Возведение столбчатых фундаментов на различных почвах: глине и пучинистых грунтах
При создании проекта для застройки, в первую очередь, определяют тип грунтов, так как от этого напрямую зависит вид фундамента. Так, столбчатый – наименее затратный в финансовом плане (до 18% от бюджета всего строительства), но не на каждой почве он может быть применим. Песчаные грунты и супеси для такого фундамента подходят, а вот суглинок, торфяники и глинистые участки, а также почвы, подверженные горизонтальным смещениям, требуют дополнительного укрепления.
Как определить тип грунта самостоятельно
Для самостоятельного определения типа грунта следует проделать некоторые манипуляции:
Столбчатый фундамент подходит для легких построек (каркасные дома, подсобные постройки, дачи, бани) без подвалов и погребов. Его можно закладывать на всех типах грунтов, если уровень грунтовых вод не слишком высок. В зависимости от типа почвы он может быть:
Также столбчатые фундаменты бываю опорно-столбчатыми, столбчатыми из труб или столбчато-ленточными.
Закладка фундамента на непучинистых и пучинистых почвах
Непучинистые грунты – это участки земли, образованные по большей части из остатков разрушенных горных пород (гравийные, щебневые, песчаные), являющие собой крупнозернистый материал. Чем больше частицы у такой почвы, тем меньшее влияние будет оказываться на прочность фундамента. Это наиболее безопасные грунты для любых типов построек.
Столбчатый фундамент на таких грунтах закладывают неглубоко (применяю незаглубленную или мелкозаглубленную кладку). В некоторых случаях достаточно и 20−30 см.
К пучинистым почвам относятся супеси, пылевые пески, глины с высокой влажностью и суглинки. Основная характеристика – увеличение объемов почвы при замерзании воды, которая находится в ее составе. Для таких грунтов наиболее удачный фундамент – столбчатая конструкция. Она минимизирует действие касательных сил, и основа не подвергается разрушению при промерзании почвы.
Если нестойкий грунт имеет очень высокий процент влажности, при закладывании фундамента, его верхний шар заменяют на непучинистый (верхние 2\3 слоя). Для отапливаемых домов – с наружной стороны, для неотапливаемых – снаружи и внутри.
При очень пучинистых грунтах или утяжеленном строении (из кирпичной кладки) рекомендуется использовать перевязку (рындбалку). Она может располагаться на поверхности почвы или иметь небольшое заглубление. Это поможет максимально избежать влияния пучения грунта или его подвижек.
Закладка фундамента на глине
Глинистые грунты (с содержанием глины около 10-30%) очень пластичны, подвержены размыванию, не держат форму и могут смещаться. Устойчивость домов на них зависит от правильной закладки фундамента.
Способы укрепления почвы:
При наличии склонов, их укрепляют бетонными упорами или панелями, под уклоном 50-60 относительно склона.
Технология закладки
Для пучинистых грунтов предпочтительнее выбирать столбы с расширением внизу, в остальных случаях подойдут конструкции в виде параллелепипеда или цилиндра. Есть несколько способов закладки столбчатого фундамента.
Первый способ. Под столбы выкапывают ямы, которые размерами превышают параметры столбов на 30−40см, затем в них устанавливают опалубку и каркас из арматуры. Далее заливают бетон. После его застывания, опалубку снимают, а столб засыпают. Технология позволяет создавать монолитные железные столбы высокой прочности и устойчивости, но требует большого объема работ.
Второй способ. Применяется специальный фундаментный бур – ТИСЭ-ф, с его помощью можно делать скважины в диаметре до 20 см, с расширением внизу до 60 см. Это более простой метод, позволяющий осуществлять закладку фундамента самостоятельно.
На что обращать внимание? В местах пересечения стен (точки наибольших нагрузок), под стойкой каркаса, возводятся столбы на расстоянии, кратном шагу балкам нижней обвязки (1,5 − 2,5 м). Сечение бетонных блоков или столбов из кирпича должно быть не меньше 50х50 см. Толщина стен с шаром термоизоляции – до 25 см, перекрытия (кроме цокольного) сделаны из дерева.
Столбы монтируют вертикально, на них кладут бетонные блоки. Между столбами устанавливают забирку − легкую стенку, утепляющую подпол и защищающую его от влажности. Она должна быть одинаковой по всему периметру строения (как правило, это кирпич или бетон). Толщина стенки – 12 см, уровень заглубления в почву – 25 см. Если грунт на глине и очень пучинистый, забирку устанавливают на подушку из песка высотой 20 см и шириной 30 см.
С ростверком или без него
Ростверк – верхняя часть, связывающая столбы в одну конструкцию, его делают из железобетонной ленты, которая придает постройке большей устойчивости на подвижных грунтах, а также равномерно распределяет вес дома на все столбы.
Его наличие не всегда обязательно, так как нижний венец деревянного сруба выполняет эту роль. Но для каркасных домов, возводимых на пучинистых почвах или на участках с уклоном ростверк нужен. Главное, ростверк нужно монтировать так, чтобы он не заглублялся в почву и не опирался на нее. Иначе зимой он может оторваться от столбов и фундамент деформируется.
Отсутствие ростверка – самый экономный и простой способ заложить фундамент. Его применяют, если почвы не слишком пучинистые, а здания легкие, малогабаритные и не требуют ленточной опоры (деревянный сруб, каркасный дом).
Если фундамент на глине под столбы до глубины промерзания, почву заменяют на смесь из крупнозернистого песка, щебня или гравия, поливают водой и утрамбовывают.
Чем тяжелее строение, тем мощнее должны выбираться столбы и шаг делаться чаще (1,5 м). Меньше делать нерационально, но и свыше 3 м шаг превышать нельзя. Сечение столбов может быть различным, в зависимости от материала (кирпич, монолит, дерево). На глине оптимальный вариант – железобетон.
Зачем армирование монолитному столбчатому фундаменту
Бетонные столбы прочны на сжатие, но плохо переносят нагрузки на растяжение или изгиб. Чтобы избежать подобной деформации фундамент нужно армировать в зонах, где может возникнуть растягивание. К примеру, при пучении верхняя часть столбов будет выталкивать вверх, тогда как нижняя – удерживаться в непромерзающем слое почвы, в результате столбы могут потрескаться. Здесь и пригодится вертикальное армирование.
Каркас из арматуры состоит из вертикальных ребристых прутьев (класс A-3) с диаметром 1,2 см. Ребристые прутья выбираются для обеспечения лучшего контакта с бетоном. Их соединяют при помощи тонкой гладкой монтажной арматуры (диаметр 0,6 см), которая сама по себе не воспринимает нагрузку, а только связывает прутья в одну конструкцию.
При армировании столбов диаметром до 20 см необходимо 2 прутка. Если высота столба около 2 м, ребристую арматуру перевязывают монтажной через каждые 80−100 см, то есть в 3−4 местах.
При наличии ростверка, его также армируют. Делают 2 пояса (нижний и верхний), каждый из которых включает в себя минимум по 2 продольных прута. Для такого армирования используют арматуру с диаметром 1,2 см и поперечным сечением. Арматурный каркас погружают в бетон полностью, уровень над поверхностью ростверка – 3−5 см.
Если учесть все инженерно-технологические особенности закладки столбчатого фундамента, знать тип почвы, уровень грунтовых вод и характер будущей постройки – такая основа будет долговечной и прочной на износ десятилетиями.
Особенности столбчатого фундамента для бани
Владельцы земельных участков стараются использовать практично каждую сотку земли.
С завершением строительства дома, у большинства граждан начинается новый этап обустройства территории – возведение бани. Многие строят ее самостоятельно.
Самое сложное, дорогое и ответственное в обустройстве помывочного комплекса – его основа.
Именно на фундамент нужно сделать главную ставку, ведь от правильно проведенных строительных работ зависит прочность, качество и долговечность бани.
Параметры выбора основания для строения
Чаще всего, при возведении данного строения, используют деревянный брус или бревна. Эти материалы сравнительно легкие, соответственно и баня не будет грузной.
За счет этого постройку лучше всего возводить на фундаменте, состоящем из ряда столбов, заглубленных в землю.
Данные опоры могут быть сделаны из кирпича, труб, дерева, камня, фундаментных блоков или железобетона.
Справка! Основа из столбчатых опор считается экономичной в финансовом плане, по расходным материалам, по времени застройки.
Кроме того, ее легко монтировать и она будет уместна при любом виде почвы. Построить такую основу под силу каждому начинающему мастеру.
Если все этапы возведения столбчатого фундамента будут проведены правильно, такое строение будет надежным и прослужит довольно долго.
Стоит отметить и недостатки:
Кроме того, база не позволяет полностью сделать утепление под строением и обустроить подвал. В здание на столбах тяжело провести коммуникации.
Основные принципы возведения
В зависимости от высоты погружения столбов в землю фундамент может быть:
Для бани в большинстве случаев подходят первые два вида оснований. 
Мелкозаглубленное основание
В данном случае все компоненты платформы сформированы в единую прочную структуру, чувствительную к любому искажению грунта. Структура равномерно направляет нагрузку по всей поверхности основы. Опоры соединяются цельным ростверком из железобетона или металлическими отъемами.
Мелкозаглубленный фундамент может иметь незначительный подъем основы, при этом деформация по уровню не допускается выше допустимых расчетов, которые используются в строительном деле, и от которых напрямую зависит конструкция постройки.
Все вычисления для основы при неглубоком заложении проводятся таким же образом, как и в случае с другими типами фундамента.
Внимание! В основе вычислений лежит качество почвы и предполагаемая нагрузка на основу бани. Особое отношение в этом случае к расчету размеров фундамента, обеспечивающих устойчивость на изгиб.
Заглубленное основание
Этот вид подошвы отличается глубиной заложения столбов и напрямую зависит от величины промерзания почвы. В основном эта глубина превышает 0,4 метра. Сами стадии такие же, как и при основании малого заложения.
Выкопать ямы можно механическим или бензинным буром, либо специализированной машиной. В последнем случае придется обратиться за помощью в строительные фирмы.
Несмотря на небольшие объемы конструкции и сравнительно малый вес, на пучинистых грунтах лучше устанавливать опоры ниже точки промерзания земли. В противном случае, при перепадах температуры фундамент может «гулять».
Пошаговая инструкция по возведению из разных видов материала своими руками
В первую очередь нужно подготовиться к возведению:
Справка! Чтобы определить размер столбов фундамента для земельного участка с большими перепадами высот, необходимо провести нивелирование поверхности. Это послужит гарантией отсутствия перекосов в бане.
Перед началом земляных работ важно определить вид почвы, глубины залегания воды в грунте и промерзания. От этих показателей зависит степень заглубления опорных столбов. Узнать вид грунта и уровень воды в почве, можно выкопав яму примерно 1,5 метра.
Если в траншее обнаружится вода, необходимо копать до плотной прослойки земли – примерно 0,4 метра. Чем больше содержится глины в земле, тем выше степень промерзания почвы.
При отсутствии на такой глубине жидкости, можно смело устанавливать будущую подошву для бани.
Если проигнорировать эти условия, то основа бани может покоситься или вовсе прийти в негодность, под гнетом отрицательных температур и влияния подземных вод.
Делать раскопку котлованов лучше всего вручную, это повысит точность проводимых манипуляций, упростит возведение опалубки и сохранит верхний слой земли от разрушения под колесами спецтехники.
Размер котлованов для строительства столбчатого основания зависит от материалов, которые будут применяться при стройке:
Внутрь котлованов нужно засыпать песок, примерно 0,2 метра, добавить воды и хорошо уплотнить. Как только песчаная подушка будет готова, можно переходить на следующий этап строительства – возведение столбчатой основы из подходящего материала.
Важно! Все основы столбчатого вида устанавливаются по единой схеме, исключением является только вариант с ростверком.
Из труб
Металлические или асбестоцементные трубы хорошо подойдут для возведения подошвы для бани.
Их разрезают болгаркой на части нужного размера. Стоит обратить внимание, что опора, выполненная из трубы, должна подниматься над землей не больше, чем на 0,5 метра.
Трубчатые опоры чувствительны к влаге, поэтому их необходимо защитить от провоцирующих факторов – намотать на трубы рубероид с битумом, оклеить гидрофобной пленкой или наложить особую смолу.
После обработки, трубы осторожно укладывают в котлованы. Просвет между трубой и почвой засыпается песчано-гравийной смесью и уплотняется.
Арматурные колья втыкаются посередине уложенных труб на небольшом расстоянии друг от друга, обеспечивая функцию укрепляющего каркаса. Длина арматуры должна превышать размер трубы.
Теперь необходимо залить столбы основания бетонной смесью. За неделю подготовленные сваи застынут, приобретут прочность и крепость. Теперь можно приступить к дальнейшему возведению бани.
Интересно! Основания из труб отличаются сравнительно низким бюджетом, надежностью, скоростью строительства.
Из кирпича
Подготовительные и земляные работы перед строительством столбов из кирпича такие же, что и в случае с трубами.
Выкопанные вручную котлованы необходимо засыпать песком и уплотнить. На песчаную подушку вылить бетонную смесь, укрепить арматурной сетью.
Для ее изготовления необходимо обрезать металлические стержни по размеру котлована и уложить их, скрепляя пересечения вязальной проволокой небольшого диаметра. Толщина бетонной подошвы вместе с сеткой из арматуры должна быть в пределах 20 сантиметров.
Столбчатое основание из кирпича часто используется при строительстве банного сооружения, однако нужно помнить и о проблемах, с которыми можно столкнуться во время эксплуатации строительного объекта. При влиянии климатических факторов швы между кирпичами могут деформироваться, что приведет к разрушению фундамента.
Из блоков
При строительстве столбчатой подошвы применяются промышленные бетонные блоки, стандартным размером 20х20х40 сантиметров. Их отличает прочность и стойкость к нагрузкам.
Блочная основа строится по той же схеме, что и опора из кирпича, за исключением ряда моментов.
С учетом большей массы блоков, толщина бетонного основания поверх песчаной подушки колеблется от 0,5 до 0,7 метров.
Для изготовления строительной подушки используется не песок, а щебень среднего и крупного размера, что обеспечивает исключение влажности.
Первый ряд блоков устанавливается в подушку с цементным раствором. Последующие ряды блоков крепятся цементом перпендикулярно предыдущим.
Завершающие блоки устанавливаются с возвышением над землей на 0,2 – 0,3 метров. Для защиты от влажности и низких температур, их поверхности обрабатываются гидроизоляционной защитой.
При установке блоков на земле, необходимо осуществлять контроль, за их расположением относительно намеченных осей строящейся бани. Пустоты вокруг установленных блочных опор засыпаются землей и уплотняются.
Внимание! На покатом участке земли установка блоков требует особой осторожности. Монтировать их на одинаковую глубину запрещается, так как это может перекосить баню и деформировать подошву.
Из бетона
Подготовительные и земляные работы по данному основанию проводятся по общей схеме. Из трех – четырех арматурных прутьев делают каркасы круглой или квадратной формы. При расчетах длины учитывается выступ над основой на 0,2 метра.
Пруты соединяются тонкой проволокой. Строится и устанавливается в яму опалубка, в которую вставляется армокаркас. Опора заливается бетонной смесью поэтапно и параллельно утрамбовывается вибромашиной или железным прутом.
Этот тип фундамента считается надежным и прочным, но достаточно дорогим и трудоемким.
Из дерева
Деревянные бревна обрабатываются слоем битума и антисептиком, что позволяет в короткие сроки установить бюджетную основу для легкой каркасной бани или постройки из сруба. Существенным минусом такой подошвы будет быстрый износ.
Сваи из дерева устанавливаются в заранее выкопанные котлованы, закрепляются в земле гравием, мелким камнем или щебнем с последующим уплотнением.
Конструкция с ростверком
Сооружение с ростверком делает возможным одинаковое сообщение и передачу нагрузки от стен к опорам, которые в свою очередь передают нагрузку в почву.
То есть несущая часть, объединяет сваи в общий силовой силуэт, тем самым существенно снижает нагрузку на основу, и повышает прочность банного комплекса.
Ростверк не соприкасается с грунтом, что уменьшает риск ржавчины, вред от сырости и деятельности насекомых. Но, даже в этом случае, нельзя игнорировать гидроизоляцию.
Высота ростверка под значительную конструкцию должна быть не менее 20 см. Если перекрытие будет опираться на дополнительные столбы, ростверк делают шириной, равной ширине стен.
Если балки кладут непосредственно на ростверк, то его углубляют внутрь бани на расстояние, достаточное для опоры балок.
Возведение ж/б ростверка схоже с заливкой ленточной подошвы:
Опалубку снимают через месяц. Удаляют песок из продухов, делают гидроизоляцию.
Справка! В наземном ростверке на расстоянии не меньше 30 см от земли выполнить продухи (например, из труб).
Устройство пола
Одним из важных аспектов при строительстве является установка полов на столбчатой подошве.
Чтобы он держал заданную температуру в бане, между грунтом и половицами готовят особый слой из кирпича или бетона.
Этот промежуток отделит пространство под полом, которое в дальнейшем можно будет утеплить.
Закрывается утепленное место во время обустройства внешней стороны бани. Благодаря такому устройству полов, в бане может быть создано подвальное помещение для хранения инструментов и банных принадлежностей.
Оплошности при строительстве
Непрофессионалы в области строительства допускают ошибки при возведении основания бани. Явным дефектом столбчатой основы является неравномерность его проседания. Это может возникнуть, если расчеты глубины закладки фундамента проведены неправильно. Проседает основа и при неодинаковой нагрузке на опоры платформы.
Специалисты не рекомендуют делать фундамент, отличный от основания общего объекта. Опоры основания должны иметь одинаковую величину заглубления.
Дилетанты могут не учесть при работах особенности местности, однако, глубина промерзания и высота грунтовых вод очень важна.
Важно! Столбчатый фундамент не предназначен для увесистых строений. В случае пренебрежения этим правилом, основание потребует ремонта или вовсе замены.
Заключение
Возвести основу из столбов для частной бани может каждый заинтересованный в этом вопросе землевладелец.
Для этого необходимо точно провести расчеты, принимая во внимание особенности почвы, технологию процесса и особенности всех типов конструкций. Только в этом случае столбчатый фундамент будет прочным, надежным и долговечным.