26-01-2018, 18:36

Строим экономичный и функциональный фундамент из труб

Фундамент под любую постройку — дело сложное, тем более, что стоит он около трети всех затрат на строительство. Но есть вполне достижимая возможность сэкономить на фундаменте деньги, время и силы — построить его из более простых материалов, чем бетонный монолит или кирпичи. Это — самые различные трубы.

Содержание

1 Необходимость фундамента

2 Фундамент из труб

3 Зависимость выбора фундамента от характеристик грунта и особенностей грунтовых вод

4 Виды фундаментов из труб

5 Фундамент из пластиковых труб

Необходимость фундамента

Фундамент держит на себе весь вес постройки, защищает её от пучинистости, сдвижек и оползания сложных грунтов, а также от грунтовых вод и осадков. Если конструкция, глубина и материал фундамента были выбраны неправильно, то любое, даже самое лёгкое, строение на самой благополучной почве даст осадку и потрескается. Поэтому, если мы решили заложить фундамент из труб, то должны быть уверенными в том, что его будет достаточно для нашей почвы и веса нашей конструкции.

Фундамент (от латинского fundamentum) — строительная несущая конструкция, часть здания, сооружения, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их по основанию.

Википедия

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D1%83%D0%BD%D0%B4%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82

Фундамент из труб

Это фундамент, в котором несущую функцию выполняют сваи из вкопанных (или забетонированных) труб: асбоцементных, металлических профильных, пластиковых. К фундаментам из труб смело можно отнести свайный фундамент из винтовых свай: они тоже представляют собой полые цилиндры. А с некоторой натяжкой — и фундамент из металлических бочек: в конце концов, это тоже трубы, только большого диаметра.

Преимущества и недостатки фундамента из труб

Преимущества:

скорость возведения;

малая материалоёмкость;

низкая стоимость работ и материалов;

отличная несущая способность на сложных грунтах;

малый объём земляных работ (как правило, без применения строительной техники);

долговечность и малая деформируемость;

возможность применения на склонах, где иные конструкции слишком сложно реализовать;

лёгкость подведения коммуникаций к постройке при уже готовом фундаменте.

Недостатки:

малая несущая способность большинства видов фундаментов из труб, кроме винтовых свай (невозможность возведения на них тяжёлых построек);

невозможность сооружения полноценного тёплого подвала;

необходимость серьёзного утепления пола постройки.

Итог явно в пользу такого фундамента. Теперь выясним, на каких грунтах возможно возведение фундамента из труб.

Фотогалерея: разные дома на разных фундаментах из труб

Фундамент из длинных асбоцементных труб небольшого диаметра тоже вполне выдерживает нагрузку

Дом на склоне стоит на длинных винтовых сваях

Фундамент из металлических труб выдерживает большой вес двухэтажного дома

Фундамент из винтовых свай выдерживает большой вес дома из газобетонных блоков

Зависимость выбора фундамента от характеристик грунта и особенностей грунтовых вод

Рассмотрим возможность строительства фундамента из труб. Следует учитывать, что это отнюдь не универсальный фундамент (исключая свайный с винтовыми сваями). В случае сложных грунтов и большого веса постройки такой фундамент не подойдёт, нужно строить более сложные разновидности — монолитный плитный, монолитный ленточный, ленту из блоков, монолитный свайный. Поэтому, чтобы иметь абсолютную уверенность в правильности выбора фундамента из труб, нужно заказать геодезическое обследование своего участка. Оно будет включать заключение о грунтах, об их послойном расположении, о глубине грунтовых вод, глубине промерзания почвы и о наличии внутри почвы водяных «линз».

Геодезические исследования непременно должны предшествовать проектированию будущего строения и сопровождать его по мере продвижения

Грунты и их комбинации

Классификация грунтов представлена в справочниках; например, в учебнике «Грунты. Фундаменты. Характеристики грунтов. Выбор оптимального фундамента»:

Скальные грунты — это, скорее, кристаллическая порода, скала, а не земля, и порода осадочная (доломиты, спрессованные песчаники, сланцы, ракушечники, известняки). Приемлем любой фундамент, кроме свайного (трудно сверлить скалу).

Конгломераты — осколки разновидностей скальных грунтов; не размываются и не меняются в объёме, промерзая; приемлем любой фундамент.

Нескальные грунты:
- связанные — глинистые и суглинистые; глубоко промерзают; способны «поплыть» и сдвинуться, годятся только тяжёлые виды фундаментов;
- несвязанные — песчаный и супесчаный грунты; при намокании склонны к подвижкам, промерзают неглубоко; годятся фундаменты любого типа.

Разные грунты, которые могут встретиться на вашем участке

Зная этот перечень, можно приблизительно определить тип своего грунта и самостоятельно: садовым буром просверлить шурф и изучить образцы земли с разной глубины.

В результате геодезических работ вы получите полную информацию о состоянии вашего участка

Если смоченный водой образец грунта можно вымесить, как тесто, то ваш грунт — суглинок. Если в воде земля растворится — в ней большой процент суглинистой составляющей. Если выпадет осадок, то на дне глина, а над ней — песок.

Чтобы определить вид грунта, нужно поместить образец в стакан с водой

Если у вас на участке хороший, устойчивый грунт — массив скалы, нетронутый песчаник, или осадочные породы, или же песок, или плотные суглинистые почвы, то фундамент из труб вполне годится для любой нетяжёлой постройки типа каркасного дома, веранды, беседки, сарая. А фундамент из винтовых свай пригоден для любой постройки на любых почвах.

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания в средней полосе России около одного метра, но возможны и отклонения. Нижняя точка подошвы любого заглублённого фундамента должна находиться ниже точки замерзания грунта. К трубам (кроме винтовых свай) это чаще всего не относится.

Глубина промерзания — фактор, влияющий на глубину заложения фундамента

Уровень грунтовых вод

Это важнейшая характеристика почв, и от неё тоже напрямую зависит требуемый тип фундамента.

Уровень грунтовых вод на участке оказывает огромное влияние на выбор типа фундамента

Фундамент из труб (исключая свайный из винтовых свай) применим лишь при невысоком уровне грунтовых вод. Если этот уровень высокий, то нужно рассматривать другие типы фундаментов. Однако показатель уровня вод важно учитывать вместе с глубиной промерзания. Если вода в холодное время года расположена на глубине ниже двух метров относительно точки промерзания почвы (можно обозначить глубину промерзания как Z), а грунт довольно плотный (глина, песок), то глубину промерзания можно не учитывать.

Таблица: зависимость глубины закладки фундамента от соотношения глубины залегания грунтовых вод и глубины промерзания грунта

С уровнем почвенных вод и классификацией почвы напрямую связан такой весьма неприятный фактор, как водяные «линзы».

Водяные «линзы»

Там, где на пласте из глины лежит водопроницаемый песок или супесь, осадки проникают через верхний слой почвы и остаются под ним в виде так называемых «линз», лежащих на непроницаемом основании, которые могут сильно повредить фундаменту. Но наличие и места залегания таких «линз» практически невозможно определить самостоятельно. Мы опять приходим к необходимости профессионального обследования участка.

Внутренние водяные «линзы» возникают из-за неоднородности почвы, они очень опасны для фундамента

Подытожим: чтобы быть абсолютно уверенным в правильности выбора фундамента из труб и избежать проблем в будущем, желательно всё же получить профессиональное заключение о характеристиках участка.

Подошва фундамента должна быть ниже максимальной глубины промерзания грунта, чтобы не сказывалось вспучивание грунта при замерзании. Безопасная глубина зависит от годовых колебаний температуры, от типа и диапазона вариаций местных грунтов и от нормального уровня подземных вод.

Энциклопедия Колльера

http://dic.academic.ru

Кроме того, нужно отчётливо понимать основные преимущества и опасные моменты сооружения каждого вида фундаментов:

ленточный фундамент строится из бетона, кирпичей, блоков, уложенных на подушку из дренирующей смеси. Не очень пригоден для ненадёжных почв;

фундамент-плита монолитен. Он пригоден для ненадёжной почвы и большого веса дома, но требует больших трудозатрат и большого количества материалов;

столбчатый фундамент бывает малозаглублённым, незаглублённым и глубоко заглублённым, монолитным и блочным. Делается из бетона (монолитные столбы), кирпичей и блоков (немонолитные столбы);

свайный фундамент никогда не бывает монолитным. Делается из заводских металлических винтовых свай (что очень повышает надёжность и сцепление с почвой; такой фундамент идеален для плохих почв и для строительства на склонах), бочек и труб — пластиковых, профильных металлических, асбоцементных. Если свайный фундамент делается из бочек и труб, он не требует больших финансовых вложений.

Варианты фундаментов: ленточный, монолитный, столбчатый и свайный, два последних — с деревянными ростверками

Виды фундаментов из труб

Рассмотрим подробнее все разновидности фундаментов из труб начиная с самой простой. Общее для всех этих фундаментов — расположение труб под постройкой: по сути, это частокол столбов, которые укрепляются в углах постройки, в местах пересечения всех стен и в промежуточных точках. Рекомендуемое расстояние между трубами — от полутора до трёх метров, в зависимости от веса постройки.

Фундамент из залитых бетоном бочек

Это прекрасный, очень недорогой, но очень прочный вариант. Используются металлические бочки, крышки которых срезаны. Часто срезается и днище. В результате получается несъёмная опалубка, которая называется обечайкой. Стандартная «бочкотара» при объёме в 200 литров имеет диаметр 60 сантиметров, а высоту — 85. Бочки ставят по углам постройки, в местах пересечения несущих стен и в их середине. Преимущества: экономичность, прочность, не нужна опалубка. Недостатки: нужны глубокий большой котлован (много земляных работ) и большое количество песчано-щебёночной смеси; нужно большое количество старых бочек, которые вряд ли получится собрать, — их придётся покупать.

Необходимые инструменты

Для возведения фундамента из бочек потребуются:

строительный миксер для замешивания бетона (либо корыто для замешивания вручную);

лопата совковая;

ручная тачка;

трамбовка (ручная или вибро-);

гидроуровень (или лазерный нивелир);

рулетка;

циркулярная пила (или ручная ножовка, для резки пиломатериалов для опалубки);

болгарка для срезания дна и крышки у бочки и нарезания арматуры;

ножницы для линолеума или рубероида.

Пошаговое создание фундамента из металлических бочек

«Копим» нужное количество старых бочек.

Старые бочки — прекрасный материал для строительства фундамента

Размечаем с помощью бечёвки и кольев площадку и места, где будут стоять бочки. Размеченное место должно быть несколько больше площади фундамента — на 30–50 сантиметров с каждой стороны, горизонтальность и ровность его выверяется по лазерному нивелиру.

Работы необходимо начинать с разметки и выравнивания почвы на участке

Роем большой котлован (или шурфы под бочки диаметром несколько больше диаметра бочки).

Шурфы под бочки можно вырыть садовым буром большого диаметра

В котлован или шурфы насыпаем слой песка толщиной 0,3 метра, слегка заливаем водой и подтрамбовываем.

Если бочки без дна, то на песок кладём рубероид в один-два слоя.

На места углов постройки, пересечения несущих стен и при необходимости в их середину ставим смазанные отработанным маслом металлические обечайки (бочки).

Смазанные отработанным маслом бочки размещают в намеченных местах

Затем котлован или шурфы вокруг бочек засыпаем песчаной смесью, которая послойно смачивается и трамбуется.

Шурфы вокруг бочек засыпают песчаной смесью

В пустые бочки укладываем арматуру так, чтобы она выступала над поверхностью раствора.

Замешиваем цементный раствор.

Замешиваем цементный раствор; но можно и купить готовый бетон

Заливаем бочки раствором; необходимо каждую отдельную бочку залить за один приём.

Необходимо каждую бочку залить за один приём, чтобы бетон в ней не расслоился

Даём раствору набрать крепость в течение месяца, периодически увлажняя поверхность. Затем делаем гидроизоляцию расплавленным битумом и рубероидом.

Гидроизоляция расплавленным битумом и рубероидом предохранит стены от проникновения влаги

Ставим ростверк, крепим его к арматуре, выступающей из бочек.

Ростверк крепится к арматуре, выступающей над поверхностью бочек

«Бочковой» фундамент должен возводиться весной, и на нём сразу же должно строиться то, что планируется; если такой фундамент остаётся на зиму без нагрузки, то почва может неравномерно вытолкнуть наши бочки, и конструкция уже никогда не будет идеально прочной.

Фундамент из рубероидной «трубы»

Этот фундамент тоже формально подпадает под категорию «фундаменты из труб», потому что принцип совершенно тот же: шурф, дренаж, труба, арматура, бетон. Схема выполнения в точности такая же, как и в предыдущем случае, только вместо бочек в шурфы закладываются «трубы» из свёрнутого рубероида. Их можно вставить в футляры из сетки, а можно просто выложить по шурфу. Преимущества те же, что и в предыдущем случае. Недостатков нет.

Фундамент из рубероидной «трубы» — наипростейшее решение

Видео: сооружение фундамента из рубероидной «трубы»

Фундамент из винтовых свай

Такие сваи довольно дорогие, но бесконечно надёжные и годятся абсолютно во всех возможных случаях. Они тоже классифицируются как трубы, потому что внутри полые и точно так же, как и любые другие трубы, заливаются бетоном. А вот вид винтовых свай выбирается в зависимости от типа грунта.

Виды винтовых свай с различными винтами

Солидные сваи под тяжёлую постройку вкручиваются и монтируются специально обученными людьми с помощью тяжёлой техники.

Длинные и тяжёлые винтовые сваи завинчивают с помощью специальной техники

Но если у вас твёрдый грунт залегает неглубоко, то фундамент из нетяжёлых и недлинных свай, достающих до твёрдого грунта, вполне можно соорудить и своими руками с помощью несложного устройства для закручивания свай.

Схема вкручивания свай до твёрдого грунта

Инструменты для монтажа

Чтобы соорудить фундамент из винтовых свай, понадобятся следующие инструменты:

строительный миксер для замешивания бетона (либо корыто для замешивания вручную);

лопата штыковая;

лопата совковая;

ручная тачка;

механизм для завинчивания свай (или обычный лом при отсутствии такого механизма);

сварочный аппарат (если понадобится варить ростверк);

молотки разного веса;

плоскогубцы;

болгарка для нарезания металлического профиля;

гвоздодёр, лом;

гидроуровень (или лазерный нивелир);

рулетка;

циркулярная пила (или ручная ножовка, для резки пиломатериалов при строительстве ростверка);

электродрель (для монтажа ростверка);

шуруповёрт (для монтажа ростверка);

козлы (для распиливания бруса на ростверк).

Пошаговое создание свайно-винтового фундамента

Размечаем с помощью бечёвки и кольев площадку и места расположения свай. Подготовленное место должно быть несколько больше площади фундамента — на 30–50 сантиметров с каждой стороны. Маркировка свай указывает их несущую способность. Приблизительно зная вес будущего строения, высчитываем нужное количество свай.

Делаем неглубокие шурфы, чтобы вставить туда сваи.

Шурфы можно бурить любым буром: садовым, самодельным, мотобуром, но отверстия обязательно должны иметь меньший диаметр, чем свая

Вкручиваем в намеченные места винтовые сваи — это полые цилиндры с буром на конце. На верхних концах свай есть отверстия, туда вдевается устройство для завинчивания или обычный лом, при этом рычаг увеличивается трубами, надетыми на концы лома.

Устройство для завинчивания свай позволяет закрутить сваи самому, сэкономив бюджет строительства

Внутрь цилиндров свай вливаем жидкий раствор, фиксирующий сваю в грунте и упрочняющий сам цилиндр сваи.

Внутрь цилиндров свай вливается жидкий раствор, фиксирующий сваю в грунте

Монтируем ростверк: металлический сварной или деревянный, из бруса.

Деревянный высокий ростверк используют при строительстве фундамента на винтовых сваях при малоэтажном домостроении (например, каркасных домов)

На ростверке начинаем собирать постройку.

На свайном фундаменте строительство можно начинать сразу

Фундамент из асбоцементных труб

Этому фундаменту нет равных при возведении лёгких построек на топких участках. Он требует минимальных сил и времени. Трубы не корродируют и легко режутся на части. Стройка идёт без применения тяжёлой техники, в буквальном смысле своими руками. Недостатком являются относительная недолговечность (50–70 лет) и невозможность сделать и качественно утеплить подпол.

Фундамент из асбоцементных труб — универсальное и дешёвое решение

Инструменты

При возведении фундамента из асбоцементных труб нужны будут такие инструменты:

строительный миксер для замешивания бетона (либо корыто для замешивания вручную);

сварочный аппарат (если понадобится варить ростверк);

лопата штыковая;

лопата совковая;

садовый бур;

ручная тачка;

трамбовка (ручная или вибро-);

кувалда;

молотки разного веса;

плоскогубцы;

гвоздодёр, лом;

гидроуровень (или лазерный нивелир);

рулетка;

циркулярная пила (или ручная ножовка, для резки пиломатериалов при строительстве ростверка);

электродрель;

шуруповёрт;

козлы (для резки пиломатериалов).

Пошаговое создание фундамента из асбоцементных труб

Роем скважины-шурфы чуть шире труб на рассчитанную глубину залегания. В нижней части делаем уширение.

В нижней части шурфа делается уширение

На подушку из щебня толщиной 30 сантиметров ставим трубы, обработанные битумной мастикой. Чем тоньше трубы, тем чаще они ставятся. Длина трубы обычно около двух метров, над поверхностью земли она должна выступать на полметра и должна располагаться на полметра ниже точки промерзания грунта.

Трубы устанавливаются ниже точки промерзания грунта

Армируем трубы внутри металлическими арматурными прутьями (по несколько штук) на всю длину трубы.

Внутрь опор закладывается арматура и вдавливается в основание, пока бетон ещё не застыл

Трубы заливаем жидким раствором, а вокруг засыпаем песком или тоже заливаем раствором.

Трубу заполняют бетоном до полного объёма

Раствор выравниваем и оставляем на две недели.

Строительство на созданной конструкции можно продолжать после полного застывания бетона

Монтируем ростверк; он может быть деревянным, бетонным в опалубке и даже металлическим.

Через две недели можно приступать к установке на столбы деревянной опоры для постройки

Фундамент из профильной трубы

Технология возведения фундамента из профильных металлических труб практически ничем не отличается от постройки фундамента из асбоцементных труб, кроме того, что в некоторых (наипростейших) случаях можно не рыть шурфы, а просто забить трубы в грунт кувалдой (для этого их затачивают или надрезают «короной»).

Для забивания в грунт трубы затачивают или надрезают «короной»

И в большинстве случаев здесь не требуется армирование труб. Применяются трубы небольшого диаметра, которые затем соединяются металлическим или деревянным ростверком.

Трубы соединяются металлическим или деревянным ростверком

На фундаменте из пластиковых труб мы остановимся подробнее.

Фундамент из пластиковых труб

Это очень просто и эффективно. Можно применять любые пластиковые трубы, но чаще всего используются оранжевые канализационные трубы для внешней канализации большого диаметра — от 110 до 630 миллиметров. Серые трубы для внутренней канализации имеют меньший разброс диаметров — до 11 миллиметров.

Достоинства такого фундамента:

огромный срок службы (не меньше 50 лет);

устойчивость к агрессивным веществам в грунте и атмосфере;

устойчивость к морозу;

лёгкость, жёсткость, прочность;

малая выталкиваемость: когда грунт будет пучиться, он будет скользить по гладкой поверхности трубы.

Недостатки:

из-за небольшой прочности этих свай такой фундамент требует большого количества труб и соответственно — скрупулёзной работы;

такие трубы дороже, чем «трубы» из рубероида.

Выбор места для постройки

Сначала выбираем место на участке, где мы выстроим наш дом. На картинке доступно показаны разрешённые места для проектирования и возведения домов и прочих построек согласно СНиП 31.02.2001 и СНиП 30.02.97.

Место для любой постройки нужно выбирать с учётом всех строений и деревьев на участке и соседского забора

Выбор модели дома

Проанализировав ситуацию с грунтом на участке (у нас — песчаный грунт), все свои пожелания и возможности, мы остановились на одноэтажном доме из оцилиндрованного бревна площадью 122 квадратных метра на простом свайном фундаменте из пластиковых канализационных труб, что вполне достаточно для этой модели постройки. Утеплять фундамент мы также не будем — последующее утепление будет сделано при строительстве дома. Трубы для нашего фундамента мы выберем оранжевые, для внешней канализации, диаметром 20 сантиметров.

Рисунок планируемого дома со схемой стен очень поможет в строительстве

Расчёты на основе онлайн-калькуляторов

Существует довольно много онлайн-калькуляторов для разных моментов строительства фундамента — от нагрузки до расхода бетона.

Расчёт нагрузки на фундамент

Рассчитываем нагрузку нашего дома на фундамент согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия», актуальная версия — СНиП 2.01.07–85. Заполняем все требуемые поля.

Нагрузку рассчитывают по периметру и внутренним стенам

Задаём цифры для определения нагрузок.

Для определения нагрузок нужно ввести данные

Снеговой район определяем по карте.

По карте нужно определить снеговой район

Из общего расчёта в данный момент нас интересуют лишь две цифры, которые нам понадобятся для определения количества столбов (остальные цифры мы будем применять позже, при строительстве дома на фундаменте):
- вес дома с учётом нагрузок — 135 тонн;
- вес коробки дома — 81 тонна.