Технология возведения сборного столбчатого железобетонного фундамента

Фундамент, или подземная часть конструкций дома, требует тщательного подхода, так как является "связующим" звеном и передает нагрузки всей надземной части здания непосредственно в грунт, поэтому при его неправильном расчете здание будет повреждено в результате осадки.

Столбчатый фундамент получил широкое распространение ввиду своей относительно-невысокой стоимости, простой монтажной схемы сборки.

Описание фундамента

Армирование каркасом из стержней с периодическими ребрами

Технология "столбчатый" - фундаментов данного типа говорит сама за себя - представляет она систему совместной работы столбов, погруженных в грунт на определенную глубину. Система расположения также имеет значение, так что установку следует делать строго по проекту.

Обычно столбы располагаются под колоннами, на пересечении стен, а также в местах, где появляются сосредоточенные усилия, чтобы избежать разрушений. Оголовки столбов (верхняя плоскость) должны быть установлены по одному уровню, который впоследствии будет УЧП - уровнем чистого пола. Основание столба (нижняя часть) опирается непосредственно на грунт, передавая нагрузки в толщу, причем грунт должен быть большой плотности, так как чаще всего столбчатые фундаменты имеют небольшую площадь по сечению.

Нередко оголовки столбов поднимают на высоту около 500 мм над землей, чтобы при использовании деревянных конструкций избежать чрезмерный контакт древесины с влагой, что будет вызывать снижение прочности за счет гниения древесины. При прямом контакте дерева с влагой избежать начала гниения не поможет даже использование смолистых пород и специальные обработки - это только отложит неизбежное, а устройство проветриваемого зазора увеличит время эксплуатации на десятки лет.

Условия при которых преимущество выбора у столбчатых фундаментов:

• При нерентабельности использования других типов фундаментов при кирпичных стенах (при большой глубине заложения - около 2 м);
• Если конструкции дома легкие - деревянные каркасные или каркасно-щитовые;
• Когда условие вспучивание грунта при больших морозах следует исключить - минимальное воздействие пучение оказывает именно на столбчатые фундаменты в виду их конструктивной особенности.

Возможные дополнения

Сборные столбы для устройства дома из деревянных конструкций

Для того, чтобы избежать неравномерной осадки дома и обеспечить равномерное распределение нагрузки на каждый из столбов устраивают ростверк, который представляет собой пояс из балок, соединяющий все столбы. Данный факт положительным образом сказывается и на распределении нагрузок от заполнения стен, так как фактически получится, что практически все стены будут опираться на балки, исключения составят только перегородки.

При небольшом расстоянии (до 2,5 м) балка представляет собой по конструкции обычную перемычку, в другом случае устраивается более мощная конструкция балки, которая известна также как рандбалка - сборка возможно из железобетона или металлического профиля.

Доступные формы и разнообразие

Столбчатые фундаменты имеют сечения следующих геометрических форм:

• Круглое;
• Квадратное;
• Прямоугольное.

Стоит сказать, что большое распространение получило круглое сечение в виду того, что они обусловлены возможностью более легкого монтажа - достаточно сделать скважину, причем исходя из этого можно сказать, что самые распространенные размеры сечения - 150, 200, 250 и 400 мм в виду наличия ручного бурового оборудования. Устройство скважин ручным методом имеет много преимуществ:

• Одно из самых главных, которые влияют на данный выбор - значительное снижение стоимости;
• Не нужно будет обеспечивать подъезд спец.техники, а нередко бывает так, что она просто не может подъехать к площадке строительства, в результате уходит много времени на расчистку пути;
• Скважины под столбчатые фундаменты устраиваются обычно не глубже 2 метров, так что техника с бурильным оборудованием больше похоже на излишки.

Еще необходимо отметить, что фундамент стаканного типа фактически является разновидностью столбчатого, но более усовершенствованного.

Возможный материал для устройства столбов:

• Дерево - вариант дешевый, так как скорее всего он будет являться доступным, однако даже обжиг и обработка антисептиками, устройство гидроизоляционного слоя (чаще всего используют горячий битум) не сможет исключить постепенное гниение древесины, да и несущая способность таких столбов самая низкая;
• Сборка столбов из штучных каменных материалов как кирпич или бетонные блоки - вариант также вполне доступный, однако нужно будет решить один вопрос - выполнение данной кладки, ведь если скважина глубокая, то укладка в нее кирпича или блоков будет если и возможной, то очень неудобной, а сборка столба сначала на местности, а потом погружение его в скважину - процесс трудоемкий;
• Монолитный железобетон в данном случае наилучшее решение - в скважину нужно будет установить арматурный каркас и залить бетонную смесь - в плане трудоемкости самый простой вариант, хотя несущая способность - наилучшая, относительно всех предыдущих вариантов.
  
  
  
  
  

  Устройства столбчатого фундамента с уширением нижней части

При использовании монолита нередко устраивают уширение нижней части, чтобы увеличить площадь опирания на грунт, в результате чего уменьшить нагрузку распределив ее по большему сечению. Нельзя также не отметить еще одно положительное качество - при замерзании влаги в грунте и увеличении в объеме выталкивающие силы действуют в данном случае не так "эффективно" (данное качество упомянуто выше и является условием для выбора столбчатых фундаментов).

Описание монтажных работ по устройству столбчатого фундамента

Технология устройства столбчатого монолитного фундамента начинается также, как и все в строительстве - с расчетов конструкций и создания проекта. Необходимо точно учесть возможные нагрузки, а также места их приложения. После этого происходит расстановка столбов на плане, определение их сечения, а также типа армирования (количество и диаметры рабочей арматуры).

Переходим к разбивке участка - необходимо нанести все контуры, а также отметить места, в которых будут находиться скважины под будущие столбы.

Теперь есть два пути, по которым следует пойти, если производится столбчатый фундамент с переменным сечением (с расширением нижней части):

• Использование больших земельных объемов работ - придется готовить скважину или выкопать яму больших размеров, чем запроектирован столб фундамента, сборка соответствующей опалубки, погружение ее в образовавшуюся скважину или яму;
• Использование специального бура ТИСЭ-ф, который разработан исключительно для производства скважин с расширенной нижней частью - за счет наличия специального плуга у скважины в 200 мм можно сделать нижнее сферическое расширение размером до 600 мм.

В первом случае после установки опалубки необходимо проверить правильность ее положения - чтобы не возникло скосов и уклонов у столба, далее желательно устроить систему распорок опалубки и скважины, чтобы при установке каркаса и заливке бетонной смеси опалубка не сдвинулась.

Так как бетонные столбы имеют отличные показатели на сжатие, однако при возникновении изгибающего момента или растяжения - бетон не обеспечивает должной прочности, следовательно именно для этого предусматривается армирование столбов - оно представляет собой пространственный каркас, собранный из рабочей периодически-ребристой арматуры (класс А-III) и поперечной конструктивной арматуры малого диаметра, которая служит в роли хомутов - обвязывает конструкцию из нескольких стержней.

Крепление хомутов к рабочей арматуры делается или способом обвязки (если диаметр арматуры это позволяет), креплением вязальной проволокой с затягиванием узлов или электро-дуговой сваркой.

После сборки каркас погружается и устанавливается в проектное положение - концы вертикальной (рабочей) арматуры не должны касаться грунта, чтобы не начался процесс коррозии, а также каркас должен быть размещен по центру "тела" столба. При заливки раствора нужно использовать вибратор - это поможет добиться сплошной толщи тела бетона, избежав наличия полостей, понижающих прочностные показатели столба.

При наличии монолитного ростверка необходимо оставлять выпуски арматуры, которые будут заводиться в балки раостверка, обеспечивая совместную работу всей конструкции. Если ростверк устраивается из металлических профилей, то в оголовок должна установиться закладная деталь, к которой в последствие будет привариваться металлический профиль.

Столбчатый фундамент с ростверком из рандбалок

Во втором случае работа будет производиться несколько быстрее - бурение скважины процесс менее трудоемкий, так как объем земляных работ будет гораздо меньше предыдущего способа. Бурение скважины производится преимущественно ручным способом, после того, как достигнута нужная глубина, с помощью плуга устраивается уширение нижней части.

Сборка опалубки в данном случае не имеет необходимости, поэтому после устройства скважин переходим к процессу армирования. Арматурные стержни с переодическими ребрами, собранные в каркас с помощью хомутов, погружаются в скважину и устанавливаются в проектное положение - соблюдение данного условия необходимо строго соблюдать.

После этого непосредственно в скважину заливается раствор, который впоследствии вибрируется. Остается только дождаться, когда бетон "схватится" и приступать к следующим строительным этапам. При устройстве ростверка необходимо следовать всему, что про данный этап описано выше (в первом случае).

Сборные столбы

Технология возведения сборного столбчатого железобетонного фундамента также подразумевает два варианта развития событий:

• Предварительная сборка столбов "снаружи", а затем - погружение в подготовленную скважину (в данном случае правильнее сказать - яму, так как чаще всего сборные столбы имеют прямоугольное или квадратное сечение, обусловленное штучными каменными элементами);
• Сборка столбов непосредственно в готовой скважине или яме - при условии большого заглубления данный метод предполагает большую выемку грунта, так как в противном случае сборка будет просто невозможной.

При сборке столба "снаружи" - каменная кладка с использованием цементно-песчаного раствора выполняется на участке, рядом с готовой ямой. Желательно использовать горизонтальное армирование данной кладки, используя сетку, которая погружается в раствор между рядами каменных элементов, что обеспечит "однородность" данного элемента, а также увеличит прочность конструкции на сопротивление горизонтальным усилиям (сдвигу).

Перед установкой готового столба - дно ямы тщательно утрамбовывается, не лишним будет устройство песчаной или гравийно-песчаной подготовки, которая также трамбуется. Желательно обработать боковые поверхности столба горячим битумом, который обеспечит более долгую эксплуатацию, повысив сопротивление агрессивности среды грунта.

Схема устройства монолитного ростверка на столбах с уширением в нижней части

Погружение - процесс трудоемкий, который потребует много усилий, установку следует вести с постоянным контролем правильности - выверяя уровень и обеспечивая идеальную горизонтальность оголовка. После установки оставшиеся пазухи засыпаются и трамбуются.

При устройстве сборки по 2 способу необходимо будет сделать такую выемку грунта, чтобы обеспечить "подход", а также возможность комфортной укладки каменных элементов. Дно трамбуется и устраивается подготовка. Укладку также следует вести с горизонтальным армированием швов. После сборки боковую поверхность обмазывают горячим битумом. Далее засыпается пазух и грунт трамбуется.

В случае наличия растверка при сборных столбах желательно по оголовку сделать железобетонный пояс, который позволит лучше распределить нагрузку от балки, не сосредотачивая ее, вызывая тем самым разрушение кладки.

Если ростверк собирается из металлических профилей, то в данный пояс устанавливается закладная деталь, к которой впоследствии приварится балка. Величина сварных швов должна соответствовать нормам, что обеспечит ее наилучшую прочность.

Если ростверк делается из монолитного железобетона, то из пояса желательно оставить выпуски, концы которых с одной стороны будут находится в теле пояса, а другие заведутся в монолитную балку - это обеспечит более прочное соединение конструкций, что положительным образом скажется на несущей способности фундамента под будущий дом.

Достоинства столбчатого фундамента

Основным достоинством столбчатого фундамента является то, что устройство такого фундамента стоит не больших денег, если сравнивать с другими видами фундамента. Устройство даже самого тяжелого в этом плане вида столбчатого фундамента – на опорной пяте – выйдет гораздо дешевле, чем устройство тех же ленточных фундаментов.

При устройстве фундаментов очень часто обращается внимание на быстроту работы и на проделанный объём. Иногда ленточный фундамент или плитный фундамент занимают до сорока процентов не только общих средств на стройку, но и столько же времени. Возведение же столбчатых фундаментов отнимет не больше 10 процентов от всего затраченного времени, как показывает практика.

К недостаткам столбчатого фундамента можно отнести его малый запас прочности, хотя если поставить достаточно колонн, то и его вполне хватит.

Так же к отрицательным сторонам столбчатых фундаментов можно отнести и сложность при возведении самих колонн, а особенно в их ровности. И последний недостаток это необходимость в монолитных плитах перекрытия.