Столбчатая и свайная конструкции на первый взгляд весьма схожи. По крайней мере, в надземной части. Однако, свойства и технологии их возведения разнятся. Столбчатый фундамент в первую очередь призван сократить расход материалов и стоимость строительства, используется только на грунтах с нормальной несущей способностью. Свайный же, позволяет возводить дома на проблемных участках со слабым верхним слоем грунта. Расскажем об особенностях строительства столбчатого и свайного фундаментов своими руками.
Столбчатый фундамент без ростверка
Самый экономичный вид фундаментов, минимален по расход материалов, прост в изготовлении. Представляет собой отдельные столбы и применяется при строительстве зданий, которые не нуждаются в сплошной ленточной опоре. Это лёгкие дома, в конструкции которых предусмотрен несущий нижний брус (каркасные конструкции всех типов) и сооружения, стены которых состоят из горизонтальных крупноразмерных элементов (все виды деревянных срубов).
Так же, как и для ленточного, нижнюю отметку столбчатого фундамента можно расположить ниже нормативной глубины промерзания. Либо он может быть мелкозаглублённым. Первый вариант надёжен, основание столбов не будет подвергаться силам морозного пучения. Второй при правильном устройстве не менее прочен, но обходится значительно дешевле и применяется чаще. В средней полосе России достаточно расположить низ столбов на 40-60 см ниже уровня почвы. Однако, если грунт имеет признаки пучинистости (содержит глину), под каждым столбом его необходимо выбрать до полной глубины промерзания с запасом вниз в 20 см и заменить на смесь чистого крупного песка со щебнем либо гравием. Песчаную подсыпку обязательно нужно хорошо утрамбовать, обильно пролив водой, это важно.
Шаг столбов определяет их сечение и массивность здания. Чем тяжелей дом, тем чаще должен быть шаг и мощнее столбы. Располагать столбы ближе, чем 1,5 метра друг к другу нерационально, высок расход материала. По максимальной длине ограничений, кроме уже упомянутых нет, но не стоит превышать величину в 3 метра. Для среднего каркасного дома шаг столбов составит 2 метра. Сечение столбов напрямую зависит от применяемого материала и технологий производства работ.
Столбы круглого сечения
Наименее трудоёмко и занимает совсем немного времени сооружение столбов фундамента с использованием в качестве несъёмной опалубки готовых труб. Лучший вариант — металлические трубы, но уж очень дорого сегодня стоит металл. Хотя, иногда на металлобазах и в строительных организациях весьма недорого можно купить обрезки. Прочны, но тоже недёшевы, асбестоцементные трубы. Столбчатый фундамент для лёгкого дома, залитый в асбестоцементной оболочке, можно даже не армировать. Выбор возможных диаметров обеих видов труб весьма велик.
При ограниченном бюджете можно использовать в качестве опалубки пластиковые канализационные трубы, серые либо чёрные, отечественные. Полимерные трубы диаметром 110 мм стоят совсем дёшево, на таких столбиках можно поставить небольшую дачу или хозпостройку. Оправдано с экономической точки зрения и применение труб диаметром 150, 200 и отчасти 250 мм. При дальнейшем увеличении размеров цена труб возрастает значительно и целесообразнее залить квадратные столбы в деревянной опалубке. Стоит заранее поискать среди поставщиков тех, кто реализует бракованные изделия. Небольшие дефекты, трещины и сколы никак не влияют на прочность изделий, а стоимость снижают существенно.
Есть ещё один вариант, если не бесплатный, то очень дешёвый. Можно свернуть рулон из пары-тройки слоёв рубероида и использовать его вместо трубы, установив в лунку. Заливать бетон в рубероидную «соломинку», конечно, сложнее, чем в жёсткую трубу. Придётся наполнять его смесью послойно, одновременно засыпая на тот же уровень пазухи в земле, чтобы битумизированный картон не порвался. Диаметр столбов в «мягкой» опалубке должен быть не менее 20 см, но лучше перестраховаться и сделать побольше, 25 см.
Столбы квадратного сечения
Можно отлить столбы и в съёмной опалубке. Как правило, это деревянные щиты, изготовленные по месту. Существует также качественная и очень удобная индустриальная металлическая опалубка, предназначенная для изготовления колонн. К сожалению, она дорога: покупка в собственность неоправданна, а аренда может быть выгодна только при условии высоких темпов строительства. Сечение железобетонных столбов не может быть меньше, чем 20х20 см при условии хорошего уплотнения бетона и нормального качества смеси. Опять-таки, на всякий случай, под жилой дом лучше поставить столбы сечением не меньше, чем 25х25 см. Кстати, чтобы не заморачиваться с марками бетона, достаточно замешать раствор в пропорции цемент/песок/щебень или гравий в классической пропорции 1/3/5. Цемент должен быть непросроченным, марки 500 или хотя бы 400, без содержания извести (эти данные всегда есть на упаковке). Бетон в процессе заливки обязательно нужно уплотнять глубинным вибратором или хотя бы деревянной палкой. Затем столбики следует смочить и накрыть сверху плёнкой или рубероидом, чтобы из бетона не испарялась влага. Опалубку можно снять не ранее, чем через три недели после заливки.
Можно построить столбчатый фундамент и из бутобетона в опалубке. Но, так как его невозможно нормально проармировать, да и прочность такой кладки меньше, сечение столбов должно слишком большим. Минимум 50х50 см.
Теоретически, столбы фундамента можно соорудить и из кирпича, сечение от 38х38 см, это полтора кирпича. Практически, найти подходящий качественный хорошо обожжённый кирпич по разумным ценам сегодня нереально.
После установки стен дома промежутки между столбами закрывают листовым материалом, удобнее и прочнее прочих плоские асбестоцементные листы.
Армирование
Все столбы, кроме залитых в металлических в асбестоцементных (для лёгких зданий) трубах, нужно армировать. Нередко просто засовывают в бетон несколько стальных прутов, никак не связав их между собой. Это в корне неправильно. Грамотное решение — соорудить полноценный арматурный каркас. По высоте столба размещают прямоугольником четыре стержня (для круглых столбов можно три), связывают друг с другом «поперёчками» с шагом 40 см. Каркас предпочтительнее закрепить вязальной проволокой, чем использовать сварку. Для основной арматуры используют арматуру AIII рифлёного профиля диаметром 10-12 мм. Для поперечных элементов можно взять проволоку от 8 мм.
Земляные работы
Самый простой и быстрый способ сделать ямы для столбов в не каменистом грунте — воспользоваться бензобуром. Во всех прокатных конторах строительных инструментов такой инструмент есть, аренда его стоит небольших денег. За одну смену без проблем можно сделать выемки под всю конструкцию. Если такой возможности нет, придётся воспользоваться ручным инструментом. Предпочтительный вариант — специальный бур ТИСЭ, который позволяет делать скважины переменного сечения, расширяющиеся внизу. На худой конец пойдёт обычный садовый бур.
Под столбы, отливаемые в съёмной опалубке, траншеи придётся копать большого размера и вручную.
Опорная часть столба
Правильно выполненный армированный бетонный столб выдержит довольно большую нагрузку, но грунт при малой площади опоры может просесть. Чем тяжелее дом, тем большая площадь опорной части должна быть у столбов. Чем больше площадь «пятки», тем лучше. Если траншею отрывают лопатой, её можно сделать пошире и сначала выставить опалубку и отлить опору, затем сам столб. В общем случае, размер «пятки» делают в два раза больше, а высоту — примерно две трети сечения. Если столб имеет размер 30х30 см, то опора примерно 60х60 см, а высота её около 20 см. Под столбы круглого сечения, заливаемые в трубах, бурят отверстия большего, чем сам столб, размера. Исключение — «хитрый» бур ТИСЭ, с помощью которого можно делать неглубокие скважины переменного профиля. Сначала в лунку заливают пару вёдер бетона, это будет опора. После устанавливают несьёмную опалубку (трубу, рубероид) и опускают в неё арматурный каркас.
Столбчатый фундамент с ростверком
Ростверк — несущая железобетонная балка, соединяющая столбы сверху. Применяется фундамент с ростверком (ленточно-столбчатый) для строительства каменных зданий, тяжёлые стены которых необходимо опирать по всей длине. Столбы возводят по тем же технологиям, что и для лёгких домов с той лишь разницей, что их сечение побольше, а шаг почаще. Ростверк может быть монолитным либо выполнен из заводских элементов, установленных на столбы. Арматурный каркас столбов для фундамента с монолитным ростверком должен располагаться выше отметки столба на 10-15 см, он будет связан с горизонтальным каркасом ростверка. Сам ростверк обязательно армируется, диаметр горизонтальных несущих стержней должен быть не менее 12 мм, поперечные связи ставят через 40 см. Чем больше шаг столбов и нагрузка от стен, тем мощнее должен быть каркас. Ширина ростверка — не менее сечения столбов и двух третей ширины вышележащей стены. Оси симметрии стены и ростверка должны совпадать. Высоту ростверка следует делать не менее его ширины, для тяжёлого дома (кирпичные стены, железобетонные перекрытия) — в полтора раза больше.
Ростверк ни в коем случае не должен опираться на грунт или быть заглублённым в него, даже если грунт не пучинистый. Зимой неизбежно поднимающийся под действием сил морозного пучения грунт должен иметь возможность свободного вертикального перемещения. В противном случае ростверк, особенно сборный, может оторвать от столбов, фундамент неизбежно деформируется. На песчаных грунтах расстояние от поверхности грунта до нижней части ростверка должно быть не менее 5 см, на пучинистых 10-15 см. Обеспечить этот зазор можно двумя способами. В первом случае горизонтальная часть опалубки, «дно», выставляют на весу. Это сложно. Второй метод проще. До уровня проектной отметки низа ростверка насыпают, уплотняют и разравнивают песок. Раскатывают по засыпке полосу рубероида или битумно-полимерного аналога. Изоляция препятствует вытеканию из смеси воды и цемента, улучшает условия отвердения и может быть использована в качестве гидроизоляции. Затем устанавливают опалубку, только вертикальные боковые элементы. Армируют и заливают. В течение трёх недель бетон нужно увлажнять и беречь от пересыхания, накрывая плёнкой. По истечении этого срока опалубку снимают и песчаную подсыпку удаляют.
Зазор можно заполнить мягким материалом, например, вставить в щель утеплитель-оболочку для труб. Либо вообще ничем не заполнять. Щель со стороны улицы и дома закрывают листовым материалом, отлично подходят плоские асбестоцементные листы. После того, как выполнена наружная отмостка и внутренняя засыпка, о существовании воздушного зазора можно только догадываться.
Свайный фундамент
Сваи отличаются от столбов принципом опирания и длиной вертикальных элементов. Столбчатые фундаменты возводят на грунтах с нормальной несущей способностью, свайные — на слабых. Зачастую верхние слои торфянистых, илистых или пылевых песчаных почв имеют небольшую толщину, несколько метров. Задача свай — «проколоть» слабый грунт и добраться до несущего слоя, обеспечив надёжное опирание здания. Перед тем, как принимать решение о возведении свайного фундамента, необходимо провести исследование: пробное бурение, чтобы удостовериться в технической возможности «добраться» до несущих грунтов. Если толщина слабых слоёв слишком велика, стоит обратить внимание на плитную конструкцию фундамента.
Самая надёжная и эффективная технология — забивание в грунт заводских железобетонных свай при помощи сваебойных машин. Позволяет преодолевать слои грунта в десятки метров и возводить очень тяжёлые здания. К сожалению, забивные сваи обходятся очень дорого и в частном строительстве используются крайне редко. Буронабивная технология схожа с устройством столбов: бурильной установкой или ручным буром с удлинительными насадками выбирают грунт, пока не доберутся до несущих слоёв. Далее используют металлические либо асбестоцементные трубы, заполняя их бетоном. Бетон в асбестовых трубах армируют. Как видим, свайный фундамент, в отличие от столбчатого, не всегда можно сделать самостоятельно и без привлечения техники.
В последнее время становится популярной технология винтовых свай. Хотя, нередко она применяется и при строительстве на прочных грунтах. В этом случае применяют сваи покороче, они выполняют функцию столбов. Но, в любом случае, «сверло» (нижняя часть сваи) должно размещаться ниже глубины промерзания. Винтовая свая представляет собой металлическую трубу с остриём и лопастным сверлом на конце. Её просто вкручивают в грунт, лишь наметив в земле лунку. Таким образом, земляные работы минимизируются. Вкрутить сваю в грунт без камней запросто могут три человека: двое, используя в качестве рычагов ломы, вставленные в отверстия корпуса сваи, закручивают её в землю, третий контролирует вертикальность вхождения. Желательно после монтажа винтовых опор связать их между собой. Это можно сделать, приварив с внутренней стороны к трубам арматуру или соорудив ростверк. Винтовой фундамент используется только при строительстве лёгких зданий, обходится относительно недорого, возводится быстро. Не нужно иметь сарай, складировать материалы и инструменты, замешивать строительные растворы.
Под тяжёлые здания свайный фундамент выполняется с железобетонным ростверком. Принципы устройства такие же, как на столбах. По винтовым сваям ростверк делают металлическим, приварив к трубам швеллер или уголок с двух сторон.
В заключение скажем, что столбчатый и свайный фундаменты подходят не только для строительства домов и хозяйственных построек. Это экономичное и прочное основание для крылечек, террас, эстакад, заборов и прочих сооружений.
Гидроизоляция и утепление
Свайные и столбчатые фундаменты, так же как и иные типы, при необходимости можно гидроизолировать либо утеплить. Для изоляции от влаги применяют стандартные способы: обмазку либо оклейку битумно-полимерными материалами, цементные составы. Нужно сказать, что добиться 100% гидроизоляции не всегда возможно. Полностью изолировать столб можно только при условии отливки его в съёмной опалубке.
Для утепления используют материалы, не впитывающие влагу: пенополистиролы, в том числе экструдированные. Так как ростверк, если он вообще есть, не уходит в грунт, зачастую утепляют часть фундамента над землёй и отмостку.
Строительство столбчатого и свайного фундамента
