Розрахунок та будівництво стовпчастого фундаменту під каркасний будинок - САМОСТРОЙ 74

Стовпчастий фундамент - це фундамент з декількох стовпів, заглиблених у ґрунт у певному порядку і пов'язаних у єдину раму за допомогою дерев'яної, металевої обв'язки або залізобетонного ростверку.

Стовпчасті фундаменти застосовуються в основному для будівництва дерев'яних або каркасних будинків висотою не більше 2-х поверхів, лазень, господарських будівель, питома маса яких не перевищує 1000 кг/м³. Тяжкіші будинки на таких фундаментах будувати недоцільно, у зв'язку з відносно невисокою міцністю стовпів і недостатньо великою сумарною площею підошви.

Стовпчастий фундамент хоч і є найдешевшим, але у разі його правильного проектування він також буде надійною опорою.

Переваги стовпчастого фундаменту:

1. економія коштів і трудових витрат рахунок зменшення обсягу земляних і бетонних робіт;
2. Висока швидкість будівництва нульового циклу.

Основний недолік стовпчастого фундаменту:

1. непередбачувана поведінка окремих стовпів фундаменту при легковажному ставленні забудовника до вивчення властивостей ґрунту на ділянці (особливо для фундаментів без монолітного ростверку).

Відмінності стовпчастого фундаменту від стрічкового:

1. підходить для будівель, що належать до полегшеного типу (дерев'яні будівлі без підвального приміщення, колони тощо);
2. є ряд опор, що знаходяться в найбільш навантажених точках.

Види стовпчастого фундаменту:

1. за особливостями конструкції:
2. монолітний, який має більшу міцність, т.к. виготовлений з армованого бетону.
3. збірний, що складається з окремих елементів, тому має слабкі місця зі швів (стиків).
4. по глибині розміщенняоснови:
5. заглиблений - розміщений нижче за рівень промерзання, обов'язковий на глинистих грунтах.
6. малозаглиблений - виконаний на глибині до 700 мм, доцільний на піщаних або скелястих ґрунтах.

Розрахунок стовпчастого фундаменту

Вихідні параметри для розрахунку стовпчастого фундаменту:

1. тип ґрунту та перепад висот у місці майбутнього будівництва;
2. глибина залягання підземних вод;
3. рівень промерзання ґрунту;
4. проект будинку (розташування несучих та внутрішніх стін).

Найголовнішим протипоказанням для вибору стовпчастого фундаменту є високий рівень ґрунтових вод. Не можна допускати, щоб він підходив ближче ніж на 50 см до підошви стовпів. Крім того, стовпи обов'язково повинні бути закладені глибше за шар родючих нестійких органічних грунтів.

Спочатку необхідно досліджувати ґрунти на місці майбутнього будівництва. Докладно про це йдеться у статті за посиланням http://moi-domostroi.ru. Прийнявши рішення будувати стовпчастий фундамент, в обов'язковому порядку необхідно робити пробне буріння на 0,5-0,6 метрів нижче за передбачувану глибину закладення стовпів для виявлення водонасичених слабких ґрунтів (пливунів).

Після дослідження ґрунтів необхідно визначити навантаження, яке будинок з фундаментом будуть надавати на ґрунт, що несуть, простіше кажучи, розрахунок ваги будинку. Оцінюється зразкова маса майбутньої споруди (точну вважати безглуздо, проте за підрахунками постарайтеся врахувати і навантаження через домашнє начиння), після чого вибирається вид стовпчастого фундаменту. Якщо є сумніви, краще взяти більш міцний варіант.

Примітки:

1) При вугіллі нахилу схилів даху більше 60º снігове навантаження приймається рівною нулю.

2) Прирозрахунку фундаменту до ваги будинку додається і орієнтовна вага самого фундаменту. Обчислюється його приблизний обсяг і множиться на питому вагу залізобетону, що дорівнює 2500 кг/м³.

Після визначення ваги будинку розраховуємо мінімально необхідну сумарну площу (S) основ усіх стовпів фундаменту:

де 1,3 - Коефіцієнт запасу надійності;

Р - загальна вага будинку разом із фундаментом, кг;

Rо - розрахунковий опір несучого ґрунту, кг/см².

Значення Rо, що називається ще несучою здатністю ґрунту, орієнтовно можна прийняти за таблицею нижче:

Примітка:

Значення розрахункових опорів дано для ґрунтів, розташованих на глибині близько 1,5 метрів. У поверхні несуча здатність майже в півтора рази нижча.

Розрахувавши значення сумарної площі основ всіх стовпів, ми тепер можемо визначити їх необхідне число залежно від діаметра чи розмірів перерізу.

Отже, спроектований мною каркасний будинок з мансардою має розміри 8 на 8 м, висота стелі 1-го поверху 2.5 м, площа даху 108 м 2, стіни завтовшки 200 мм з утепленням пінопластом або мінватою (остаточне рішення ще не прийнято).

Для розрахунку навантаження візьму такі параметри маси 1 м 2 конструкцій:

1. цокольне перекриття 75 кг;
2. горищне 75 кг;
3. стіни 70 кг;
4. покрівля 30 кг;
5. снігове навантаження 190 кг;
6. корисне навантаження приміщень (меблі та люди) 210 кг;
7. фундамент 2500 кг/м 3;

Під час розрахунку маси стін підсумував площу всіх стін, включаючи внутрішні перегородки, отримавши наступний результат: площа стін першого поверху 121.5 м 2 , площа внутрішніх стін мансарди 41.5 м 2 . Таким чином, маса всіх стін будинку дорівнює (121.5 + 41.5) * 70 = 11410кг.

Площа перекриттів (цокольного та першого поверху): 8*8 = 64 м 2 . Маса перекриттів 64*2*75 = 9600 кг.

Корисне навантаження приміщень: 64*210 = 13 440 кг.

Маса горищного перекриття (мансарда з утепленням): 108*200 = 21 600 кг.

Маса снігового навантаження (за найгірших умов): 108 * 190 = 20 520 кг.

Загальна маса будинку становить приблизно 77 тонн.

Маса фундаменту (22 опори): 4 м3*2500 = 10 000 кг.

Отже, маса будинку з фундаментом становить близько 87 тонн.

Оскільки за проектом у мене заплановано встановлення 22 стовпів-опор, тепер необхідно визначити потрібну площу їхньої основи (грунт: 50 см родючий шар, далі - супісь, ґрунтові води розташовані нижче 2 м).

Мінімально необхідна сумарна площа (S) основ усіх стовпів фундаменту:

S = 1.3 * 87000 (кг) / 3,5 = 32314 см 2

Тепер знаходимо потрібну площу однієї опори: 32314/22 = 1468 см 2 , Що відповідає квадрату зі сторонами 38 см.

Якщо прийняти розмір опори 0.6 м х 0.6 м (площа основи 3600 см 2 або 0.36 м 2 ), то сумарна площа основи всіх опор дорівнюватиме 7,92 м 2 , а навантаження на ґрунт становитиме не більше 1,3 * 87 000/79200 = 1,42 кг/см 2 що забезпечує необхідну несучу здатність фундаменту.

Будівництво стовпчастого фундаменту

Інструмент, який знадобиться при зведенні стовпчастого фундаменту:

1. Лопата.
2. Опалубка.
3. Рулетка.
4. Рубероїд.
5. Геотекстиль щільністю 200 гр/м2.
6. Армуючий каркас.

Розмітка стовпчастого фундаменту

Про розмітку стовпчастого фундаменту досить докладно можна почитати за посиланням http://fundamentprofi.ru.

У зв'язку з тим, що я збираюся будувати стовпчастийдрібнозаглиблений фундамент (а пристрій цього типу основи передбачає, що глибина його закладання не перевищуватиме 80 см), то технологія буде наступною:

1. на місці будівництва знімається родючий шар ґрунту;
2. у мінеральному ґрунті у місцях знаходження опор за проектом копаються ями розміром 0,6 х 0,6 м 55-60 см завглибшки;
3. ями застилаються геотекстилем 200 гр/м 2 і засипаються щебенем 5-20 шаром 25-30 см, який трамбується, далі геотекстиль потрібно загорнути і покласти зверху шар руберойду;
4. зв'язати армуючий каркас для підошв з арматури 12мм, укласти на дно ям (прути арматури не повинні стикатися з ґрунтом), забезпечити вгору виведення кінців (до 15 см) для зв'язку з армуванням стовпів;
5. залити підошви стовпів (у разі опалубкою будуть виступати стінки ям).

Як опалубку самих стовпів я використовуватиму старі дошки і фанеру, що залишилися після розбирання старої будівлі), хоча деякі пропонують використовувати безнапірну азбоцементну трубу діаметром 300 мм. Армування стовпів – арматура 12 мм.

Для заливання фундаменту використовуватиму товарний бетон марки М-300 В22.5. Для самостійного замісу 1 м 3 мені знадобиться, кг (частини) ( докладніше . ):

1. Портланд цемент М400 - 382 кг (1)
2. Щебінь - 1080 кг (2,83)
3. Пісок – 705 кг (1,85)
4. Вода – 220 л (0,58)

Далі - обов'язковий пристрій вимощення та забирання (з листів АЦП) з утепленням Піноплексом (докладніше про утеплення фундаменту).

Помилки під час будівництва стовпчастого фундаменту

Найпоширенішою помилкою приватних забудовників при зведенні стовпчастого фундаменту є будь-якого, навіть наближеного розрахунку. Кількість стовпів, як і площа їхпідстав, беруться «зі стелі». Практично на всіх будівельних сайтах написано одне й теж - ставте стовпи по кутах і на перетині стін, при необхідності на довгих стінах додавайте ще щоб відстань між ними була від 1,5 до 2,5 метрів. Нормальний такий розкид! До того ж про площу основи практично ніде жодного слова. Адже саме від цих показників залежить, чи стоятиме Ваш будинок на місці або згодом почне перекошуватися і сідати.

Теорію, викладену в цій статті, я практично випробував і на практиці.

---