Фундамент на столбах: применение, материалы, постройка, особенности

У каждого типа фундамента есть свое назначение и область применения, иначе бы они не закладывались (строились). Не исключение и столбчатый, в котором нагрузка ложится на врытые в грунт или возведенные в небольших котлованах столбы. С виду это похоже на систему свай, но за внешним сходством таятся глубокие различия. Какие и в чем именно, это и есть тема настоящей статьи, равно как и сведения о том, как заложить столбчатый фундамент своими руками. В малом индивидуальном строительстве (мелкострое) это дает массу преимуществ, позволяющих сэкономить огромное количество труда и до 50% затрат на нулевой цикл, который, в свою очередь, составляет от 20% до, к примеру, для каркасного дома, 50% всей сметной стоимости постройки. В деньгах по сегодняшним ценам цифры выходят 6-7 значные.

Примечание: весь цикл работ по сооружению основания здания, от первого осмотра площадки до его готовности к наложению перекрытий и возведению стен, называется заложением фундамента. Изучая материалы по теме, имейте в виду, что заложение фундамента и его заглубление в грунт – вещи разные. Также не следует путать работы по заложению фундамента с величиной заложения в стены плит перекрытий, балок и перемычек. В общем, контекст, контекст и еще раз контекст.

Неожиданное качество

После Ле Корбюзье столбчатый фундамент привлекает архитекторов-авангардистов еще и своим свойством зрительно облегчать здание или наоборот, придавать ему монументальность, см. рис. Однако решения такого рода безусловно применимы только на плотных, хорошо несущих, мало обводненных и слабопучинистых грунтах; более всего домов такой конструкции строится в Средиземноморье. В РФ возводить подобные безусловно возможно в черноземной полосе и южнее, а после изысканий на месте сообразно наличным условиям – не севернее линии примерно Санк-Петербург – Нижний Новгород – Челябинск – Омск – Барнаул – Кызыл – граница с КНР.

{{img-0}}

Современный дом на столбчатом фундаменте

Виды столбчатых фундаментов

{{img-1}}

Общая схема столбчатого фундамента

Фундамент на столбах и его свайный собрат устроены похоже, см. рис: на столбы, заглубленные в грунт, наложен опорный пояс, распределяющий нагрузку на них. Он же образует подпол здания, может выполнять и функции цоколя, для чего снабжается отдушинами. Столбы расставляются по определенным правилам согласно расчета (см. далее), причем пролеты между ними выдерживаются в пределах 1,5-2,5 м. Больше или меньше нельзя, либо нагрузка ляжет неравномерно и вызовет такую же неравномерную осадку здания, либо опоры станут мешать друг другу нести ее, с тем же результатом.

Столб потому и столб, что приспособлен нести только сосредоточенную постоянную нагрузку, направленную сверху вниз по вертикали. Свая – столб, заглубленный в грунт на некую вполне определенную величину. В этом «некую» все и дело, но к разнице между сваей и столбом мы вернемся ниже. Пока же посмотрим, в чем они сходны: тот и другой сам не распределяет по опорам весовые и климатические нагрузки от здания, для этого нужна система дополнительных горизонтальных связей. По их устройству и характеру работы в конструкции столбчатые фундаменты разделяются на виды, см. рис:

{{img-2}}

Виды столбчатых фундаментов

• 1 – опорно-столбчатый фундамент: вершины столбов изначально никак между собой не связаны. Распределение нагрузки по ним возлагается на нижний опорный пояс здания; его нижний венец, см. рис справа. Для этого его материал венца должен быть достаточно вязким и упругим, поэтому опорно-столбчатые фундаменты закладывают под легкие деревянные здания или под сооружения на металлическом каркасе. Несущая способность, сопротивление горизонтальным нагрузкам при промерзании почвы, трудоемкость и стоимость опорно-столбчатых фундаментов наименьшие. Допустимые грунты – до среднепучинистых включительно.
• {{img-3}}

  Венец деревянного дома на столбчатом фундаменте

  1а – для утепления и гидроизоляции снизу пролеты между столбами заполняют забиркой. Классическая конструкция – кирпичная с вентиляционными отдушинами (на рис. условно не показаны). Забирку, опять же, ради тепло- и гидроизоляции, чаще всего заглубляют в грунт на 1-5 рядов кирпичной кладки и кладут по гидроизоляции на противопучинной песчано-щебневой подушке. Работа усложняется ненамного: 2 ряда кладки + 15 см подушки это всего лишь траншейка на штык лопаты, а теплопотери через подпол снижаются в разы. Между забиркой и венцом оставляют деформационный зазор в 5-7 см (обязательно!) и конопатят его. В последнее время кирпичную забирку все чаще заменяют наложенными снаружи и заглубленными в грунт плитами ЭППС, стекломагнезита и т.п. Снаружи их штукатурят по армирующей сетке.

• 1б – фундамент с рандбалкой. Быстровозводимые сооружения посолиднее и долговечнее (напр. сборно-щитовые дома по современной немецкой технологии или 2-3 этажные коттеджи фахверкового типа) деревянный венец уже не выдержит ни по весу, ни по сроку службы. В таком случае столбы перекрывают рандбалкой, сборной из железобетонных монолитов или цельной. Таким способом удается реализовать максимальную несущую способность данного типа столбов на данном грунте без существенного увеличения трудоемкости и стоимости фундамента. Внешне рандбалка похожа на ростверк (см. ниже), но, в отличие от него, передает на столбы только вес и единой системы силовых связей с ними не образует. Грунты при нагрузке свыше 6 тс на столб – до сильнопучинистых; при меньшей – как в п. 1.
• 1в – рандбалку можно пускать по поверхности грунта, как забирку, но не заглублять в него, иначе огромные горизонтальные силы пучения могут повредить здание. Затем на ней возводят кирпичный цоколь. Смысл в том, что срок жизни и показатели комфорта быстровозводимых легких домов (каркасного, брусового) на кирпичном цоколе практически удваиваются, а теплопотери через подпол настолько же снижаются. Кроме того, отпадают проблемы с устройством подготовки пола (лаговой обрешетки и чернового пола), т.к. теперь она может опереться на цоколь и ослаблять лаги с брусом венца врезкой друг в друга нет нужды. В таком случае под рандбалкой также нужно непременно насыпать противопучинную подушку: термопучинный зазор в данную конструкцию вперить некуда.

• 2 – столбчатый фундамент с ростверком. Столбы и венец из одного и того же материала: железобетонные или, редко, стальные. В последнем случае соединяются сваркой, а в первом – у них общий, специально для такого случая рассчитанный, каркас, и заливаются они сразу как целое. Столбы с ростверком образуют цельную, весьма прочную и жесткую силовую схему, способную воспринимать любые нагрузки и нести тяжелые, в т.ч. каменные 2-3 этажные здания, лишь бы площади дома в плане на нужное количество столбов хватило, см. далее. Ростверк можно опускать до земли, как и рандбалку, с теми же целями и также с противопучинной подушкой. Грунты – до сильнопучинистых включительно; под легкими зданиями (каркасный финский дом, деревянные хозпостройки) – до среднепучинистых.

• 3 – ростверк увеличенной высоты, заглублен в грунт, а в нем снизу и с боков окружен противопучинной подушкой увеличенной до 30-50 см мощности. Это т. наз. столбчато-ленточный фундамент. Его ростверк заменяет и забирку, и цоколь, что ускоряет и удешевляет строительство. Дополнительный плюс – утепление фундамента и отмостки возможно без особых сложностей. Еще достоинство – возможна постройка легких зданий на грунтах до сильнопучинистых, т.к. тяжелый ростверк своим весом стабилизирует основание.

Примечание: во всех случаях противопучинная подушка формируется в рукаве из геотекстиля, а все части фундамента, контактирующие с ней и грунтом, укутываются гидроизоляцией – 2-мя слоями рубероида на битумной мастике.

Т. наз.

Это сокращение в последнем пункте употреблено не зря. Дело в том, что столбчато-ленточного фундамента с точки зрения строительной механики и механики грунтов не существует. Свайно-ленточный возможен, но, если к ленте как несущей конструкции снизу прилепить столбы, то в смысле восприятия нагрузки они окажутся в своего рода тени и ленте ничем не помогут. При быстром промерзании во время заморозка насыщенного влагой грунта могут и повредить вследствие неравномерности пучения по глубине. Проще и дешевле будет пустить лишний бетон и земляные работы на уширение ленты или увеличение ее заглубления, смотря по местным условиям. Этого вопроса мы еще коснемся.

Плюсы и минусы

Для лучшего понимания дальнейшего, достаточно непростого, материала, целесообразнее будет последовать примеру Робинзона Крузо, записывавшего в 2 столбца горести и радости одинокой жизни на необитаемом острове. Здесь же плюсы и минусы столбчатого фундамента сведены в таблицу:

Низкая стоимость и трудоемкость как следствие небольшого объема земляных работ и требуемых материалов.

Невысокая несущая способность: на обычных грунтах получить ее свыше 7 тс/столб вряд ли возможно. Фундаменты ТИСЭ (см. далее) весьма перспективны, но обещания 15 тс/опора исходят не от разработчиков данной технологии, а от ее восторженных сторонников.

По той же причине – быстрота возведения; каркасный дом на столбчатом фундаменте можно построить за лето вдвоем.

Как следствие предыдущего – непригодность для многоэтажного строительства: т.к. придвигать столбы друг к другу слишком близко нельзя (см. выше), то их под тяжелым зданием просто не поместится сколько нужно.

В большинстве случаев не требуется спецтехника, кроме бетономешалки; остальные виды работ можно выполнять ручным инструментом.

По той же причине – плохое использование несущей способности грунта: пусть он снесет и 10 кг*кв. см., городить в нем щетку из столбов смысла нет, они просто подломятся по принципу домино и дом сползет набок.

Простота расчета как следствие несложного взаимодействия элементов конструкции между собой и с грунтом.

Невозможность использования на слабых, несущих менее 1,7 кг*кв. см, грунтах, в отличие от свайного, см. далее.

По той же причине – пригодность без особых ухищрений для самых разнообразных местных условий.

Чувствительность к горизонтальным нагрузкам: если под домом тонкий слой пучащегося грунта, а под ним мощный слой плотного непучащегося, то при резком похолодании после дождей касательные напряжения способны сломать столбы.

Все по той же причине – можно не платить 30-100 тыс. руб. за рабочий проект, а ограничиться эскизным за 3-10 тыс. руб. или вовсе вытянуть бесплатный из рунета и просчитать к нему столбы, как описано далее.

Непригодность, по той же причине, для существенно неоднородных грунтов: если грунт под гумусом на участке под застройку – лоскутное одеяло из плотных суглинков и рыхлых супесей, песков, хрящеватых и гравелистых кусочков, нужно закладывать фундамент любой, кроме столбчатого.

Достаточная простота законодательного оформления, опять по тем же причинам. Пусть муниципальный инспектор стойкий, непримиримый, убежденный и прожженный взяточник, но он всегда опытный строитель. Что касается столбчатого фундамента, то одного взгляда на проект ему хватит, чтобы увидеть – будет фундамент держать дом или нет. Если грубых ошибок нет, то все-таки утвердит или напишет замечания/предписания, где нужно доработать; их оплата входит в госпошлину.

Непригодны на сильно обводненных или замусоренных грунтах и при высоком, выше примерно 2,5 м от поверхности, стоянии грунтовых вод.

Для заложения столбчатого фундамента не требуется высокой строительной квалификации, оно под силу и дилетанту.

Невозможно обустроить подвал.

Не требуется тщательная планировка стройплощадки, строительство дома на столбчатом фундаменте своими силами возможно на уклоне до 15-20 градусов (!).

Уязвимость: когда дом уже стоит на фундаменте, производить земляные работы большого объема можно не ближе двойного заглубления его столбов, а траншеи нужно копать очень осторожно.

В работе постоянно нужен всего 1 неквалифицитрованный помощник; кратковременно эпизодически – еще 2-3 таких же.

По той же причине, сложность подводки дополнительных коммуникаций.

Чрезвычайно дешевый, легкий и простой в исполнении деревянный столбчатый фундамент в определенных условиях (см. далее) может оказаться долговечнее и надежнее бетонного, кирпичного или каменного (!!).

Невозможность сооружения капитальных пристроек как следствие того же обстоятельства.

Возможность в некоторых случаях ремонта фундамента своими силами, см. далее. Ремонт фундамента сложнейшая инженерно-техническая задача, и столбчатый фундамент – единственный, которых иногда позволяет ремонтировать себя своему хозяину.

Как следствие всех указанных выше факторов – непродолжительный срок службы; 50 лет – предел.

Плюсы	Минусы

У героя Даниэля Дефо минусов набралось побольше плюсов. У нас их поровну и для мелкостроя плюсы в общем-то весомее. Предрассудки против заложения столбчатого фундамента под жилые дома исходят еще от советских СНиП, ориентированных на массовое многоэтажное строительство, в т.ч. и в колхозах/совхозах, постепенное переселение в многоэтажки частников и, в светлом коммунистическом грядущем, полную ликвидацию индивидуальной жилой застройки. Теперешние коммунисты, кстати говоря, кто еще при уме и понимает суть своей идеи, теперь в том же грядущем обещают каждому свой дом, как Хрущев – каждому рабочему по 3 (три) костюма.

О несущей способности

Грунт считается пригодным под столбчатый фундамент, если его несущая способность не менее 1,7 кг*кв. см. Прочие грунты относятся к слабым, на них, как правило, строятся только на сваях. К слабым грунтам относятся:

1. Мелкий пылеватый песок.
2. Пухлые глины и суглинки.
3. Рыхлые супеси.
4. Все грунты органического происхождения (илистые, торфянистые), включая черноземы мощностью свыше 1 м.

Что как пучится

Морозное пучение грунта происходит вследствие замерзания в нем воды. Для столбчатого фундамента, как самого по себе легкого и компактного, кроме увеличения объема грунта важна также равномерность пучения и скорость промерзания. Какие грунты непригодны для строительства на столбах, см. в минусах таблицы. О скорости промерзания поговорим ниже. А для дальнейшего, включая расчет, приводим характеристики пучинистости грунтов:

• Практически не пучащиеся – увеличение объема до 1%. Это твердые глины, мало водонасыщенные сыпучие грунты (гравелистые, крупные и средние пески), каменистые, валунные и галечные грунты с заполнением крупнообломочной фракцией свыше 90%;. Непучинистым может быть и сухой пылеватый песок, если в нем фракций мельче 0,05 мм менее 15% по массе.
• Слабопучинистые – увеличение объема 1-3,5% То же, что и в пред. п., но глины полутвердые (можно копать лопатой, не прибегая к лому и кирке); сыпучие грунты, кроме мелкого пылеватого песка – средне водонасыщенные, а крупнообломочные с мелким пылеватым заполнением 10-30% по массе.
• Среднепучинистые – увеличение объема 3,5-7%. Глины тугопластичные, мнущиеся с трещинами при достаточно длительном разминании, т.е. тощие, плотные суглинки и супеси. Все сыпучие грунты по пред. п., насыщенные водой. Крупнообломочные – с мелким пылящим заполнением свыше 30% по массе.
• Сильно- и чрезмернопучинистые, увеличение объема более 7% – мягкие, сразу мнущиеся средне- и очень жирные глины, рыхлые суглинки и супеси, насыщенные водой мелкие и пылеватые пески. Чрезмернопучинистыми считаются грунты, пучащиеся на 9-12%. Более 12% не бывает, т.к. сама вода при замерзании расширяется именно на такую величину.

О заглублении

Все фундаменты по степени заглубления в грунт делятся на 3 категории, см. рис.:

{{img-26}}

• Глубокого заглубления, или нормального заглубления, или просто – заглубленные: подошва фундамента, а у столбчатого – пятки столбов, располагается ниже нормативной (расчетной) глубины промерзания данной местности, см. рис. ниже, на 0,3-0,7 м в. Для столбчатых фундаментов можно принимать первое значение.
• Мелкозаглубленные – подошвы (пяты) находятся в пучащемся слое. Для столбчатого фундамента заглубление берут от 40% расчетного промерзания на слабопучинистых грунтах до 70% на среднепучинистых.
• Незаглубленные – применяются либо на грунтах практически не пучащихся, либо под достаточно легкие и упругие нежилые деревянные или металлические постройки: летние дачные дома, сараи, теплицы, уличный туалет/душ, хозблок, гараж и т.п.

Когда насколько заглубляться?

Бетонный фундамент под любой жилой дом лучше всего делать нормального заглубления: бурение 1 скважины под столб ручным буром отнимает 1-2 часа времени, и все их можно забурить за выходные. Как будет ясно из дальнейшего, столбы фундамента, даже если он с ростверком, в глубине работают каждый сам по себе. Образно выражаясь, ростверк помогает выдержать открытый бой с силами пучения, но бессилен против диверсии с подкопом.

Конкретно же это значит, что уровень грунтовых вод не должен подниматься к наинизшим точкам подсыпки под столбы ближе 1,5 м в период наивысшего стояния. Иначе вследствие случайных колебаний их уровня и, особенно, капиллярного подъема, возможен подмыв какого-то из столбов, а затем внезапное аварийное падение несущей способности всего основания по принципу домино.

Колодцы и скважины соседей верных сведений не дадут, т.к. из первого и самого грязного водоносного слоя – верховодки – воду для питья почти никогда не берут. Тут нужно или запрашивать местную (муниципал
ную) службу строительной геологии, или консультироваться у опытных строителей, или в разгар весны, во время майских гроз (либо в конце наиболее влажного периода в данной местности; напр., в Амурской обл. – под конец летнего паводка) производить пробное бурение на расчетную глубину промерзания + 1,7 м. Нет воды – можно строиться надежно, по-глуби.

А если есть? Тогда под тяжелое строение придется выбрать другой тип фундамента, для самостроя предпочтительнее ленточный. А под каркасный/брусовой дом, возможно, закладывать мелкозаглубленный столбчатый. Когда же это возможно, а когда нет? Действуем следующим образом:

1. По характеру грунта определяем степень его пучинистости; при отсутствии точных данных берем максимальную для данного типа грунта ее величину.
2. Умножив степень пучинистости в десятичных дробях (не процентах!) на величину расчетной глубины промерзания (РГП), получим величину пучения в единицах длины.
3. Дистанцию достаточно равномерного пучения берем равной 100 его величинам. Дом должен вписаться в прямоугольник соответствующего размера. Напр, РГП = 1,2 м или 120 см. Грунт – плотный суглинок, берем 7% пучения. 120х0,07 = 8,4 см. Дом размерами в плане примерно до 8,5х8,5 м при сезонных подвижках грунта здесь будет приподниматься или опускаться на такую величину без опасного перекоса.
4. Величину заглубления столбов берем побольше, лишь бы выдержать минимальное расстояние до верховодки.
5. Для легких нежилых построек на незаглубленном фундаменте берем степень пучинистости в 12% (гумус – чрезмернопучинистый); далее – по пп. 1-5.
6. Если предполагаемая постройка не вписывается в определенные габариты, ничего не попишешь, здесь на столбах строить нельзя.

Этот способ определения равномерности пучения может вызвать недоумение: как же так, что, грунт пучится, чем сильнее, тем равномернее? Именно так. Связано это с тем, что любая содержащая влагу почва обладает в той или иной степени т. наз. реологическими свойствами. Пучение грунта вызывается замерзающей в нем водой. Чем более ею грунт насыщен, тем дальше распространяются в нем силы пучения и он распухает как сплошная среда. Морозобойные трещины не всегда свидетельствуют, что замерзшая земля вздулась буграми. По аналогии: что однороднее – жареная картошка или пюре? А если пюре застыло, взялось корочкой, и та потрескалась, пюре ведь в деруны не превратится?

Важное обстоятельство

{{img-4}}

Самодельный нивелир

Т.к. площадка под столбчатый фундамент не планируется или планируется грубо, заглубление считается по столбу в наинизшей ее точке. Пяты опор, точно так же, как и вершины, должны приходиться на некую воображаемую горизонтальную плоскость. Если, к примеру, взято заглубление 1,5 м, а перепад высот на площадке составляет 30 см, то скважину под столб на самом бугре нужно бурить на 1,8 м. На практике первой бурят самую мелкую скважину, а заглубление остальных выводят точно по ней, пользуясь все самодельным нивелиром, см. рис справа.

Так в чем же разница?

Особенностей, о которых другим фундаментам, как говорится, и не снилось, накопилось уже столько, что пора бы и объясниться. Почему столб – столб, а свая – свая? Когда столб – столб, а свая – свая? Чем отличаются друг от друга фундаменты столбчатого типа?

Заглубленный в грунт вертикально стержень конечной толщины с неидеально гладкой поверхностью взаимодействует с ним как опорной площадкой (пятой), так и боковым трением. Т.е., он и упирается в грунт, и цепляется за него. Между прочим, несущая способность грунтов определяется с учетом этого обстоятельства. При морозном пучении взаимодействие усложняется, т.к. силы пучения, стремятся как вырвать сваю/столб из грунта (земля-то вспучивается вверх, вниз некуда), так и удержать его, сдавливая с боков.

Для упрощения математического описания и расчетов (если точных и подробных, то, тем не менее – зубодробительных) считают, что под столбом/сваей образуется некий воображаемый несущий конус, обращенный вершиной вверх и с постепенно расплывающимся внизу основанием. В слабом грунте, где строят на сваях, он шире и глубже, но менее плотен (векторы поля усилий меньшей величины), чем под столбом на плотном прочном грунте. Опять же образно говоря, столб более опирается на грунт, чем цепляется за него, а свая наоборот.

{{img-27}}

Но принципиальная разница не в этом. В слабых грунтах силы взаимодействия между их частицами распространяются далеко. Опорные конусы всех свай глубоко внизу сливаются в некую виртуальную поверхность, площадь которой многократно больше, чем здания в плане. Именно поэтому на сваях можно строить на века тяжелые и хрупкие каменные здания и на болоте. Шведы не строились в дельте Невы, хотя по стратегической значимости место это исключительно важное, потому как сплошная топь была. Было там мелкое легкое укрепление, и все. Пришел Петр со своей энергией, размахом, увесистыми кулаками и дубинкой – и вот, весь старый Петербург на сваях выстроен. И ничего, стоит пока.

У столбов задача другая – упростить и удешевить строительство быстровозводимых легких зданий. Прочность, скажем, железобетонной ленты, определяется ее поперечным сечением. Оно при уменьшении размеров падает по квадрату. Под легкий дом лента оказывается настолько тонкой, что может треснуть от случайной нагрузки, материал-то хрупкий. Увеличиваем сечение, чтобы хоть сама себя держала – растет объем (по кубу размеров!), а с ним затраты и трудоемкость. Тогда берем тот же, минимально необходимый объем бетона и сводим его в прочные компактные чурбачки. Поскольку главная нагрузка весовая, ставим их вертикально, вот и получились столбы. Но в болоте они ничего не удержат, коротки. А в плотном грунте будут каждый сам за себя: опорные конусы узкие, короткие и быстро теряются, прежде, чем сойдутся. Чтобы дом стоял, нужны специальные конструктивные меры и выбор пригодной площадки. Ранее изложенное касалось более второго, и теперь можно переходить к первому.

Занимаемся заложением

Фундаментные столбы, кроме уже упомянутых из железобетона, кирпича и дерева, могут выполняться из готовых бетонных блоков и бутобетона. Несущая способность всех этих материалов много выше таковой грунта, поэтому и расчет фундамента одинаков, разница только в величине опорной площади. Но технологии заложения отличаются радикально, поэтому начнем с расчета.

Расчет

Приведенный ниже приближенный метод расчета столбчатого фундамента основан на том, что боковое сцепление столбов с грунтом учитывается очень грубо и с большим запасом. На индивидуальный жилой дом небольших или средних размеров при этом получится на 2-5 столбов больше минимально необходимого их количества. Т.к. столбчатый фундамент сам по себе недорог и относительно мало трудоемок, это вполне правомерное допущение. Но оно позволяет достаточно надежно рассчитать фундамент самостоятельно, не владея специальными знаниями, что даст экономию на проектировании примерно от 30-35 тыс. руб. «По бумажке» такой фундамент также пройдет: пусть, если засомневаются, проверяют как хотят; несущая способность всегда избыточна. Собственно же предлагаемый расчет фундамента производится следующим образом:

1. По проектной документации определяются весовые нагрузки от конструкций здания, кровли, коммуникаций, утепления, оформления проемов (дверей, окон).
2. По картам районирования климатических нагрузок в РФ (см. рис. ниже) определяются расчетные величины снеговой и ветровой нагрузки.{{img-5}}

   Районирование РФ по климатическим нагрузкам и глубине промерзания грунта

3. Самостоятельно определяются эксплуатационные нагрузки – от людей, включая возможных гостей, мебели, оборудования, сантехприборов (заполненных), и все прочие, напр. от аквариума или поросенка в ванне.
4. Согласно СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений», СНиП 2.08.01-85 «Конструкции жилых зданий», СНиП II-Б.1–62 и других СниПов, на которые указанные ссылаются, вычисляется сводный вес здания, эта процедура называется сведением весов. Сущность ее в том, что все нагрузки на здание, в т.ч. боковые от ветра и снега, сводятся к наложенному на фундамент весу.
5. Определяется расчетная глубина промерзания (РГП) на площадке. Нижняя карта на рис. – только ориентир на максимальное значение. Желательно уточнить данные у местных геологов или строителей. На сухом пригорке и во влажной низине РГП может отличаться до 20%, что, в свою очередь, может дать соответствующую экономию материала и работы.
6. Определяется характер и величина заглубления столбов, как описано выше.
7. Для заглубления до 1 м берется несущая способность грунта в 1,7 кг*кв. см или 17 тс*кв. м, а для большего – 2 кг*кв. см и 20 тс*кв. м соответственно.
8. На плотных грунтах (сухих глинистых и суглинистых, каменистых, гравелистых), промерзающих менее чем на 1,5 м, полученное значение умножается на 1,15.
9. Рассчитывается опорная площадь столба по размерам его пяты; для кирпичных и сборных она будет равна площади подпятника, см. далее. Для бетонных набивных в скважинах, проходимых ручным буром, предельное значение – 0,28 кв. м, это скважина с диаметром ствола или камуфлетной камеры (см. далее) в 60 см.
10. Величина несущей способности грунта умножается на величину опорной площади, это даст нагрузку на 1 столб. Напр., для 60 см набивного столба, заглубленного на 1,2 м в Подмосковье (РГП = 1 м), получается 20 тс х 0,28 тс*кв. м = 5,6 тс на супеси и 6,44 тс на суглинке.
11. Сводный вес здания делится на несущую способность одного столба, таким образом получается минимальное их количество n.
12. От n отнимается сумма количества углов, образованных несущими стенами, и количества перекрестий несущих стен.
13. На остаток делится суммарная длина периметра здания и внутренних несущих стен; в результате получаем шаг расположения столбов по ними.
14. Проверяем его величину, она должна, как выше сказано, находиться в пределах 1,5-2,5 м. Лучше взять вилку 1,65-2,35 м, это даст возможность подогнать столбы при их расстановке, см. ниже.
15. Если шаг вышел более 2,5 м, добавляем 1-2 столба и пересчитываем по пп. 13 и 14. Если меньше – строить нужно не на столбах, а на ленте.
16. Вычисляем вес фундамента вместе с рандбалкой или ростверком, если они предусмотрены, исходя из плотности железобетона 27 тс/куб. м, дерева 8,7 тс/куб. м, а для кирпичных элементов – по 4 кг на кирпич со слоем раствора.{{img-6}}

    Неправильная и правильная расстановка столбов при неодинаковых пролетах

17. Прибавляем вес фундамента к сводному весу здания по п. 4 и пересчитываем все по пп. 1-17. Возможно, придется добавить 1-2 столба. Однако, т.к. несущая способность столба много больше его собственного веса, расчет почти всегда сходится за 2-3 итерации.
18. Распределяем столбы: под каждый угол или перекрестье по столбу, остальные – равномерно. Последнее получается редко, т.к. длины стен не кратны пролету между столбами. Тогда в наиболее нагруженных пролетах (печь, ванна и т.п.) сдвигаем пару столбов к середине! Растыкивать ровно, а в углу – как придется, нельзя, это сильно ослабит и фундамент, и здание на нем, см. рис. справа. На этом расчет заканчивается.

Необходимые дополнения. Во-первых, к пп. 7 и 8, они с подвохом. А подвох в том, что не надо экономить на заглублении. Экономию на высоте столба существенно перекроет перерасход труда и материалов на их количество, а по п. 15 расчет может и вовсе не сойтись в пользу более дорогого и трудоемкого ленточного фундамента. Лучше уж с буром или лопатой попыхтеть.

Во-вторых, расстановку столбов по п. 18 нужно вести от наименее нагруженных и самых длинных участков к проблемным. Последний, между сдвинутыми столбами, пролет, может оказаться меньше 1,5 м, в данном случае это не страшно. Получится сдвоенный столб, работающий как одинарный, избыточность описанной методики расчета его допускает. Снова по аналогии: 1 затянутый стежок шва никто никогда и не заметит, другие к нему подтянутся. Но если затянуть весь шов (поставить столбы слишком часто), одежда или обувь разлезутся.

Если дом на склоне

При строительстве на склоне, во-первых, дом ни в коем случае нельзя ставить наискось к нему. Во-вторых, фундамент должен быть только глубокого заглубления. В-третьих, при проектировании столбы под стенами по склону сначала «разбрасывают» равномерно, как описано выше. А когда вся сетка столбов сойдется, те же столбы под стенами по склону распределяют, как показано на рис., равномерно увеличивая пролет от максимального до минимального. Если этого не сделать, дом может оторваться от верхнего поперечного ряда столбов, или сорваться с нижнего, и поползти вниз. Силы пучения, действующие на нижние и верхние столбы, при этом будут различаться в несколько раз. Поэтому под всем зданием нужна сплошная противопучинная подушка, см. то же рис.

{{img-28}}

Расстановка столбов под домом на склоне

Подготовка площадки

{{img-7}}

Устройство обноски для столбчатого фундамента

Контур здания размечают как обычно, с проверкой прямоугольности по равенству диагоналей и промерами сторон. Только на диагонали полагаться нельзя, т.к. у равнобокой трапеции они тоже равны! Если дом с пристройками, то размечают сначала самый большой прямоугольник, а от него уже отбивают прилежащие.

Далее следует сделать обноску, см. рис., для периметра и всех несущих стен. Козелки обноски должны сидеть в земле прочно и сами быть покрепче, от них многое зависит. Планки козелков выставляются в горизонт по шланговому уровню и, дополнительно, каждая горизонтально пузырьковым уровнем. Для фундамента с ростверком делается двухэтажная обноска. Места по скважины/котлованы столбов отмечаются отвесами, подвешенными к шнурам-причалкам, поэтому они должны быть прочными и туго натянутыми. Лучшие причалки получаются из пропиленового шпагата: он прочен, дешев и слабо провисает.

{{img-8}}

Выемка грунта под столбчатый фундамент

Следующий этап – выемка грунта. Для фундамента с лежачими/заглубленными ростверком или рандбалкой гумус снимают до материкового грунта (матёрки) или на величину их заглубления плюс подушка, см. рис. слева. Оно опять же, отсчитывается от наинизшей точки фундамента. Дно траншеи должно быть горизонтальным; проверять его на горизонт удобно тем же самодельным нивелиром.

Если же ростверк/рандбалка висячие, то гумус снимают в радиусе 0,5-1 м от устьев будущих скважин, смотря по их диаметру. Большее значение соответствует диаметру в 60 см. Под котлованы для кирпичных столбов гумус снимается на площади 1х1 м. Заглубление скважин/котлованов отсчитывается от уровня матёрки; пятки столбов должны находиться на одном горизонте, см. выше.

Бурение и копка

Чем шире подошва столба, тем большую нагрузку он снесет и меньшее их количество понадобится. Собственно стержень столба в мягкой оболочке диаметром 350 мм или в асбоцементной трубе диаметром 250 мм, армированный надлежащим образом, (см. далее) выдержит и 10 т, но площадь его пяты мала. В процессе заливки формируется подошва большего диаметра, см. ниже. Но, во-первых, она получится округлой и ее эффективная опорная площадь при увлажнении грунта упадет. Во-вторых, скважина нужна все равно 60 см диаметром. У крепкого хваткого мужика в незамусоренном грунте на такую уйдет не менее 4-х часов.

Скважины под столбы лучше бурить т. наз. буром ТИСЭ. Готовые они достаточно дороги; самые дешевые белорусские стоят около $100, однако бур ТИСЭ можно сделать и своими руками. Этот бур позволяет в скважине всего 250 мм диаметром сформировать подземную камеру – камуфлет – с плоским дном диаметром до 600 мм. А форма подошвы столба получается полусферической, идеальной по строймеханике. Последовательность бурения буром ТИСЭ такова, см. рис.:

{{img-29}}

Бурение скважин под столбы буром ТИСЭ

• Буром 1 с прижатым камуфлетным скребком бурят ствол на расчетное заглубление 2.
• Приводят в действие камуфлетный скребок 3 и, вращая бур, формируют камуфлет, периодически вынимая грунт.
• В скважину вставляют специальный арматурный каркас 4, см. далее.
• С помощью оболочки 5 формируют опорную подошву 6, как описано ниже.
• Заливают стержни столбов, также см. ниже.

Примечание: дополнительный плюс бурения буром ТИСЭ – столбы с такими подошвами можно придвигать друг к другу даже н
1,2 м. Это сразу расширяет сферу применения столбчатого фундамента вплоть до кирпичных домов с мансардой.

Что до кирпичных столбов, то их кладут в полтора или 2 кирпича. К способам кладки мы еще вернемся, пока нужно знать поперечные размеры кирпичных столбов: 38х38 и 51х51 см соответственно. Подходящих для работы размеров нужны и котлованы; не торчать же из него ногами в небеса. Для каменщика средней комплекции котлована 1х1 м почти всегда достаточно. Если заглубление столбов, с учетом высоты подпятника и подушки (вместе около 40 см) превышает 1,5 м, то для предотвращения осыпания грунта копать нужно с откосами от 4 см/м.

Столбы, рандбалки, ростверки

Столбы под фундамент состоят из пяты (подошвы), стержня (ствола), изолирующей оболочки и оголовка. У бетонных, кирпичных и деревянных столбов они выполняются по-разному. Мы начнем с бетонных как наиболее распространенных и надежных.

Бетонные

Раствор на фундаментные столбы идет обычный М200-М300. Заказывать бетоновоз особого смысла нет: бетона нужно немного, а доставка недешева и не зависит от поставляемого объема. Лучше взять в аренду бетономешалку и замесить самим. Состав, в расчете на 1 кубометр, такой:

1. Портландцемент М400-М600 – 300 кг.
2. Песок строительный – 750 кг.
3. Щебень средней фракции – 1200 кг.
4. Вода технически чистая – 150 л.

Замес также производится обычным порядком: цемент-песок-щебень-вода. Заливается бетонный набивной столб в скважину следующим образом:

• Засыпают подушку, если нужно. Для столбов нормального (глубокого) заглубления чаще обходятся подбетонкой в 5-10 см прямо на грунт; ей нужно дать схватиться.
• До дна вставляют оболочку, о них см. ниже, следя, чтобы выдерживалось одинаковое расстояние от нее до стен скважины.
• Вставляют арматурный каркас и центрируют его, также см. ниже,.
• Оболочку на треть заполняют бетоном и приподнимают на 200-300 мм; если скважина бурилась буром ТИСЭ, на указанную в его спецификации величину. Приподнятую оболочку надежно фиксируют.
• Если скважина бурилась обычным буром, дожидаются схватывания бетона и еще 1-2 суток.
• В том же случае производят обратную засыпку промежутка между оболочкой и стенкой скважины, плотно утрамбовывая грунт.
• Заливают стержень столба с гидроуплотнением: слоями по 15-20 см, с выдержкой в 10-20 мин перед заливкой очередного слоя.
• Технологический перерыв для набора бетоном прочности достаточен в 7 суток, после чего можно продолжать работу.

Примечание: использовать виброуплотнение нежелательно. Далеко не всякий вибратор пробьет вглубь на 1,5-2 м, и наконечником легко задеть за арматурину. Тогда неизбежно образование каверн с цементным молочком, резко снижающих прочность столба.

Армирование

В армировании отличие круглого столба от сваи, как говорится, все на виду: столбу обязательно нужен центральный (осевой) стержень. Сваю можно армировать, как столб, хуже не будет, только железо лишнее уйдет, а вот круглый столб по-свайному, только по окружности, нельзя.

Дело в том, что там, где целесообразно применение того или другого фундамента, боковые нагрузки на сваю приходятся более изгибающие, а на столб – сдвиговые. Попросту, горизонтальные подвижки грунта столб стараются отломать или отрезать от того, что на нем лежит. Вот им-то центральный стержень и сопротивляется со всей силой стали.

Примечание: есть еще особенность, присущая только столбчатому фундаменту; ее можно было бы и в минусы записать. Стеклопластиковая и другая композитная арматура, прекрасно работающая в лентах и сваях, для столбов непригодна. Сдвиговые нагрузки любого направления она держит не лучше бетона – расслаивается или размочаливается.

Другая особенность столба – для большей прочности число вертикальных ветвей каркаса должно быть четным: 4, 6, 8 и т.д. 2 ветки, понятно, ничего не усилят. Расстояние между вертикальными связями – 150-200 мм; шаг горизонтальных стяжек, как обычно, вдвое больше.

{{img-9}}

Армирование фундаментных столбов

На вертикали идет арматура АI обычно 10-12 мм; на горизонтали – 6-мм катанка. Ее обводят вокруг диагоналей, а расстояние между вертикалями и центровку центрального стержня подгоняют подгибанием горизонталей, как слева на рис. Работа эта, надо сказать, тяжелая: попробуйте-ка согнуть катанку в петлю пассатижами или клещами! Поэтому допустимо делать из катанки кольца, соединяя концы скруткой на 3-4 витка, а стержень центрировать ее отрезками. Вяжут все 2 мм вязальной проволокой, но только и только мертвым узлом; выделен зеленым на след. рис.

{{img-10}}

Вязка арматуры бетонных столбов

Под ростверк или рандбалку из оголовка столба выпускают концы боковых стержней на требуемую длину (обычно 15-25 см), в центре на рис. выше, поэтому боковые вертикали нужно заранее отрезать подлиннее. Под деревянный венец, наоборот, выпускают центральный стержень, справа на том же рис.

Для легких хозпостроек и деревянных домов чаще всего оказывается достаточно столба в асбоцементной трубе диаметром 150 мм. В такую нужное количество арматуры уже не влезет, места для бетона не хватит или он не уляжется как следует. Тогда армируют только по центру, но не стержнем, а круглой стальной трубой с толщиной стенок от 2 мм. Диаметр трубы нужен в пределах 70-80 мм, не больше и не меньше. Тогда она совместно с твердой оболочкой будет работать как описанный выше каркас. Очень хорошо подходит 76 мм водопроводная труба.

Примечание: еще о подошвах фундаментных столбов (это очень ответственный узел) можно узнать из видео:

Видео: столбчатый фундамент — основные принципы возведения

Оболочки

Простейшая оболочка столба – труба из 2-3 слоев рубероида, обвязанного проволокой, как на рис. об армировании. Она дешева, легка и не требует дополнительной гидроизоляции. Однако при обратной засыпке грунта с трамбовкой часто мнется и не помогает работать арматуре, что для столбов малого диаметра вообще неприемлемо. Поэтому оболочки фундаментных столбов часто выполняют из труб: асбоцементных, пластиковых или стальных.

{{img-11}}

Цельнометаллический столбчатый фундамент

Последние могут служить столбами и сами по себе, без бетонирования. Под ростверк из швеллера (см. рис.) вроде бы наилучший вариант: трубы можно забивать в грунт, вовсе не производя земляных работ. Но вообще говоря, если трубы из обычной стали, то на пригодных для столбчатого фундамента грунтах это не вариант – трубы в них проржавеют насквозь за 15-20 лет максимум. Слабые обводненные грунты, по которым обычно строятся на сваях, как правило, кислые. Тогда на трубе быстро образуется плотная корка гидрооокиси, не пускающей коррозию дальше. На обычных же грунтах под столбы нужно брать короткие винтовые сваи, они из спецстали. Тогда и расчет упрощается: в спецификации на сваю даются таблицы и/или номограммы, по которым сразу определяется ее несущая способность при заданном заглублении. Вот это, для фундамента с металлическим ростверком и нагрузкой на него до 8 тс/пог. м, действительно, хороший вариант на срок до 30 лет. Если же вы все-таки хотите что-то построить на стальных трубах, то учтите, что их диаметр должен быть в пределах 130-200 мм, а толщина стенки – от 4 мм для первых и от 6 мм для последних. Не соблюдя и то, и другое, рискуете тем, что труба под нагрузкой погнется или надломится.

Оболочки из пластиковых труб делают редко: они также легки и сами по себе гидроизоляция, при трамбовке не мнутся, но дороже рубероида. А главное – очень уж гладкие, совершенно не цепляются за грунт. Поэтому получить от 1 столба в пластике с обычной пятой несущую способность свыше 5 тс вряд ли возможно. Для тонких столбов применение пластика также исключается: он не создаст работающую оболочку.

Чаще всего на оболочки столбов пускают асбоцементные трубы диаметром 150-300 мм. Ворочать их и, особенно, приподнимать из скважины, тяжелее. Но они очень жестки и работают вместе с арматурой; для тонких столбов это единственно приемлемый вариант. В грунте также сидят крепко, а гидроизоляция обеспечивается обработкой битумной мастикой; лучше двукратно с промежутком в 20-30 мин, т.к. асбоцемент – пористый материал.

Зачем нужны квадратные столбы?

На первый взгляд может показаться, что квадратные в поперечном сечении фундаментные столбы – это плохо. Нужно рыть котлованы, нужно больше бетона, нужна древесина на опалубки. Однако, во-первых, при этом значительно упрощается сопряжение столбов с ростверком: с точки зрения технологии постройки, такой фундамент ничем не отличатся от свайно-ленточного. А сопряжение столбов с ростверком, надо сказать, ответственный и технически сложный узел, см. напр. ролик:

Видео: узел ростверка и столбчатого фундамента

Во-вторых, появляется еще целый ряд экономных плюсов:

• Поскольку котлован широкий, можно под столб подложить готовую опорную подошву, см. ниже. Тем самым в несколько раз увеличивается несущая способность столба и соответственно сокращается их количество. Одно только это уже может перекрыть «лишние» затраты на собственно столбы.
• Осевой армирующий стержень уже не требуется; выше недаром было сказано о круглых столбах. Причина в том, что в квадратном стержне любые боковые нагрузки растекаются по углам. Очень часто прочнисты эту особенность «квадратиков» проклинают, но все есть яд и все есть лекарство: в данном случае в углы заложена арматура.
• Т.к. середина столба уже свободна, можно без опаски применять виброуплотнение бетона.

В целом, если задуман фундамент с ростверком, то вариант квадратных столбов следует рассмотреть в первую очередь. Для примера на рис. – чертежи монолитного фундамента с лежачим ростверком, рассчитанного на глубину промерзания до 1,2 м. При меньшей 1-2 секции столба можно убрать, но остаться должно в любом случае не менее 2-х секций. Нужно также иметь в виду, что сама балка ростверка в данном случае способна нести нагрузку не более 8 тс*пог. м, это нужно учесть, рассчитывая количество столбов и их расстановку.

{{img-12}}

Чертежи монолитного столбчато-ростверкового фундамента

Сборные готовые

Бетон – замечательный материал, но он требует правильного чередования непрерывных производственных циклов с технологическими перерывами, что при самостоятельном строительстве часто неудобно, а то и вовсе невозможно. Однако можно выйти из положения, соорудив бетонный фундамент из блоков, поставляемых на продажу готовыми. Большие блоки ФСБ (не Федеральная Служба Безопасности, Фундаментные Сборные Блоки!) сложной конфигурации и с металлическими закладными деталями нам не нужны, они предназначены для тяжелых сборных фундаментов и без крана с ними делать нечего.

Нам будет достаточно мелких ФСБ 200х400х200 мм. Столбы из них можно класть как и кирпичные, по мере наличия свободного времени. Только проще: столб в 2 блока с опорной площадью в 0,16 кв. м выдержит нагрузку до 3 т. Для легких строений этого достаточно, поэтому перевязка швов сводится к повороту рядов на 90 градусов относительно друг друга, слева на рис.

{{img-13}}

Сборные фундаменты из бетонных блоков

Особенность кладки из блоков – кладочный раствор нужен очень сухой, вязкий, с минимальным количеством воды, чтобы прочность шва была сравнима с прочностью блоков. Практически, нужно работать с раствором максимально сухим, с каким только умеете. Вдруг получился пересушенным – разбавлять водой ни в коем случае нельзя! Выбрасывать замес – не круто, простите, противоречит профессиональной этике. Нужно ребром кельмы рубить лепешку раствора мелко-мелко вдоль и поперек, как повару мясо на пожарские котлеты, и одновременно распределять его ровным слоем по площади.

Под строения посолиднее столбы кладут на подпятниках, в центре и справа на рис. На подпятники берут чаще всего готовые основания колонн, справа на рис. Их высота достигает 1 м, так что часто возможно сразу же заливать ростверк или укладывать рандбалку. Опорная площадь достигает 4 кв. м, а сужение кверху обеспечивает противопучинные свойства, см. ниже, так что и без большого заглубления под тяжелое строение нередко возможно обойтись.

{{img-14}}

Готовые бетонные столбы для фундаментов

Помимо кладочного раствора (он такой же, как и в пред. случае), у блоков из подошв колонн есть еще особенности. Первая – без грузоподъемной техники все-таки не обойтись, тяжелы. Вторая – также слишком тяжелы для песчано-гравийной подушки, поэтому подушку делают бетонную; фактически – утолщенную подбетонку. Ее скосы передают давление столба в стороны, без чего очень тяжелая подошва может начать тонуть в промокшем грунте, как в болоте. Оно потому и болото, что напрочь реологическое. А трапециевидная в разрезе жесткая подушка действует подобно мокроступам.

{{img-15}}

Пирамидальный столб на пучащемся грунте

Наконец, продаются и готовые столбы для фундаментов, см. рис. слева. Левый – обычный; в центре – противопучинный, справа – для грунтов, подверженных горизонтальным подвижкам. Эти столбы уже легче, их можно поднимать ручными талями и кантовать вдвоем. Выпускаются разной высоты под разное заглубление. Опорная площадь – порядка 0,5-0,65 кв. м, что очень хорошо. Но что не очень хорошо, готовые столбы, особенно противопучинные, болгаркой в размер по высоте не обрежешь. Поэтому перед бурением приходится тщательно планировать площадку, что трудоемко и накладно. В целом, вариант хороший для мест с неглубоким промерзанием, но не бюджетный.

Попутный вопрос: а почему пирамидальный столб – противопучинный? Потому, что пучащийся грунт не только выталкивает столб вверх, но и давит на него с боков. Если наклонить боковые грани внутрь, то по правилу параллелограмма из школьной физики возникнут силы, уменьшающие выталкивание. Однако тогда нужно сделать вокруг столба и противопучинную засыпку, она будет своего рода демпфером, распределяющим боковое давление и не позволяющим силам пучения (а их величина огромна) разорвать столб, см. рис. справа. Несущая способность столба при этом уменьшится на 7-10%

{{img-16}}

Последовательность заложения столбчатого фундамента

Сборный ростверк для бетона

В целом последовательность заложения столбчатого фундамента с ростверком отображает рис. Нижний ряд изображений на нем может оказаться довольно-таки каверзным и для опытного строителя. Если ростверк лежачий или заглубленный, то ничего страшного: технология заложения полностью совпадает с таковой для ленточно-свайного фундамента: столбы можно делать круглыми и заливать все сразу, см. слева на след. рис. Нужно только не забыть о противопучинной подушке с засыпкой.

Если же ростверк висячий, то, во-первых, нужна прочная опалубка из качественной древесины, справа на том же рис. Во-вторых, дожидаться полного набора прочности столбами и уж потом заливать ростверк, нельзя, получится не ростверк, а рандбалка. В общем, чем «мокрее» столбы ко времени заливки ростверка, тем прочнее все вместе будет в конечном итоге. Но тогда залитый в опалубку бетон своим весом может просто обрушить еще не набравшие прочности столбы. Нужно или подкреплять опалубку подпорками, но тогда земляпод ними может податься и верхняя поверхность ленты перекосится до неисправимого значения, или угадывать промежуток времени (весьма небольшой), когда заливать уже можно и еще не поздно, что требует немалого опыта.

{{img-17}}

Опалубки под ростверки

Для зданий вплоть до кирпичных с жилой деревянной мансардой выход из положения возможен в виде сборного ростверка; чертеж – на рис. ниже. В перемычках, готовых или самодельных, предусматривают стальные закладные под монтажные скобы и проемы под вертикали каркаса столбов, см. врезку слева вверху на рис. Далее:

• Укладывают перемычки и соединяют их на сварке монтажными петлями; в простейшем случае это прямые отрезки арматуры.
• Делают опалубку по бокам.
• Заливают бетон М200 на высоту 80-100 мм над петлями.
• Когда бетон схватится, укладывают в опалубку армирующую сетку из арматуры АI диаметром 8-10 мм, с размерами ячеи (100-150)х(100х150) мм. Расстояния концов арматуры от краев ленты – обычное, 50 мм.
• Приваривают к сетке выступающие концы арматурного каркаса столбов.
• Заливают тем же бетоно
  еще на 100-120 мм.
• После полного набора прочности (от 20 суток, поверхность должна на это время накрываться пленкой и периодически немного увлажняться) возводят стены.

{{img-18}}

Чертеж сборного ростверка для столбчатого фундамента

О фундаментах ТИСЭ

ТИСЭ значит Технология Индивидуального Строительства Экологическая. Разработана в России, рассчитана на мелкий малоэтажный самострой. Специалисты-строители, особенно ортодоксы и буквоеды, полагающие, что строить должны только имеющие диплом или профудостоверение по специальности, к ТИСЭ относятся настороженно, и в сводах строительных правил и норм ТИСЭ можно не искать. Но строят по ТИСЭ немало, дома стоят хорошо. Надо полагать, что, пройдя испытание временем (ортодоксы по-своему правы, в доме-то людям жить), ТИСЭ займет подобающее ей место среди строительных технологий.

Что касается фундаментов, то здесь изюминка ТИСЭ – тот самый ручной бур с камуфлетным скребком, о котором уже сказано. Он позволяет с минимальными затратами труда, объемом земляных работ и нарушением структуры грунта получить довольно большую опорную площадь столба. Достаточно сказать, что по существующим технологиям камуфлетные камеры в скважинах формируются взрывом. Причем получаются они сферическими, далеко не идеальными с точки зрения несущей способности.

{{img-19}}

Фундаменты ТИСЭ

Вторая особенность фундаментов ТИСЭ – универсальность. Их можно закладывать на любых грунтах, кроме пригодных только для свай (илистые, торфянистые, переувлажненные пески и т.п.) на глубине промерзания до 1,2 м без перерасчета и изменения конструкции. Фундаменты ТИСЭ выполняются свайно-ленточными и столбчато-ростверковыми. Их часто путают, но разница ясно видна на рис; там же врезке вверху справа – рабочий наконечник бура ТИСЭ:

Для грунтов обычной структуры по вертикали: гумус-суглинок-супесь-песок. Пригоден и для других неоднородных по глубине грунтов. Скважины свай – без камуфлета.Сваи – обычной конструкции: армирование по окружности с поперечными связями.Сваи устанавливаются на песчаной подушке.Для армирования свай и ленты допустимо использование стеклопластиковой арматуры.При заливке свай используется виброуплотнение.

Для грунтов, однородных по глубине: щебнистых, гравелистых, хрящеватых. Слой гумуса в них часто плохо выражен, т.к. в хорошо проветриваемых и промываемых ходах между твердыми включениями корням и червячкам-букашкам и так привольно.Скважины под столбы – с камуфлетной камерой.Столбы – с полусферическими подошвами.Армирование столбов – мощная центральная труба и 2 узкие высокие П-образные скобы с отогнутыми концами из арматуры диаметром 8-10 мм. Скобы образуют 4 вертикальные ветви, которые соединяются поперечными связями из 4-6 мм проволоки с шагом 300-400 мм.Столбы заливаются без подушки, непосредственно на грунт.Оболочка столбов – мягкая или пластиковая, т.к. тяжелая асбоцементная или стальная продавит еще не застывшую подошву.Заливка столбов – без теперерыва:

— До дна вставляют оболочку.

— Устанавливают арматурный каркас, чтобы «усы» скоб как бы защелкнулись в выемке дна камуфлета.

— Заливают бетон на 1/3 высоты оболочки.

— Оболочку приподнимают на высоту, указанную в спецификации на бур, и надежно фиксируют.

— Заливают остаток столба с гидроуплотнением (послойно), как описано выше.

После схватывания столбов выжидают 7-14 дней, смотря по погоде, и формируют ростверк. Он может быть и висячим, как на рис., и лежачим, и заглубленным.

Свайно-ленточные (слева)	Столбчато-ростверковые (справа)

Для легких домов

Фундаменты ТИСЭ пригодны для дома площадью в плане примерно до 150 кв. м, этажностью до 2, в т.ч. и для дома кирпичного. Автор технологии гарантирует несущую способность 1 опоры на обычных в средней полосе грунтах до 11 тс; однако, если площадь здания позволяет разместить нужное количество столбов, то, пока ТИСЭ не апробирована полностью, лучше в расчете ограничиться 7-8 тс на столб.

Быстровозводимые каркасные дома и дома из газобетона можно строить и на фундаментах полегче и подешевле, чем ТИСЭ. Для примера на рис. – схемы устройства бетонных фундаментов под каркасный дом с теплым полом и газобетонный с вентилируемым фасадом. Эти фундаменты – малого заглубления; несущая способность 1 столба – около 4 тс.

{{img-20}}

Схемы столбчатых фундаментов для легких быстровозводимых зданий

Кирпичные

{{img-21}}

Установка кирпичного столба для фундамента

У кирпичных фундаментных столбов перед прочими всего одно преимущество: из можно класть постепенно, по мере наличия свободного времени. Но после появления бетона и оно «съедено» блоками для сборных фундаментов. Тем не менее, если вы хотите построить настоящую по всем правилам, русскую баню, то технологию заложения столбчатых фундаментов из кирпича придется освоить. Она не так уж сложна, но кое в чем отличается от способов кладки стен.

Первое, под столб нужно подложить бетонный подпятник, это же позволит увеличить опорную площадь столба, см. рис. Если грунт достаточно сухой и плотный, можно не брать готовую плиту, а залить подбетонку прямо на грунт, без подушки. Но класть столб прямо на земле или по песку недопустимо.

Затем, кирпич – материал пористый, гигроскопичный. Поэтому под столб нужно заранее подложить лист гидроизоляции размера такого, чтобы им впоследствии укутать столб целиком; это тоже показано на рис. Самый же столб, когда кладочный раствор застынет, обрабатывают битумной мастикой.

{{img-22}}

Неправильная кладка кирпичного фундаментного столба

По той же причине на столбы годится не любой кирпич. Нужно брать пережженный железняк, как более плотный и мене пористый; разумеется, не вздутый и не покоробленный. Его отличают от обычного по темному цвету и четкому, резкому и короткому, звуку при простукивании. Красный звонкий кирпич высшего сорта отлично пойдет на стены, но не на фундаментные столбы. Еще лучше клинкерный кирпич, но для бюджетной стройки это дорогое излишество.

Далее, класть фундаментные столбы по-заборному, как на рис. слева – грубая ошибка. И замуровывать стальную трубу в бетонную сердцевину «для прочности» тоже толку не будет. Заборный столб не испытывает длительного давления со всех сторон и вверх его ничто не тянет. Чтобы не вдаваться в требующие специальных знаний тонкости, ветер, терзающий полотно забора – своего рода гусар: налетел, порубил, отскочил. А грунт тогда – линейная пехота: прет медленно, но неотвратимо. Поэтому класть столбы для фундамента нужно с 3-х рядной перевязкой швов; как ее выполнить для столбов в полтора и два кирпича, показано на рис.

{{img-30}}

Перевязка швов кирпичных фундаментных столбов

{{img-23}}

Кирпичные рандбалки

Кирпичные рандбалки

Тем не менее, у кирпича в составе фундамента обнаруживается полезное качество: из него можно сложить рандбалки под легкий деревянный дом, не затевая бетонных работ и не тратясь на готовые монолиты. Устройство кирпичных рандбалок показано на рис. справа. Столбы под них, если стройка вовсе уж бюджетная и по выходным, лучше сделать из бутобетона: камень-наполнитель недорог, а раствора нужно немного, на крайний случай его можно замесить и лопатой в корыте. Хотя бетономешалка, разумеется, лучше во всех отношениях, кроме платы за аренду.

Банный фундамент

Если речь идет о финской бане, то какого-то особого фундамента под нее не требуется. Сауна, вероятно, потому и разошлась так широко, что непритязательна к конструкции банного помещения, лишь бы тепло держалось. В продаже есть и квартирные мини-сауны с электроподогревом, и ничего, сами скандинавы берут их себе охотно.

{{img-24}}

Столбчатый фундамент для бани

Не то – баня русская. Настоящая, исконная, кондовая. С ядреным паром и наддачей квасом. Финны – заядлые банщики, попарившись в такой, признаются: да, нашей до вашей далеко. Только построить вашу трудно и не везде можно. В этом они правы.

Не касаясь выбора места и особенностей самой банной избы (их – хоть отбавляй) приводим просто схему устройства фундамента для бани в деревянном срубе; подушка под столбами и забиркой условно не показана. Кирпич на него нужен только ровный железняк, столбы – в 2 кирпича, забирка – в кирпич. И еще 2 условия: без должной досыпки подпола и подготовки пола из мерного горбыля с промазкой глиной (на рис. показаны), оптимального микролимата, то бишь ядреного пара, не будет.

Деревянный

На кирпиче в старину стоились те, кто побогаче. А простой люд на фундаменты пускал мерные чураки из сосновых и дубовых бревен (стулья) диаметром в пядь и более, это от 18 см. И удивительно – избы стояли по 150-300 лет. Дело в том, что строиться под жилье и хознужды старались на непригодных для возделывания кислых почвах; они чаще всего излишне обводнены. В таких условиях дерево становится мореным и держится столетия. Устройство деревянного столбчатого фундамента показано на рис.

{{img-31}}

Устройство деревянного столбчатого фундамента

Стулья и плахи под них вырубались только топором, чтобы не мочалить торцы пилой. Сейчас кажется невероятным: как это, только топором вырубить ровный и гладкий перпендикулярный торец? Но Кижи свидетель: наши пращуры этим нехитрым инструментом еще и не то вытворяли.

Перед использованием стулья и плахи подвергались, чтобы сразу не пошла гниль, обжигу над огнем (не в огне!). Заготовки периодически поворачивались, пока не образовывалась обожженная корка около 1 см. толщиной.

{{img-25}}

Незаглубленный деревянный фундамент

В наши дни, вдруг дешевейший деревянный фундамент понадобится, таких сложностей не надо. Пилить заготовки и сбивать плахи (теперь уже – щиты) из досок можно. Однако все готовые детали нужно по отдельности обработать биоцидами, а затем, на расстеленной полиэтиленовой пленке, хорошенько (лучше всего – до просачивания насквозь) пропитать с торцов водно-полимерной эмульсией. Детали ставят вертикально, пропитывают торцы, затем переворачивают и пропитывают противоположные. Сушат в тени неделю, а затем так же, и дополнительно с боков (по образующей) обрабатывают битумной мастикой.

Еще один вариант деревянного фундамента, теперь уже незаглубленного, пригоден для легчайших дачных строений: летнего домика, туалета, душа, хозблока. Как он устроен, видно на рис; надо полагать, что пояснений к нему не требуется. И в случае нужды, строение можно передвинуть, или погрузить на транспортер и перевезти.

Саморемонт

Ремонт фундамента – всегда сложнейшая задача для строителя. Однако только столбчатый (подчеркиваем – только и только столбчатый!) в отдельных случаях (еще подчеркивание – в отдельных!) позволяет устранить некоторые свои изъяны и хозяину-умельцу. Во-первых, мелкие, не нарушающие целостности столбов, щербины. Скажем, лихой бульдозерист наехал лопатой, кусок отлетел и арматурина показалась. Тогда выручит ремонтная опалубка, см. рис. Если дефект низко, столб обкапывают, чтобы верхний край опалубки оказался под ним. Затем опалубку собирают вокруг столба и, подпирая снизу, понемногу подвигают вверх, одновременно заполняя выщербину ремонтным раствором.

{{img-32}}

Ремонтные опалубки для столбчатого фундамента

Примечание: ремопалубку Б используют для ремонта столбов, поврежденных до постройки здания. Для ремонта круглых столбов под зданием пользуются круглой опалубкой В, разъемной и стягиваемой хомутами-удавками.

Во-вторых, замена столба, потерявшего целостность. Своими силами это возможно только для столбов, расположенных по периметру, с помощью все того же бура ТИСЭ, и только для легких быстровозводимых деревянных строений. Как это делается – показано на рис.

{{img-33}}

Ремонт столбчатого фундамента

Особенности, суть которых в том, что вместо поврежденного теперь будет сдвоенный или строенный столб:

• На период ремонта все жильцы должны быть отселены, а ценное имущество эвакуировано.
• Длину оболочки заменяемого столба нужно рассчитать, и подогнать ее в размер до подъема под венец точно: столб должен встать на место впритык.
• Если меняется угловой столб или столб, пролеты по обе стороны которого равны, для ремонта ставят 2 столба симметрично по обе стороны от поврежденного.
• В противном случае столб-заменитель ставится со стороны большего пролета; если величина меньшего позволяет, то там ставится и второй столб-заменитель.
• Поврежденный столб, если его арматура не покорежена или поддается исправлению, ремонтируется с помощью ремонтной опалубки и остается на месте.
• Столбы-заменители после ремонта основного не удаляются.
• Весь засыпаемый обратно грунт тщательно утрамбовывается.

Об ошибках

Чтобы верно что-то сделать, не имея большого опыта, мало знать, как надо делать. Нужно еще знать, как делать не надо. Поэтому напоследок предлагаем еще ролик об ошибках при заложении фундаментов:

Видео: ошибки при заложении столбчатых фундаментов

В заключение

Столбчатый фундамент действительно дешев и мало трудоемок по сравнению с остальными. Но он и коварен. Не по своей вине, а потому, что очень чувствителен к механике грунта под ним. Кто даст гарантию, что она не изменится за время эксплуатации здания? Вырубят или насадят поблизости лес, построят скотный двор – через 2-5 лет в грунте начнет что-то, да меняться.

Поэтому столбчатый фундамент можно однозначно рекомендовать только для легких строений преимущественно дачно-гаражного типа, не предназначенных для постоянного проживания.

Что касается жилых домов на столбчатом фундаменте, то, во-первых, детям и внукам они достанутся, только если построены на подходящем грунте и в благоприятных природных условиях. Если же строиться на поколения, то уместно по аналогии вспомнить непреложное правило кредитования: брать в долг нужно в той валюте, в которой зарабатываешь. Иначе можно, как говорится, попасть по полной, что сейчас и наблюдается массово.

Для застройщиков, стесненных в средствах, существует правило не менее непреложное: на фундаменте экономят в последнюю очередь, а крайне желательно вовсе не нем не экономить. Лучше уж распланировать дом поменьше и построиться на ленте или на плите. Они в дальнейшем, если с финансами как-то образуется, позволят сделать пристройки, а вот столбчатый фундамент – ни в коем случае.

В общем, выбирая тип фундамента, нужно очень крепко подумать. И мы будем считать свою задачу выполненной, если материал данной статьи поможет вам принять верное решение.