Варианты строительства столбчатого фундамента для каркасного дома

Как сделать надежный фундамент и что необходимо учесть для нового дома

• Качество грунта – насколько глубоко он промерзает (это нужно, чтобы предусмотреть так называемое вспучивание грунта, из-за которого здание может подниматься зимой и опускаться летом); к какому типу относится грунт – скальный, песчаный, глиняный.
• Грунтовые воды – их наличие, глубина залегания.
• Конструкция здания – насколько большую нагрузку оно будет нести на фундамент.
• Материалы, из которых будет построен дом.
• Есть ли в планах использование подвальных и цокольных помещений.

Оцениваем грунт

Оценка грунта может быть сделана специалистами – для этого пробуривается скважина и анализируется состав грунта. Глинистый грунт зимой вспучивается сильнее, чем сухой, поэтому если глинистых включений в песчаном грунте много, то он будет вспучиваться неравномерно и фундамент может быть деформирован. При закладке фундамента нужно будет укладывать противопучинистую подушку – попросту равномерно заменять глинистые слои песком.

Если же Вы пробуете оценить грунт самостоятельно, то, конечно же, вряд ли сможете пробурить скважину. Но при внимательном и тщательном наблюдении все же выводы можно сделать

Как только сойдёт снег, в апреле – начале мая, обратите внимание на количество трещин на асфальте на дороге, что ведёт к участку, если их много, значит, скорее всего, грунт в месте будущего строительства неоднородный. Если на асфальте наблюдаются провалы, значит подземные воды подходят довольно близко к поверхности, поэтому зимой происходит сильное сжатие грунта

Какой фундамент под дом подойдет именно Вам

• Если на вашем участке илистый, пучинистый грунт, территория подмывается водой: скорее всего не подойдут столбчатый и ленточный фундаменты; подойдет фундамент на сваях.
• Сухой грунт с равномерным слоем песка: подойдет ленточный фундамент.
• Если вы собираетесь строить большой загородный дом, высотой более 2-3 этажей, или комплекс зданий, стоящих на одном фундаменте: подойдет свайный или плиточный фундамент.
• Деревянный одно — двухэтажный коттедж без подвала: подойдёт столбчатый фундамент; сваи или плиты в качестве фундамента будут лишней тратой денег и материалов.

Сравнение характеристик

Фундамент — основа любого дома и от его прочности и устойчивости зависит долговечность и комфорт будущего здания. Для домов из бруса подходят одни типы оснований, а для кирпичных двухэтажных домов – другие, с увеличенной несущей способностью. Чтобы сделать выбор, нужно сравнить основные характеристики и свойства этих конструкций, сведенные в таблице:

Характеристика	Ленточный	Свайно-винтовой	Плитный
Проведение земляных работ перед строительством	да	нет	да, но меньше, чем в ленточном
Срок строительства	4-6 недель	1-3 дня	4-6 недель
Строительство на сложных грунтах и рельефах без проведения дополнительных работ	нет	да	да
Возможность сразу же полноценно нагружать фундамент и монтировать дом	нет	да	нет
Ограничение строительства теплым временем года	да	нет	да
Возможность устройства подвалов и цокольных этажей	да	Требуется дополнительное техническое решение	Только для цокольных этажей

Таким образом, определяя, какой фундамент нужен для строительства дома из пеноблоков, требуется определить его вес, хорошим вариантом будет ленточный фундамент или плита, если строительство ведется на неустойчивых грунтах. При этом на плотном или скальном грунте подойдет малозаглубленная лента из бетона. А вот для дома из пенобетонных блоков высотой в 2 этажа требуют заглубленного ниже уровня промерзания грунта ленточного или плитного основания.

Ленточный малозаглубленный фундамент лучше всего подходит для каркасных домов с небольшой массой. Его прочности вполне достаточно, чтобы обеспечить устойчивость постройки. Тоже можно сказать и для домов из бруса с толщиной стенки в 30 см. Легкая и прочная конструкция такого дома обладает повышенной теплоизоляцией. На сложных пучинистых, заболоченных или зыбких грунтах такие здания лучше возводить на свайных основаниях, заглубленных до плотных слоев, что обеспечит устойчивость.

Определяясь, какой фундамент лучше подойдет для дома из бревен, нужно обратить внимание не ленточный и свайный тип, плитные конструкции не слишком подходят для деревянных строений. Заглубление ленточного вида зависит от этажности здания, для одноэтажных – достаточно мелкого заглубления

Самым дешевым фундаментом является свайный, на который требуется наименьший объем материалов. Прочные сваи из металла связываются не слишком массивным бетонным ростверком. На ленточный фундамент требуется гораздо больше материалов, если глубина промерзания грунта 1 м, то его придется заглублять на 1,2 м, при ширине 0,5 м, на каждый погонный метр потребуется 0,6 куб. метра бетона, с соответствующим количеством арматуры. На плитный фундамент потребуется еще большее количество цемента, поскольку, несмотря на его сравнительно небольшую толщину, монолит закладывается под весь дом. Однако, основание не требует стяжки под пол, в результате оно позволяет сэкономить значительные средства по сравнению с ленточным типом.

Фундамент: как выбрать

Нагрузка от каркасного дома сравнительно небольшая, поэтому подходят различные типы фундаментов:

• свайный или столбчатый;
• ленточный малого или глубокого заложения;
• плита.

Выбор основания зависит от многих факторов, но основной из них — характеристики грунта на участке:

• механический состав;
• уровень грунтовых вод;
• несущая способность.

Помимо этого может предусматриваться цокольный этаж или подвал. Чтобы выбрать какой-либо вариант, должно быть обоснование в виде результата инженерных изысканий и проектной документации.

Свайный (столбчатый)

Это самый недорогой и быстровозводимый фундамент. Он очень часто используется при строительстве каркасных домов. Представляет собой погруженные в землю отдельно стоящие анкеры, соединенные по оголовкам горизонтальной балкой — ростверком.

Сваи монтируются различными способами:

• ввинчиванием;
• забивкой;
• заливкой бетона в скважину;
• кладкой из блоков, кирпича.

Свайные основания используются на любых почвах. На слабых и сильносжимаемых грунтах это практически единственный вариант.

Для определения количества и сечения свай производится расчет с учетом нагрузки и особенностей проекта. Опоры устанавливаются с шагом не более 3 м.

Точки размещения опор:

• по углам здания;
• под пересечениями стен и перегородок;
• в местах расположения тяжелого оборудования и конструкций — печей, каминов, колонн и т.д.;
• между несущими стенами при больших пролетах.

При устройстве свайных фундаментов не требуется рыть котлован или выравнивать площадку. Достаточно удалить верхний плодородный слой почвы.

Монтируются опоры механическими установками или вручную. Винтовые и забивные свайные фундаменты сразу готовы к дальнейшей нагрузке, а вот для буронабивных требуется время для затвердевания бетона и набора прочности.

Ленточный

При устройстве фундамента-ленты под каркасный дом заглублять подошву ниже уровня промерзания нерационально, если это не предусмотрено проектом. Обычно применяются малозаглубленные основания с глубиной заложения 30-50 см. Это позволяет снизить объем земляных работ, трудоемкость и расход материалов, а несущей способности конструкции вполне достаточно для восприятия нагрузки от легкого каркасного строения.

При мелкой закладке фундамента неизбежно возникает морозное пучение, особенно на глинистых и водонасыщенных грунтах. Рекомендуется проложить прифундаментный дренаж, сделать утепленную отмостку и обеспечить водоотведение при дождях. Эти мероприятия предупреждают переувлажнение грунта, снижают его сезонные подвижки.

Технология устройства мелкозаглубленного ленточного основания:

1. Выкопать траншею глубиной 50-70 см.
2. Засыпать щебень и песок на высоту 20 см, уплотнить. Это дополнительный дренаж.
3. Установить опалубку из досок, фанеры.
4. Уложить гидроизоляцию для защиты от раннего обезвоживания бетона, а впоследствии от увлажнения поверхностными водами.
5. Смонтировать арматурные каркасы.
6. Залить бетон марки не ниже М 300.

Хорошими характеристиками обладает свайно-ростверковый фундамент, где между отдельными заглубленными опорами устраивается малозаглубленная ж/б лента. Он объединяет преимущества обеих конструкций, равномерно распределяет нагрузку на грунт и противостоит силам пучения.

Плитный

Этот тип фундаментов применяется чаще всего в каркасном строительстве виде утепленной шведской плиты УШП. Многослойная конструкция достаточно трудоемкая и материалоемкая, но при ее устройстве проделывается большой объем работ.

Фундамент-плита позволяет уже на начальном этапе получить:

• хорошее утепление для снижения теплопотерь;
• готовый под отделку пол первого этажа;
• выполненную разводка всех инженерных коммуникаций.

Плитное основание заглубляют не более чем на 40-50 см. Его называют «плавающим», поскольку при сезонном пучении грунта оно может свободно перемещаться.

Водоотведение из-под подошвы фундамента обеспечивается толстой щебеночно-песчаной подушкой. Ее тщательно уплотняют и выравнивают. На этом этапе проводится закладка трасс для коммуникаций и установка гильз для вывода их наружу. По подушке заливается бетон толщиной 10-20 см. Предварительно конструкция армируется сетками в 2 слоя. Опалубку можно снимать через 72 часа, а к дальнейшему строительству приступать спустя 5-7 дней.

Плитный фундамент обладает высокой тепловой инерцией и долго сохраняет накопленную энергию

Для каркасных домов это важно, поскольку их стены хотя и обладают низкой теплопроводностью, но тепло не аккумулируют

Расчет

Самостоятельный расчет фундамента выполняют при однородных, механически прочных грунтах с низким УГВ. Осложнения в виде торфяников в подпочвенном слое, частых подтоплений, насыпных или намывных песков, сложного рельефа требуют профессионального подхода.

Задача фундамента – передавать нагрузки от здания на грунт. Для определения площади опорной части проводят расчет. Если она рассчитана некорректно, то вес дома превысит сопротивление основания. В результате продавливания и неравномерной осадки почвы возможно появление трещин, разрушение конструкций.

Правильный расчет – не гарантия долговечности фундамента. Ее обеспечивают грамотное строительство и эксплуатация с соблюдением требований. Если после устройства основания копать подвал вблизи стенки конструкции или пристраивать часть здания, это приведет к ухудшению условий работы участка ленты из-за нарушения целостности почвы. Неправильная консервация подземной части на зиму также изменяет свойства грунтов в не лучшую сторону.

Площадь опирания определяют, исходя из выражения:

S› 1,2 Вес дома/ отпор грунта, где 1,2 – коэффициент надежности.

Иногда к отпору грунта применяют повышающий коэффициент, что приводит к уменьшению площади опоры. Делать этого не рекомендуется, так как различные нарушения при эксплуатации могут негативно сказаться на несущей способности почвы.

Например, переувлажнение грунта с нарушенной структурой при отсутствии дренажа, отвода воды, просевшей отмостке приводит к его ослаблению.

Несущую способность грунта определяют по таблице СНиП 2.02.01-83. Так, у песка она в среднем равна 2кг/см², у глины – 3кг/см².

Вес дома находят сложением постоянных и временных нагрузок от всех конструкций, отделки, пола, кровли, мебели, людей, оборудования и снега (СНиП 20.13330.2011, 131.13330.2012).

Существует упрощенный способ нахождения массы дома, разработанная строителями-профессионалами:

1. Нагрузка от каменного, кирпичного, газопенобетонного с облицовкой кирпичом — 2,4 т/м²;
2. Ячеистые бетоны, отделанные штукатуркой – 2 т/м²;
3. Брусовые и каркасные дома – 1,7 т/м².

Значения включают нагрузку от фундамента. Чтобы найти вес дома, достаточно площадь умножить на величину. Если строение ведется в 2 этажа, соответственно, показатель удваивают.

Полученную величину подставляют в формулу и находят S– требуемую минимальную площадь фундаментной ленты.

Например, для одноэтажного каркасного дома с площадью 120 м², строящегося на песке, искомая площадь равна:

1,2х120х1,7/20=12,24 м² (20 – несущая способность песка в т/м²).

Ширинаполосы ленточного фундамента для каркасного домаопределяется, исходя из длины несущих стен и перегородок, которая в этом примере равна 12х2+10х2+12(центральная)=56 м:

12,24/56=0,22 м=22 см.

Согласно СНиП 2.02.01., минимальная ширина под наружные стены одноэтажного дома принимается равной 250 мм. Эта величина не может быть также меньше толщины стен.

В каркасном строении высота сечения стоек ограждающей конструкции определяется по несущей способности бруса. Обычно это 150-200 мм.

Теплотехнический расчет определяет толщину утеплителя. Если она больше сечения доски, разделяют теплоизоляцию на 2 части – между стойками каркаса укладывают первый слой, снаружи – второй.

С учетом отделки наружных стен обшивными материалами искомая толщинанесущего ленточного фундаментадля каркасного дома– 250-350 мм.

Виды фундамента для каркасного дома

Легкие здания можно строить на любом основании, но чаще всего применяют следующие типы конструкции:

• ленточная;
• свайная;
• монолитная;
• столбчатая.

Они обладают различной жесткостью и сопротивляемостью вспучиванию грунта. Подробная информация о плюсах и минусах конструкций поможет решить, какой фундамент лучше.

Ленточный

Ленточный фундамент

Фундамент представляет собой железобетонную полосу по периметру всего здания. Перед заливкой бетона устанавливается опалубка. Обязательно выполняется армирование железным прутком. Конструкция бывает двух видов:

• Мелкозаглубленная лента – закладывается в траншее на 40-60 см, над землей она выступает на 30-40 см. Для надежности устраивается непрерывный армирующий пояс. Основание возводится на песчаной подушке.
• Глубокого заложения – конструкция располагается ниже уровня промерзания почвы. Точная величина берется из справочника по региону. Основание обладает высокой несущей способностью.

Достоинства:

• появляется возможность устройства подвала;
• высокая надежность и долговечность;
• простота устройства.

Недостатки:

• повышенный расход материала (для полнозаглубленного основания);
• продолжительный период изготовления (требуется ждать высыхания бетона);
• не подходит для участков с высоким уровнем грунтовых вод.

Свайный

Фундамент на сваях

При строительстве на участках с пучинистым неустойчивым грунтом используются сваи. Опоры бывают нескольких видов: набивные, заливные, винтовые. Готовые сваи закручивают или забивают в землю, набивные изготавливают непосредственно на участке. При возведении легких домов популярны металлические винтовые сваи. Их можно самостоятельно ввинтить в грунт. Для соединения опор в общую конструкцию на них монтируется ростверк.

Достоинства:

• возводится быстрее других типов фундамента;
• подходит для всех типов почвы;
• не требуется выполнение земляных работ.

Недостатки:

• значительные потери тепла;
• металлические сваи подвержены коррозии.

Монолитная плита

Фундамент-плита для каркасного дома

Плитный фундамент для каркасного дома – это разновидность монолитного основания, применяемого на грунтах с высоким сжатием. Основание изготавливается их бетона и арматуры, располагается под всем зданием. Под плиту засыпается подушка из песка и щебня, укладывается утеплитель и гидроизоляция. Основание бывает плоским или с дополнительными ребрами жесткости.

Достоинства:

• обеспечивает устойчивость дома на пучинистых грунтах;
• может использоваться при близком залегании грунтовых вод;
• долгий срок службы;
• универсальность, используется в типовых проектах загородных домов.

Недостаток – высокая стоимость из-за большого расхода материалов.

Столбчатый

Столбчатое основание

Для домов небольшого веса используют столбчатое основание. Опоры бывают бетонные, каменные или кирпичные. Их устанавливают в углах здания, местах пересечения стен, на участках повышенной нагрузки. Расстояние между столбами составляет 1,2-2,5 м. Нижняя часть опор находится в земле, а верхняя выступает над ней на 50-60 см. Поверх столбов укладывается обвязка из балок.

Достоинства:

• отличается наименьшими финансовыми затратами;
• можно выполнить самостоятельно;
• быстро возводится.

Каркасный дом на свайном фундаменте

Разбирая тему свайного, ленточного и плитного фундаментов следует держать в голове два аспекта, характеризующих каркасный дом:

1. Каркасный дом не монолитен и состоит из отдельных, скреплённых между собой конструкций. Например, стена каркасного дома может состоять из нескольких частей длиной до 6 метров каждая,
2. Каркасный дом – лёгкая конструкция и её давление на грунт меньше, чем у домов, построенных по другой технологии (из блоков, кирпича и т.п.)

Фундамент из свай во всех своих модификациях, включая винтовые сваи, обладает рядом неоспоримых преимуществ:

• его легко изготовить своими руками,
• высокая скорость возведения,
• при больших перепадах высот на участке, свайный фундамент дешевле, чем другие виды фундаментов.

В тоже время, данный вид фундамента, как основание именно каркасного дома, имеет несколько принципиальных недостатков:

• сваи передают от грунта на каркас нагрузки точечно; каким бы надёжным не казался ростверк, связывающий сваи, в зимний период нагрузки от морозного пучения грунта могут действовать на сваи неравномерно, что приведёт к разрушению ростверка и каркаса дома,
• небольшая площадь пятна контакта единичной сваи и грунта, соответственно для строительства свайного фундамента с необходимой несущей способностью может понадобиться большое количество свай

Подготовка к изготовлению

На подготовительной стадии следует выяснить размеры будущего строения, нагрузку на фундамент вышестоящих конструкций и несущую способность грунта. Перед возведением каркасного дома можно самостоятельно выполнить исследование почвы. Для этого необходимо пробурить несколько ям на участке. Глубина скважины — ниже 50 см подошвы фундамента. Таким способом определяется тип грунта и отсутствие водоносных слоёв.

Характеристика грунтов:

• Скальные — почвы с высоким содержанием камня или гравия, отличаются крепким основанием, хорошо удерживают нагрузку, не собирают воду.
• Крупные пески — представляют собой крепкое основание с низкой пучинистостью.
• Мелкопесчаные — плохо подходят для строительства, так как отличаются высокой пучинистостью. Они собирают воду в верхних слоях и выталкивающим образом действуют на фундамент.

Расчёты глубины и количества столбов

Столбчатые основания бывают заглублёнными (для водонасыщенных и глиняных грунтов) и малозаглублёнными (для скальных и песчаных почв с низким уровнем залегания грунтовых вод). Высота заглублённого фундамента зависит от средней глубины промерзания почвы в вашей местности. Подошва такого основания должна располагаться ниже этого уровня на 30–50 см. Перед началом работ следует рассчитать нагрузку дома, для этого суммируется вес стен, перекрытий, кровли и масса фундамента.

Тип конструкции	вес
Каркасные утеплённые стены толщиной 15о мм	25–50 кг/м²
Деревянные балки с перекрытиями и утеплителем	90–140 кг/м²
Кровля и снеговая нагрузка
Металлическая	45–60 кг/м²
Из гибкой черепицы	45–65 кг/м²
Керамическая	75–115 кг/м²
Снеговая нагрузка в разных регионах России
Средняя полоса	100 кг/м²
Южные регионы	50 кг/м²
Северная часть страны	90 кг/м²

Для определения веса железобетонного столбчатого фундамента нужно его объем умножить на удельный вес железобетона (2500 кг/м³). Для подсчёта веса одного столба используется следующая формула: V=3,14*G²*h. V — объем столба, G — радиус столба, h — высота столба. Все величины указаны в метрах. Полученную величину нужно умножить на количество столбов, и у нас получится общий объем фундамента. 

Несущая способность разных грунтов (в кг/см²):

Несущая способность грунтов
Галька с глиной	4,5
Крупнопесчаная	6
Среднепесчаная	5
Мелкопесчаная	4
Гравий с глиной	4
Суглинок	3.5
Глина	5

Выбор материала и расчёт количества 

Для устройства столбчатого фундамента используются разные материалы:

• Дерево — весьма недолговечный материал, даже при обработке защитными составами прослужит не более 20 лет.
• Каменные столбы — обычно возводятся из бута или гранитных камней. Отличаются долговечностью и надёжностью. Недостаток — массивность и трудоёмкость при постройке.
• Монолитные бетонные столбы.

Для того чтобы рассчитать количество бетона на столбчатый фундамент можно воспользоваться следующей таблицей:

Радиус столба с круглым сечением
7,5 см	0,0176 м³
10 см	0, 0314 м³
15 см	0,07 м³
Квадратное сечение
20х20 см	0,04 м³
30х30 см	0,09 м³
40х40 см	0,16 м³

Арматура для столбчатого основания используется рифлёная, класса А, диаметром 10–12 мм. Металлические прутья нужны той же длины, что и опоры. Для столба диаметром 10–14 мм понадобится 4 прутка арматуры. Их размещают на расстоянии 10 см друг от друга и перевязывают через полметра гладкой и более тонкой арматурой диаметром 6 мм. Таким образом, для двухметрового столба понадобится 8 м толстой и 1,2 м тонкой арматуры. Полученные цифры умножаем на количество опор и получаем метраж необходимой для столбчатого основания арматуры.

Необходимые инструменты

Перед началом строительства необходимо подготовить следующие инструменты:

• Бетономешалка;
• Лопата;
• Рулетка;
• Уровень;
• Гвозди и саморезы;
• Молоток;
• Шнур;
• Колышки;
• Ручной бур;
• Мастерок;
• Трубы или доски для опалубки.

На что необходимо обратить внимание перед расчетом

Перед тем, как начать производить расчеты будущего каркасного здания, его этажности и общей площади, нужно изучить дополнительную информацию о правилах планирования такого типа фундаментов.

• Столбы фундамента должны находиться не только под каждым углом периметра здания, но и в тех местах, где будет происходить пересечение несущих стен и внутренних перекрытий. Нарушение этого правила может привести к непредсказуемым последствиям, а поэтому при расчете количества столбов это обязательно нужно учитывать;
• Расстояние между столбами по расчету не должно превышать 2-3 метров. При этом, значение не зависит от количества этажей сооружаемого каркасного здания;
• Идеальным вариантом для каркасного дома будет сборный столбчатый фундамент, изготовленный из готовых столбов, либо заливной монолитный. Эти две разновидности обладают повышенной прочностью, они выдержат любую каркасную конструкцию, даже если она будет в несколько этажей;
• Если предполагается, что каркасный дом будет иметь относительно небольшой вес, то можно обойтись незаглубленным столбчатым фундаментом, при котором сваи сооружаются на глубине не более 40-50 сантиметров, либо малого заложения, где бетонные столбы вкапываются на глубину 70 сантиметров независимо от свойства почвы и глубины ее промерзания;
• Оптимальным решением для столбчатого фундамента будут монолитные столбы сечением 400х400 мм, либо бетонные блоки имеющие габариты 200х200х400 мм.

Разобравшись в технических характеристиках столбчатого фундамента и его особенностях, можно переходить к процессу его расчета и последующего сооружения своими руками.

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент считают самым бюджетным как по деньгам, так и по времени, поскольку изготавливается из уже готовых строительных материалов. Возведенный по всем правилам, он сможет прослужить более 50 лет.

Основой для такого фундамента, как следует из названия, служат столбы, которые вбиваются в грунт по углам будущей постройки, там где пересекаются стены, и в других местах, где идет повышенная нагрузка.

Используется такой тип фундамента для создания деревянных, каркасных домов, а также различных хозяйственных построек. Идеален для сооружения бань. Однако помните, что выбрав столбчатый фундамент в качестве основания своего дома, погреб или подвальное помещение вы сделать не сможете.

В качестве столбов обычно используют:

• Древесина твердых пород;
• Красный кирпич (он должен быть хорошего обжига, иначе вскоре разрушится);
• Бетон и бутовой камень;
• Монолитный железобетон;
• Блоки из железобетона;
• Камень-плитняк;
• Металлические трубы.

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент бывает двух видов: монолитный и сборный. Первый закладывается путем заливки опалубки бетоном, в результате чего получаются столбы. Второй состоит из блоков, камня, кирпича, асбестовой арматуры. Он собирается самостоятельно и довольно быстро.

Места перекреста несущих перекрытий в столбчатом фундаменте подразумевает наличие столбов. Так, во время «жизни» сооружению будет легче переносить увеличенные нагрузки и давление. Каждый столб монтируется, соединяясь с балкой, где будет устраиваться цоколь. Опоры часто делаются своими руками. Материал изготовления – кирпич, бутобетон. Если нет возможности монтажа опор, их покупают в магазине в готовом виде из бетона или железобетона.

Перед заливанием опор, с шагом не более полуметра монтируются армирующие профили. Под них засыпается песок, а после производится заливка. Покупные опоры устанавливаются на стаканных подушках с расстоянием один-два метра. Толщина подушек – 150 мм. Области между опорами засыпаются щебенкой, песком и бетоном поверху. После столбы соединяются элементами из кирпича.