СТОЛБЧАТЫЕ И СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

   Столбчатый фундамент представляет собой систему столбов расположенных по углам и в местах пересечения стен, а также под тяжелыми и несущими простенками, балками и другими местами сосредоточенной нагрузки здания. Для создания условий совместной работы столбов, как единой конструкции, и повышения устойчивости столбчатых фундаментов, для избежания их горизонтального смещения и опрокидывания, а также для устройства опорной части цоколя между столбами делают ростверк (обвязочные балки, рандбалки).

   Основной тип столбчатых фундаментов, применяемый в массовом строительстве, - это монолитные железобетонные фундаменты. Как правило, расстояние между столбами составляет 1,5-2,5 м, но может быть и больше. При расстоянии между столбами 1,5–2,5 м. Ростверк представляет собой рядовую армированную перемычку. При этом нельзя связывать в единое конструктивное решение пристраиваемые террасу, веранду, крыльцо. Эти помещения должны иметь собственный фундамент, то есть должны быть разделены деформационным швом, так как нагрузка от крыльца не сравнима с нагрузкой от стен дома, соответсвенно и осадка у них будет разной.

   При расстоянии между столбами фундамента больше 2,5-3 м ростверк выполняют из более мощной, так называемой, рандбалки. Рандбалка выполняется в виде монолитной или сборной железобетонной балки. Также она может быть металлической (двутавр, швеллер, профиль).

   Столбчатые фундаменты характерны для небольших индивидуальных домов до 2 этажей, возведенных из дерева или со стенами из легких материалов объемным весом не больше 1000 кг/м3. Столбчатый фундамент также применяется для каркасных объектов и как фундамент для небольшого дачного дома. Этот вид фундамента используют на грунтах, которые не подвержены температурным деформациям (пучение).

Материалом для исполнения столбов может служить:

•   дерево (обработанная сосна или дуб класса 1-2), применяются под небольшие деревянные здания , дачных домиков, бань;

•   глиняный кирпич на цементно-песчаном растворе, применимы для кирпичных зданиях до 2 этажей;

•   камень (природный камень высокой прочности), кирпичные здания с тяжелым конструкциями;

•   бетон класса В15-В25 с армированием арматурными каркасами, самый массивный вид, применяются под тяжелые здания выше 1-2 этажей, безподвальные здания, также под промышленные сооружения.

   Положительные стороны данного вида фундамента - стоимость ниже на 30-40 % из-за снижения расхода материалов и трудозатрат. Негативными чертами столбчатого фундамента есть невысокие прочностные характеристики и возникающие проблемы с возведением цоколя или подвала -необходимо дополнительно возводить стены между столбчатым фундаментом.

Свайный фундамент

   Свайные фундаменты выполняют из отдельных свай или группы свай, объединенных сверху бетонной или железобетонной плитой или балкой, называемой ростверком. Свайные фундаменты устраивают в случаях, когда необходимо передать на слабый грунт значительные нагрузки или же пронзить слабый грунт и опереть на более прочный. Свайные фундаменты целесообразны если на значительную глубину залегают слабые грунты: песчаные рыхлые, водонасыщенные пески, просадочные грунты (грунты которые под действием внешних нагрузок или собственного веса дают значительную осадку). Сваи применяются для больших и мощных зданий с нагрузкой на обрезе фундамента от 15-25 т/м2. Но также имеют место и в частном строительстве, в виде винтовых или железобетонных коротких свай, в случае если нет возможности устройства других видов фундаментов.

По материалу различают такие виды фундаментов:

•   железобетонные из армированного бетона класса В10-В20, для тяжелых зданий с конструкциями из железобетона;

•   деревянные из защищенной и обработанной сосны, применяются для легких деревянных зданий до 2 этажей;

•   металлические из металлических труб, также для тяжелых зданий при неудобстве и невозможности использования железобетонных свай;

•   комбинированные из металла и бетона, применяются для тяжелых, громоздких зданий больше 3 этажей в сложных инженерно-геологических условиях. Например, в болотистых или рыхлых грунтах.

По типу изготовления сваи бывают:

•  Винтовые – металлические сваи имеющие резьбу на конце в виде лопасти (диаметр лопасти 3-3,5 диаметра сваи) и ввинчиваются в грунт как шуруп вручную или гидравлическим оборудованием, установленным на трактор. Винтовые сваи применяют для опор мостов, фундаментов мачт, башен, опор линий электропередачи. Винтовые сваи могут быть заложены в любые грунты. Популярный вид фундамента для дачного домостроения за счет своей невысокой цены и малым временем установки свайного поля.

• Забивные, забиваются специальными машинами — копер. Применимы только когда строительство ведется на неосвоенной территории, когда рядом нет существующих здания (ударные нагрузки от забивания сваи могут разрушить конструкции соседних зданий);

•   Набивные, в пробуренную скважину подается бетон;

•   Вдавливаемые, при помощи гидравлических насосов свая под высоким давлением вдавливается в грунт;

Критерии выбора столбчатого фундамента

Рассмотрим ситуации, когда предпочтительнее использовать именно столбчатый фундамент, а не ленточный или плитный.

1. Стоимость и трудозатраты

   Стоимость столбчатого фундамента как правило укладывается в промежуток 15-18% отобщей стоимости дома, тогда как для остальных типов фундамента стоимость может доходить до 30%. В пользу столбчатой конструкции можно привести также расход материалов и трудозатрат, которые в 1,5-2 раза меньше, чем при возведении ленточного фундамента.

2. Несущая способность

   Еще одним плюсом столбчатого фундамента, считается лучшая работа грунта основания под отдельными опорами, нежели под ленточным фундаментом. Следствием этого является меньшая осадка столбчатого фундамента при равном давлении на все опоры, что даёт возможность увеличить нагрузку на столбчатый фундамент до 25% и тем самым уменьшить общую площадь фундамента.

Глубина заложения столбчатого фундамента

При расчёте глубины заложения фундамента следует обратить внимание на некоторые моменты:

  •   Средняя глубина промерзания грунта в вашей местности, так как лучше всего заложить столбчатый фундамент ниже этой глубины, что уменьшит действующие силы деформации;

  •   Состав и вид грунта: подвижный и неподвижный грунт, песчаный или глинистый. Самый лучший грунт это песок — так как он не скапливает в себе влагу (вода проходит через песчаные слои очень быстро), а также он обладает наилучшей несущей способностью;

  •   Торфяной или илистый грунт не подходит для строительства, необходимо частично или полностью заменить его на песчаный;

 •    При наличии высокого уровня грунтовых вод обязательно нужно устраивать дренаж и делать гидроизоляцию;

   Необходимо учитывать вес будущего строения, массу опор самого фундамента, а также приблизительную нагрузку, создаваемую проживающими людьми, мебелью и т.п.

Мы всегда рекомендуем на этапе проектирования обратиться к опытному специалисту, обладающему всеми необходимыми сведениями для проведения точных расчётов. Он сможет правильно выбрать оптимальный тип фундамента и рассчитать необходимую глубину его заложения без лишних запасов по глубине. Это часто позволяет сократить бюджет строительства без ущерба для безопасности и качества дома.

Противодействие морозному пучению

   Наибольшую опасность в малоэтажном строительстве приносят силы морозного пучения. Выше мы уже указали, что нужно закладывать фундамент ниже уровня промерзания земли в зимнее время, а на пучинистых грунтах это особенно важно. Однако в небольших или лёгких сооружениях (как, например, каркасные дома), нагрузки на фундамент не хватает для сопротивления силам пучения, в результате чего могут происходить различные виды деформаций. Поэтому в домах без подвалов лучшим решением будет незаглубленный или малозаглубленный фундамент. Поясним разницу.

Малозаглубленный фундамент

Фундамент с коэффициентом заложения 0,5-0,7 от глубины нормативного промерзания называется малозаглубленным. К примеру, норматив промерзания составляет 1,4 м. В таком случае расчётная глубина такого фундамента составит 1,4 х 0,5 = 0,7 м.

Незаглубленный столбчатый фундамент

Незаглубленный фундамент укладывается на глубину в среднем 40-50 см., что в большинстве случаев составляет треть или половину глубины промерзания земли.

В местности с большой глубиной промерзания и с пучинистыми грунтами, наиболее эффективными являются анкерные сборные столбчатые или же монолитные фундаменты. Такие фундаменты мало подвержены силам морозного пучения, которые воздействуют на боковые грани фундамента, за счёт небольшого поперечного сечения. Если материалом фундамента является кирпич, камень или мелкие блоки, то такой фундамент необходимо сужать к верху, что позволит уменьшить расход строительного материала, а также равномерно разнести нагрузку от стен.

Дополнительно, для минимизации действия сил морозного пучения, фундамент покрывают материалом, уменьшающим трение – битумной мастикой, эпоксидной смолой, полимерной плёнкой. Кроме того полезно утеплить поверхность грунта рядом с фундаментом.

Важные моменты при строительстве столбчатого фундамента

    При устройстве фундаментов на пучинистых грунтах необходимо иметь четкое представление о том, что строительство дома и ввод его в эксплуатацию должны осуществляться в один строительный сезон. Фундаменты, возведенные на пучинистых грунтах и оставленные на зимнее время без нагрузки (без стен, перекрытий и крыш), могут деформироваться. Это справедливо для всех видов фундаментов, но особо важно для столбчатых, так как каждый столб ведет себя как отдельные фундамент (из-за отсутствия единого жесткого остова в отличии от ленточного или плитного). Осадку каждый столб дает свою, что в дальнейшем (после морозов - весной) может усложнить устройство ростверка и стен.

   Непредвиденные деформации могут произойти и в том случае, когда построенный дом в зимнее время не эксплуатируется и не отапливается, а глубина заложения фундамента была рассчитана на тепловой режим отапливаемого дома. Благоприятным временным периодом закладки фундамента считается, тот отрезок времени, когда почва «отошла» от мороза и грунтовые воды сошли на нижние пласты. Это могут быть летние месяцы и начало осени.

Основные ошибки

   Многие застройщики допускают ряд ошибок при закладке фундамента, которые приводят к различной степени повреждений фундамента и стен дома. Эти ошибки можно систематизировать следующим образом:

Коварным дефектом фундамента, является неравномерность его проседания. Это может возникнуть по ряду причин, к которым можно отнести:

   •  Неправильно выполнен расчет глубины закладки фундамента;

   •  Опоры имеют разную величину заглубления.

   •  Нагрузка на опоры фундамента неравномерна.

   Для исключения подобного явления, надо выполнить точный расчет планомерного распределения нагрузки на фундамент.

Не забывайте учесть нагрузку на фундамент при надстройке второго уровня дома (например, возведения мансарды);

   Использовался материал низкого качества – не та марка цемента, песок который содержал примесь глины и т.д. Или материал, например цемент, имеет длительный срок хранения (надо напомнить, что при хранении полгода его марка снижается на 25 %, а при хранении год и более на 35-50 %);

   Не правильно произведена оценка несущих свойств грунта. Избежать этих ошибок поможет правильно выполненный проект специалистами и постоянный контроль строительства Вами или независимым экспертом.