Столбчатые фундаменты

СТОЛБЧАТЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Фундаментные столбы в малоэтажном строительстве применяются с незапамятных времен, и история их возведения уходит своими корнями далеко в глубь веков. Наши предки устанавливали такие фундаменты под легкие деревянные строения, используя в качестве столбов комли лиственных или хвойных деревьев диаметром от 40 до 60 см (рис.1). А в условиях вечной мерзлоты когда, где устройство ленточных фундаментов неприемлемо, деревянные стулья являются наиболее надежными фундаментами и в настоящее время (дело в том, что ленточные фундаменты обогреваемых зданий, установленные в мерзлый грунт, подвержены осадкам по мере оттаивания грунта под теплым домом).    

Рис.1. Столбчатый фундамент в виде деревянных стульев

Применение столбчатых фундаментов целесообразно, когда прочные грунты, которые могут служить основанием фундаментов, залегают на небольшой (2 - 3 м) глубине. В этом случае применение столбчатой конструкции дает возможность снизить стоимость нулевого цикла здания за счет снижения объема земляных работ и уменьшения количества смонтированных строительных материалов. Если учесть, что стоимость нулевого цикла в общем объеме строительных работ может достигать 25% и более, то экономичные методы строительства целиком и полностью себя оправдывают. Кроме того, применение столбчатых фундаментов значительно сокращает построечную трудоемкость за счет использования средств малой механизации и вдвое снижает продолжительность работ. Положительное свойство столбчатых фундаментов заключается и в том, что грунты основания под отдельно-стоящими опорами работают лучше, чем под сплошными фундаментами. Вследствие этого снижается давление на грунт, отчего вероятность осадок снижается.     

Несмотря на кажущуюся простоту, столбчатые фундаменты конструктивно могут существенно отличаться друг от друга, хотя все они имеют и общие особенности конструкции: столбы фундаментов устанавливают по всему периметру здания с интервалом 2 - 3 м, в зависимости от несущей способности основания; также обязательна установка столбов в углах здания и в местах пересечения несущих стен.

Простота столбчатых фундаментов является одновременно и их недостатком. Чтобы столбы при нагрузках не отклонялись от вертикали, их надфундаментные конструкции должны обладать достаточной жесткостью. Кроме того, устройство столбчатых фундаментов автоматически влечет за собой необходимость устройства забирки (рис.2), защищающей подпольное пространство здания от продувания, снежных заносов и т. п. При необходимости глубокого заложения столбчатых фундаментов (более 3 м) их экономическая эффективность падает, и на смену приходит другое конструктивное решение - свайные фундаменты.     

     
Рис.2. Забирки:

A, A - забирки из бревен; Б, Б - забирки из досок; 1 - вентиляционное отверстие

ДЕРЕВЯННЫЕ СТУЛЬЯ

Технология деревянных столбчатых фундаментов до сих пор используется в глубинках нашей страны. Да и в центральной части РФ деревянные столбы часто устанавливают под легкие дворовые постройки брусчатой, бревенчатой или каркаснощитовой конструкции. Лучше всего для этой цели подходит древесина дуба и лиственницы, биологическая стойкость которых достаточно высока. После соответствующей обработки древесина этих пород может простоять в грунте без разрушения несколько десятков лет.

     
Рис.3. Бетонная "пята" столбчатого фундамента

Столбы устанавливают в отрытые котлованы строго вертикально, обращая их комлями вниз. Чтобы увеличить несущую опорную площадь столба и придать ему устойчивость, нижние концы стульев опирают на постелистый камень, бетонную плиту или "пяту" (рис.3), или на деревянную крестовину с подкосами (рис.4). Деревянную крестовину изготавливают из двух пластин длиной до 70 см, соединенных между собой крест-накрест. В верхнем бруске крестовины делают гнездо, а в нижнем конце стула - шип, что повышает устойчивость соединения.

     
Рис.4. Деревянные столбчатые фундаменты:

1 - антоептрованное покрытие; 2 - обшивка; 3 -деревянный стул; 4 - крестовина с подкосами; 5 - гидроизоляция; 6 - забирка

Назначение крестовины заключается не только в увеличении площади опорной части столба. Во время морозного пучения такая крестовина будет препятствовать вытаскиванию столба из скважины. Поэтому крестовину желательно закрепить к столбу несколькими металлическими скобами. Кроме того, снизить вероятность примерзания грунта к поверхности столба можно, соорудив защитный чулок. Для этого столб обворачивают поливинилхлоридной пленкой, рубероидом, стеклотканью или другим подобным изолирующим материалом. Изолирующий чулок защитит древесину от контакта с грунтом, что снизит вероятность ее загнивания. Кроме того, грунт не примерзнет к древесине и, вспучиваясь, будет скользить по чулку. Таким образом, силы морозного пучения будут сведены практически к нулю. Через несколько лет пучинистый грунт как бы "привыкает" подниматься без фундамента и поэтому будет подниматься без столба, даже если защитный чулок разрушится. Само собой разумеется, деревянный столб перед установкой следует антисептировать, что продлит срок его службы.

Вместо деревянной крестовины можно устанавливать бетонную подушку, что повышает надежность опорной части столба. Когда в качестве подушки для деревянных стульев применяют монолитный бетон, то установку столбов лучше делать на свежий бетон. При погружении деревянного столба на 10-12 см в бетон, происходит жесткая фиксация столба после схватывания бетона, и устойчивость фундамента повышается.

Разработка грунта под столбчатые фундаменты осуществляется, как правило, вручную. Механизированная разработка грунта часто приводит к нарушению структуры грунтовых пластов, что влечет за собой снижение несущей способности основания. В плотных слежавшихся грунтах выкопать котлован не так уж сложно. В мелких и пылеватых песках могут возникнуть сложности с осыпанием стенок котлована. Особенно сложно разрабатывать плывуны, которые характерны для болотистых мест. Такие грунты можно встретить на дачных участках, под которые обычно отводят самые непригодные территории.

Единственным выходом при разработке плывунов является крепление стенок котлована (рис.5). Для этого по периметру котлована на нужную глубину бурят скважины (рис.6), в которые опускают деревянные брусья. Для этого может подойти обыкновенный подтоварник, стоимость которого невысока. Стойки скрепляют по периметру досками и начинают разрабатывать грунт. По мере заглубления между стойками и грунтом укладывают доски, которые препятствуют обрушению грунта в котлован. Зазоры между досками должны быть минимальными, особенно в местах прохода слоев плывуна. В таких местах даже может возникнуть необходимость конопатки зазоров между досками.     

Рис.5. Подготовка котлована для стобчатого фундамента:

А - применение горизонтальных брусков;

 1 -дощатое крепление; 2 - опорный брус; 3 - клин; 4 - опора; 5 - распорка; 6 - грунт;

Б - применение брусков-распорок;

1 - грунт; 2 - дощатое крепление; 3 - верхний опорный брус; 4 - распорка; 5 -доска, ограничивающая котлован;

 В - готовый котлован для столбчатого фундамента (распорки убраны)