и на прочных грунтах в основании.

Состоят сборные столбчатые фундаменты из следующих железобетонных элементов (рисунок 37а, б, в):

— плитной части, состоящей из одной или нескольких ступеней;

— подколонника стаканного типа, для установки колонны.

а б г

а, б, в — сборные столбчатые фундаменты стаканного типа; 1 – колонна; 2 – подколонник стаканного типа; 5 – плита; г – сборный столбчатый фундамент пенькового типа; 3, 4 – пенек для кирпичных столбов; 5 — плита

Рисунок 37 – Столбчатые фундаменты

Элементы фундамента укладываются на уплотнённый грунт, по щебёночной или песчаной подготовке, соединяются между собой слоем цементно-песчаного раствора.

Для зданий с неполным каркасом, когда применяются кирпичные столбы, столбчатый фундамент решается пенькового типа (рисунок 37г), т.е. состоит из:

— фундаментной плиты, сборной или монолитной;

— пенька (столба) – из кирпича, бутового камня или железобетона.

При большой нагрузке от здания, большой глубине заложения фундамента, не достаточно прочных грунтах в основании столбчатый фундамент устраивается монолитным (рисунок 38).

1 – плита с уступами; 2 – подколонник; 3- колонна; 4 – стакан; 5 — горизонтальные бороздки на колонне для закрепления с бетоном; 6 – бетонная подготовка Рисунок 38 – Монолитный столбчатый фундамент

Для опирания самонесущих стен каркасных зданий применяются фундаментные балки, которые передают нагрузку от стен на фундаменты.

Для предупреждения деформаций под балками от выпирания грунтов под фундаментом и пучения грунта, выполняют засыпку под фундаментной балкой из шлака или песка (рисунок 39).

1 – столбчатый фундамент; 2 – фундаментная балка; 3 – кирпичная стена; 4 – засыпка Рисунок 39 – Опирание самонесущей стены на столбчатый фундамент

При возведении малоэтажных зданий с несущими стенами на достаточно прочных грунтах фундаменты могут устраиваться столбчатыми в виде отдельных опор (рисунок 40), которые располагают в углах здания, пересечении наружных и внутренних стен, под простенками и при сплошных стенах по длине через 1,5; 3,0; 4,5; 6,0 м.

Отдельные опоры могут выполняться сборными из отдельных блоков, монолитными из бетона, бутобетона и бутового камня.

По обрезу фундамента укладывают железобетонные фундаментные балки, под которыми устраивают шлаковую или песчаную подсыпку для предупреждения деформации пучения и осадки основания (рисунок 40).

а – из сборных элементов с опиранием фундаментной балки: 1 – железобетонная фундаментная балка; 2 – подсыпка; 3 – отмостка; 4 – гидроизоляция; б – составной: 4 – сборные железобетонные плиты; 5 – кирпичный столб; в – неиндустриальный: 5 – кирпичный столб; 6 – ступени из бутовой кладки

Рисунок 40 – Столбчатые фундаменты под несущие стены

Сплошные фундаментыустраиваются под всей площадью здания в виде сплошной плиты при значительных нагрузках от здания, на слабых грунтах, неоднородных грунтах, при высоком уровне грунтовых вод. Сплошные фундаменты обеспечивают равномерное распределение нагрузки на основание и равномерную осадку их под нагрузкой.

Сплошные фундаменты подразделяются на:

— монолитные (рисунок 41), устраиваемые на месте;

— сборные (рисунок 42), изготавливаемые на заводах стройиндустрии и монтируемые на строительной площадке.

По конструктивному решению сплошные фундаменты могут быть в виде:

— сплошной плиты,

— плиты с рёбрами,

— скорлуп-оболочек.

а – сплошная гладкая плита; б – плита с ребрами

Рисунок 41 – Монолитные сплошные фундаменты

а – цилиндрическая оболочка; б – параболическая с затяжкой

Рисунок 42 – Сборные сплошные фундаменты

Материал для закрепления:

1 Назначение столбчатых фундаментов.

2 Объяснить название фундамента «столбчатый».

3 Назвать виды столбчатых фундаментов:

а) по конструктивному решению;

б) по способу изготовления;

4 Назвать элементы столбчатого фундамента и их назначение.

5 Объяснить область применения столбчатых фундаментов.

6 Объяснить название и область применения сплошных фундаментов.

7 Назвать виды сплошных фундаментов:

а) по способу изготовления;

б) по конструктивному решению.

Проверка степени усвоения материала:

1 Объяснить конструктивное решение фундаментов:

а) для каркасных зданий на прочных грунтах применяется фундамент…. который состоит из ….;

б) для здания на грунтах с высоким уровнем грунтовых вод применятся фундамент, состоящий из…..;

в) для здания с неполным каркасом под кирпичные столбы применяется фундамент……, имеющий .

2 Объяснить назначение фундаментных балок, мероприятия для защиты грунтов от выпирания.

3 Закончить фразу:

а) Фундаменты, возводимые на месте строительства, относятся к ……;

б) Фундаменты, в виде сборных железобетонных скорлуп, относятся к . ;

в) Фундаменты, представляющие собой «стакан», относятся к …..

г) Все фундаменты должны устраиваться обязательно по……

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector