Как рассчитывается фундамент под металлические колонны

При строительстве дома или бани важно ответственно и профессионально подходить к выбору типа фундамента и монтажу конструкции. Ведь фундамент определяет срок эксплуатации, прочность и надежность будущего строения. При неправильном выборе и монтаже дом или баня со временем потеряет привлекательный внешний вид и утратит функциональность или вовсе будет подлежать сносу.

Особенности столбчатого основания

Основание, выполненное таким способом, гораздо удешевляет работу и делает ее менее трудоемкой

Такой фундамент напоминает свайный, с той разницей, что готовые сваи вбиваются (ввинчиваются) в грунт, а столбы выливаются или выкладываются на месте в приготовленных углублениях. Основание, выполненное таким способом, гораздо удешевляет работу и делает ее менее трудоемкой.

Однако устройство столбчатого фундамента подходит не всегда. Если масса надземной части здания значительна (стены выполнены кирпичом, бетоном, шлакоблоком или другим тяжелым стройматериалом), предполагается большая площадь опоры на грунт. В этом случае лучше предпочесть сооружение заглубленного или мелкозаглубленного (в зависимости от структуры почвы) ленточного основания с достаточной площадью подошвы.

Если же дом предполагается возводить из легких стройматериалов (дерево, пенобетон, материалы для каркасного строительства), столбчатого фундамента, вернее площади его опоры на грунт, хватает.

Особенности столбчатого основания

Важно! Площадь подошвы столбчатого фундамента также рассчитывается. Регулируется этот показатель количеством вертикальных опор и их собственной поперечной площадью.

Симбиозом между ленточным вариантом устройства основания дома и столбчатым, является столбчато-ростверковый фундамент, когда вертикальные опоры дополнительно усиливаются и связываются между собой мелкозаглубленной железобетонной лентой. Так делают не только для усиления столбов, но и в тех ситуациях, когда обычное мелкозаглубленное ленточное основание постройки может быть ненадежно из-за рыхлых или склонных к пучению грунтов на участке. В этом случае столбы, опираясь подошвой на более глубокие и надежные грунтовые пласты, выполняют функцию свай, укрепляющих основную ленту.

Характеристика столбчатого основания

Частота установки столбов составляет 150-250 см, иногда бывает и реже, но тогда понадобится более мощный монолитный или сборный ростверк из различных материалов, включая бетон, железобетон, металл или дерево.  

Столбчатый фундамент своими руками лучше подходит:

  • для постройки не тяжелого строения без цоколя;
  • к кирпичному дому, когда нужна основа с глубоким заложением, поскольку здесь сплошная основа неприемлема, как неэкономичная;
  • когда нужна меньшая осадка, нежели допускает ленточный фундамент;
  • при необходимости минимизировать негативное воздействие на основание, вызванное морозным пучением;

Минимальное сечение столбов определяется материалом, из которого они изготовлены:

  • бетонные и бутобетонные – 0,4 м;
  • каменные – 0,6 м;
  • кирпичные над поверхностью земли – 0,38 м, при наличии забирки – 0,25 м;
  • бутовые – 0,4 м.

Два варианта столбчатого фундамента.

Поэтапная инструкция монтажа фундамента стаканного типа

Приступать к строительству фундамента стаканного типа можно только после создания проекта, точно рассчитанного специалистами. В этом проекте должен учитываться вид нагрузки: при центральной используются опорные плиты квадратного сечения, при боковой – прямоугольного. Вид башмака и его сечение зависят от грунта и несущей способности фундамента.

Поэтапная инструкция монтажа фундамента стаканного типа

Но независимо от размеров и вида, фундамент должен изготавливаться из бетона марки М200 с впитыванием влаги до 5% максимум от собственного объема (обозначается маркировкой В2). Для армирования используется арматура класса А2 или А3 для сварных конструкций.

Поэтапная инструкция монтажа фундамента стаканного типа

Установка фундамента из готовых блоков

Поэтапная инструкция монтажа фундамента стаканного типа

Первое, из чего начинается любое строительство – обеспечение подъездной дороги к объекту. Не стоит экономить на щебенке – вес каждого блока варьируется от 1,3 до 5,8 тонн, так что тяжело груженые фуры по грунтовке после дождей могут не проехать. Когда на стройку доставлен кран, экскаватор и все материалы, можно приступать к устройству фундамента:

Поэтапная инструкция монтажа фундамента стаканного типа
  1. Выкапываются котлованы под стаканные блоки согласно разработанному проекту. Сначала экскаватором, а потом выравниваются по нивелиру вручную лопатами.
  2. На дно обязательно насыпается минимум 30 см песчано-гравийной подушки, которая должна быть больше будущей плиты основания на 30 см. Сначала – гравий, который трамбуется и выравнивается по уровню. Потом такой же толщины слой увлажненного песка. Если песок поливается со шланга, нужно быть предельно аккуратным, чтобы не намочить земляное дно.
  3. Если дно котлована и песчаная подушка не выровнены, не добиться равномерного распределения веса.
  4. Согласно проекту, размечается центральная точка для каждого котлована, по которой будет выверяться положение плиты основания и башмака. С помощью крана блоки переносятся к котловану, а два строителя на весу выравнивают их согласно разметке и после этого кран опускает блок.
  5. Выбранным из котлованов грунтом производится обратная засыпка установленных стаканов.
  6. После того, как все стаканы засыпаны, с помощью крана устанавливаются железобетонные колонны.
  7. Фундаментная балка укладывается на стаканы между колоннами – для нее не нужно дополнительно заливать ленточный фундамент. А уже на эту балку будет ставиться бетонная стеновая панель.
Поэтапная инструкция монтажа фундамента стаканного типа

Скорость установки готовых стаканов действительно впечатляет – за неделю можно поставить до 130 стаканов и сразу же приступать к возведению стен, не дожидаясь застывания фундамента, как это происходит при заливке.

Поэтапная инструкция монтажа фундамента стаканного типа

Устройство монолитного фундамента

Поэтапная инструкция монтажа фундамента стаканного типа

Несмотря на то, что стоимость готовых стаканных блоков не так и высока, практически всю денежную выгоду нивелирует сложная и дорогостоящая доставка многотонных башмаков. В некоторых случаях гораздо проще залить фундамент на месте, заказав несколько бетономешалок с готовой смесью. Самостоятельно замешивать бетон не стоит – добиться нужной марки не получится. Процесс устройства не очень отличается от установки готовых блоков:

Поэтапная инструкция монтажа фундамента стаканного типа
  1. Выкапываются котлованы, выравнивается дно, укладывается и трамбуется песчано-гравийная подушка.
  2. Делается подбетонка – тонкий и ровный слой цементного раствора, который предотвратит потерю бетонного молочка.
  3. На подбетонку устанавливается армирующий каркас для будущего стакана. Сваривать можно арматуру только с соответствующей маркировкой, если арматурные пруты не предназначены для сваривания, их связывают поволокой.
  4. Вокруг армирования устанавливается опалубка, повторяющая форму стаканного блока. Если же планируется установка железных колонн, вместо пустой ниши внутри башмака делается монолитный стакан с вмурованными анкерами из высокопрочного металла.
  5. Когда опалубка готова, можно приступать к заливке бетона. Не стоит забывать вибрировать бетон погружным вибратором до полного исчезновения пузырьков воздуха, поднимающихся из глубины. Если этого не делать, под весом стен и перекрытий основание может начать трескаться.
  6. Снимается опалубка после того, как бетон затвердеет – ориентировочно на третий день после заливки. Остаточную прочность бетон набирает только через месяц, все это время фундамент нужно поливать и укрывать.
Поэтапная инструкция монтажа фундамента стаканного типа

Только после того, как фундамент остаточно затвердеет, можно приступать к обратной засыпке и установке колонн.

Поэтапная инструкция монтажа фундамента стаканного типа

Для понимания процесса, на видео показано, как заливается подобный тип фундамента:

Поэтапная инструкция монтажа фундамента стаканного типа

Вам понравится

  • Фундамент для каркасного дома
  • Ошибки при строительстве фундамента
  • Фундамент под веранду своими руками
  • Гидроизоляция фундамента
Читайте также:  Свайный фундамент из асбестовых труб своими руками

Технология и этапы строительства столбчатого фундамента

Подготовительный этап

Начинается с очистки участка. Для этого производится срез верхнего слоя грунта вместе с растительностью. Толщина слоя составляет около 300 мм., и под основание он не пригоден. Если на участке имеются глинистые грунты, то понадобится устройство гравийно — песчаной подсыпки. Ее толщина определяется расчетами, на основании геологических данных о грунте. После очистки площадки, производят ее планировку. Снимаются все неровности, а в имеющиеся ямы подсыпается грунт.

Разбивка фундамента

Цель этого этапа – перенести с чертежей на земельный участок план дома с закреплением осей и основных размеров фундамента. Точность разбивки обязательно нужно проконтролировать измерением диагоналей плана (они должны быть одинаковыми) и проверить углы фундамента – они должны быть строго 90 градусов.

Рытье ям

Ямы для железобетонного фундамента роются при помощи экскаватора либо вручную. Все они располагаются исключительно по осям. Если глубина не превышает 1 м. то можно обойтись и без креплений стенок. А при глубине более 1 м. – копают с откосами и устраивают крепления из досок с распорками (для предотвращения осыпания грунта). Ямы выполняются на 250-300 мм. больше глубины залегания фундамента (для устройства гравийно — песчаной подсыпки). По ширине, яма так же должна быть больше будущего фундамента. Это необходимо для обеспечения возможности установки опалубки и распорок.

Монтаж опалубки

Для опалубки используют струганные доски толщиной 25 — 40 мм. и имеющие ширину 120-150 мм. Строганная сторона устанавливается к бетону. Так же, в качестве материала для опалубки можно использовать ДСП, влагостойкую фанеру, металлически листы. В виде опалубки допускается применять железные, керамические или асбестоцементные трубы, имеющие диаметр от 100 мм. Бетон заливается в установленные трубы, и они остаются вместе с фундаментов в земле.

Армирование фундамента

Заливка бетона

Укладка бетона проводится послойно, по 200-300 мм. с применением глубинных ручных вибраторов. Тем самым обеспечивается однородность смеси и происходит удаление воздуха из раствора.

Гидроизоляция столбчатого фундамента

Гидроизоляцию выполняют с применением таких же материалов, как и для ленточного фундамента: различные рулонные оклеечные мембраны, мастики горячего и холодного применения, или же «дедовским» способом – два слоя рубероида на битуме.

Читайте также:  Как и какой фундамент для гаража сделать своими руками

Монтаж ростверка

Монолитный пояс (ростверк) обеспечивает необходимую продольную жесткость и устойчивость всей фундаментной конструкции. Он может быть выполнен с применением сборных железобетонных рандбалок либо монолитным. До начала устройства сборного пояса перемычки надежно соединяют друг с другом при помощи обрезков арматуры, сваривая их с монтажными петлями при помощи сварки. После этого устанавливают опалубку, каркас из арматуры и проводят заливку бетоном марки М200.

После набора бетоном нормативной прочности и проведения гидроизоляционных мероприятий, можно засыпать пазухи ям грунтом и переходить к монтажу плит перекрытий.

Устройство забирки

Для предохранения подпольного пространства от снега, дождя, пыли, грязи и холодного воздуха делают стенку между столбами – забирку. Выполняют ее из разных материалов, но обычно из кирпича. Кладка производится на бетонную стяжку. В забирке, так же как и в цоколе, устраиваются технологические отверстия для подвода коммуникаций. Со столбами забирка не связывается, так как при неравномерной осадке могут появиться трещины.

Итак, столбчатый фундамент целесообразно устраивать своими руками при непучинистых и слабопучинистых грунтах. На среднепучинистых грунтах их необходимо связать жестким железобетонным поясом.

Этот тип фундаментов надежен, экономичен. Однако применять его можно только лишь для облегченных зданий – каркасного либо деревянного типа. И к тому же, его применение исключает устройство подвалов и погребов.

Правила СНиП и ГОСТ для столбчатых фундаментов

Монтаж столбчатого фундамента является самым экономичным вариантом устройства основания для дома. Такой каркас используется при строительстве легких зданий из дерева, панелей или каркасных листов. Причём желательно, чтобы грунт на участке был малоподвижным или полностью неподвижным с низким расположением уровня грунтовых вод.

Важно: по ГОСТу столбчатый фундамент может возводиться как без ростверка (специального опоясывающего каркаса, снижающего давление на опоры), так и с ростверком.

Виды столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент разделяется на различные виды в зависимости от материала, из которого сделаны опоры. Выделяют бетонный и бутобетонный, кирпичный и каменный типы. Наибольшей популярностью пользуются каменные и бетонные столбы. Конструкции из камня и бетона характеризует доступность, долговечность и надежность. Такие материалы оптимально подойдут, если вы планируете сделать столбчатый фундамент своими руками. Но учтите, бетонные столбы гораздо легче установить, чем каменные.

По глубине выделяют мелкозаглубленный и заглубленный столбчатый фундамент. Первый тип закладывают на глубину 50-70 сантиметров. Он подходит для скальной или песчаной почвы при низком уровне грунтовых вод. Заглубленный вариант используют для жидкой почвы и участков, которые перенасыщены влагой. В данном случае столбы опускают на глубину до двух метров и на 50 сантиметров ниже уровня промерзания почвы. Помните, что глубина заливки любого фундамента зависит от уровней нахождения грунтовых вод и промерзания почвы.

Виды столбчатого фундамента

Кроме того, столбчатый фундамент различают по типу конструкции:

  • Монолитный тип по технологии напоминает строительство ленточного фундамента. Однородная и бесшовная конструкция усиливает эксплуатационные характеристики, повышает надежность и прочность основы. Однако монтаж осложняется тем, что нужно сделать опалубку и армирование;
  • Столбчатый фундамент из труб — самый популярный вид за счет доступной стоимости и легкости монтажа. Установка проходит при помощи асбествых или стальных труб и включает три основных этапа: бурение скважин под столбы, гидроизоляция основания и установка труб, возведение арматурного каркаса и заливка бетонной смеси;
  • Сборный столбчатый фундамент из железобетонных блоков отличает оперативность установки. Монтаж включает организацию песчаной подушки, гидроизоляцию и формирование столбов из блоков, которые закрепляют при помощи жесткого цементного раствора. Важно тщательно заделать каждый столб и затем отштукатурить поверхность изделия;
  • Столбчатый фундамент с ростверком часто используют для строительства жилых загородных домов. Он подходит для почв с повышенным содержанием глины, так как равномерно распределяет на столбы вес строения и уменьшает боковые нагрузки. При монтаже столбы объединяют обвязкой при помощи ростверка.

Перед тем, как установить столбчатый фундамент своими руками, нужно провести анализ почв, подобрать и рассчитать необходимые материалы. Затем земельный участок очищают от мусора и разравнивают. Важно, чтобы местность была ровной! При необходимости разровняйте бугры или досыпьте слой песка и гравия.

Виды столбчатого фундамента

Расчет столбчатого фундамента

Существуют онлайн-калькуляторы для расчета фундамента

Грамотно проведенный расчет основания позволит возвести сооружение достаточной прочности, не потратив при этом лишних денег на достижение надежности, которая просто не будет востребована. Изначально нужно учитывать, что опорный блок не предназначен для размещения на нем тяжелых железобетонных плит и толстых кирпичных кладок.

Расчет столбчатого фундамента

Чертеж будущего сооружения должен содержать в себе следующие данные:

  • схема расстановки опор;
  • материал изготовления стержней;
  • глубина погружения свай;
  • применяемая технология.
Читайте также:  Водяной уровень: как пользоваться гидроуровнем

При проектировании нельзя полагаться на удачу или опыт строительства у соседей. Достижение желаемого результата возможно при условии учета всех сопутствующих факторов и грамотного использования имеющейся информации.

Расчет столбчатого фундамента

К числу исходных данных для проведения расчета относится:

  • структура грунта;
  • глубина залегания грунтовых вод;
  • несущая способность почвы;
  • уровень промерзания земли;
  • максимальная и минимальная высота снежного покрова;
  • прочность материала;
  • вес здания с находящейся в нем мебелью, бытовой техникой и коммуникационными системами.

Информацию о несущей способности почвы можно получить из таблиц документа СНиП Вес здания рассчитывается простыми математическими действиями. Получить данные о несущих конструкциях можно путем умножения их объема на плотность, которая указывается в инструкции к товару.

Расчет столбчатого фундамента

В дальнейшем нужно поделить массу строения на показатель сопротивления грунта и умножить на 1,5, чтобы иметь запас прочности. Полученный результат будет площадью, которую должны создать основания столбов на грунт. Остается только поделить это число на сечение одного столба и получить количество необходимых изделий.

Заключительным этапом расчетов является определения места установки опор, здесь нужно соблюдать принцип равномерности и не превышать расстояние между ними 200 см для предотвращения провисания соединительных балок.

Технические параметры

Прежде чем рассмотреть все преимущества блоков из керамзитобетона, более детально остановимся на его важных технических характеристиках.

В первую очередь при закладке блочного основания нас интересуют плотность, теплопроводность и влагопоглощение.

  1. Плотность керамзитовых блоков варьируется от 500 кг/м3 до 1800 кг/м3. Керамзитобетонный материал плотностью до 1100 кг/м3―конструкционно — теплоизоляционный тип, свыше― конструкционный. Обусловлен этот факт тем, что при производстве форм с применением больших фракций, итоговый продукт получается прочным, но холодным.
  2. Коэффициент теплопроводности от 0,18 до 0,81–0,90 Вт/м°С.
  3. Морозостойкость―класс F25, F35, реже F50 и F75.
  4. Повышенное влагопоглощение.
  5. Срок эксплуатации―60 лет и выше.
  6. Вес малогабаритных блоков― 10-25 кг, зависит от габаритов и плотности керамзитобетона. Стандартный размер малых стеновых блоков―40х20х20 см (длина, ширина, высота).
  7. Размер ФБС для малого строительства―(120-240)х(30-80)х60 см
  8. Изменение температур не влияет на керамзитобетон, он не расширяется и не сужается, что означает неизменность геометрии форм.

Устройство ростверка

Каким должен быть столбчатый фундамент для дома? Для предотвращения смещения системы в горизонтальной плоскости понадобится использовать обвязочные балки (ростверк).

Это позволит предотвратить опрокидывание строения. Ростверк позволит распределиться нагрузке. И она будет равномерно воздействовать на каждую из опор. Это и позволит повысить устойчивость здания и его сопротивляемость к разрушению.

Как сделать обвязку столбчатого фундамента из бетона? Рассмотрим пошаговую инструкцию выполнения таких работ:

  1. Устанавливаем опалубку. Она должна быть сплошной и располагаться по всему периметру будущего строения.
  2. Засыпаем опалубку песком, который сверху застилаем полиэтиленом.
  3. Собираем и устанавливаем арматурный каркас. Для него следует взять пруток, диаметр которого находится в пределах 12-14 мм.
  4. Непрерывно заливаем ростверк бетоном, удаляя из него вибратором пузырьки воздуха.
  5. Снимаем опалубку. Сделать это необходимо после полного схватывания бетона.
  6. Убираем из-под ростверка песок.

Заливка фундамента по месту

Для заливки фундамента по месту установки колонны выполняют индивидуальный расчет с определением площади подошвы, веса и высоты стакана.

Нужно правильно изготовить арматурный каркас по усиленной схеме, чтобы создаваемая конструкция имела высокую степень прочности. Закладка анкерных болтов производится согласно ГОСТу , отклонения допускаются в пределах ±0,02 см от проекта.

Как должно выполняться армирование подколонника под отдельно стоящую металлическую опору оценивается на этом видео: Изготавливать фундамент под металлическую колонну необходимо по следующим требованиям стандартов:

  • использовать марочный бетон не ниже М 200;
  • предельная водонепроницаемость не выше 5% (соответствовать В2);
  • защитный слой бетона на арматурных прутках не меньше 3 см (наличие видимых участков стального каркаса запрещено);
  • трещины в застывшем монолите не могут превышать 0,1 мм.
Заливка фундамента по месту

Геометрия должна выдерживаться Под устраиваемый фундамент устанавливают надежную опалубку, которая выдержит нагрузки при заливке жидкой массы и сохранит заданную геометрию изделия, выход стальных стержней жестко фиксируется.

Фундаменту под колонну, заливаемому по месту, проводят детальный расчет всех параметров в специализированной проектной организации или при помощи компьютерной программы, которая определяет нужные геометрические размеры каждой части и требуемое армирование подошвы и столба.

В процессе бетонирования необходимо сделать закладку специальных геодезических уровней (реперов) и высотных отметок. Они потребуются и для контроля монтажа остальных конструкций здания, и для геодезических исследований в процессе эксплуатации по выявлению осадки основания.