Столбчатый фундамент — виды, плюсы и минусы, особенности материалов
Несущая конструкция, состоит из отдельных вертикальных опор-столбиков.
Внешний вид столбчатого фундамента
Внешний вид основы напрямую зависит от выбранного материала. Столбы из кирпича и готовых блоков имеют квадратное или прямоугольное сечение, деревянные — круглое, а монолитные принимают форму опалубки. Чтобы придать столбам большую надежность, нередко подошву (нижнюю часть) делают шире. Готовые подошвы из железобетона называют пяткой.
Отдельно нужно выделить стаканные фундаменты. В этом случае столбы устанавливают на готовые железобетонные платформы (стаканы). Производство таких платформ строго регламентировано, поэтому изделия имеют стандартные формы и размеры.
Сами стаканы бывают полыми (их делают с квадратными отверстиями) и цельными. В обоих случаях для установки стаканов и дальнейшего монтажа потребуются квалифицированные специалисты и спецтехника. Такие конструкции обычно идут на строительства мостов, опор ЛЭП (линий электропередач), промышленных зданий. В частном строительстве на стаканных основаниях иногда сооружают каркасные жилища.
Нередко столбчатый фундамент путают со свайным из-за внешнего сходства, поскольку опорные элементы располагают под ключевыми точками (узлами) строения.
Но несмотря на визуальную составляющую это разные виды фундаментов, каждый из которых имеет свои сильные и слабые стороны.
Свайные основания применяют почти на всех типах почв, кроме скальных. Столбчатые же идеальны для твердых и устойчивых грунтов, на пучинистых придется значительно заглублять опоры, что увеличит затраты. Оба фундамента применяют для участков с неровным рельефом, но при значительных перепадах высоты теряют устойчивость, тогда как сваи можно установить гораздо глубже. Эта особенность позволяет строить дома на сваях в заболоченных и сейсмоактивных областях.
Забивные и винтовые сваи представляют собой готовые заводские изделия, их монтаж требует спецтехники или определенных навыков. При этом столбики можно соорудить и установить самостоятельно.
Столбчатую основу после установки нельзя оставить «перезимовать», так как без нагрузки она легко деформируется. Сваи не обязательно консервировать на зиму. Свайный фундамент по праву считается более универсальным, но столбчатый устанавливать проще и быстрее.
Виды столбчатого фундамента
Существуют разные критерии, по которым принято классифицировать столбовые основы.
Для начала разделяют монолитные и сборные конструкции. Первые делают из бетонной смеси и металлической арматуры, а вторые складывают из разных элементов (например, кирпичей или блоков) и скрепляют между собой цементным раствором. Ж/Б столбики обладают лучшей несущей способностью, однако требуют больше затрат.
Сборные опоры можно сделать дешевле и самостоятельно. Но они выдерживают меньшие нагрузки, и усадка происходит неравномерно.
Ещё одним признаком для классификации является глубина заложения:
- Незаглубленная. Столбы устанавливают без проведения земельных работ. Достаточно убрать слой дёрна, (следом при необходимости сооружают подушку из песка и гравия). Таким образом, опорные элементы передают нагрузку от здания на поверхность земли. Поскольку опоры могут сдвинуться вместе с сезонными подвижками почвы, на незаглубленных видах обычно строят нежилые постройки.
- Мелкозаглубленный. В данном случае подошву размещают примерно на 50% выше уровня промерзания земли (значение отличается в зависимости от региона и типа грунта). Оптимален для легких деревянных строений.
- Заглублённый. Подошва каждого столба находится минимум на 50 см ниже точки промерзания грунта. Это наиболее трудозатратный и дорогой вариант, но зато можно возводить более тяжелые здания из газобетона.
Столбчатый фундамент — виды материалов для возведения
Традиционно столбчатые фундаменты делали из дерева, но с течением времени получили популярность и другие материалы. Чтобы определиться с выбором, стоит ориентироваться на вес будущего строения, рельеф участка, характеристики почвы, климатические условия местности.
Дерево
Для строительства рекомендуется взять древесину деревьев, богатых смолой (например, сосну, лиственницу или ель). Также можно использовать дуб, обработанный антисептиком и обмазанный битумом, но это обойдется дороже, чем вышеперечисленные породы.
Для строительных работ подходит только нижняя часть ствола (комель). Диаметр бревен после обработки для внешних стен будет составлять от 75 до 150 см, а для внутренних — не менее 50 см.
Важно запомнить, что деревянные столбы погружают в землю минимум на 1,2 м, чтобы подошва упиралась в твердые пласты грунта.
Для защиты древесины от гниения бревна обжигают (до образования корки толщиной не более 20 мм) или обрабатывают химическим составом (например, железного купороса, хлористого цинка). Для гидроизоляции выбирают рубероид, толь и битумно-полимерные рулонные материалы.
Главными плюсами деревянной конструкции считают простоту монтажа (нет необходимости привлекать грузоподъемную технику), ценовую доступность.
Среди минусов — слабая устойчивость к механическим нагрузкам, уязвимость перед грибком и насекомыми-древоточцами.
Кирпич
Достаточно популярный выбор для частного и загородного строительства. На кирпичных опорах можно возвести двухэтажный каркасный или бревенчатый дом, срок службы составит 35-50 лет (в зависимости от характеристик стройматериала). Однако почва на участке должна быть достаточно сухой, а подземные воды располагаться глубоко от поверхности.
Стоит уточнить, что для возведения стоит использовать только красный полнотелый обожженный кирпич, издающий звонкий чистый звук при ударе по нему.
Силикатный и облегченный керамический не подойдут, поскольку обладают высокой гигроскопичностью (способностью абсорбировать и удерживать влагу), что резко сокращает срок эксплуатации.
При покупке следует обращать внимание на марку (М) и морозостойкость (F). Марка показывает предельно допустимую механическую нагрузку на квадратный сантиметр площади. Подойдут полнотелые кирпичи М150 и выше.
Марки М100 и М125 не рекомендуются из-за малой устойчивости к низким температурам.
Морозостойкость указывает количество циклов замерзания и оттаивания, которое может выдержать стройматериал без разрушения. Согласно ГОСТ 530-2012, показатель F варьируется от 25 до 300. Для кирпичного основания морозостойкость не должна быть ниже F50.
При установке столбов обычно отдают предпочтение одинарному или полуторному кирпичу. Стандартные параметры одинарного — 250 х 120 х 65 мм. Он маркируется буквами НФ и цифрой 1, а полуторный (утолщенный) НФ 1,4 имеет следующие габариты — 250 х 120 х 88мм.
Из плюсов кирпичной основы чаще всего отмечают:
- Простоту сооружения (не надо делать опалубку для бетонной смеси и привлекать спецтехнику).
- Легкость ремонта (при разрушении какого-либо сегмента кладки можно локально восстановить своими руками).
- Не деформируется при горизонтальных подвижках почвы.
- Доступность материала с нужными характеристиками.
К сожалению, есть и недостатки:
- Требуется качественная гидроизоляция.
- Непригодность для участков с переувлажненным грунтом, высоким уровнем подземных вод и регионов, подверженных паводкам.
- Не подходит для построек на местности со сложным рельефом (например, при перепадах высоты).
Из асбестовых и полихлорвиниловых труб
Самый экономичный подвид столбчатого основания. Фактически труба является только оболочкой: внутрь нее устанавливают арматуру (металлические стержни) и заливают бетон, тем самым добиваясь высокой устойчивости к вертикальной нагрузке и подвижкам почвы.
В качестве стационарной опалубки можно использовать изделия из асбестоцемента или поливинилхлорида (ПВХ).
Асбестоцементные трубы
Обычно применяются для обустройства канализации, дренажных систем, мусоропроводов и прокладки кабелей. Служат несъемной опалубкой для опор, поскольку сохраняют форму при заливке бетонного раствора.
Существуют два вида асбестоцементных труб — напорные и безнапорные, первые отличаются от вторых большей прочностью и высокой ценой.
В зависимости от типа грунта и расчетной нагрузки, подбирают диаметр асбестовой трубок от 10 до 50 см. К примеру, для одноэтажного дома из дерева требуется Ø 20 см, для беседки достаточно Ø 10 см.
Изделия из асбеста подходят для облегченных деревянных строений на водонасыщенных и пучинистых почвах (глина, влажный песок, супесь). Они легко поддаются обработке (можно разрезать циркулярной пилой, болгаркой), а также устойчивы к воздействию микроорганизмов, насекомых-вредителей, грызунов. Однако нельзя забывать о риске опрокидывания элементов при движениях земли.
Трубы ПВХ
Основное предназначение полихлорвиниловых труб — монтаж систем водоснабжения, канализации, полива сельскохозяйственных культур, а также оборудование фонтанов, аквапарков и бассейнов.
Для сооружения столбового фундамента нужны трубы ПВХ для внешней канализации. Трубки для внутреннего водоотведения — дешевле, но обладает меньшей стойкостью к давлению и ударным воздействиям, поэтому служат для организации внутридомовых коммуникаций.
Допустимая толщина стенок у трубок ПВХ, предназначенных под столбы от 3,2 до 4 мм. Длина зависит от рассчитанной глубины заложения и точки промерзания земли. Их можно разрезать как ножовкой, так и торцовочной электропилой, поэтому сегменты легко монтируются.
Полимерный материал устойчив к воздействию влаги, агрессивных химических веществ и плесени. Большой ассортимент позволяет подобрать оптимальный вариант для каждого конкретного проекта. Еще их несложно транспортировать и устанавливать, благодаря небольшой массе.
Трубы ПВХ нуждаются в теплоизоляции (они трескаются при — 15°С). А просадка одной из опор приводит к перекосу конструкции в целом, что приводит к деформации внешних и внутренних стен дома.
Монолитные из железобетона
Фундамент состоит из монолитных бетонных столбов, укрепленных металлическим арматурным каркасом (сетка из вертикальных и горизонтальных стержней арматуры). Благодаря этому обладает лучшими несущими характеристиками среди всех разновидностей столбчатого основания. Нередко для более равномерного распределения нагрузки дополняют ростверком.
В зависимости от назначения будущего сооружения можно выбрать разные марки бетона для заливки:
- Марки М100-150 подойдут для легких построек (например, забора или теплицы).
- М200 — для нежилых строений (бани, большого гаража).
- М300 хороша при планах на деревянный дом.
- М350-400 — для тяжелых зданий из пеноблоков или кирпичей.
Для вертикального армирования нужен стальной прут с периодическим профилем (рифленый) и диаметром — от 10 до 12 мм, для горизонтального требуются гладкие прутки сечением 6-8 мм.
Среди достоинств отмечают:
- Огнеупорность.
- Неплохая устойчивость к кислотам и щелочам.
- Неподверженность коррозии.
- Простота монтажа.
- Выдерживает большие нагрузки.
- Долгий срок эксплуатации.
Также следует обозначить и несколько недостатков:
- Самостоятельное изготовление столбов требует определённых навыков.
- Для проведения дальнейших работ придется подождать, пока бетон наберет прочность (около месяца).
- Требуется качественная теплоизоляция.
- Затраты на сооружение выше, чем у других видов столбчатых оснований.
Бут
Бутовые камни — это обломки горных пород неправильной формы. Длина и ширина булыжников может варьироваться от 15 до 50 см, а масса достигать 50 кг. Среди популярных в строительстве пород — песчаник, доломит, диорит, гранит.
Округлые камни часто используются в ландшафтном оформлении, промышленный бут (обломки, полученные в результате взрывов) идет на строительство дорог и мостов. А для сооружения столбчатых опор применяют кладочный (постелистый) бутовый камень, обломки которого по форме напоминают параллелепипед (с толщиной до 7 см).
К главным преимуществам столбов из бута относят:
- Высокую прочность. Большинство горных пород обладает лучшими характеристиками, чем промышленные стройматериалы.
- Устойчивость к влаге, гниению, температурным перепадам.
- Оригинальный внешний вид.
- Экологичность.
Среди главных минусов выделяют:
- Трудоёмкость. Камни имеют разную форму и размеры, поэтому в процессе кладки их нужно сортировать и подбирать один к другому.
- Значительный объем земляных работ. Подошва столбиков будет находиться ниже уровня промерзания грунта.
- Уступает в несущей способности ж/б и сборному (из ФБС) фундаментам.
Важно отметить, что при выборе материала необходимо обращать внимание на прочность (ГОСТ 4001-2013 «Камни стеновые из горных пород»), морозостойкость (F), которая указывает какое количество циклов заморозки и оттаивания выдержит фундамент из камня.
Кроме этого, перед покупкой нужно визуально оценить поверхность камней, на них не должно быть трещин, расслоений, сколов и прочих дефектов.
Стоит учесть, что масса бута зависит от параметров и плотности камня. Чем мельче фракция, тем меньше вес 1 м²; чем выше плотность, тем выше вес. При этом на 1 кубометр потребуется около 1,5 тонн бута. Для кладки подойдет цемент марки М300 или М400.
Блоки ФБС
Как следует из названия, такая сборная конструкция состоит из сплошных фундаментных блоков (ФБС), которые являются цельными железобетонными изделиями.
Внешне ФБС представляет собой прямоугольный параллелепипед. На торцах имеются фигурные вырезки для стыковки элементов в процессе монтажа, а на верхней плоскости — стальные петли для транспортировки изделий.
Перед приобретением следует внимательно ознакомиться с заявленными производителем характеристиками. Для столбчатого фундамента нужны блоки:
- Изготовленные из керамзитобетона плотностью не ниже 1800 кг/м³.
- С идеально параллельными противоположными стенками и правильными прямыми углами.
- Подходящего размера. Оптимальны ФБС 4-2-2 (400х200х200 мм).
Блоки укладывают в форме колонн квадратного сечения. Для повышения устойчивости оголовки обвязывают уголком 40х40 мм и вмуровывают в бетонный ростверк.
Можно выделить такие преимущества столбчатой основы из ФБС:
- Скорость и простота монтажа. Не надо сооружать опалубку и ждать пока застынет бетонный раствор.
- Морозостойкость. Такие блоки способны перенести до 200 циклов заморозки.
- Хорошая несущая способность, уступают только ж/б.
Среди недостатков необходимо отметить:
- На пучинистых грунтах требуется заглубить подошву ниже точки промерзания почвы, что увеличивает объем земельных работ.
- Перед началом работ необходимо оборудовать подушку из гравия и песка толщиной не менее 125 см.
- Нужна спецтехника для монтажа.
Заключение
Столбчатый фундамент — это простая, но надежная конструкция, которую вполне по силам сделать своими силами. Широкий выбор материалов и грамотное проектирование позволяет подобрать вид опор, под ваше будущее жилище.
Такое основание позволит сэкономить деньги и прослужит достаточно долго, при этом при необходимости деформированные столбы можно заменить.