Будівництво стовпчастого та пальового фундаменту
Стовпчаста та пальова конструкції на перший погляд дуже схожі. Принаймні у надземній частині. Проте, властивості та технології їх зведення різняться. Стовпчастий фундамент в першу чергу покликаний скоротити витрату матеріалів та вартість будівництва, використовується тільки на ґрунтах з нормальною несучою здатністю. Палевий, дозволяє зводити будинки на проблемних ділянках зі слабким верхнім шаром грунту. Розповімо про особливості будівництва стовпчастого та пальового фундаментів своїми руками.
Стовпчастий фундамент без ростверку
Найекономічніший вид фундаментів, мінімальний за витратою матеріалів, простий у виготовленні. Є окремими стовпами і застосовується при будівництві будівель, які не потребують суцільної стрічкової опори. Це легкі будинки, в конструкції яких передбачений нижній брус, що несе (каркасні конструкції всіх типів) і споруди, стіни яких складаються з горизонтальних великорозмірних елементів (всі види дерев'яних зрубів).
Так само, як і для стрічкового, нижню відмітку стовпчастого фундаменту можна розташувати нижче за нормативну глибину промерзання. Або він може бути дрібнозаглибленим. Перший варіант надійний, основа стовпів не піддаватиметься силам морозного пучення. Другий при правильному пристрої не менш міцний, але коштує значно дешевше і застосовується частіше. У середній смузі України досить розташувати низ стовпів на 40-60 см нижче рівня грунту. Однак, якщо грунт має ознаки пучинистості (містить глину), під кожним стовпом його необхідно вибрати до повної глибини промерзання із запасом вниз 20 см і замінити на суміш чистого великого піску зі щебенем або гравієм. Піщане підсипання обов'язково потрібно добре утрамбувати, рясно проливши водою, це важливо.
Крок стовпів визначаєїх перетин та масивність будівлі. Чим важчий будинок, тим частіше має бути крок і потужніший за стовп. Розташовувати стовпи ближче, ніж 1,5 метра один до одного нераціонально, висока витрата матеріалу. За максимальною довжиною обмежень, крім уже згаданих, немає, але не варто перевищувати величину в 3 метри. Для середнього каркасного будинку крок стовпів становитиме 2 метри. Переріз стовпів безпосередньо залежить від застосовуваного матеріалу та технологій виконання робіт.
Стовпи круглого перерізу
Найменш трудомістко і займає зовсім небагато часу спорудження стовпів фундаменту з використанням як незнімна опалубка готових труб. Кращий варіант — металеві труби, але дуже дорого сьогодні коштує метал. Хоча іноді на металобазах і в будівельних організаціях досить недорого можна купити обрізки. Міцні, але теж недешеві, азбестоцементні труби. Стовпчастий фундамент для легкої оселі, залитий в азбестоцементній оболонці, можна навіть не армувати. Вибір можливих діаметрів обох видів труб дуже великий.
При обмеженому бюджеті можна використовувати як опалубку пластикові каналізаційні труби, сірі або чорні, вітчизняні. Полімерні труби діаметром 110 мм коштують зовсім дешево, на таких стовпчиках можна поставити невелику дачу або господарство. Виправдано з економічної точки зору та застосування труб діаметром 150, 200 і частково 250 мм. При подальшому збільшенні розмірів ціна труб зростає значно доцільніше залити квадратні стовпи в дерев'яній опалубці. Варто наперед пошукати серед постачальників тих, хто реалізує браковані вироби. Невеликі дефекти, тріщини та сколи ніяк не впливають на міцність виробів, а вартість істотно знижують.
Є ще один варіант, якщо не безкоштовний, дуже дешевий. Можна згорнути рулон із пари-трійки шарівруберойда і використовувати його замість труби, встановивши в лунку. Заливати бетон у руберойдову «соломинку», звичайно, складніше, ніж у тверду трубу. Прийде наповнювати його сумішшю пошарово, одночасно засипаючи на той самий рівень пазухи в землі, щоб бітумізований картон не порвався. Діаметр стовпів у «м'якій» опалубці має бути не менше 20 см, але краще перестрахуватися і зробити більше, 25 см.
Стовпи квадратного перерізу
Можна відлити стовпи і в опалубці, що знімається. Як правило, це дерев'яні щити, виготовлені за місцем. Існує також якісна та дуже зручна індустріальна металева опалубка, призначена для виготовлення колон. На жаль, вона дорога: покупка у власність невиправдана, а оренда може бути вигідною лише за умови високих темпів будівництва. Перетин залізобетонних стовпів не може бути меншим, ніж 20х20 см за умови гарного ущільнення бетону та нормальної якості суміші. Знов-таки, про всяк випадок, під житловий будинок краще поставити стовпи перерізом не менше, ніж 25х25 см. До речі, щоб не морочитися з марками бетону, достатньо замішати розчин у пропорції цемент/пісок/щебінь або гравій у класичній пропорції 1/3/ 5. Цемент повинен бути непростроченим, марки 500 або хоча б 400, без вмісту вапна (ці дані завжди є на упаковці). Бетон у процесі заливання обов'язково потрібно ущільнювати глибинним вібратором або хоча б дерев'яною палицею. Потім стовпчики слід змочити і накрити зверху плівкою або руберойдом, щоб з бетону не випаровувалася волога. Опалубку можна зняти не раніше ніж через три тижні після заливання.
Можна збудувати стовпчастий фундамент і з бутобетону в опалубці. Але, оскільки його неможливо нормально проармувати, та й міцність такої кладки менша, переріз стовпів повинен бути занадто великим.Мінімум 50х50 см.
Теоретично, стовпи фундаменту можна спорудити і з цегли, перетин від 38х38 см, це півтора цегли. Фактично, знайти відповідну якісну добре обпалену цеглу за розумними цінами сьогодні нереально.
Після встановлення стін будинку проміжки між стовпами закривають листовим матеріалом, зручніше та міцніше за інші плоскі азбестоцементні листи.
Усі стовпи, крім залитих у металевих в азбестоцементних (для легких будівель) трубах, потрібно армувати. Нерідко просто засовують в бетон кілька сталевих лозин, ніяк не зв'язавши їх між собою. Це докорінно неправильно. Грамотне рішення - зробити повноцінний арматурний каркас. По висоті стовпа розміщують прямокутником чотири стрижні (для круглих стовпів можна три), пов'язують один з одним «поперечками» з кроком 40 см. Каркас краще закріпити в'язальним дротом, ніж використовувати зварювання. Для основної арматури використовують арматуру AIII рифленого профілю діаметром 10-12 мм. Для поперечних елементів можна взяти дріт від 8 мм.
Найпростіший і найшвидший спосіб зробити ями для стовпів у не кам'янистому грунті — скористатися бензобуром. У всіх прокатних конторах будівельних інструментів такий інструмент є, оренда його коштує невеликих грошей. За одну зміну без проблем можна зробити виїмки під усю конструкцію. Якщо такої можливості немає, доведеться скористатися ручним інструментом. Переважний варіант - спеціальний бур ТІСЕ, який дозволяє робити свердловини змінного перерізу, що розширюються внизу. На найгірший кінець піде звичайний садовий бур.
Під стовпи, що відливаються в знімній опалубці, траншеї доведеться копати великого розміру та вручну.
Опорна частина стовпа
Правильно виконаний армований бетонний стовп витримає доситьвелике навантаження, але ґрунт при малій площі опори може просісти. Чим важчий будинок, тим більша площа опорної частини має бути у стовпів. Чим більша площа «п'ятки», тим краще. Якщо траншею відривають лопатою, її можна поширити і спочатку виставити опалубку і відлити опору, потім сам стовп. Загалом, розмір «п'ятки» роблять удвічі більшим, а висоту — приблизно дві третини перерізу. Якщо стовп має розмір 30х30 см, то опора приблизно 60х60 см, а висота її близько 20 см. Під стовпи круглого перерізу, що заливаються в трубах, бурять отвори більшого, ніж сам стовп, розміру. Виняток - «хитрий» бур ТІСЕ, за допомогою якого можна робити неглибокі свердловини змінного профілю. Спочатку в лунку заливають пару відер бетону, це буде опора. Після цього встановлюють незнімну опалубку (трубу, руберойд) і опускають у неї арматурний каркас.
Стовпчастий фундамент із ростверком
Ростверк - несуча залізобетонна балка, що з'єднує стовпи зверху. Застосовується фундамент із ростверком (стрічково-стовпчастий) для будівництва кам'яних будівель, важкі стіни яких необхідно спирати по всій довжині. Стовпи зводять за тими ж технологіями, що і для легких будинків з тією різницею, що їх перетин більше, а крок частіше. Ростверк може бути монолітним або виконаний із заводських елементів, встановлених на стовпи. Арматурний каркас стовпів для фундаменту з монолітним ростверком повинен розташовуватися вище за позначку стовпа на 10-15 см, він буде пов'язаний з горизонтальним каркасом ростверку. Сам ростверк обов'язково армується, діаметр горизонтальних несучих стрижнів повинен бути не менше 12 мм, поперечні зв'язки ставлять через 40 см. Чим більше крок стовпів і навантаження від стін, тим сильнішим має бути каркас. Ширина ростверку - не менше перерізу стовпів і двох третин ширини стіни, що лежить вище. Осісиметрії стіни та ростверку повинні збігатися. Висоту ростверку слід робити не менше його ширини, для важкого будинку (цегляні стіни, залізобетонні перекриття) - у півтора рази більше.
Ростверк в жодному разі не повинен спиратися на грунт або бути заглибленим у нього, навіть якщо грунт не пучинистий. Взимку грунт, що неминуче піднімається під дією сил морозного пучення, повинен мати можливість вільного вертикального переміщення. В іншому випадку ростверк, особливо збірний, може відірвати від стовпів фундамент неминуче деформується. На піщаних ґрунтах відстань від поверхні ґрунту до нижньої частини ростверку має бути не менше 5 см, на пучинистих 10-15 см. Забезпечити цей зазор можна двома способами. У першому випадку горизонтальна частина опалубки, "дно", виставляють на вазі. Це складно. Другий метод простіший. До рівня проектної позначки низу ростверку насипають, ущільнюють та розрівнюють пісок. Розкочують по засипці смугу руберойду або бітумно-полімерного аналога. Ізоляція перешкоджає витіканню із суміші води та цементу, покращує умови затвердіння і може бути використана як гідроізоляція. Потім встановлюють опалубку тільки вертикальні бічні елементи. Армують та заливають. Протягом трьох тижнів бетон потрібно зволожувати та берегти від пересихання, накриваючи плівкою. Після цього терміну опалубку знімають і піщану підсипку видаляють.
Зазор можна заповнити м'яким матеріалом, наприклад, вставити в щілину утеплювач-оболонку для труб. Або взагалі нічим не заповнювати. Щілина з боку вулиці та будинку закривають листовим матеріалом, відмінно підходять плоскі азбестоцементні листи. Після того, як виконано зовнішнє вимощення і внутрішнє засипання, про існування повітряного зазору можна тільки здогадуватися.
Палі відрізняються від стовпівпринципом спирання та довжиною вертикальних елементів. Стовпчасті фундаменти зводять на ґрунтах із нормальною несучою здатністю, пальові – на слабких. Найчастіше верхні шари торф'янистих, мулистих або пилових піщаних ґрунтів мають невелику товщину, кілька метрів. Завдання паль - "проколоти" слабкий грунт і дістатися до несучого шару, забезпечивши надійне спирання будівлі. Перед тим, як приймати рішення про зведення пальового фундаменту, необхідно провести дослідження: пробне буріння, щоб упевнитися в технічній можливості «дістатись» до несучих ґрунтів. Якщо товщина слабких шарів дуже велика, варто звернути увагу на плитну конструкцію фундаменту.
Найнадійніша і найефективніша технологія — забивання в ґрунт заводських залізобетонних паль за допомогою свабібних машин. Дозволяє долати шари ґрунту в десятки метрів та зводити дуже важкі будівлі. На жаль, забивні палі обходяться дуже дорого і в приватному будівництві використовуються дуже рідко. Буронабивна технологія схожа з пристроєм стовпів: бурильною установкою або ручним буром з подовжувальними насадками вибирають грунт, поки не дістануться шарів. Далі застосовують металеві або азбестоцементні труби, заповнюючи їх бетоном. Бетон в азбестових трубах армують. Як бачимо, пальовий фундамент, на відміну від стовпчастого, не завжди можна зробити самостійно і без залучення техніки.
Останнім часом стає популярною технологія гвинтових паль. Хоча, часто вона застосовується і при будівництві на міцних грунтах. У цьому випадку застосовують коротші палі, вони виконують функцію стовпів. Але, у будь-якому випадку, «свердло» (нижня частина палі) має розміщуватися нижче за глибину промерзання. Гвинтова паля є металевою трубою з вістрям і лопатевим свердлом на кінці. Її простовкручують у ґрунт, лише намітивши в землі лунку. Таким чином земляні роботи мінімізуються. Вкрутити палю в ґрунт без каміння запросто можуть три людини: двоє, використовуючи як важелі ломи, вставлені в отвори корпусу палі, закручують її в землю, третій контролює вертикальність входження. Бажано після монтажу гвинтових опор пов'язати їх між собою. Це можна зробити, приваривши з внутрішнього боку до труб арматуру або спорудивши ростверк. Гвинтовий фундамент використовується тільки при будівництві легких будівель, обходиться відносно недорого, швидко зводиться. Не потрібно мати сарай, складувати матеріали та інструменти, замішувати будівельні розчини.
Під важкі будівлі пальовий фундамент виконується із залізобетонним ростверком. Принципи пристрою такі самі, як і стовпах. По гвинтових палях ростверк роблять металевим, приваривши до труб швелер або куточок із двох сторін.
На закінчення скажемо, що стовпчастий та пальовий фундаменти підходять не тільки для будівництва будинків та господарських будівель. Це економічна та міцна основа для ґанків, терас, естакад, парканів та інших споруд.
Гідроізоляція та утеплення
Палеві та стовпчасті фундаменти, так само як і інші типи, при необхідності можна гідроізолювати або утеплити. Для ізоляції від води застосовують стандартні методи: обмазку або обклеювання бітумно-полімерними матеріалами, цементні суміші. Потрібно сказати, що досягти 100% гідроізоляції не завжди можливо. Повністю ізолювати стовп можна лише за умови відливання його в знімній опалубці.
Для утеплення використовують матеріали, що не поглинають вологу: пінополістироли, в тому числі екструдовані. Так як ростверк, якщо він взагалі є, не йде в ґрунт, часто утеплюють частину фундаменту над землею івимощення.