Особливості зведення мелкозаглубленного фундаменту на стовпах

Поширене рішення проблеми сдимистості грунту - зведення фундаменту нижче ГПГ або на цьому рівні. Для неважких будинків (заміські і дачні будинки саме такі і є) такий метод не є прийнятним через істотного приросту дотичних сил внаслідок розвиненою бічною поверхні заглиблених підстав. Тому навіть такий дорогий варіант, як заглиблений фундамент, не може забезпечувати 100% гарантії.

Тому все частіше вдаються до будівництва мелкозаглубленних фундаментів, однією з різновидів якого є стовпчастий фундамент.

На ньому і зупинимося докладніше в цій статті.

Фундамент мілкого закладення

Вибираючи фундаменти дрібно закладені, важливо розуміти, що їх застосування має на увазі обєднання всіх компонентів підстави в 1 жорстку конструкцію, яка реагує на точкові деформації грунту і виконує функцію перерозподілу навантажень по всій площі фундаменту. При зведенні стрічкового фундаменту, такою конструкцією буде цілісна залізобетонна рама- у випадку зі столбчатим малозаглиблених підставою опори обвязують монолітним ростверком з ж / б (бурозабівной фундамент мілкого закладення) або сталевими балками.

Фундамент мілкого закладення допускає невеликий підйом підстави (іноді нерівномірний), при цьому відхилення в висоті не повинно бути більше граничних розрахункових показників, застосованих при його будівництві та залежних від конструкції споруди. В цілому розрахунок підстав для неглибокого закладення проводиться так само, як і розрахунок інших видів фундаментів, і грунтується на навантаженні і характеристиці грунту. При цьому обчислюються оптимальні параметри площі підошви. До уваги приймаються жорсткі наземні конструкції будинку, які характеризуються міцністю на вигин.

При такому підході формується єдина плаваюча система, яка при точковому впливі з боку промерзає грунту не зазнає значної деформації.

Залежно від застосовуваних завдань вибирають такі види фундаменту неглибокого залягання, як:

• стрічкові - зводяться в виритих траншеях на піщаній подушці (залізобетонний моноліт або бутовий фундамент);
• стовпчасті - на забивних або буронабивних палях.

Основні переваги при використанні мелкозаглубленного фундаменту

Фундаменти мілкого закладення дозволяють:

• скорочувати вартість будівництва;
• прискорювати процес зведення будинку;
• зменшувати трудовитрати.

Особливості облаштування мелкозаглубленного підстави:

1. Не допускається залишати не завантаженим мелкозаглубленний фундамент в зимову пору року. Якщо не вдається уникнути цього, навколо підстави повинна бути обладнана теплоізоляція із застосуванням шлаковати, керамзиту, тирси і т.д.
2. Не можна проводити закладку фундаменту мелкозаглубленного на промерзлому ґрунті.
3. Гідроізоляція бічних граней підстави мілкого закладання повинна виконуватися в 2 шари по всій площі.
4. Підвали, що влаштовуються в будинках з незаглибленного фундаментом, повинні мати невеликі розміри.

Підстави мілкого закладення облаштовуються на непучиністим підсипання, що представляє собою шар щебеню і піску.

Фундамент мелкозаглубленний стовпчастий

Тим складніше зробити своїми силами мелкозаглубленний фундамент на стовпах, чим складніше грунт на ділянці. Сильно пучиністий грунт є своєрідним свідченням того, що необхідно жорстко поєднувати опори в загальну конфігурацію. Це можливо при будівництві монолітного ростверку або за допомогою сталевих балок.

Якість грунту легко визначається на око. Для цього буріння свердловини на 2 м буде достатньою умовою. Потрібно оцінити склад грунтів (крок 0,5 м). У разі того, якщо грунт залишає бажати набагато кращого, доцільно замінити його більш розсипчастим матеріалом (піском). Хоч роботи і додасться в цьому випадку, зате ви зможете забезпечити своєму будинку захист від сильної усадки і руйнування під час сильних морозів.

Стовпчастий фундамент передбачає використання підстави стовпів - це ті елементи, яким належить роль звязати будинок і майданчик. Між ними повинен залишати зазор не менше 200 мм, який створить умови для нівелювання змін, що відбуваються в промерзають грунті.

Мелкозаглубленний фундамент стовпчастий з блоків: технологія будівництва

Такий тип фундаменту можна обґрунтовано назвати одним з найпростіших і швидкомонтованих, оскільки навіть двоє робітників здатні впоратися з його зведенням за 2 робочих дня для побудови невеликого (або середніх розмірів) заміського будинку або лазні. Цей спосіб передбачає використання стінових виробів ЗБВ. Швидкісний спосіб будівництва повністю відповідає за технологією цегляній кладці

Для початку потрібно визначити кількість стовпів. Вони повинні встановлюватися під кожним з кутів будинку і в місцях стінового перетину. Далі підрахунок проводиться з тим урахуванням, що крок між стовпами робиться через кожні 2-3 м. Якщо їх встановлювати рідше, є велика ймовірність деформації. А якщо занадто рідко, це призведе до збільшення витрат на матеріали і праця.

Після того як розмітка підстави виконана і визначено розмір стовпчастого фундаменту, в землі копають поглиблення під опори розміром 150-300 мм (в залежності від нерівності ділянки). Тобто вони можуть бути не дорівнює глибокими, тут орієнтуються на те, щоб верхній рівень встановлених цілих блоків збігався між собою. На похилій ділянці 1 опора може складатися з 1-2 блоків у висоту, а на протилежному боці будинку - з 5. На рівній ділянці в висоту зазвичай встановлюють близько 2-3 блоків, а поглиблення під опору закладають не більше 200 мм.

У поглибленнях насипають піщані подушки заввишки 10-15 см, поливають водою, утрамбовують. Потім заливаються (або встановлюються) опорні майданчики для безпосередньої постановки блоків. Майданчики під опори необхідні для збільшення опорної площі, що дозволяє підвищити несучу здатність грунту, отже, будувати заміський будинок більшої ваги.

Виготовляють опорні майданчики по-різному. Грамотний підхід в цьому питанні - заливка опорних майданчиків з армуванням дорожньою сіткою в 1 ряд, а ще краще - арматурою (з d = 10-12 мм). Такі монолітні майданчики роблять з урахуванням розмірів: 400 на 400, 600 на 600 мм і товщиною 50-70 мм. Це найнадійніший варіант, хоча і трохи більш трудомісткий.

Деякі будівельники уникають пристрою опорної площадки, відразу встановлюючи блоки на піщану подушку. Такий підхід не є правильним. Це повязано з тим, що бетонні блоки столбчатого збірного фундаменту, не маючи під собою твердої основи, зможуть почати «гуляти», випробувавши на собі першу серйозну навантаження. У цій ситуації потрібно встановлювати блоки так, щоб не менше ніж з 2-х блоків складався 1 ряд, наступний - теж з 2-х, але вже укладених з перетином. Тобто в поперечному перерізі стовп даного типу фундаменту повинен бути не менше 400 на 400 мм. Таким способом економиться час на пристрій опорної площі, але витрати зайвих коштів для покупки додаткових блоків не уникнути.

Після заливки нижньої опори зводяться бетонні блоки. Найпоширеніший розмір бетонних блоків 200 на 200 і на 400 мм. При цьому блоки вибирають повнотілі, значно рідше використовують блоки з невеликими порожнинами зсередини.

Найчастіше блоки встановлюють і закріплюють між собою за допомогою суміші кладки, що і правильно. Бувають випадки, коли будівельники не бажають готувати розчин кладки, і припускають, що блоки і так відмінно впораються із завданням витримати масу будинку. Такий підхід, дійсно, іноді використовується, але тільки в тому випадку, коли планується зведення зовсім легких конструкцій: щитового літнього будинку, гаража, лазні, побутівки. Цементний розчин повинен бути досить жорсткий, ні в якому разі не можна розбавляти його під час роботи водою. Кожне шовні зєднання (8-12 мм) кладки потрібно закладати дуже ретельно, потім поверхню стовпа рекомендується обштукатурити.

Важливо відзначити, що зчеплення блоків за допомогою суміші кладки є обовязковою умовою, коли планується спорудити фундамент з блокових стовпів з ростверком.

Після того як виконані всі стовпи підстави, кожен стовпчик зверху накривають гідроізолюючим матеріалом, на який вже можна укладати брус (нижній вінець) майбутньої будівлі. Потім переходять до будівництва самого будинку.

Глибина закладення для стовпчастого підстави неглибокого закладення з блоків принципово не має визначального значення, оскільки взимку він знаходиться вище ГПГ і при наявності спучуються грунтів опускається і піднімається разом з будинком рівномірно, не перекашіваясь.

З цієї причини не рекомендується на ділянках з ухилом робити фундамент, який має різну висоту закладення.

Виготовлення мелкозаглубленного стовпчастого фундаменту із застосуванням ростверку

Для підвищення стійкості стовпів, виключення їх перекидання і зміщення, а також для злагодженої роботи стовпів фундаменту, як єдиної конструкції, в стовпчастих фундаменті споруджують ростверк.

Ростверком називається своєрідна підошва, яка передає більшу частину навантаження від наземної частини будівлі на грунт. Іншими словами - це каркас (зєднувальні перемички), що сприяє рівномірному розподілу ваги на стовпи і спільної їх захисту від бічних навантажень. Ростверк використовують в основному в будівлях з цегли, так як при будівництві деревяних будинків враховується, що з цим завданням впорається нижню колоду. Ростверк знаходить своє застосування і в монолітних і в збірних типах підстав.

Цей спосіб обовязковий для глинистих, рухливих грунтів на ділянці.

Ростверк буває високий і низький. Низький знаходиться під землею, а високий - значно вище рівня (на 15-40 см) грунту. В обох випадках помітно знижується навантаження на стовпчасті підставу, що надає конструкції додаткову надійність і міцність.

Для його створення використовують такі матеріали:

• монолітний або збірний залізобетон;
• бетон;
• двотаврова сталева балка;
• рідше - деревина.

Технологія стовпчастого фундаменту з ростверком:

Монолітний залізобетонний ростверк передбачає створення досить потужного арматурного каркаса в просторі. Знизу і зверху арматурні пояси встановлюються ідентичними один одному. Тоді різні деформації сприйматися будуть однаково і компенсуватися теж рівномірно: як від верхньої частини будинку, так і від нижньої. Ростверк представляє прямокутник в перерізі, арматура в ньому розміщена на деякій відстані від поверхні бетону.

На вирівняні попередньо стовпи укладають перемички із залізобетону. Їх міцно зєднують на стовпчиках (точка стику - посередині стовпа), звязавши їх петлі дротом між собою. Зверху встановлюють знімну опалубку. Виклавши арматуру, приступають до заливання бетону в заготовку. Коли ростверк набере достатню міцність, його гідроізолюють.

Пристрій мелкозаглубленного фундаменту стовпчастого на палях (буронабивних або заливних)

Ще одним швидкісним видом будівництва основи легкого будинку є зведення стовпчастого фундаменту на палях. Тут роль стовпів виконують заливні або готові заводські палі, які за допомогою спеціальної установки забиваються (вгвинчуються) в грунт на потрібну глибину. Мала кількість часу, який витрачається на облаштування паль, компенсує їх високу вартість. Установка цього типу підстави є не дешевою процедурою, що при самостійному будівництві зводить на «ні» основну ідею економії.

технологія закладення

Перший варіант

По периметру майбутнього будинку риють неглибоку траншею. У ній бурять свердловини і виробляють заливку паль. Верхню частину паль покривають гідроізолюючим матеріалом. На дно траншеї між кінцями паль засипають пісок. Він повинен розміщуватися на одному рівні з кінцями паль. Потім зверху на пісок укладається руберойд. Потім монтується опалубка, яка зсередини оббивають пергаміном або толем. Це робиться з тією метою, щоб до щитів опалубки не прилипав бетон. Зовні робляться підпірки. Зовнішні стіни опалубки звязуються поперечними брусками. Це викликано тією необхідністю, яка передбачає збереження цілісності конструкції опалубки, коли буде заливатися бетонний розчин. Далі у внутрішній простір опалубки встановлюють арматурний каркас. Його привязують до випусків арматури з кінців паль. Коли це зроблено, заливають бетон. При його заливці потрібно робити протиківанія сталевим прутком для виходу повітря з бетону і забезпечення його щільності і міцності. Після висихання бетону опалубку знімають, прибирають пісок. При цьому між ростверком і ґрунтом залишається зазор в 20 см. Ростверк готовий.

Другий варіант

На невеликій відстані від землі між кінцями паль встановлюється опалубка на зразок коробки з дном. Саме в неї монтується каркас з арматури, заливається бетон. Решта робіт виконуються такі ж, що і в першому варіанті. Між грунтом і бетоном залишається відстань. Для того щоб цю конструкцію утеплити, потрібно виготовити забирку. Вона буде служить для утеплення підпілля і буде перешкоджати попаданню бруду і снігу.

Наступний етап - гідроізоляція ростверку. При його зведенні не слід забувати і про будову вентиляційних отворів - продухов. Їх розташування, кількість, розміри необхідно спланувати заздалегідь, до заливки бетонної сумішшю.

Готовий ростверк, після того як будинок повністю побудований, має сенс обробити під камінь, цеглу або інший матеріал відповідно до загального стильового оформленням фасаду будинку.

Пристрій мелкозаглубленного стовпчастого фундаменту з труб

При цьому способі для формування стовпів виготовляють незнімну опалубку - сталева або азбестова труба необхідного діаметра (20, 40 см і т. Д.). Якщо грунт має стандартну несучу здатність (4 кг на 1 см ), то передбачається просто вирити круглий поглиблення і вставити в нього трубу відповідного перетину. У підготовлене поглиблення заливають на третину висоти бетонну суміш. При цьому труба буде повільно підніматися, а розчин витікати на заздалегідь покладений внахлест гідроізолірующій шар. Таким способом створюється розширенням підстави - гідравлічна подушка. Після того, як бетон затвердіє, роботи продовжують. У трубу до відстані в 15 см до рівня нульової кордону поступово заливають розчин (по 20 см і Вібропресуюче). Із зовнішнього боку «форму» фіксують ущільненим грунтом з метою виключення її перекосу. Наступні етапи робіт зі створення стовпчастого фундаменту з труб виконують за аналогією з попередніми способами.

Постараємося докладно розписати як відбувається розрахунок опор для стовпчастого фундаменту

Ви зможете без праці самостійно врахувати всі нюанси і зробити для себе оптимальний вибір столбчатого підстави, скориставшись нижче представленою інформацією.

Оцінка навантаження від будинку

Швидше за все, ви вже визначилися для себе з якого матеріалу будете будувати будинок. З цього випливає, що вже на даному етапі ви зможете швидко оцінити вагу наземної частини будівлі, склавши навантаження від всіх частин будівлі і додавши до них сезонні навантаження, а також навантаження від устаткування, яке планується розмістити всередині будівлі.

З огляду на отримані дані, можна оцінити розміри ж / б обвязки - ростверку, який буде служити рамою, котра розподіляє рівномірно навантаження на всі стовпи. У разі необхідності він буде передавати деформаційних навантаження від фундаменту. Обсяг і маса обвязки розраховується виходячи з того, що середній обємна вага ж / б дорівнює 2400 кг / м .

Виконуємо розрахунок навантаження на фундамент, підсумовуючи все вище зазначені навантаження F.

Потрібно ще визначитися з властивостями грунту і загальною кількістю опор.

Оцінюємо склад грунту

Для цього оцінимо його на око. Для цього на місці майбутньої споруди відкопуємо шурф, глибина якого буде на 30 см нижче ГПГ. Наприклад, ГПГ для вашої місцевості складе 1,5 м. Шурф копаємо в глибину на 1,8 м. Робимо відбір проб грунту і пробуємо скачати їх в кульку. Склад грунту оцінюється таким чином:

• кулька скачати не виходить, візуально видно піщане дно шурфу, то, спираючись на крупність піску, розрахунковий опір ґрунту, R прийме значення: від 2 (для дрібного) до 4 (для великого);
• кулька при натисканні розсипається: швидше за все земля - супісок (R 3);
• кулька не розсипається при натисканні, краї коржа не тріскається: перед вами - глина (R 3-6);
• кулька не розсипається, але краю при натисканні утворюють тріщини, значить, грунт - суглинок (R 2-4).

Орієнтовні показники розрахункового опору грунту наведені в таблиці нижче.

Для розрахунку мелкозаглубленного фундаменту показник опору грунту потрібно розрахувати за формулою: R = 0,005R0 (100 + h / 3), де R0-величина з таблиці, h - планована глибина закладення (см).

Таким чином отримали величину R. Далі визначаємо кількість і параметри опор-стовпів.

Розрахунок кількості стовпів

Кількість стовпів залежить від площі підстави кожного. Наприклад, ви плануєте встановити буронабивні палі d - 300 мм. З розширеної нижньою частиною в 500 мм. Площа підошви кожного стовпа розраховується так: S = pi D2 / 4 = 3,14 50 50/4 = 1960 см .

Візьмемо для прикладу навантаження рівну 100000 кілограмів, R = 4.

Тоді, вирішивши рівняння з 1-ої невідомої, яке має вигляд R = F / (Sхn), де n - кількість стовпів, отримаємо n = 13 штук.

Так як самі стовпи теж будуть впливати на грунт, їх теж слід включити в навантаження. Робимо поправочні обчислення.

Діаметр залишаємо такий же 0,3 м, довжина стовпа - 2 м.

Обсяг 1-го стовпа буде дорівнює:

2х3,14х0,3х0,3 / 4 = 0,14 м .

Середня вага ж / б (кг / м ) - 2400. Маса 1-ої опори буде: 2400х0,14 = 336 кг = 340 кг. Отже, маса 13-ти опор складе 4500 кг. Множимо цей показник на коефіцієнт 1,3 по надійності, складаємо c F і підставляємо в формулу: 4 = 105850 / (1960n). Виходить, що n = 14 - число опор, які потрібно встановити.

Розрахунок густоти арматури

Для розрахунку густоти арматури для одного стовпа виходять з того, що:

• для обвязки стовпів допустимо застосовувати арматуру від 10 мм;
• на 1 стовп круглого перетину потрібно 3 прута, для стовпа квадратного перетину - 4 прута;
• прути встановлюють вертикально на всю довжину стовпа, плюс роблять випуски по 35 см;
• горизонтальна обвязування стовпів виконується з кроком не більше 50 см.

Як приклад для розрахунків будемо використовувати підставу з буронабивних паль в кількості 14 штук (d = 200 мм, h = 2000 мм), відстань між кожною палею - 2000 мм, будемо використовувати ж / б обвязку висотою 400 мм.

Для кожної палі візьмемо 4 прутка з довжиною 2350 мм: 2000 мм - на палю і 350 мм - на запуск. На одну буронабивних палю потрібно взяти: 4х2350мм = 9400 мм або 9,4 м профілю періодичного. На 14 паль потрібно 131,6 м. Для каркаса палі візьмемо гладку арматуру, за допомогою якої скріпимо 4 прутка в 3-х місцях. Довжина одного прутка складе 628 мм = (3,14х200 мм). Довжина 3-х прутків - тисяча вісімсот вісімдесят чотири мм або 1,9 м. Загальна кількість гладкої арматури: 1,9х14 = 26,6 м.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!