Правила выполнения армирования столбчатого фундамента

Введение

         Столбчатый фундамент представляет собой отдельностоящие монолитные или сборные ж/бетонные конструкции, которые располагаются по периметру дома под несущими стенами как внешними, так и внутренними в углах, в местах пересечения стен и в промежутках между ними, если расстояние превышает 3-4 метра.

         Уменьшенная несущая способность позволяет использовать его только для каркасных домов, строительства легких жилых зданий из щитовых и деревянных материалов, а так же небольших бань, веранд, пристроек, хозяйственных сооружений и под каркасный гараж. Основное назначение фундамента – передавать нагрузку от дома на грунт (основание). Поэтому для расчета основных характеристик фундамента необходимо произвести расчет веса дома (для этого, можно воспользоваться калькулятором расчета веса дома). Как уже говорилось в статье (Грунты и основания) в зависимости от типа грунта, меняются и его физико-механические свойства, главное из которых – несущая способность грунта. Несущая способность – это максимальная нагрузка, которую грунт способен воспринять от веса дома, без деформаций. Основная задача при расчете столбчатого фундамента сводится к тому, чтобы подобрать такие геометрические размеры, которые позволили бы распределить нагрузку равномерно и не превышая несущую способность грунта. 
        Для примера, рассмотрим следующий вариант:
имеем дом, одноэтажный, наружные и внутренние стены которого выполнены из оцилиндрованного бревна, толщина наружных стен b=280мм, толщина внутренних несущих стен 240мм. Размер дома в плане составляет 8 х 10 м, длина внутренней несущей стены составляет 10м.п.
По результатам расчета на калькуляторе мы получили общий вес дома (с временными нагрузками и коэффициентом надежности 1,3): 160тн, при этом нагрузка на несущие стены составляет 3,820тн/м.п.

Правила и параметры расчёта

Подсчёт арматурных стержней состоит из двух частей: расчет продольной и расчет вертикальной и поперечной арматуры.

Продольные отрезки

Для формирования двухпоясного армирования устанавливают 4 продольных стержня периодического профиля по всему периметру фундамента. При длине ленты 24 м арматуры потребуется 24 х 4 = 96 м, с припусками это составит 100 м.

Вертикальные и поперечные прутки

Связанные между собой отрезки образуют раму, в углах которой проходят продольные стержни. Их подсчёт зависит от ширины и высоты ленты. При высоте 100 см и ширине 40 см ленты потребуются поперечные отрезки длиной 30 см и вертикальные связи высотой 92 см (вычитаем нижний зазор 50 мм и верхний защитный слой бетона 30 мм из 1000 мм).

Для периметра длиной 24 м и чередования рамок с промежутком 300 мм нетрудно подсчитать, что для вертикальных прутков понадобится гладких стержни ø 8 мм общей длиной (24000/300) х 2 х 0,92 м = 147,2 м. Потребность в поперечной арматуре составит(24000/300) х 2 х 0,3 = 48 м.

Итог

Исходя из предыдущего, можно суммировать потребность в арматуре для фундамента длиной 24 м:

• вертикальные прутки ø 8 мм – 150 м;
• поперечные стержни ø 6 мм – 50 м;
• продольная периодическая арматура ø 12 мм – 100 м.

Преимущества возведения столбчатого фундамента

При строительстве столбчатого фундамента, когда расстояние между отдельными столбами достигает свыше 2,5 м, принято возводить усиленный ростверк в виде монолитной балки из железобетона (рандбалка). Для этих целей допускается применять стальные балки (двутавр, швеллер) с обязательной антикоррозийной защитой элементов. Посмотрите видео, как возвести столбчатый фундамент. О некоторых преимуществах возведения столбчатых фундаментов уже упоминалось выше, кроме быстрой сборки и невысокой сложности работ, фундамент из отдельных столбов отличается от других конструкций основания следующими показателями:

• Экономичность – стоимость фундамента из столбов обычно ниже на 15-30%.
• Столбчатые фундаменты требуют незначительных затрат на приобретение основных материалов, а также требует почти в 2 раза меньше трудозатрат, чем фундаментные основания ленточного типа.
• Столбчатые основания работают как отдельные опоры, поэтому фундамент имеет меньшее давление на грунтовое основание, а в связи с этим и меньшую осадку.
• Морозное пучение, губительно действующее на фундаменты легких индивидуальных построек, можно компенсировать специальной обработкой стенок возведенных столбов.

Уменьшают трение стенок фундаментного основания на грунт такие материалы, как эпоксидные смолы; полимерные пленочные материалы; битумная мастика; пластические смазочные составы: солидол «С», ЦИАТИМ-201, БАМ-3, БАМ-4.

Для защиты фундамента от негативного воздействия влаги и низких температур необходимо устраивать отмостку, которая выполняется с уклоном от стен здания. Отмостка помогает отвести от стен постройки дождевую и талую воду.

Схема закладки

Попробуем разобраться, как выполнить армирование столбчатого фундамента своими руками. Предположим, что размеры и количество материала мы определили, подготовили все необходимое для работы.

В каждый котлован под опорный столб устанавливаем четыре рифленых прута диаметром в 1 см. Если предстоит заливать опоры с круглым сечением, рекомендуется использовать шесть восьмимиллиметровых прутков.

Опорную подошву для каждого столба усиливают сварной сеточкой, изготовленной из арматуры сечением 6 – 8 мм, уложенной в два ряда, при этом толщина закраин подошвы должна составлять не менее пятнадцати сантиметров.

В отдельных случаях, если заливаются опорные элементы с переменным сечением в виде ступеней, армирование выполняется двумя и более каркасами, соединенными в единую конструкцию вязальной проволокой.

Грибовидные столбы подвергаются двойному армированию. Первый слой металлических прутьев выгибается в виде отдельных элементов в форме «L», при этом вертикальная часть равняется показателю высоту опоры, а выгнутая сторона подрезается под размер диаметра.

Заложенные в подготовленную скважину элементы корректируются таким образом, чтобы их горизонтальные части радиально расходились от центральной точки к периферии подошвы столба.

После этого в скважину монтируется обычная каркасная заготовка, выполняется бетонирование. В результате получается достаточно прочный и устойчивый к выдавливанию столб.

По аналогичной схеме монтируется каркас из арматуры при устройстве ростверка. В будущую железобетонную балку закладываются арматурные прутья сечением 1 см по два – три штуки. На угловых участках фундамента прутья загибаются минимум на двадцать сантиметров, выполняются соединения сваркой или вязальной проволокой. Таким же образом ростверковая каркасная основа связывается с прутьями опорных столбов, и после этого можно приступать к подаче бетонной смеси.

Для чего нужна опалубка

Невозможно залить бетон без установки опалубки, если проводить работу самостоятельно, придется разобраться в вопросе. Решить, каких размеров должна быть, подготовить все, что надо. Конструкция имеет такие особенности:

1. Задает форму будущего основания. Делать ее, только если на руках есть проект со всеми размерами. Параметры зависят от типа почвы, на которой ставят здание, а также веса, чем тяжелее строение, тем прочнее должен быть фундамент.
2. Собирают из разных материалов. Частные застройщики применяют в основном дерево, но если под рукой есть прочная фанера, то можно использовать ее. Допускается ставить древесно-стружечные плиты, пластиковые щиты или металлические конструкции.
3. Может быть разборной или неразборной. В первом случае вначале надо соорудить конструкцию по заданным размерам, а после застывания бетона аккуратно убрать ее. Во втором используют специальные элементы из пенополистирола, которые придают форму, плюс обеспечивают утепление.
4. Рассчитана под большие нагрузки. Если собрать щиты из тонкой или непрочной доски, то под весом бетона поверхность вспучится или элементы просто сломаются, а раствор вытечет наружу. Поэтому берут только надежные пиломатериалы, плюс дополнительно усиливают раскосами и упорными элементами.
5. Не должна пропускать раствор на стыках. Из-за протечек ухудшается вид, а также снижается прочность бетона, так как он сохнет неравномерно. Если доски стыкуются неплотно, лучше застелить поверхность изнутри строительной полиэтиленовой пленкой.

Сделать конструкцию проще всего из доски толщиной от 25 мм и больше. Обычно на опалубку уходит около 20% средств, затраченных на фундамент, следует хорошо рассчитать, сколько пиломатериала нужно, чтобы снизить расходы. Укреплять получше, это не повредит, зато исключит проблемы при заливке.

Оцениваем характер грунта

Если расчет столбчатого фундамента осуществляется своими силами, то проведение лабораторных исследований показателей грунта не предполагается. Поэтому пойдем по бюджетному пути – будем проводить оценку на глаз. Для этого на месте предполагаемого строительства дома выкапываем шурф (яму) глубиной ниже глубины промерзания грунта (ГПГ). ГПГ можно узнать в справочном пособии или в статье, о которой мы говорили в самом начале повествования. Предположим, что ГПГ составляет 1,5 м. Выкапываем шурф глубиной 1,8 м. и отбираем пробы грунта и пытаемся скатать из него небольшой шарик. Оцениваем характер грунта следующим образом:

• если шарик не скатывается, и вы визуально определили песчаный слой дна шурфа, то в зависимости от крупности песка, расчетное сопротивление грунта (далее – R) принимает значение от 2 (для очень мелкого, пылеватого) до 3 (для среднего) и 4,5 (для крупного песка)*;
• если шарик рассыпается при сдавливании, велика вероятность, что грунт – супесь (R=3)*;
• если шарик при сдавливании не рассыпается и по краям лепешки не образуются трещины, то перед нами глина (R=3-6)*;
• шарик из грунта не рассыпается при сдавливании, но по краям образуются трещины, грунт – суглинок (R=2-4)*

*Значение R зависит также от влажности грунта и коэффициента пористости. Ориентировочные значения расчетного сопротивления грунта представлены в таблице ниже. Следует учитывать, что представленные значения актуальны при заглублении фундамента на 1,5…2 метра. Если же вы планируете возводить мелкозаглубленный фундамент, то расчетное сопротивление грунта будет уже другим: R=0,005R0(100+h/3), где R0-табличная величина, h – глубина (см), на которую планируется закладывать фундамент.

Итак, получили значение R. Определяем параметры и количество опор-столбов.

Инструменты

1. Бур. Можно использовать садовый, ТИСЭ либо самодельный. Вместо бура можно использовать автоматизированную технику либо аналог. Длина бура должна быть чуть больше глубины промерзания. Если ручка бура короткая, то необходим будет удлинитель, который можно либо купить вместе с буром либо сделать самостоятельно.
2. Для создания уширения внизу будем использовать бур ТИСЭ либо самодельный инструмент. Например, штыковая лопата с обрезанными краями. Штык 10см + если нужно удлинение ручки лопаты.
3. Если бетон будем изготавливать самостоятельно, то нужен следующий инструмент:
   1. Бетономешалка
   2. Мастерок
   3. Ведро
   4. Лопата совковая

Расчет

Индивидуальные застройщики процесс армирования опорных элементов сводят к четко продуманному определению потребности в металлических прутьях.

Разберем пример расчета армирования столбчатого фундамента. Предположим, необходимо изготовить арматурный каркас для столба с сечением двадцать сантиметров и глубиной установки в два метра. Для усиления такой опоры потребуются четыре прута, установленных вертикально, диаметр которых равен 1.2 см. Прутья перевязываются горизонтально в четырех местах, через каждые полметра.

Для армирования столбчатого фундамента под стальную колонну для каждой из них делаются следующие расчеты:

• к длине опорного элемента прибавляют двадцатисантиметровый припуск, с помощью которого выполняется связка с ростверком;
• полученное значение умножается на количество прутьев (четыре штуки в каждом столбе);
• вязальную проволоку определяют следующим образом: сечение умножают на количество прутьев в каркасе и на число перевязок.

Остается полученные данные перемножить на потребность столбов, чтобы узнать, сколько потребуется арматуры и проволоки для каркасных оснований.

Способы армирования столбчатого фундамента

Сегодня в строительном мире существуют следующие виды армирования столбчатого фундамента:

• вертикальное – оно же и основное. Выполняется из ребристой арматуры, класса не ниже А-III. Толщина материала может лежать в пределах 10-15 мм. Данный показатель зависит от предполагаемых нагрузок на фундамент и вычисляется, исходя из табличных данных нормативной документации и полевых исследований. Фактурная поверхность арматуры обеспечивает улучшение ее степени сцепления с бетоном, что только усилит конструкцию. Вертикальная арматура проходит вдоль всего столба фундамента. В зависимости от площади сечения последнего вертикальных армирующих прутов может быть от 2 штук до 6 штук. Чем больше количество армирующих прутков содержит столб, тем равномернее распределится нагрузка на изгиб и растяжение, а следовательно долговечнее будет фундамент. Однако здесь нужно выполнять определенные требования к армированию столбчатого фундамента: армирующий каркас не должен проходить ближе, чем на 5 см к краю бетонного столба;
• горизонтальное – считается вспомогательным. Выполняется из гладкой арматуры, диаметром не более 6 мм. Она необходимо лишь для обвязки каркаса. В таком случае последний не потеряет свой первоначальной формы.

Чаще всего столбчатый фундамент заканчивается горизонтальным ростверком. Данная конструкция также подлежит армированию, так как на нее действуют переменные нагрузки. С одной стороны от тяжелых несущих и ограждающий конструкций здания, а с другой – от вспучивания грунта. Последние передаются от столбов основания строения. Армирование ростверка проходит по принципу усиления армирующим каркасом ленточного конструкции.

Нормативная документация по армированию столбчатого фундамента

Армирование столбового фундамента проходит согласно следующего ряда нормативных документов:

• СНиП 52-01-2003 о бетонных и железобетонных конструкциях;
• СНиП 2.01.07-85 о нагрузках и воздействии;
• СП 50-101-2004 проектирование и устройство различных оснований здания;
• СНиП 3.02.01-87 основания и фундаменты, другие земляные сооружения.

Особенности и правила расчета столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент представляет собой систему столбов, расположенных по углам сооружения, в местах пересечения несущих стен и в других местах сосредоточения нагрузки. Промежуток между столбами в среднем равен двум метрам.

Чтобы столбчатый фундамент представлял собой цельную конструкцию, между его столбами обустраивают ростверк. Он служит для жесткой фиксации фундамента и для равномерного распределения нагрузки от всей конструкции сооружения по всем столбам фундамента, повышая его устойчивость и долговечность.

Такой фундамент по своей надежности не уступает ленточному или каменному, а по экономии средств и материалов, затраченных на его строительство, значительно превосходит их. Его отличают быстрота возведения и отсутствие необходимости проведения тепло- и гидроизоляционных мероприятий.

В зависимости от конструкции строящегося сооружения и материалов, используемых для возведения столбчатого фундамента, различают следующие его виды:

• Трубчатый. Он монтируется с использованием металлических или асбестовых труб, заполняемых бетоном;
• Бетонный и железобетонный. Для их изготовления используется тяжелый бетон марок В15 — В25. Железобетонный столбчатый фундамент считается наиболее долговечным — срок его эксплуатации около 150 лет;
• Кирпичный. Материалом для его строительства служит обожженный красный кирпич;
• Каменный. В качестве исходного материала используются плоские камни или бут среднего размера.

Фото столбчатых фундаментов

Устройство монолитного фундамента: этапы и нюансы работ

Любой монолитный фундамент изготавливается в пять основных этапов работ, каждый из которых имеет свои особенности. Подходя к решению вопроса, как сделать монолитный фундамент своими руками, их знать просто обязательно. Если не считать сложные инженерные расчеты, которые должны предшествовать непосредственному строительству основания дома, все работы, связанные с его изготовлением, можно представить в виде следующей последовательности работ.

В принципе, это все, что можно сказать по поводу вопроса, как изготавливается монолитный фундамент? Можно, конечно, рассказать еще и о его расчете, но это отдельная тема, к тому же не из простых. Люди годами учатся, чтобы понять ее – в общем, в одной статье рассказать обо всем не получится. Единственное, что здесь можно сказать, что при расчете данного элемента строения в учет берется масса факторов – и климат региона, и тип почвы, и вес здания, и даже его конструктивные особенности. В общем, хотите построить действительно надежный дом, который простоит как минимум столетие, этот вопрос лучше доверить специалистам.

Этапы работ

Строительство опорно столбчатого фундамента проходит в несколько этапов:

1. Уборка мусора на участке и разметка территории.
2. Снятие слоя почвы.
3. Укладка песчаной подушки на дне образовавшегося котлована.
4. Разметка мест обустройства опор.
5. Выкопка ямок для столбов.
6. Засыпка песка, заливка бетона, устилание слоем рубероида на дне шурфа.
7. Заливка пространства между столбиками бетоном.
8. Создание ростверка.

Здание можно начинать строить через неделю после возведения фундамента.

Конечно, это основные этапы строительства. На самом деле, каждый из них таит массу нюансов. Из столбов должна выступать пруты, чтобы получить возможность связать их с арматурой ростверка. Он может иметь разное размещение: вровень с поверхностью земли, над ней, заглубляться в грунт. В зависимости от размещения ростверка обустраивается опалубка.

Важные правила вязки арматуры и основные СНиП

Перед тем, как вы начнете расшивать арматурой или проволокой ваш будущий фундамент, нужно примерно расчитать нагрузку на него, чтобы определиться, прут какого сечения понадобится. Точно знать не нужно, так как всегда берут с запасом. К примеру, при постройке временной металлоконструкции с весом стен до 400 кг/1 м2, можно использовать арматуру диаметром 8 миллиметров. При постройке гаража из шлакоблока со стенами до 3 метров в высоту используют прут с сечением 12 миллиметров. Если же вы строите двухэтажный коттедж, то расшивать уже придется более серьезным металлом – диаметр 14-18 миллиметров.

Конечно, можно отдать этот проект для расчетов опытным специалистам, которые позволят сэкономить и подберут минимально допустимое значение, но если несколько тысяч рублей не играют большой роли – возьмите с запасом. Часто возникает желание достроить этаж с мансардой или сделать многоуровневую тяжелую крышу – основание должно быть обязательно готово к такому «повороту событий». Существует несколько СНиП, которые регулируют изготовление данной конструкции. Рассмотрим их подробнее.

1. СНиП 7.3.4 гласит, что минимальное расстояние между двумя вертикальными стержнями должно быть не меньше, чем сечение самого усиления, а лучше в 2-3 раза больше. Максимальное значение не указывается, так как оно выбирается уже персонально для каждого проекта, зависит от способа кладки, наличия уплотнителя, марки цемента, качества заполнителя и других факторов.
2. СНиП 7.3.6. Расстояние между двумя параллельными продольными стержнями должно быть не более 40 сантиметров. Чем больше нагрузка на основание, тем меньше будет это расстояние. Минимальное расстояние для ленточного фундамента – 10 сантиметров при диаметре арматуры в 14 мм.
3. СНиП 7.3.7 регулирует шаг поперечной арматуры. Следует принимать значение не более половины рабочей высоты сечения, но, ни в коем случае, оно не должно превышать 30 сантиметров.

Придерживаясь этих СНиП, армирование у вас получится по «книжным нормам». Но существует несколько правил, которые были разработаны специально строителями для облегчения процесса установления фундамента. Эти рекомендации проверены временем и позволят существенно повысить физико-механические свойства вашего сооружения, а также немного сэкономить на приобретении материалов.

1. Нельзя сваривать между собой арматуру. Нагревание металла существенно ухудшает его свойства, а вот прочные соединения там вообще ни к чему – они держатся за счет бетона, а не металла, который вы будете наплавлять часами.
2. Арматура подвергается коррозии, поэтому нужно углубить ее со всех сторон в бетон, чтобы она служила десятки лет. По бокам металл должен «уйти» в бетон на 8 сантиметров как минимум, снизу на 10, сверху на 10.
3. Нельзя на углах делать перекрестные соединения, пруты не должны пересекаться перпендикулярно, лучше взять  и выгнуть металл необходимой формы, чтобы следующий стык был не ближе чем 100 сантиметров от угла. На них всегда попадает самая большая нагрузка, а соединение на коротком отрезке участка не даст нужную прочность.
4. Углы должны дополнительно усиливаться поперечинами и вертикалями. Очень часто в народе просто делают расшивку «крестиком», полагая, что масса будет опираться, почему то, именно на сам стержень. Но такая вязка арматуры для основания просто недопустима, ведь у вас получатся 2 отдельных блока, которые не будут иметь между собой никакой связи. Толку от этого действия ровно 0.0%. Нужны П-образные и Г-образные усиления на углах и на первых от них поперечинах.

Мы разобрали основные правила, как сделать качественное армирование фундамента, схема к которому располагается ниже. Теперь можно переходить к поэтапному возведению этой конструкции и разбирать все нюансы более подробно.

Виды столбчатых фундаментов

По варианту изготовления фундамент столбчатого типа можно разделить на:

• сборный;
• монолитный;
• деревянный.

Сборный вид включает бетонные блоки, кирпич, а также стальные трубы.

Монолитный вид представляет собой железобетон. Строительные материалы, которые используются для производства отдельных элементов, должны отвечать всем предъявляемым требованиям, а также обеспечивать надежность и высокую прочность. Монолитный вид возводится на строительной площадке путем заливки раствора бетона в выполненную опалубку с армированием. Столбы при таком варианте могут иметь квадратное, а также прямоугольное сечение.

Монолитный железобетонный вариант является самым устойчивым при выполнении строительных работ по возведению сооружения.

Глубина заглубления такого варианта обычно не превышает полутора метров. Стандартное расстояние между столбами должно быть не менее 1,5 метров, но не более 2,5 метров.

По заглублению столбчатое основание можно разделить на:

• заглубленный вариант, который располагается ниже уровня промерзания грунта, глубина которого, равна одному метру и более;
• мелкозаглубленный вид чаще всего заглубляется на 50 сантиметров;
• незаглубленный вариант используется только для легких построек, снимается только верхний плодородный слой почвы.

Нижняя часть опоры должна располагаться на 30 сантиметров ниже уровня промерзания грунта.

Основное требование, которое предъявляется к уровню заглубления – конструкция не должна касаться уровня грунтовых вод.

Виды фундамента по варианту сечения:

1. Фундамент стаканного типа может возводиться под общественными, а также промышленными сооружениями. Он может выдерживать довольно большие нагрузки. Данный вид имеет ступенчатую форму. Состоит конструкция из основания, которое возводится на песчаной подложке, стаканного подколенника, на который устанавливаются опорные столбы. Такой вариант обеспечивает надежность конструкции, а также более долгий срок службы всего здания.
2. Столбы постоянного сечения могут быть использованы для одноэтажных построек с не большим общим весом, которые могут быть выполнены из натурального бруса или каркасных вариантов. Площадь основания не способна выдержать сильных нагрузок.

При необходимости возведения более тяжелого сооружения, а также строительства на неустойчивых грунтах, строители рекомендуют выполнить комбинированный вид – столбчато-ленточный фундамент.

Он сочетает достоинства двух видов фундаментов. Столбы при таком варианте заглублены в грунт, а ленточное основание равномерно распределяет общую нагрузку между сваями. Лента не оказывает никакого давления на грунтовое основание.

Опорно-столбчатый фундамент может быть выполнен из кирпича, стальных, либо асбестовых труб, из монолита, бетонных блоков, а также натурального дерева. Такой вариант позволяет выполнить все работы максимум за три дня. Эта цифра может меняться в зависимости от площади будущей постройки.

Как правильно выбрать

Выше уже было сказано, от чего зависит выбор фундамента для дома

Это целый ряд факторов, из которых важно учитывать каждый. Влияет наличие грунтовых вод и их уровень, глубина промерзания грунта, запланирован ли по проекту подвал

Для некоторых даже приходится производить расчет. Другие же часто можно найти в интернете – глубина промерзания для определенного региона. Узнать их можно и у организаций, занимающихся строительством. Особенно это касается типов почвы и расположения подземных вод.

Наличие грунтовых вод

Один из первых факторов, влияющих на закладку фундаментных конструкций, это уровень грунтовых вод (УГВ). Для его определения пробуривают минимум 4 скважины по углам предполагаемого строения. Глубина их должна быть ниже на 50 см предполагаемого уровня подошвы. Сложность выбора будет только при высоком залегании вод. Здесь потребуется подсыпка, гидроизоляционный материал, дренаж и утепление. Само же основание выбирается такое:

• при УГВ ниже 1,5 м – мелкозаглубленная плита или лента;
• выше 0,5 м – только свайный, причем лучше из винтовых свай, ведь они дешевле;
• ниже 0,5 м – подойдет незаглубленная плита, столбчатый.

Глубина промерзания почвы

Не менее важно определить и промерзание почвы. Фундаментная подошва должна залегать ниже данного уровня

Это поможет избежать подъема конструкций из-за морозного вспучивания земли. Причем для неотапливаемых помещений величина промерзания увеличивается на 10%, а для отапливаемых – снижается на 20-30%. Измеряется же она от уровня земли или же пола подвала, если такой предусматривается.

Фундамент и типы грунта

Точно рассказать, как определить тип грунта, может только профессионал-геотехник. Но сделать это можно и по характерным признакам почвы на строительном участке. В любом месте практически всегда залегает сразу несколько разновидностей грунта. Из них основные следующие:

1. Скальные или обломочные. Это массив горной породы, не вспучивается и не промерзает, но возводить на нем строение сложно, зато он может быть мелкозаглубленным.
2. Песчаный. Разного размера песчаные частицы, не склонны к пучению, легко уплотняются, но требуют подготовки по укреплению стенок траншей и котлованов.
3. Глинистый. Самый сложный из-за высокого показателя пучинистости. В большинстве случаев здесь подходят только сваи.
4. Пылевато-глинистый. Для заливки основания совсем не подходят, так как сильно промерзают и вспучиваются.

Как сделать незаглубленный фундамент?

Обустройство столбчатых фундаментов незаглубленного типа считается наиболее простым. Для него не придется выкапывать скважины. Достаточно снять верхний слой почвы и можно приступать к монтажу опор.

Процесс возведения такого основания своими руками делится на несколько этапов:

1. Нанесение разметки. Определение местоположения будущих опор.

2. Обустройство песчаной подушки под каждым столбом. Песок выкладывается слоем не менее 15 см и тщательно трамбуется.

3. Монтаж опор. Чаще для этого используют бетонные блоки размером 200×200×400 мм. Они выкладываются двумя рядами в шахматном порядке. Для скрепления блоков используют густой цементный раствор.

4. Гидроизоляция столбов.

Предназначение армирующего каркаса

Большинство бетонных строительных конструкций усиливаются арматурой, что в разы увеличивает прочность на растяжение и изгиб

Прочностные характеристики созревшего бетона, как строительного материала, высоки, когда речь идет о прочности на сжатие. То есть, материал способен выдерживать большие усилия при его сдавливании. При растяжении, тем более при изгибе, бетон показывает куда более скромные результаты прочности. По этой причине большинство бетонных строительных конструкций усиливаются арматурой, что в разы увеличивает прочность на растяжение и изгиб.

Бетонные столбы, использующиеся в качестве базовых опор для построек, испытывают не только давление стоящего на них здания, хотя это усилие наибольшее. Столбчатый фундамент также испытывает нагрузки на изгиб (парусность постройки при ветрах, горизонтальные подвижки грунтовых пластов) и на растяжение (силы морозного пучения, выталкивающие из грунта верхнюю часть столба при стабильном положении нижней части). Если фундамент на основе столбов сооружается не на год, вопрос о целесообразности усиления арматурой столбчатых опор неуместен. Армировать бетонные столбы нужно, причем соблюдая строительные нормы.

Армирование углов

В конструкции ленточного фундамента самое слабое место — углы и примыкание простенков. В этих местах соединяются нагрузки от разных стен. Чтобы они успешно перераспределялись, необходимо арматуру грамотно перевязать. Просто соединить ее неправильно: такой способ не обеспечит передачу нагрузки. В результате через какое-то время в ленточном фундаменте появятся трещины.

Правильная схема армирования углов: используются или сгоны — Г-образные хомуты, или продольные нитки делают длиннее на 60-70 см и загибают за угол

Чтобы избежать такой ситуации, при армировании углов используют специальные схемы: пруток с одной стороны загибают на другую. Этот «захлест» должен быть не менее 60-70 см. Если длины продольного прутка на загиб не хватает, используют Г-образные хомуты со сторонами тоже не менее 60-70 см. Схемы их расположения и крепления арматуры приведены на фото ниже.

По такому же принципу армируются примыкания простенков. Также желательно арматуру брать с запасом и загибать. Также возможно использование Г-образных хомутов.

Схема армирования примыкания стен в ленточном фундаменте (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Обратите внимание: в обоих случаях, в углах шаг установки поперечных перемычек уменьшен в два раза. В этих местах они уже становятся рабочими — участвуют в перераспределении нагрузки

Технологические принципы возведения

Весь процесс строительства фундамента нужно выполнять поэтапно, в следующем порядке:

1. монтаж или установка опорных столбов;
2. устройство железобетонной монолитной стяжки, металлического или деревянного ростверка;
3. кирпичная или блочная кладка.

Подобное разделение основано на возможности непрерывного производства работ на каждом из этих этапов.

Установка опорных столбов

Расчет сечения, количества, мест расстановки и глубины залегания столбовых опор. При выборе типа конструкции рекомендуется принимать малозаглубленную монолитную ленту ростверка, расположенную по столбам на глубину около 500 мм.

Это позволяет более равномерно распределить весовую нагрузку от здания на фундамент. Поднятую над землей конструкцию ростверка следует делать при наличии сложного рельефа местности, в местах сильного пучения грунта и районах вечной мерзлоты.

Монтаж опорной конструкции.

Заглублять подошву нужно на 300-400 мм ниже возможной точки промерзания грунта, взятой из СНиП «Климатология». По результатам инженерных расчетов в зависимости от выбранного материала и особенностей местности, определяются технические характеристики столбов такие, как диаметры, места расположения и способ установки.

Армирующие каркасы должны содержать не менее 4-х вертикальных струн.

Сам технологический процесс монтажа опор также можно разделить на несколько последовательных работ, в число которых входят:

1. удаление имеющейся растительности и выравнивание рабочей площадки;
2. разметка мест расположения столбов и конфигурации ростверка;
3. бурение или выкапывание скважин;
4. устройство песчаной подушки и заливка бетона только на высоту нижней опорной плиты;
5. обеспечение гидроизоляционной защиты элементов;
6. установка несъемной опалубки или буронабивных колонн;
7. сборка и установка арматурных каркасов;
8. заливка бетона в опалубку или колонны.

При заливке следует учитывать обязательное расширение подошвы до размера, вдвое превышающем диаметр самой колонны, но не менее 400 мм. Поэтому заливку бетона следует выполнять в два этапа. Первоначально следует залить подошву, выждать 2-3 дня, и только после этого приступать к установке опалубки для устройства опор.

Монтаж ростверка

При мелкозаглубленной конструкции ростверка с самого начала этот этап работ следует начинать с раскапывания траншеи. Глубина залегания бетонной ленты должна быть более 400 мм.

После этого устанавливается опалубка проектной конфигурации. Для этого можно использовать доски или штатные щиты заводского изготовления. Внутри собранной опалубки необходимо уложить слой полиэтиленовой пленки или рубероида. Это обеспечит герметичность конструкции и исключит утечку воды из цементной смеси.

Изготавливаются металлические каркасы по расчетной проектной схеме для монтажа горизонтального армирующего пояса. Все арматурные конструкции укладываются внутрь опалубки и при монтаже соединяются в связку с вертикальными струнами столбов, которые должны выступать на высоту не менее 300 мм.

Правильное и ошибочное устройство.

Далее можно приступать к заливке бетона. Смесь должна укладываться послойно, при этом работы планируются таким образом, чтобы укладка бетонной смеси была выполнена за день. Надземную часть фундамента можно сделать из кирпича или блоков. Это позволит обеспечить наличие горизонтального гидроизоляционного слоя между подземной частью и опорной лентой слоя возведения стен дома.

На завершающем этапе все наружные поверхности ростверка покрывают тремя слоями обмазочной битумной изоляции или используют рулонные материалы. Защита каменных конструкций от воздействия влаги на каждом этапе работ обеспечит возможность длительной эксплуатации и предотвратит образование разрушений.

Последовательность монтажа.

Как вязать армированную сетку в траншее

Работа в траншее сложнее, поэтому планировать все нужно загодя. На дно траншеи укладывают специальные приспособления или обычные камни на высоте минимум 5 сантиметров с шагом в ширину сетки. Камни выкладывают продольными стержнями, привязываются горизонтальные распорки. Пока прутки не станут в нужном положении, второй человек держит их за концы.

Осуществляется вязка арматуры с шагом между распорками шириной 50 см. Устанавливаем колышки и начинаем вязать монолитную конструкцию. Так делают на всех прямолинейных участках. Части каркаса к опалубке прикасаться не должны, должны находиться на расстоянии в несколько сантиметров от опалубки.

Потом вяжутся углы одним из нескольких существующих способов. Обязательно соблюдение длины нахлестов, с установкой вертикальных прутков. Часто стержни используют тут большего диаметра, повышая прочность материала. По завершении вязки заливается бетонный раствор в один заход, накрывается полиэтиленом, в процессе высыхания периодически поливается водой методом разбрызгивания.