Опорно столбчатый фундамент

Стройматериалы для возведения фундаментов разных типов могут применяться разные. Так, чтобы построить столбчатый фундамент из блоков, используются не только готовые изделия ФБС, но и блоки с различными заполнителями – доменный шлак, щебень, гравий, каменный или строительный бут. Самостоятельно такие столбы-опоры построить нетрудно, нужно только знать некоторые характеристики конструкций и материалов. Например, то, что опорно столбчатый фундамент разрешается применять на песчаных, супесчаных или суглинистых грунтах, так как давление на грунт от подошвы широкого столба намного меньше этого же параметра для свай. Также столбы из строительных блоков погружают на гораздо меньшую глубину по той же причине, а большие размеры изделий для столба минимизируют силы боковых нагрузок. А для строений небольшого веса или размера блочные опоры можно не усиливать ростверком. Экономия при возведении такого фундамента – налицо.

Типы блоков для столбчатого фундамента

Прочностные характеристики блоков зависят от качества и свойства заполнителей. Для строительства основания используются полнотелые изделия, что значительно повышает их прочность, пустотелые кирпичи можно использовать для возведения стен и перегородок, чтобы облегчить вес здания. При планировании опорно-столбчатого основания из строительных блоков размером 200 х 200 х 400 мм блоков пустотные изделия применять не рекомендуется, также нельзя применять блоки со слабопрочными заполнителями – керамзитом, опилками, блоки из ракушечника. Строительные блоки из ячеистых бетонов (пено- или газобетон) нельзя эксплуатировать в грунте. Поэтому наиболее подходящие изделия, из которых можно построить прочный и долговечных столбчатый фундамент из блоков 20х20х40 см – шлакоблоки.

Построить столбчатый фундамент из блоков будет намного проще, если использовать изделия 200 х 200 х 400 мм – тогда можно быстро выложить колонны размером 400 х 400 м, при этом каждый ряд будет перевязан.

На содержание и бюджет проекта влияют такие факторы:

1. Блочный фундамент столбчатый – это сборная конструкция, поэтому его несущая способность априори ниже, чем у монолитного бетонного основания;
2. На блочные опоры воздействуют силы вспучивания (боковые и выдавливающие, если столбы заложены выше уровня промерзания почвы в регионе);
3. площадь подошвы опоры намного меньше, чем этот же параметр у ленточного или плитного основания.

Любой столбчатый фундамент из блоков можно усилить постройкой ростверка, который будет уменьшать нагрузки на столбы путем их перераспределения по всему периметру основания. Основа – обвязка столба из стальных уголков 40 х 40 мм, которые крепятся к металлической балке ростверка или заливаются в бетонный ростверк.

Пучение нивелируется следующими методами:

1. опорно столбчатый фундамент из бетонных блоков погружается ниже уровня промерзания почвы, тем самым выдавливающий вектор нивелируется;
2. Траншеи для опор засыпаются вынутым ранее грунтом (обратная засыпка) – этот прием нивелирует выдергивающие векторы силы;

По периметру здания обустраивается дренаж и отмостка с ливневой канализацией – это предотвращает сезонное пучение грунта. Чтобы уменьшить давление столбчатой опоры на слабый грунт, подошву уширяют.

Исследования и расчеты

Для расчетов блочных оснований пользуются данными документа СП 15.13330.2012, который регламентирует требования ГОСТ 28013 по строительным растворам, нормативы ГОСТ 6133 по бетонным камням, основы СП 22.13330 для фундаментов и нормы СП 20.13330, регламентирующие воздействия и нагрузки на строительные конструкции.

Общая нагрузка, с которой столбчатый фундамент из блоков воздействует на почву, рассчитывается так:

1. Нагрузка от конструкций – масса всего объекта;
2. Эксплуатационная нагрузка – вес мебели и предметов интерьера, бытовых приборов, проживающих в доме людей, вес инженерных коммуникаций;
3. Нагрузки сезонные – давление ветра, вес снегового слоя, количество среднегодовых осадков.

Свойства грунта можно оценить без заказа услуг геологов. Для этого нужно вырыть или пробурить скважину, и по слепленному из земли шару определить характеристики почвы:

1. Глинистый грунт имеет сопротивление R₃ (6 кг/см²), и при давлении на шар не растрескивается;
2. Суглинистая почва имеет сопротивление R₂ (4 кг/см²) и при давлении на шар трескается, но шар остается целым;
3. Супесчаная почва имеет сопротивление R (3 кг/см²), и при давлении на шар он рассыпается;
4. Песчаный грунт имеет сопротивление R₂ (4 кг/см²) шар скатать не получается.

Определить, глинистый грунт или нет, можно, используя справочную информацию из СП 50-101-2004 (кПа, преобразуются в кг/см²; 1 кПа = 0,04 кг/см²) для столбов с глубоким погружением. При строительстве мелкозаглубленного столбчатого основания, параметр R₀ из таблицы СП 50-101-2004 применяется в формуле: R = (100 + h / 3) х 0,005 х R₀; где:

h – глубина погружения столбчатой опоры (0,3-0,7 метра).

Результат общей нагрузки на грунт делится на R и на площадь одной опоры, получаем количество опор для фундамента. Так как стороны одной опоры имеют ширину 400 мм, то площадь опирания одного блочного столба будет равняться 0,16 м².

Также для уменьшения сборных нагрузок можно сделать заглубленный ростверк. Рекомендации при строительстве такой конструкции:

1. Ростверковая балка должна быть выше уровня грунта на 50-70 мм;
2. Нужно собрать боковые стенки опалубки. Нижнею поверхностью опалубки будет служить грунт;
3. Возводя столбчатый фундамент из блоков, не забудьте о лестнице – у нее должно быть нечетное число ступенек при высоте одной ступеньки 150-170 мм;
4. Если ростверк будет использоваться в качестве стен подполья, то в стенках ленты делаются вентиляционные отверстия, возвышающиеся над отмосткой на 400 мм;

Возведение столбчатого блочного основания

При заглублении блочных опор ниже точки промерзания грунта траншея делается глубиной 1,5-2 метра и размером 1,2 х 1,2 метра. Так как столбчатый фундамент из блоков находится в грунте, эту его часть нужно гидроизолировать:

1. Под столбом обустраивается песчаная подушка, боковые стенки защищаются жидкими составами. Подушка – это песочный слой толщиной 200 мм, который насыпают на геотекстиль и трамбуют;
2. Обустраивается дренажная система, которая проходит ниже глубины забетонированных опор, вокруг всего дома на расстоянии от стен 5-7 метров;
3. Ливневая канализация монтируется в отмостке.

При рытье траншей под опорно столбчатый фундамент своими руками подводятся коммуникационные трассы.

Для расширения нижней части столбчатой блочной опоры она выстраивается на железобетонной плите, которая, в свою очередь, заливается в опалубку. Особенности этого процесса состоят в следующем:

1. Площадь бетонной плиты должна в два раза превышать площадь сечения опоры – это условие позволит минимизировать боковые нагрузки при пучении грунта;
2. Обязательно проводится основания опоры, чтобы продлить срок ее эксплуатации;
3. Если при обустройстве подушки под подошвой используется щебень, то его нужно засыпать песком, чтобы острые края камня не повредили гидроизоляцию.

Поэтому часто используют подбетонку – 5 – 7 см стяжка из тощего бетона, которая дополнительно выравнивает подушку, обеспечивает сохранность гидроизоляции. На этом же этапе опорно-столбчатый фундамент защищается от грунтовых вод дренажной канализацией. Сделать ее можно из гладких, гофрированных перфорированных труб, уложенных на слой щебня с обратной засыпкой из этого же материала (толщина каждого слоя 10 см). Щебень необходимо защитить от перемешивания с грунтом геотекстилем.

Фундамент выкладывается из стеновых блоков (керамика, пескобетон, шлакобетон) формата 20х20х40 см на песчано-цементном растворе. Чтобы связать столбы с нижней плитой, из нее можно выпустить арматуру по центру. Кладка стандартная с перевязкой каждого ряда, контролем углов, горизонтали граней блоков.

Если опорно-столбчатый фундамент проектировался с монолитным ростверком, в верхних рядах так же используются закладные из арматуры, которые позже будут связаны с горизонтальными балками. В отличие от железобетона, блокам не нужно набирать прочность, гидроизоляция всех граней столбов производится сразу.

Выпущенный по периметру подошвы гидроизоляционный ковер загибается на боковые грани конструкции. Боковые поверхности обычно обмазываются, пропитываются либо окрашиваются специальными составами на битумной, эпоксидной основе в 2 – 3 слоя.

Сборный ростверк фиксируется к каждому столбу механическим способом, монолитный заливается по оголовкам. Для висячего ростверка дополнительных операций не требуется. Наземные, заглубленные балки необходимо изолировать от грунта для обеспечения технологического зазора:

1. пенопластом – материал разрезается на полосы по размеру подошвы ростверка, укладывается на землю между столбами вдоль стен внутри опалубки;
2. листовыми материалами – перед заливкой в опалубку засыпается 7 см слой песка, который удаляется после распалубки лопатами, по бокам ростверк обшивается асбоцементными листами, чтобы грунт не засыпал воздушную прослойку.

Этот зазор необходим для компенсации возможного вспучивания грунта без последствий для узлов сопряжения столбов с ростверком.