Расчет столбчатого фундамента для каркасного дома

Столбчатый фундамент — расчет и строительство своими руками

Расчет столбчатого фундамента для каркасного дома

    Название «столбчатый фундамент» говорит само за себя. Это фундамент представляющий собой несколько столбов заглубленных в грунт в определённом порядке и связанных в единую раму посредством деревянной (иногда металлической) обвязки или железобетонного ростверка.

   Столбчатые фундаменты в основном применяются для возведения на них деревянных (брус, бревно) или каркасных домов (не более 2-х этажей), бань, веранд и других хозяйственных построек, а также заборов и каменных ограждений.

Реже на них возводят стены одноэтажных домов из облегчённых каменных материалов (ячеистый бетон и т.п.), удельная масса которых не превышает 1000 кг/м³.

Более тяжёлые дома на таких фундаментах строить не целесообразно, в связи с относительно не высокой прочностью столбов и недостаточно большой суммарной площадью подошвы.

    Самым главным противопоказанием для выбора столбчатого фундамента является высокий уровень грунтовых вод. Нельзя допускать, чтобы он подходил ближе чем на 50 см к подошве столбов. Кроме того столбы обязательно должны быть заложены глубже слоя плодородных неустойчивых органических грунтов.

    Достоинствами столбчатого фундамента являются экономия денежных средств и трудовых затрат за счёт уменьшения объёма земляных и бетонных работ, а также высокая скорость строительства нулевого цикла.

Основным недостатком является непредсказуемое поведение отдельных столбов фундамента при легкомысленном отношении застройщика к исследованию свойств грунта на участке.

Особенно это касается фундаментов без монолитного ростверка.

    Самой распространённой ошибкой частных застройщиков при возведении столбчатого фундамента является отсутствие хоть какого, даже приближённого расчёта. Количество столбов, также как и площадь их оснований, берутся «с потолка».

Практически на всех строительных сайтах написано одно и тоже — ставьте столбы по углам и на пересечении стен, при необходимости на длинных стенах добавляйте ещё, чтобы расстояние между ними было от 1,5 до 2,5 метров. Нормальный такой разброс! К тому же про площадь основания практически нигде ни слова.

А ведь именно от этих показателей зависит, будет ли Ваш дом стоять на месте или со временем начнёт перекашиваться и садиться.

Расчёт столбчатого фундамента

   I)    В-первую очередь необходимо исследовать место под будущее строительство. Подробно об этом говорится в статье «Определяем свойства грунтов на участке застройки.

» В дополнение к изложенному там необходимо отметить следующее: приняв решение строить столбчатый фундамент, в обязательном порядке необходимо делать пробное бурение на 0,5-0,6 метров ниже предполагаемой глубины заложения столбов.

Если под несущим грунтом Вы наткнётесь на слой водонасыщенных слабых грунтов (плывун), то от столбчатого фундамента лучше отказаться, т.к. столбы под нагрузкой могут просто прорезать несущий грунт и провалиться.

   II)    Вторым шагом будет определение нагрузки, которую дом с фундаментом будут оказывать на несущий грунт, проще говоря, расчёт веса дома. Приближенные значения удельного веса для отдельных элементов конструкции приведены в следующей таблице:

   Примечания:

   1)При угле наклона скатов крыши больше 60º снеговая нагрузка принимается равной нулю.

   2) При расчёте фундамента к весу дома прибавляется и ориентировочный вес самого фундамента. Высчитывается его примерный объём и умножается на удельный вес железобетона, равный 2500 кг/м³.

   III)    После определения веса дома рассчитываем минимально необходимую суммарную площадь (S) оснований всех столбов фундамента:

S = 1,3×P/Rо ,

где 1,3 — коэффициент запаса надёжности;

       Р — общий вес дома вместе с фундаментом, кг;

       Rо — расчётное сопротивление несущего грунта, кг/см².

    Значение Rо, называемое ещё несущей способностью грунта, ориентировочно можно принять по таблице ниже:

   Примечание:

    Значения расчётных сопротивлений даны для грунтов расположенных на глубине около 1,5 метров. У поверхности несущая способность почти в полтора раза ниже.

    Рассчитав значение суммарной площади оснований всех столбов, мы теперь можем определить их необходимое число в зависимости от диаметра или размеров сечения. Для большей наглядности рассмотрим простой пример.

Пример упрощённого расчёта столбчатого фундамента

    Рассчитаем столбчатый фундамент (на круглых столбах) для небольшого каркасно-щитового дома (см.рис. слева) размером 5х6 метров. Высота 1-го этажа 2,7 м, высота фронтона — 2,5 м. Кровля шиферная. Несущий грунт — суглинок (Rо = 3,5 кг/см²). Глубина промерзания 1,3 метра.

    Итак, необходимо рассчитать вес дома.

1) Площадь всех стен, включая фронтоны, в нашем случае получится равной 72 м², а масса их 72 × 50 = 3600 кг

2) В доме имеется цокольное (пол 1-го этажа) и межэтажное (между 1-м и мансардным этажами) перекрытия. Их общая площадь 60 м², а масса 60 × 100 = 6000 кг

3) Эксплуатационная нагрузка имеется также и на 1-м и на мансардном этаже. Значение её будет равно 60 × 210 = 12600 кг

4) Площадь крыши составляет в нашем примере около 46 м². Масса её при шиферной кровле 46 × 50 = 2300 кг

5) Снеговую нагрузку принимаем равной нулю, т.к. угол наклона скатов крыши больше 60º.

6) Определим предварительную массу фундамента. Для этого нужно условно выбрать диаметр будущих столбов и их количество. Допустим у нас есть бур диаметром 400 мм, его и возьмём. Число столбов предварительно берётся исходя из условия — один столб на 2 метра периметра фундамента. У нас получится 22/2 = 11 штук.

    Объём одного столба высотой 2 метра (заглубляем на 0,2 м ниже глубины промерзания + 0,5 метра возвышается над землёй): π × 0,2² × 2 = 0,24 м³, а масса его 0,24 × 2500 = 600 кг.

   Масса всего фундамента 600 × 11 = 6600 кг.

7) Суммируем все полученные значения и определяем общий вес дома:    Р = 31100кг

8) Минимальная необходимая суммарная площадь оснований всех столбов будет равна:

S = 1,3×31100/3,5 = 11550 см²

9) Площадь основания одного столба диаметром 400 мм будет равна 1250 см². Следовательно в нашем фундаменте должно быть минимум  11550/1250 = 10 столбов.

    При уменьшении диаметра столбов их число будет увеличиваться и наоборот. Например, если мы возьмём бур 300 мм, то нужно будет сделать минимум 16 столбов.

    Определив минимально допустимое число столбов фундамента, делают их разбивку по периметру.

В-первую очередь их устанавливают в наиболее нагруженных местах — это углы дома и соединения наружных и внутренних стен.

Остальные столбы равномерно распределяют по периметру, при необходимости добавляя к полученному минимальному числу ещё несколько штук для симметрии. Главное правило здесь — больше можно, меньше нельзя.

    Важное замечание: если дом имеет какую либо более лёгкую пристройку, например, веранду, минимально допустимое количество столбов для неё считается отдельно от дома. Очевидно, что оно будет меньше.

    Часто при строительстве более тяжёлых домов на грунтах с малой несущей способностью число столбов получается очень большим, и чтобы его уменьшить, нужно существенно увеличивать диаметр подошвы. Простые земляные буры для этого не подходят. Здесь на помощь приходит технология «ТИСЭ». Она рассмотрена в статье «Фундамент ТИСЭ — технология, достоинства и недостатки».

    Рассмотрим теперь наиболее распространённые конструктивные схемы столбчатых фундаментов

Буронабивной фундамент

    Столбы создаются путём заливки бетона в предварительно пробуренные скважины. Работы по устройству буронабивного фундамента производятся в следующей последовательности:

    1) На основании расчёта производится разметка фундамента на участке.

    2) С помощью ручного (механизированного) бура или специальной буровой машины делаются скважины на 20-30 см ниже глубины промерзания.

     Примечание: в рамках данной статьи мы не рассматриваем мелкозаглубленные столбчатые фундаменты, которые используются практически только для небольших деревянных хозяйственных построек.

    3)   Из обычного рубероида сворачиваются цилиндры (по диаметру скважин) и обматываются скотчем. Они выполняют две роли: во-первых, это несъёмная опалубка для столбов, а во-вторых — их гидроизоляция.

    Если у Вас рубероид с посыпкой, сворачивайте гладкой стороной наружу. Чем хуже грунт при замерзании будет прилипать к поверхности столбов, тем меньшие касательные силы, стремящиеся вытащить столбы зимой из грунта, будут на них действовать.

    4) Цилиндры из рубероида вставляются в скважины. На рисунке выше видно, что до самого основания рубероид не доходит, остаётся около 20 см. Делается это не просто так.

Через незакрытую часть сваи при заливке бетона цементное молоко просачивается в грунт и дополнительно связывает его. При этом в зависимости от типа грунта несущая способность столба может увеличиться до 2-х раз. Это увеличение при расчёте не учитывается.

Оно дополнительно повышает запас надёжности фундамента. Кроме того столбы лучше заякорятся в земле.

    5) В скважину заливается немного бетона (20-30 см), после небольшой паузы вставляется арматурный каркас, чтобы он под своим весом не опустился до соприкосновения с грунтом. Затем заливается весь столб до верха. Касание арматуры с грунтом не желательно, т.к. это приводит к её более быстрой коррозии.

    Обычно каркас делается из трёх-четырёх прутков рабочей арматуры А-III ∅10-12 мм, обвязанных между собой вспомогательной арматурой Вр-I ∅4-5 мм. Желательно, чтобы арматура находилась от наружной поверхности столба не ближе чем на 5 см.

    Если после заливки столбов на них будет сооружаться монолитный ростверк, рабочую арматуру выпускают из столбов на высоту этого ростверка. Если же на столбах будет делаться обвязка из деревянных балок, то для её крепления при заливке бетона в верхнюю часть вкладывается резьбовая шпилька (напр., М16).

    Примечание: столбчатые фундаменты с железобетонным монолитным ростверком описаны в статье «Столбчатый фундамент с ростверком (свайно-ростверковый)».

    При температуре воздуха 15-20ºС нагружать столбчатый фундамент можно начинать уже через 4-5 дней.

Связано это с тем, что по прошествии данного периода несущая способность фундамента определяется уже не прочностью столбов, а прочностью грунта под ними.

К тому же дать полную расчётную нагрузку на фундамент (стены, перекрытия, крыша, эксплуатационные нагрузки) быстро Вы не сможете. Пока идёт строительство, бетон «дозреет».

   ВАЖНО: Нельзя оставлять столбчатый фундамент не нагруженным на зиму. Касательные силы морозного пучения могут поднять и перекосить столбы, причём все по разному.

    Столбчатые фундаменты из асбестовых, пластмассовых или металлических труб

    Столбы создаются путём заливки бетона в предварительно установленные в скважины асбестовые, пластмассовые или металлические трубы. Работы производятся в следующей последовательности:

    1) На основании расчёта производится разметка фундамента на участке.

    2) С помощью ручного (механизированного) бура или специальной буровой машины делаются скважины на 20-30 см ниже глубины промерзания. Диаметр скважин на 10 см больше диаметра выбранных труб. При отсутствии бура можно выкопать ямы и лопатой.

    3) В скважину заливается около 20 см бетона для увеличения несущей способности столбов, как уже говорилось выше. После небольшой паузы в скважину вставляется сначала свёрнутый рулон рубероидной рубашки, которая защитит песчаную засыпку от  заиливания, затем асбестовая, пластиковая или металлическая труба и арматурный каркас.

    4) Производится обратная засыпка промежутка между трубой и рубероидной рубашкой песком и в трубу заливается бетон. Песок предотвращает примерзание грунта к трубам зимой и их подъём касательными силами морозного пучения.

    Примечание: Асбестовые трубы имеют не очень высокую морозостойкость, поэтому довольно часто в месте их входа в грунт из-за насыщения влагой они разрушаются. Чтобы этого избежать, желательно опасное место покрыть обмазочной гидроизоляцией.

 Прямоугольные (квадратные) столбы из бетона, кирпича, блоков

    Прямоугольные или квадратные столбы делают, когда под рукой нет бура подходящего диаметра. Ямы копают вручную лопатой. Работа эта более трудоёмкая и объём вырабатываемого грунта, по сравнению с бурением, тоже больше.

    Последовательность выполнения работ практически такая же, как и в случае с трубами. Отличие в том, что вместо труб в ямы вставляется предварительно изготовленная деревянная опалубка, либо столбы выкладываются из кирпича (блоков).

    Обратная засыпка производится после съёма опалубки через 2-3 дня. Кирпичные столбы можно засыпать на следующий день.

    Примечание: Как уже говорилось выше, обратная засыпка песком (непучинистым материалом) делается для предотвращения подъёма столбов зимой. Но у неё есть один недостаток. При попадании в яму воды (напр.

дождевой), песок номокает и теряет свои несущие свойства. Столбы при этом становятся неустойчивыми в горизонтальном направлении.

Чтобы этого избежать, необходимо тщательно отнестись к отводу воды от фундамента: сделать нужные уклоны, отмостку и ливнёвки.

    Часто столбы делаются комбинированные, т.е. в грунте они бетонные, а выше уровня земли выкладываются из кирпича или блоков. Этот вариант не подходит для последующего сооружения ростверка. Теряется его смысл, заключающийся в изготовлении одной жёсткой рамы.

    Существует ещё один вид столбов — деревянные, на заострять на них своё внимание мы не будем, т.к. используются они в настоящее время очень редко. Заметим лишь, что для таких столбов нужно использовать влагостойкие породы древесины (дуб, лиственница и т.п) и перед установкой их необходимо защитить от влаги (обмазать гидроизоляцией или завернуть в рубероид, а лучше сделать и то и другое).

Возводим столбчатый фундамент для каркасного дома своими руками – Сваи Мания

Расчет столбчатого фундамента для каркасного дома

Во многих источниках столбчатый фундамент рекомендуют, как один из возможных вариантов при строительстве каркасных домов. Однако на практике такое встречается редко. Во-первых, чисто столбчатый фундамент под каркасный дом можно с определенной долей уверенности ставить только на песчаных почвах. А во-вторых, таких счастливых участков у нас очень мало.

Даже тем, кому повезло и по всем признакам он может заложить столбчатый фундамент не стоит торопиться. К отрицательным качествам этого типа фундамента смело можно отнести его требовательность к расчетам.

Судите сами: каждая опора стоит отдельно, состав грунта под каждой из них разный, насыщенность водой в нижней части участка и верхней может отличаться.

Столбы связаны лишь брусом обвязки каркасного дома, который никак не сможет компенсировать разнонаправленные движения столбов.

Теоретические расчеты

Вот поэтому вооружаемся справочниками и начинаем считать. Во-первых, находим общий вес дома с его содержимым и вероятными снеговыми и ветровыми нагрузками. Затем находим в справочнике коэффициент несущей способности грунта. Разделив вес на значение коэффициента, получаем минимально необходимую общую площадь всех столбов.

Далее определяем диаметр каждой опоры. Перед нами уже должен быть чертеж фундамента с примерным расположением столбов: по каждым углом, пересечением стен и далее через 1,5-2 м.

Вычисляем общую площадь всех столбов и сравниваем с расчетной цифрой. Если общая площадь опоры с запасом перекрывает минимально необходимую, фундамент выдержит вес дома. В противном случае добавляем количество столбов или увеличиваем их диаметр.

В интернете немало сайтов, на которых подробно с применением формул делают расчеты столбчатого фундамента. Несложно подставить свои размеры и получить результат.

Этапы строительства

Как всегда, начинаем с подготовки участка. Убираем все лишнее, снимаем дерн и делаем разметку. Для этого достаточно натянуть шнур и воткнуть колышки в местах расположения столбов. Столбчатый фундамент для каркасного дома мы будем делать своими руками (это несложно), поэтому приготовим инструменты.

  • Нам понадобится небольшая бетономешалка – ее можно взять в аренду. В крайнем случае, можно замешивать бетон в ванне или самодельном ящике.
  • Садовый бур необходим для бурения скважин. Хорошо бы найти или сделать самому бур ТИСЭ с приспособлением для расширения скважин в нижней части. Это позволит использовать столбы меньшего диаметра, уменьшить расход бетона.
  • Для резки арматуры понадобится болгарка.
  • Прочие мелочи: лопаты, уровень, рулетка…

Бурение

Приступаем к бурению. Глубина скважины определяется уровнем промерзания грунта. Бурим сантиметров на 20-25 ниже границы промерзания и делаем песчаную подушку.

Замена грунта под подошвой фундамента в любом случае лишней не будет. Подушка компенсирует воздействие сил пучения.

Армирование и опалубка

Готовим арматурный каркас. Конструкция его проста. Берем 3-4 прутка арматуры длиной больше чем глубина ямы. Запас нужен для выпуска из верхней части столба. Затем прутья соединяют поперечными отрезками в нескольких местах и опускают в скважину.

Устанавливаем опалубку. Сворачиваем отрезок рубероида в цилиндр и вставляем нижний конец в яму. Верх выставляем на одном уровне с другими. Такая конструкция применяется при строительстве фундаментов для простых построек: сараев, заборов, беседок. Даже из описания понятно, что такая «опалубка» может порваться, развернуться и совершенно ненадежна.

Гораздо лучше использовать асбестоцементную трубу нужного диаметра. Столбы по технологии ТИСЭ заливают именно так. Готовят скважину с расширением внизу. Ставят трубу, каркас и заполняют трубу бетоном на треть.

Затем трубу приподнимают и дают бетону вытечь и заполнить расширение. Далее трубу заполняют доверху. В верхнюю часть замуровывают шпильку или выпускают концы арматуры из столба.

Они служат для крепления нижней обвязки каркасного дома.

Заливка и обработка

Последовательно заливают все опорные столбы. Верх столбов стараются сразу залить на одном уровне. В случае необходимости их подравнивают через несколько дней после заливки, пока бетон не схватился окончательно.

Нижняя обвязка каркаса обрабатывается препаратами от гниения и крепится на шпильки. Далее строительство дома идет по проекту.

Пространство между столбами закрывают и утепляют. Полы первого этажа делают двойными: черновой пол, засыпка утеплителя, основание напольного покрытия чистого пола. Вентиляция подпольного пространства обязательна.

Столбчато-ростверковый фундамент

Нередки случаи, когда, несмотря на все расчеты, столбчатый фундамент вдруг приходит в движение. Часть столбов стоит «мертво», а некоторые начинают сезонные танцы. Предусмотреть реакцию грунта под каждым столбом очень сложно.

Поэтому и предпринимались попытки улучшить характеристики столбчатого фундамента, примирить его с пучинистыми грунтами, не затрагивая его положительные качества (простота и низкая стоимость).

В результате широкое распространение получила новая технология. Столбы приобрели расширенное основание для увеличения площади опоры и бетонную балку-ростверк для объединения столбов в коалицию и равномерного распределения нагрузки. Строительство фундамента немного усложнилось, но доступно для повторения своими руками. Фундамент стал называться столбчато-ростверковый по технологии ТИСЭ.

Источник:

Столбчатый фундамент своими руками для каркасного дома: обзор

Столбчатый фундамент своими руками для каркасного дома делается просто и обойдется экономно. Сооружается он из различных наиболее доступных стройматериалов.

Столбчатый базис – это сеть опорных столбов, устраиваемых по периметру несущих стен, с укладкой на них нижней обвязки строения, возводимого по каркасной технологии.

Опоры размещают в местах самых сильных нагрузок: в углах, при сопряжении стеновых перекрытий, под пролетами от 2,5 м.

Межопорное расстояние и сечение опор рассчитывается заранее и зависит от их вида, материала их изготовления, конструкции возводимого строения и его веса.

В основном эти параметры: межопорное расстояние 1,5-2,5 м, а сечение для прямоугольных опор 25-40х25-40 см, круглых – 20-25 см. Его наземная часть должна выступать на более, чем на 50 см, а высота подземной части – зависимая переменная от глубины заложения.

Верхние опорные основания располагаются горизонтально в одной плоскости, что важно для варианта без ростверка. В этом случае нижняя обвязка монтируется по столбам.

Для этого перед началом возведения базиса строительным уровнем размечается верхняя отметка каждой опоры, а после их водружения проверяется это условие на соблюдение и корректируется.

Преимущества опорного фундамента

Данный вариант не подразумевает обустройство подвала и не предназначен для участков с плывучими, насыщенными водой, грунтами.

Среди его достоинств следует отметить:

  • Время высыхания и усадки намного меньше, чем для ленточного типа;
  • Нет необходимости в использовании габаритной строительной техники и в найме многочисленных рабочих;
  • Вдвое дешевле ленточного типа;
  • Возможность возведения каждой основы отдельно;
  • Все сезонность работ;
  • Возможность ремонта и замены основания.

Виды столбчатого базиса

Основания различаются параметрами, сечением опор, материалом и процессом их изготовления, а также глубиной их закладки. Опоры бывают с прямоугольным, квадратным и круглым сечением.

Материал их изготовления:

  • Бетон или железобетон;
  • Бутобетон;
  • Бут;
  • Кирпич;
  • Блоки.

По методу возведения классифицируют на монолитные, благодаря бетонной заливки в опалубку, и сборные из готовых блоков, кирпичей или бута.

По глубине заложения бывают:

  • Заглубленные основания с их закладкой на глубину промерзания пучинистой почвы;
  • Мелкозаглубленные с закладкой на 0,5 – 0,7 глубины промерзания слабо- и непучинистой почвы, где половина — это песчано-гравийная воздушная насыпь;
  • Незаглубленный столбчатый фундамент под каркасный малоэтажный дом своими руками с подошвой вровень с земной поверхностью на песчаной подушке на слабо- или непучинистой почве.

Подготовка участка под строительство

Участок готовится на 2–3 м больше площади сооружения по всему его периметру. Участок расчищают от мусора и больших камней. Верхняя почва убирается на 30 см.

Производится выравнивание площадки, засыпка ям и избавление от бугров. Горизонтальность и ровность участка проверяется уровнем.

Нюансы использования показаны в видео:

Перенос чертежа будущего строения на подготовленный участок и разметка столбовых опор требует терпения, знаний и мастерства. Копание лопатой обеспечит большую точность.

Экскаватором лучше воспользоваться для подготовки общей ямы. Ее размеры сооружаются больше в глубину на 30 см и на 40 см в ширину, чем сам столб. Отверстия под асбестовые трубы сверлятся буром вручную. Вертикальность ям при этом соблюдается.

Подошва базиса

Для домов, возводимых по каркасной технологии, будет достаточно выполнить дно на песчано-гравийных почвах, засыпать его мелкофракционным щебнем, утрамбовать и залить цементным раствором на 20 см.

Установка опалубки или первого блока делается на еще не вполне высохшей подбетонке.

Для глинистой почвы готовится песчаная подушка в ширину больше базиса на 40 см. Песок с гравием укладывают, постоянно поливая, и трамбуют. Ее толщина — 25 см.

Сооружая опалубку, применяют влагоустойчивую фанеру, железные листы и пластиковые панели. Либо же выбираются узкие и сырые доски, чтобы не впитывалась жидкость из раствора.

При плотной и сухой почве стенки траншеи не обсыпаются и их закрывают рубероидным материалом от просачивания жидкости из раствора в землю. После рубероид не убирается и служит гидроизоляцией столбов.

Более быстро и дешево получится опалубка из рубероида. Из него делается трубка с сечением равным опорам, которая скрепляется скотчем. Она устанавливается вертикально и фиксируется деревянными планками.

Армирование и бетонирование

Армирование основания производится 4-мя стержнями из стали на 10–12 мм. Каждые 25 см они перехватываются проволокой от расхождения арматурных прутьев в стороны. Дно опалубки цементируется толщиной 15 –20 см.

До схватывания цементного раствора в его центр устанавливают сердечник из трубы, а каркасную основу с армирующими стержнями от 2 см от стенок опалубки.

Бетонный раствор из песка, гравия и воды слой за слоем наливается по 30 см и делается плотным методом штыковки гладким армирующим стержнем. Закончив заливку, измеряют по уровню монтажный горизонт.

Выравнивание высоты производится смесью в пропорциях часть цемента на 2-е песка.

Гидроизолирование и ростверк

После снятия опалубки столбчатый фундамент своими руками для каркасного дома происходит гидроизоляция рубероидным материалом, стекловолокном, горячей смолой или жидким стеклом. Далее засыпают пустоты вокруг основания глиной, утрамбовывая прослойки по 30 см.

Ростверк — соединяющий верхушки опор пояс, делается для жесткости основания. Но для деревянных домов, сооружаемых по каркасной технологии, нет необходимости в его обустройстве.

Посмотрите видео, чтобы ознакомиться с порядком заливки столбчатого фундамента и использованием ростверка:

Функцию устойчивости базиса прекрасно выполняет брусовая обвязка. Расстояние от земляного покрова до обвязки — от 50 см. Таким образом половые лаги, при наличии работающей вентиляции, будут всегда сухими.

Источник:

Как сделать столбчатый фундамент для каркасного дома?

Столбчатый фундамент состоит из столбов, которые вкапываются в землю. Первым делом подобные столбы нужно будет расположить в местах соединения стен дома. В некоторых случаях они размещаются в пролетах между стенами. Верхняя часть столбиков — это оголовок. Нижняя часть — основание.

На оголовки в дальнейшем устанавливается дом, потому у всех столбиков они должны располагаться на одном уровне, который будет уровнем напольной поверхности нижнего этажа. В большинстве случаев оголовки размещаются на высоте 45-50 см от земли.

Подобный зазор между напольной поверхностью здания и землей будет нужен для того, чтобы не было сырости, от которой нижняя часть дома из дерева быстро сгниет.

Расчет и строительство столбчатого фундамента под каркасный дом

Расчет столбчатого фундамента для каркасного дома

столбчатый фундамент для каркасного дома расчет – столбчатый фундамент для каркасного дома расчетВ связи с планируемой постройкой каркасного дома в деревне (на замену старой бревенчатой избушке) я задумался над выбором и расчетом фундамента. После довольно длительных поисков в интернете было принято решение остановиться на столбчатом фундаменте. Осталось дело за малым: рассчитать нагрузки и уточнить по этим нагрузкам конструкцию фундамента.

Столбчатый фундамент – это фундамент из нескольких столбов, заглубленных в грунт в определённом порядке и связанных в единую раму посредством деревянной, металлической обвязки или железобетонного ростверка.

Столбчатые фундаменты применяются в основном для возведения деревянных или каркасных домов высотой не более 2-х этажей, бань, хозяйственных построек, удельная масса которых не превышает 1000 кг/м³. Более тяжёлые дома на таких фундаментах строить нецелесообразно, в связи с относительно невысокой прочностью столбов и недостаточно большой суммарной площадью подошвы.

Столбчатый фундамент хоть и является самым дешевым, но в случае его правильного проектирования он также будет надежной опорой.

Достоинства столбчатого фундамента:

  1. экономия денежных средств и трудовых затрат за счёт уменьшения объёма земляных и бетонных работ;
  2. высокая скорость строительства нулевого цикла.

Основной недостаток столбчатого фундамента:

  1. непредсказуемое поведение отдельных столбов фундамента при легкомысленном отношении застройщика к исследованию свойств грунта на участке (особенно для фундаментов без монолитного ростверка).

Отличия столбчатого фундамента от ленточного:

  1. подходит для построек, относящихся к облегченному типу (деревянные строения без подвального помещения, колонны и т.д.);
  2. представляет собой ряд опор, находящихся в наиболее нагруженных точках.

Виды столбчатого фундамента:

  1. по особенностям конструкции:
    • монолитный, который имеет большую прочность, т.к. изготовлен из армированного бетона.
    • сборный, который состоит из отдельных элементов, поэтому имеет слабые места по швам (стыкам).
  2. по глубине размещения основания:
    • заглубленный – размещен ниже уровня промерзания, обязателен на глинистых почвах.
    • малозаглубленный – выполненный на глубине до 700 мм, целесообразен на песчаных или скалистых грунтах.

Исходные параметры для расчета столбчатого фундамента:

  1. тип грунта и перепад высот в месте будущего строительства;
  2. глубина залегания подземных вод;
  3. уровень промерзания грунта;
  4. проект дома (расположение несущих и внутренних стен).

      

Самым главным противопоказанием для выбора столбчатого фундамента является высокий уровень грунтовых вод. Нельзя допускать, чтобы он подходил ближе чем на 50 см к подошве столбов.

Кроме того, столбы обязательно должны быть заложены глубже слоя плодородных неустойчивых органических грунтов.

Сначала необходимо исследовать грунты на месте будущего строительства. Подробно об этом говорится в статье по ссылке http://moi-domostroi.ru. Запомните: приняв решение строить столбчатый фундамент, в обязательном порядке необходимо делать пробное бурение на 0,5-0,6 метров ниже предполагаемой глубины заложения столбов для выявления водонасыщенных слабых грунтов (плывунов).

После исследования грунтов необходимо определить нагрузку, которую дом с фундаментом будут оказывать на несущий грунт, проще говоря, расчёт веса дома.

Оценивается примерная масса будущей постройки (точную считать бессмысленно, однако при подсчетах постарайтесь учесть и нагрузки из-за домашней утвари), после чего выбирается вид столбчатого фундамента.

Если есть сомнения, то лучше взять более прочный вариант.

Приближенные значения удельного веса для отдельных элементов конструкции

   Примечания:

   1) При угле наклона скатов крыши больше 60º снеговая нагрузка принимается равной нулю.

   2) При расчёте фундамента к весу дома прибавляется и ориентировочный вес самого фундамента. Высчитывается его примерный объём и умножается на удельный вес железобетона, равный 2500 кг/м³.

Источник: http://moi-domostroi.ru/stolbchatyi-fundament/

После определения веса дома рассчитываем минимально необходимую суммарную площадь (S) оснований всех столбов фундамента:

S = 1,3×P/Rо ,

где 1,3 — коэффициент запаса надёжности;

       Р — общий вес дома вместе с фундаментом, кг;

       Rо — расчётное сопротивление несущего грунта, кг/см².

Значение Rо, называемое ещё несущей способностью грунта, ориентировочно можно принять по таблице ниже:

   Примечание:

    Значения расчётных сопротивлений даны для грунтов расположенных на глубине около 1,5 метров. У поверхности несущая способность почти в полтора раза ниже.

Рассчитав значение суммарной площади оснований всех столбов, мы теперь можем определить их необходимое число в зависимости от диаметра или размеров сечения.

Расчет столбчатого мелкозаглубленного фундамента на опорных подошвах для моего каркасного дома

Итак, спроектированный мной каркасный дом с мансардой имеет размеры 8 на 8 м, высота потолков 1-го этажа 2.5 м, площадь крыши 108 м2, стены толщиной 200 мм с утеплением пенопластом или минватой (окончательное решение еще не принято).

Для расчета нагрузки возьму следующие параметры массы 1 м2 конструкций:

  1. цокольное перекрытие 75 кг;
  2. чердачное 75 кг;
  3. стены 70 кг;
  4. кровля 30 кг;
  5. снеговая нагрузка 190 кг;
  6. полезная нагрузка помещений (мебель и люди) 210 кг;
  7. фундамент 2500 кг/м3;

При расчете массы стен просуммировал площадь всех стен, включая внутренние перегородки, получив следующий результат: площадь стен первого этажа 121.5 м2, площадь внутренних стен мансарды 41.5 м2. Таким образом, масса всех стен дома равна (121.5 + 41.5)*70 = 11 410 кг.

Площадь перекрытий (цокольного и первого этажа): 8 * 8 = 64 м2. Масса перекрытий 64*2*75 = 9 600 кг.

Полезная нагрузка помещений: 64 * 210 = 13 440 кг.

Масса чердачного перекрытия (мансарда с утеплением): 108 * 200 = 21 600 кг.

Масса снеговой нагрузки (при самых худших условиях): 108 * 190 = 20 520 кг.

Общая масса дома равна примерно 77 тонн.

Масса фундамента (22 опоры): 4 м3 * 2500 = 10 000 кг.

Итого, масса дома с фундаментом составляет около 87 тонн.

Так как по проекту у меня запланирована установка 22 столбов-опор, теперь необходимо определить потребную площадь их основания (грунт: 50 см плодородный слой, далее – супесь, грунтовые воды расположены ниже 2 м).

Минимально необходимая суммарная площадь (S) оснований всех столбов фундамента:

S = 1,3×P/Rо ,

S = 1.3 * 87 000 (кг) / 3,5 = 32 314 см2

Теперь находим потребную площадь одной опоры: 32 314 / 22 = 1 468 см2, что соответствует квадрату со сторонами 38 см.

Если принять размер опоры 0.6 м х 0.6 м (площадь основания 3600 см2 или 0.

36 м2), то суммарная площадь основания всех опор будет равна 7,92 м2, а нагрузка на грунт составит не более 1,3 * 87 000/79200 = 1,42 кг/см2, что обеспечивает необходимую несущую способность фундамента (ведь под подошвами опор у моего фундамента будет насыпной грунт с уплотнением, т.е. R0 должно быть не более 1,5 кг/см2). 

Рассчитываем фундамент для каркасного дома

Расчет столбчатого фундамента для каркасного дома

Каркасный дом имеет множество преимуществ, среди которых легкость, надежность, возможность строительства на любом грунте. Но при этом необходим правильный расчет всех деталей.

Важнейшую роль играют несущие конструкции, на которых держится здание. Одной из них является фундамент, его расчет заключается в определении опорной площади и нагрузки на грунт, выборе подходящего типа и необходимых размеров.

Изучите, как рассчитать все нужные показатели.

Виды фундаментов для каркасных домов

Перед тем как определить параметры фундамента, оптимальные для каркасного дома, нужно выбрать тип основания в соответствии с видом почвы участка. Рассмотрим плюсы и минусы каждого.

Ленточный фундамент – классика частного домостроения

Ленточный фундамент выдерживает значительные нагрузки, в том числе и на подвижном грунте. Под каркасный дом лучше всего подойдет монолитный или сборный мелкозагрубленный фундамент, имеющий глубину заложения около 0,5 м и возвышающийся над поверхностью земли около 20-30 см.

Недостатком ленточного фундамента считается невозможность перепланировки дома. Поэтому во время проектирования очень важно правильно произвести все расчеты жилого объекта, поскольку потом исправить ничего не получится.

Дом на сваях

Свайно-винтовой фундамент можно применять для любого участка, при этом чаще всего он актуален на сложных почвах. Несмотря на то что сваи располагаются на большую глубину, необходимости в привлечении спецтехники нет, монтаж возможен в любое время года и не требует много времени и финансовых затрат.

Свайная конструкция имеет хорошие показатели несущей способности и при необходимости позволяет проводить ремонтные работы. Сваи устойчивы к воздействию грунтовых вод и промерзанию почвы. Идеальный вариант для небольшого каркасного дома.

Монолитная плита

Плитный фундамент имеет в основе плоскую железобетонную опору. Возводятся основания такого вида на слабых, пучинистых и неоднородных почвах, где содержатся грунтовые воды.

Фундамент надежный, простой в монтаже, устойчив на скользящей почве. Для каркасного дома его применяют очень редко, поскольку он характеризуется дороговизной и необходимостью установки чернового пола.

Простой столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент состоит из отдельно стоящих столбов из бетона. Верхняя часть конструкции называется оголовком, а нижняя – основанием. Столбики располагаются в местах сосредоточения нагрузки, в частности по периметру каркасного дома и под пересечением стен. Высота их обычно равна высоте пола на первом этаже, то есть около 50-60 см над поверхностью земли.

Столбчатый фундамент очень просто и быстро монтировать, он наиболее приемлемый по цене. Однако есть серьезные недостатки: невысокая несущая способность и возможность монтажа только на непучинистых устойчивых грунтах в теплое время года.

Геологические изыскания

Не только расчет фундамента важен для возведения устойчивого каркасного дома, важны характеристики грунта и геологические особенности. Специалисты, проектирующие сооружения, проводят сложные геологические изыскания – бурение и изучение материала в лаборатории.

Если каркасное здание будет возводиться самостоятельно, то часто достаточно визуального исследования. С этой целью проводится бурение на глубину ниже подошвы фундамента примерно на 50-100 см.

Это поможет определить тип почвы и исключить наличие водонасыщенных слоев.

Рекомендуется такую проверку делать в нескольких местах, поскольку неустойчивый грунт может находиться рядом, в пределах постройки.

Полезное:   Строим каркасный дом на свайном фундаменте

Сбор и анализ нагрузок

Нагрузка на фундамент может быть постоянная и временная. В первый тип входят все элементы каркасного дома.

Временные нагрузки бывают кратковременными (вес людей) и длительными (вес оборудования, мебели). Для расчета во внимание берется также вес снегового покрова.

Постоянная нагрузка рассчитывается с учетом веса стен, кровли, перекрытий, веса самого фундамента. Масса конструкций по типу представлена ниже.

  • Стены толщиной 150 мм в каркасном доме с утеплителем: 30-50 кг/кв. м.
  • Стены из бруса и бревен: 70-100 кг/кв. м.
  • Стены из кирпича толщиной 150 мм: 200-270 кг/кв. м.
  • Стены из железобетона толщиной 150 мм: 300-350 кг/кв. м.
  • Металлическая кровля: 40-60 кг/кв. м.
  • Керамическая кровля: 80-120 кг/кв. м.
  • Кровля из гибкой черепицы: 50-70 кг/кв. м.
  • Собственный вес железобетонного фундамента: 2500 кг/куб.м.

Указанные значения относятся к нормативным. Чтобы получить расчетные показатели их необходимо умножить на специальный коэффициент надежности по нагрузке. Ниже они указаны для каркасного дома.

  • Деревянные: 1,1.
  • Железобетонные с плотностью выше 1600 кг/куб м: 1,3.
  • Засыпки, изоляционные слои, стяжки, выполненные в заводских условиях 1,2.
  • Засыпки, изоляционные слои, стяжки, выполненные на строительной площадке 1,3.

Расчет несущей конструкции

Долговечность и качество любого здания напрямую зависит от прочности фундамента. Поэтому на этапе проектирования важной задачей является расчет оптимального значения размеров основы.

Что нужно рассчитать

Несущая способность грунтов и масса дома являются основополагающими показателями для расчетов.

Благодаря им имеется возможность определить способность почвы выдержать нагрузку дома с конкретной площадью опоры и массой.

Строительство будет возможным только тогда, когда показатели несущей способности почвы больше, чем давление на нее здания, иначе нужно проводить изменения в размерах и увеличивать ширину основания.

Для расчета несущей способности фундамента учитывают площадь основания и глубину его заложения. Эти параметры важны при определении возможной усадки конструкции в течение двух лет после строительства. Если усадка будет неравномерной, то по стенам или фундаменту могут пойти трещины, дом перекосится или вовсе разрушен.

Существует множество факторов, из-за которых фундамент может опускаться неравномерно. Прежде всего, это малая плотность грунта, чрезмерная пучинистость, большая нагрузка, неправильная форма построенного фундамента.

Глубина заложения несущих конструкций: тип грунта

Перед проведением расчетов требуется определить структуру грунта, глубину его промерзания и расположение уровня грунтовых вод. Это позволит установить оптимальную глубину заложения фундамента. Несущая конструкция будет максимально крепкой при заложении на однородный грунт, который усаживается равномерно. В учет также берется тип почвы.

Хрящевой грунт – это сочетание камней и гравия. Минимальная глубина заложения в этом случае составляет 0,5 м. На определение точного показателя здесь влияет только уровень грунтовых вод и вес сооружения. На скальном участке, где преобладают плотные горные породы, фундамент закладывают на небольшую глубину, при этом лишь сняв верхний тонкий слой почвы.

Песчаный грунт хорошо впитывает воду, которая на поверхности не застаивается. За счет этого и незначительного промерзания глубина основания может быть около 50-70 см. Она увеличивается до уровня промерзания в том случае, когда грунт пылевидный или мелкозернистый, а расположение грунтовых вод высокое.

Полезное:   Наружная отделка дома из фасадных и цокольных панелей

Особенностью песчаных почв также является риск сильного проседания из-за высоких показателей уплотнения при нагрузке. Поэтому цоколь должен быть высоким, а глубина может быть увеличена до 70-100 см.

Фундамент для глинистого грунта необходимо закладывать ниже точки промерзания. Особенно придерживаться этих рекомендаций нужно при высоком уровне грунтовых вод. Такая почва наиболее опасна, так как сжимается при сильной нагрузке и вспучивается при замерзании. Чтобы избежать трещин, требуется высокопрочный фундамент.

Уровень грунтовых вод

Заложение фундамента на определенную глубину зависит и от уровня грунтовых вод. Факторы влияния:

  • Заложение несущей конструкции на глубину от 50 см необходимо, если грунтовые воды залегают глубже замерзания грунта более чем на 100 см.
  • В случае нахождения грунтовых вод ниже уровня промерзания менее 100 см, устраивают гравийно-песчаную подушку от дна основания до уровня промерзания грунта, а несущую конструкцию погружают на глубину не менее 50 см.
  • При одинаковом уровне промерзания и грунтовых вод или если грунтовые воды протекают высоко, закладку фундамента делают ниже уровня промерзания. Бывает исключение, если здание отапливается круглый год или грунт песчаного типа.

Площадь несущей конструкции

Площадь фундамента рассчитывается на основе того факта, что почва не должна проседать под давлением каркасного дома. Проседание случается, если нагрузка на грунт избыточна из-за большого веса здания. Чтобы ее уменьшить, требуется увеличение площади основы под фундамент. При выборе ленточного типа несущей конструкции нужно увеличить ширину ленты.

Для уменьшения нагрузки на грунт при выборе столбчатого фундамента необходимо увеличить размеры и количество столбов. Расстояние между ними должно быть около 100-250 см.

Определяют его индивидуально, в зависимости от несущей способности грунта и веса здания. Обычно расстояние составляет 100-200 см на песчаной почве и супесях, 200-250 см – на глинистом, хрящевом, скальном грунтах.

Далее рассмотрим пример расчета размеров фундамента.

Расчет площади основания

При строительстве каркасного дома бывает достаточно столбчатого фундамента. Чтобы определить нагрузку на грунт требуется просуммировать вес фундамента и вес здания. Это позволит понять выдержит ли почва планируемое строение.

Итак, допустим, столбики будут иметь диаметр 20 см и глубину 1,9 м. Опорная площадь равняется 3,14 х 10 см х 10 см = 314 кв. см. Вес столбика будет 143 кг, а объем 0,6 куб. м. Понадобится 30 столбиков, поскольку длина стен составляет 30 м, а расстояние равняется 1 м. Исходя из этого, общий вес равен 30 х 143 кг = 4290 кг, опорная площадь – 30 х 314 кв. см = 9420 кв. см.

Общий вес каркасного дома составит 27000 кг. Для расчета нагрузки на грунт необходимо разделить это число на опорную площадь, получится 2,88 кг/кв. см. Несущую способность сухого грунта можно взять за 2 кг/кв. см. Это значит, что для строительства каркасного дома такой площади фундамента недостаточно и нужно увеличить количество или размер столбов.

: самостоятельный расчет ленточного фундамента

Закладка Постоянная ссылка.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.