Введение
Столбчатый фундамент представляет собой отдельностоящие монолитные или сборные ж/бетонные конструкции, которые располагаются по периметру дома под несущими стенами как внешними, так и внутренними в углах, в местах пересечения стен и в промежутках между ними, если расстояние превышает 3-4 метра.
Уменьшенная несущая способность позволяет использовать его только для каркасных домов, строительства легких жилых зданий из щитовых и деревянных материалов, а так же небольших бань, веранд, пристроек, хозяйственных сооружений и под каркасный гараж. Основное назначение фундамента – передавать нагрузку от дома на грунт (основание). Поэтому для расчета основных характеристик фундамента необходимо произвести расчет веса дома (для этого, можно воспользоваться калькулятором расчета веса дома). Как уже говорилось в статье (Грунты и основания) в зависимости от типа грунта, меняются и его физико-механические свойства, главное из которых – несущая способность грунта. Несущая способность – это максимальная нагрузка, которую грунт способен воспринять от веса дома, без деформаций. Основная задача при расчете столбчатого фундамента сводится к тому, чтобы подобрать такие геометрические размеры, которые позволили бы распределить нагрузку равномерно и не превышая несущую способность грунта.
Для примера, рассмотрим следующий вариант:
имеем дом, одноэтажный, наружные и внутренние стены которого выполнены из оцилиндрованного бревна, толщина наружных стен b=280мм, толщина внутренних несущих стен 240мм. Размер дома в плане составляет 8 х 10 м, длина внутренней несущей стены составляет 10м.п.
По результатам расчета на калькуляторе мы получили общий вес дома (с временными нагрузками и коэффициентом надежности 1,3): 160тн, при этом нагрузка на несущие стены составляет 3,820тн/м.п.
Условия применения столбчатого фундамента
Основными условиями, определяющими необходимость обустройства столбчатого фундамента, являются:
- постройка сооружений без подвалов с использованием легких материалов (деревянных, каркасных или модульных);
- в случаях, когда грунты при расчетной нагрузке обеспечивают меньшую усадку столбчатого фундамента, чем ленточного;
- при глубине промерзания грунта больше 1 м, так как они меньше подвержены влиянию морозного пучения.
Условия, при которых применение столбчатых фундаментов не рекомендуется
Существуют факторы, при которых возведение таких фундаментов невозможно или нецелесообразно. К ним относятся:
- слабые грунты, которые вызывают возможность опрокидывания столбов за счет недостаточной устойчивости грунтов в горизонтальной плоскости;
- слабонесущие грунты: торф, водонасыщенные, глинистые и др.;
- при возведении сооружений с большим весом: стены с использованием железобетонных панелей или кирпичные стены толщиной более полуметра;
- если в проекте сооружения предусмотрено оборудование подвального помещения;
- на участках местности, где перепад высот более 2,0 м.
Столбчатый фундамент: особенности монтажа, достоинства и недостатки
Самостоятельно рассчитать и обустроить столбчатый фундамент довольно просто и не затратно по деньгам. Данный вид фундамента отлично подойдет для строительства каркасных домов и зданий без подвальных помещений, которые не будут создавать сильное давление на грунт.
Простой в монтаже и достаточно недорогой по стоимости материалов, столбчатый фундамент имеет большое количество преимуществ, среди которых:
- возможность проектировать почти на любых почвах, исключая места с близким расположением грунтовых вод и почвы, склонной к процессу пучения;
- можно соорудить фундамент своими руками, без задействования специальной техники;
- подходит для возведения построек на участках с перепадами высоты, можно использовать в строительстве на склонах холмов;
- не нуждается в выравнивании ландшафта;
- работы по возведению такого фундамента по времени не занимают больше двух недель;
- исключен монтаж дорогостоящей и сложной гидроизоляции;
- надежность и долговечность (при соблюдении всех правил монтажа, столбчатый фундамент может прослужить больше 50 лет);
- небольшая стоимость материалов.
Если говорить о недостатках столбчатого фундамента, то их всего два: нельзя соорудить подвальные помещения в зданиях с таким типом фундамента и категорический заперт на постройку массивных зданий из кирпича и многоэтажных домов.
Поэтапная инструкция
- Перед тем как сделать столбчатый фундамент с ростверком, необходимо подготовить площадку на месте его устройства, для чего с намеченной территории убирают всю растительность и снимают дерн (25-30 см и 45-50 см для глинистой почвы). Затем все углубления и неровности засыпают песком и гравием.
- После укладки песчано-гравийной подушки размечают размеры, по которым будет заливаться опорно столбчатый фундамент своими руками. На данном этапе понадобятся колышки и шнур. С их помощью необходимо строго по схеме отметить расстояние между будущими столбами (не более 2 м). Главное правило этого шага – точность, и соблюдать его нужно неукоснительно.
- Чтобы столбчатый фундамент из блоков надежно закрепился в грунте, нужно выкопать ямы для свай. В зависимости от типа грунта и основного материала, глубина может варьироваться в пределах от 30 см и больше относительно пределов залегания основы (зазор для подушки из песка и гравия). Глубокие скважины (от 1 м) рекомендуется укреплять специальными деревянными опорами.
Далее пошаговая инструкция, по которой устанавливается мелкозаглубленный опорно столбчатый фундамент, будет отличаться в зависимости от того, какие конструктивные особенности необходимо внедрить, а также от материала опорных столбов.
Ростверком называют конструкцию, которая устраивается по поверхности столбов и соединяет их верхние части между собой. Также она служит основанием для несущих стен постройки.
Монолитный столбчатый фундамент
Железобетонный столбчатый фундамент с ростверком является наиболее популярным у застройщиков, ведь он надежен и крепок. Здесь ямы для опор должны превосходить по ширине аналогичные параметры колонн (разница между ними будет не менее 15 см). В эти углубления необходимо установить деревянную опалубку, которая обязательно укрепляется арматурой и бетонируется. После застывания раствора столбы соединяются ростверком — железобетонным, металлическим или деревянным. Этот метод имеет свои минусы, так как технология его изготовления достаточно трудоемкая.
Сборный столбчатый фундамент
Мелкозаглубленный столбчатый фундамент из блоков (20х20х40 см) имеет свои плюсы, но есть у него и минусы. К достоинствам таких конструкций можно отнести доступность и простоту монтажа, а к недостаткам – меньшую прочность в сравнении с предыдущим вариантом, из-за чего его категорически не рекомендуют мастерить на подвижных грунтах. Их технология монтажа выглядит так:
- ширина углублений равна 40 см;
- в ямы слоями засыпается гравий и песок;
- устанавливаются 4 блока (один на другой), скрепленные между собой цементной массой.
Ростверковый столбчатый фундамент из блоков может устанавливаться на железобетонную плиту, служащую дополнительной опорой. Преимущество такого решения заключается в том, что оно предотвращает проседание грунта.
Кирпичный столбчатый фундамент
Кирпичный опорно-столбчатый фундамент, как можно понять из названия, собирается из кирпича и армируется металлической сеткой. Такие конструкции обязательно снабжаются рубероидной или битумной гидроизоляцией. Основа из асбестовых труб подразумевает устройство несъемной опалубки. По такому же принципу собирается мелкозаглубленный фундамент из стальных труб или винтовых свай.
Столбчатые основания собираются по следующей схеме:
- В грунте бурятся скважины, по диаметру на 5 см больше самих свай. Если планируется строительство легковесного дома, можно ограничиться опорами диаметром 20 см. Перед вертикальной установкой столбов дно скважин нужно плотно утрамбовать, а сами столбы уплотняются песком и землей.
- На треть глубины свай заливают бетон, затем их приподнимают для того, чтобы раствор равномерно устелил дно и придал опоре дополнительной крепости.
- Внутрь всех труб помещают армированный каркас с тем условием, чтобы прутья выглядывали из ямы на 20 см. Остаток раствора укладывается слоями до нулевой отметки, при этом правильно будет подвергать основание периодической вибропрессовке.
Ростверковый фундамент из труб не рекомендуется надолго оставлять ненагруженным, иначе почва может вытолкать сваи и их заглубление будет неравномерным. Между установкой опор и дальнейшим строительством должно пройти не более 3 суток с момента затвердевания раствора.
Деревянный мелкозаглубленный столбчатый фундамент собирается из брусьев, предварительно обработанных антисептическими средствами. Диаметр опор должен составлять не менее 20 см, иначе дом накренится и быстро разрушится. Выбирать древесину стоит между дубом и хвойными породами. В данном случае глубина заглубления будет не меньше полуметра.
Деревянный столбчатый фундамент
Устройство деревянных столбов
Деревянный столбчатый фундамент, сооруженный из бревен или бруса, относится к самым экономичным, нетрудоемким и простым сборным конструкциям. Однако такое сооружение требует дополнительного времени и усилий для продления срока службы. Следует также отметить, что данный вид фундамента используется для возведения только деревянных домов из бревен, бруса и каркасов. Модульные и щитовые сооружения, у которых в основании предусмотрена металлическая обвязка, устанавливать на деревянные опоры не рекомендуется: верхушка деревянного столба может продавиться и лопнуть от воздействия твердой поверхности металла.
Подготовительные работы
Разрабатывают ямы с учетом глубины промерзания. По их количеству нарезают столбы и элементы лап. 
Для столбов рекомендуется использовать бревна диаметром не менее 15 см и брус со сторонами более 10 х 10 см. Высоту столба с лапами определяют по выпуску над уровнем земли и по заглублению на 50–70 см. Лапы изготавливают длиной не менее 80 см. На пучинистых грунтах столбы заглубляют таким образом, чтобы верхняя плоскость лап находилась ниже уровня глубины промерзания на 5–10 см и не подвергалась нагрузкам от пучения почвы.
Обработка деталей
Производят обжиг всех поверхностей деталей столбчатого фундамента на костре, в печке или паяльной лампой на глубину около 2–3 мм и обильно обрабатывают антисептиком.
Это предотвратит гниение древесины и повреждение ее насекомыми. Затем каждую деталь тщательно просмаливают или покрывают битумом, битумным лаком и оставляют на 1–3 дня до полного высыхания. 
Как правило, эти операции проводят только для подземной части столбов и лап, а наземную часть в декоративных целях покрывают лакокрасящими составами.
Монтаж и установка столбов
Просохшие детали лап по пазам соединяют друг с другом в перекрестии и фиксируют с помощью шурупов к нижнему основанию столбов.
Полученную конструкцию переворачивают и закрепляют столбы к лапам с помощью металлических скоб, обеспечивая дополнительное усиление на углах.
В заключение устанавливают готовую опору на дно ямы и засыпают землей. Дополнительных мер по гидроизоляции не требуется.
Незаглубленный столбчатый фундамент из бетонных блоков
Для возведения небольших и сравнительно легких строений из древесины оптимальным вариантом является блочное столбчатое основание. Также идеально подойдет такой фундамент для каркасного дома. При этом все работы без особого труда можно сделать самому.
Монтаж основания из блоков 20х20х40 выполняется следующим образом:
- Строительная площадка очищается от мусора, дерна, насаждений, имеющихся построек, затем снимается верхний плодородный слой почвы. Иногда производится песчаная засыпка участка или укладывается геотекстиль, чтобы предотвратить появление растительности в дальнейшем.
- Производится разметка территории и определяются места под установку опор. По внутренней и наружной сторонам будущего фундамента на столбах натягиваются шнуры. Привязывая их к вставленным в грунт колышкам, следует с помощью нивелира или строительного уровня контролировать, чтобы весь контур находился в одной горизонтальной плоскости. Именно до этого уровня будет подниматься каждая опора. Столбы устанавливаются как по углам будущего строения, так и через каждые 1 – 2 метра по периметру. Следует учитывать и обязательное наличие опор под перекрытиями пола, а также в местах пересечения стен.
- Бурятся или выкапываются ямы под установку столбов. Глубина лунок определяется в зависимости от ряда параметров, основными из которых являются вес здания и тип почвы. Если грунт устойчив, то глубина заложения фундамента должна быть около 50 см. При этом стоит учитывать, что любая опора монтируется на песчано-гравийную подушку высотой не менее 30 см, которая проливается водой и тщательно утрамбовывается. Перед установкой столбов на песок застилается рулонная гидроизоляция, например, рубероид.
- Подготавливается цементный раствор густой консистенции. При использовании марки М400 на 1 часть цемента необходимо примерно 3 части песка.
- Производится установка опор фундамента. При возведении столбов из блоков 20х20х40 см выполняется кладка, состоящая как минимум из двух рядов. Таким образом, на одну опору требуется минимум 4 блока – не менее двух на каждый ряд. Слой раствора для перевязки уровней должен составлять около 10 мм. Чтобы предотвратить возможные перекосы, желательно по контуру предыдущего ряда подкладывать обрезки арматуры или соответствующей толщины рейки, которые в дальнейшем можно будет убрать.
- Когда раствор полностью затвердеет, выполняется гидроизоляция: бетонные опоры, в соответствии с технологией, огрунтовываются при помощи специального праймера, затем покрываются битумной мастикой.
- На заключительном этапе на верхнюю поверхность опор, которая будет непосредственно контактировать со стенами будущего строения, укладывают рулонную гидроизоляцию. Рубероид, толь или стеклоизол приклеиваются непосредственно на слой мастики.
Устройство столбов из труб
Данный вариант устройства столбчатых фундаментов относится к самым современным и технологически эффективным конструкциям. У них наилучшие показатели прочности, надежности и срока эксплуатации. По части финансовых затрат фундамент из труб дороже деревянных, металлических и кладочных, но значительно дешевле железобетонных. По трудоемкости уступает лишь деревянным и металлическим столбчатым фундаментам.
Подготовка исходного материала
В качестве исходного материала можно использовать любые трубы с внутренним диаметром не менее 150 мм, которые применяются для прокладки трубных коммуникаций, в том числе изношенные, так как они будут закладываться с применением несъемной опалубки. Можно использовать металлические и асбестобетонные трубы, однако наилучший вариант — это трубы ПВХ. Они самые доступные и дешевые, к тому же после установки столбов и обратной засыпки обеспечивают качественную гидроизоляцию.
Земляные работы, сооружение центровочного каркаса
Перед устройством столба из трубы разрабатывают яму со сторонами 75 х 75 см и устанавливают центровочный каркас. Сначала из деревянных брусков сечением 50 х 25 мм сколачивают две рамки, сквозь которые могла бы входить труба. Затем по четырем сторонам ямы вколачивают колышки, к которым посредством распорок и подпорок привязывают рамки: одну на уровне земли, другую ближе к верхнему концу трубы (1, 2).
Устройство подошвы под опору
Перед началом установки столба трубу вынимают из каркаса и закладывают подошву под опору по тем же технологиям, что и для монолитного столбчатого фундамента.
С этой целью в заливку внедряют армированную решетку, а также по мере необходимости организуют песчаную или гравелистую подушку.
Установка трубы
Трубу вдевают в рамки каркаса и нижний конец опускают на поверхность свежей заливки так, чтобы верхний конец находился на уровне горизонтальной разметки по шнуру. Нижний конец усиливают бетонной доливкой в виде конуса (3) и оставляют на 15–30 минут, чтобы дать возможность раствору схватиться. В завершение доверху наполняют трубу бетонной смесью, тщательно уплотняя состав вибрированием, и закладывают анкер для болтового соединения (4) либо металлическую пластину для сварного соединения с основанием стен.
Фундамент столбчатого типа из блоков
Основания для каркасного дома может быть выполнено из блоков. Речь идет о бетонных блоках, используемых для возведения стен или устройства «подушек» («башмачные» блоки).
Блоки стенового типа могут быть использованы для возведения надземной и заглубленной части фундамента. В каркасном строительстве обычно применяют блоки размерами 20*40 см. Башмачные блоки монтируют в основании опор. Их ставят прямо на подушку. По форме такие блоки напоминают трапецию с широкой нижней частью.
Обычно столбчатый фундамент из блоков делают незаглубленным или малозаглубленным. Подобный тип фундамента лучше не применять на подвижных почвах или при повышенном уровне подземных вод.
Разновидности по материалу
Существует множество материалов, из которых можно построить основания, различающиеся по несущей способности, долговечности и степени устойчивости к внешним факторам.
В частном строительстве могут быть реализованы такие проекты:
- Столбчатый монолитный фундамент. Представляет собой единую железобетонную конструкцию, состоящую из опущенных в грунт стержней, соединенных по верху непрерывной лентой. Для нижней части сооружения используется водостойкая смесь, тогда как для верхней можно применять более дешевую.
- Кирпичный фундамент. Считается наиболее простой в выполнении технологией, не требующей крупных затрат и привлечения тяжелой техники. Кирпич используется только обожженный глиняный. Кроме этого, необходимо надежное и устойчивое основание.
- Блочный. Используются блоки различного размера, от самых мелких до стандартных ФБС. Лучше выбирать блоки, которые соединяются в шипы и пазы. Такая конструкция исключает их взаимное смещение под воздействием вертикальных нагрузок.
- Бутобетонный. Этот вид фундамента отличается достаточной прочностью, но не может быть установлен на неустойчивых грунтах и на склонах. Прочность достигается сцеплением граней камней, глиняных кирпичей и керамических осколков, зафиксированных цементным раствором.
- Деревянный. Деревянные опоры используются крайне редко в силу ограниченной прочности и недолговечности. Чтобы продлить срок службы, материал обрабатывается антисептиком, пропитывается олифой, креозотом или другими водоотталкивающими средствами. Перед опусканием в скважину бревно дополнительно смазывается битумом и оборачивается рубероидом.
- Асбестовые трубы. Сами по себе трубы выполняют функции опалубки и гидроизоляции. После установки и выравнивания трубы в отверстии проводится армирование и заливка цементного раствора. Выступающие из земли фрагменты периодически очищаются от грязи и гнили, затем окрашиваются.
- Металлические сваи. Винтовые изделия используются на слабом грунте, когда устойчивые слои залегают на значительной глубине. Вкручивание проводится вручную или механическим способом. После установки излишек металла срезается, в полость заливается бетонный раствор, приваривается оголовок.
Декорирование
Помимо прямого назначения, забор несёт на себе ещё и декоративные функции. Если прямые столбы не удовлетворяют изысканному вкусу хозяина, то заказываются бетонные столбы «кубики», представляющие собой оригинальные конструкции с четырёх сторонним орнаментом. Надёжность, удобство установки обеспечивают арматурные усилительные пруты, посадочные места для цокольной панели и пара сквозных дыр для пластин крепления.
Есть много типов секций заборов и столбов с декором: под дерево, кирпич, узорные орнаменты и др. Помимо этого, бетонные сооружения шпаклюются и красятся. Популярны сегодня сборные бетонные столбы, которые быстро собираются. Это может делать даже один человек.
Целесообразность возведения
Целесообразность возведения фундаментов на опорах имеет место, в случаях когда:
- на земляной слой при эксплуатации здания давление от колод меньше, чем от ленточной конструкции;
- возводятся постройки без подвалов на щитовых, деревянных и облегченных каркасах;
- строятся стены из кирпича с требуемой глубиной заложения опоры до двух метров или на четверть метра ниже точки промерзания почвы;
- нужно избежать разрушения фундамента из-за увеличения объемов грунта при низких температурах.
Однако есть случаи, когда применение опираемых основ не оправдано:
- Из-за неустойчивости опорных колод не рекомендуется их установка на слабые и горизонтально-подвижные почвы.
- Основания на колодах непригодны для возведения массивных стен из тяжелых материалов: кирпич, железобетон с толщиной блоков более 51 см.
- Не стоит устраивать фундамент на столбах в местах с сильным перепадом высот (от двух метров).
Когда нельзя использовать столбчатые фундаменты
Если строительство дома ведется в условиях слабых и подвижных почв, так как сопротивляемость столбов опрокидыванию низкая. В таком случае для устойчивости делают железобетонный ростверк, который увеличивает стоимость основания, поэтому удобнее устроить обыкновенный ленточный фундамент.
Нельзя устраивать столбчатое основание при большой эксплуатационной нагрузке постройки и ее конструктивно тяжелого веса, а также если строительство осуществляется на слабых почвах, просадочных грунтах (торф, глина, влажные земли).
Устройство ленточного фундамента приводит к тому, что цоколь здания образуется сам по себе, а при столбчатом требуется строительство забирочной стенки, без нее ставить столбчатые опоры не рекомендуется. Делать столбы нельзя, если на строительном участке существует перепад высот более двух метров.
Ошибки при устройстве столбчатого фундамента
Для столбчатого основания очень плохо то, что его проседание ведется неравномерно, что может возникнуть из-за неправильно выбранной глубины заложения, при устройстве на разной глубине выполнялись амортизационные подушки, проект дома составлен с тем, что на разные участки стен действуют различные по степени нагрузки. Чтобы исключить ошибки строительства, нужно:
- применять материалы только высокого качества, не допускать замены на аналоги с заниженными техническими показателями;
- если в будущем планируется надстройка второго этажа или мансарды, то при расчете мощности фундамента, это нужно обязательно учитывать;
- перед составлением проекта и строительством нужно тщательно проанализировать свойства грунта.
В заключение следует сказать, что возведение столбового основания своими руками не является задачей с непомерными трудностями, каждый умелый хозяин справится с этим делом, сэкономив при этом средства на приглашение специализированных рабочих.
Заключение
Следует в первую очередь отметить значительную экономию при возведении фундамента такого типа. Поскольку вы сможете за несколько дней выполнить его самостоятельно, на что понадобиться меньше материалов, чем при возведении других типов фундаментов. Кроме того, нет необходимости нанимать строительные бригады.
Небольшой совет, постройку лучше закончить до начала морозов, или же предусматривать бетонные плиты, поскольку оставлять фундамент на зиму ненагруженным недопустимо. Это может повлечь за собой выталкивание столбов из грунта, в следствии чего, фундамент необходимо будет полностью переделывать.
Что касается построек, то такого типа фундамент подойдет для постройки гаражей, террас, небольших и легких домов. На этом все, также вы можете ознакомиться с технологией возведения других фундаментов, и разобраться с их видами в других наших статьях.
