Столбы для забора – какие есть нюансы при выборе материалов и способов монтажа

Выбор опор для ограждения участка не менее сложен, чем выбор фундамента для дома. Длина пролетов, высота столбов для забора, и самого забора, характер материалов, вид грунта – все имеет значение. И есть большая разница – будут ли это деревянные столбики для забора из штакетника или профильная труба для секционной металлической ограды. Излишняя прочность увеличивает стоимость конструкции, а недостаточная – снижает срок службы. И хотя последствия ошибки не столь катастрофичны, но лучше сразу сделать правильно, чем переделывать весь забор спустя непродолжительное время. Например, после первой же зимовки.

Материалы для столбов – изнутри и снаружи

При правильных расчетах достаточно много материалов можно использовать в качестве столбов для забора и при этом быть уверенным, что они способны выдержать нагрузки на ограждения.

В зависимости от материала самого забора, устанавливают такие столбы:

• из дерева;
• из металлического профиля;
• из железобетона;
• из кирпича;
• из природного камня.

Только исходя из материала, который планируется использовать в конкретном случае, определяются несущие способности опор, а значит – частоту их установки и толщину.

Иногда на «поверхности» можно видеть совсем другие материалы, но они выполняют вспомогательные функции, хотя и усиливают прочность столба. Например, асбестоцементные трубы это одновременно несъемная опалубка, внутрь которой закладывают металлическую арматуру и заливают бетонную смесь.

И если подходить строго, то кирпичные столбы под забор изнутри армируют стальной трубой. Зачастую, кирпич это просто облицовка монолитной железобетонной опоры, составляющей единое целое с фундаментом, для тяжелого каменного или комбинированного забора.

Каменные столбы для забора могут быть сложены разными способами – из необработанных «булыжников» или блоков с пиленой поверхностью, но в средине обязательно должна быть основа из стального или железобетонного сердечника.

По такому же принципу делают и опоры из гиперпрессованных блоков с поверхностью под натуральный камень.

Размер подземной части

Сразу надо сказать, что каменные заборы – это отдельная категория ограждений. По сути, они сродни стенам из кирпича или блоков, но в отличие от последних, армирование происходит не закладкой сетки в кладочный шов, а усилением столба металлическим профилем.

Считается, что пролет в виде стенки, сложенной в один кирпич, достаточно прочен за счет перевязки кладки и несущих способностей боковых опор, если он имеет длину и высоту не более трех метров. Поэтому выбор ширины и глубины залегания ленточного фундамента для каменного забора определяют по стандартному алгоритму.

Для столбов из дерева, металла и железобетона есть разные подходы к выбору размера подземной части. В первую очередь рекомендации зависят от типа грунта.

Пучинистые грунты требуют, чтобы подошва опоры залегала ниже уровня промерзания – иначе ее просто начнет «выдавливать» наверх при замерзании почвенной влаги.

В плотных грунтах установка столбов под забор допускается с подземной частью равной 1/3, а в рыхлых – 1/2 от надземной части. Но это справедливо, если пролеты не сплошные, и на них не воздействуют ветровые нагрузки.

В любом случае, специалисты применяют углубленные методики расчета, которые, с большой долей вероятности, покажут цифры, отличающиеся от полученных в результате упрощенных вычислений.

Особенности учета ветровой нагрузки

Расчет этой характеристики нормирован соответствующим СНиП, в котором учитывают регион и статистические показатели по скорости ветра на разной высоте. Есть методика расчета и для сплошных стен высотой до 5 м, куда попадают и заборы с глухими пролетами.

Методика непростая, но давление ветра можно приблизительно оценить и самому по простой формуле:

W= 0.5*1.265*v², где 1.265 – это плотность сухого воздуха на уровне моря при нормальном давлении (кг/м3), а v – скорость ветра (м/с).

Результат получается в Па, и чтобы его перевести в кг/м², надо умножить на поправочный коэффициент 0.10197.

При максимальной скорости ветра 30 м/с на 1 квадратный метр сплошного пролета будет давить около 58 кГс. То есть при ширине пролета 2.5 м и высоте 2 м, столб будет воспринимать крутящую нагрузку в 290 кГс. Чтобы определить глубину подземной части столба, этот крутящий момент умножают на аэродинамический коэффициент 0.8 (у земли скорость ветра падает) и делят на константу 225 (коэффициент момента сопротивления). Результат равен 1.3 м, что уже не удовлетворяет рекомендациям даже при наличии на участке плотных грунтов, и чтобы выйти на глубину подземной части в 1 м, ширину пролета необходимо уменьшить до 2 м.

Разумеется, это далеко не полная методика расчетов – таким образом можно только примерно определить необходимое расстояние, между опорами, в зависимости от длины столбов для забора. Детальные расчеты делаются с учетом местных климатических особенностей и почвы на участке.

Площадь опоры и расстояние между ними

Большинство рекомендаций как правильно установить столбы для забора по длине пролета сводятся к выбору между 2.5 м и 3 м. Если сделать меньше, то это увеличит стоимость забора, больше – снизит его прочность и приведет к тому, что столбы придется закапывать еще глубже. А так как длина пролета влияет на нагрузку, то важно правильно выбрать размер сечения опоры и способ ее установки в грунте.

Существуют нормативы расчетного сопротивления грунта. И эту характеристику своего участка надо знать.

Чтобы выбрать оптимальное значение пролета, диаметр круглой опоры или сторону квадратного профиля принимают равным какому-то рекомендованному размеру: для тяжелых оград – до 20 см, для легких – до 10 см. Также предварительно выбирают длину пролета.

Затем вычисляют нагрузку от всех материалов, которая приходится на одну опору. А это вес столба плюс пролета (по половине с каждой стороны). Полученное значение суммируют с ветровой нагрузкой, добавляют 20% для надежности, а затем делят на площадь сечения столба (в см2). Результат должен быть выше нормативной характеристики грунта на 10%.

Если не так, то надо либо уменьшить длину пролета (или высоту забора), либо увеличить площадь опоры, которая выступает в роли столбчатого фундамента.

Во втором случае обычно диаметр столба или сечение прямоугольного профиля не меняют, а проводят бетонирование подземной части или делают «пятку» у опоры.

Деревянные столбы

Этот материал выбирают для деревянных заборов. И дело не в эстетике, а в непродолжительном сроке службы деревянного столба, который «переживут» любые металлические ограды. Кроме того, такой вид опоры лучше использовать для невысоких ограждений или штакетника, чтобы нагрузки были соразмерны прочности материала, а подземная часть – небольшой.

Если в качестве столба применяют бревно, то оно обязательно должно быть ошкурено.

В любом случае всю подземную часть бревна или бруса надо обработать мастикой на основе битума, чтобы защитить древесину от воздействия почвенной влаги. Еще лучше перед нанесением обмазочной гидроизоляции обжечь поверхность паяльной лампой – термообработка закрывает поры, через которые вода проникает в дерево, а сама древесина становится «непривлекательной» для микроорганизмов (грибка, плесени).

Металлические столбы

Наиболее распространенный вариант – установка металлических столбов для забора.

Существующий на рынке ассортимент готовых изделий разделяется на три типа профиля: круглый, квадратный и прямоугольный. Фабричные металлические столбы уже имеют приваренные площадки для крепления прожилин и заваренные с двух сторон торцы, чтобы внутрь не попадала дождевая вода. Как правило, вся поверхность уже загрунтована, но это не отменяет дополнительную обработку подземной части битумной мастикой, а надземную часть все равно необходимо окрасить – только в этом случае столб не будет ржаветь и прослужит долго.

Самые дорогие готовые столбы выпускают с защитным цинковым покрытием, и изготовитель обычно предлагает к ним в комплект поперечные лаги, систему крепления и дополнительные аксессуары.

Единственный недостаток фабричных столбов – фиксированная длина и размеры сечения. Они могут быть недостаточными или избыточными для конкретных условий. Поэтому иногда есть смысл поискать, где можно изготовить опоры под заказ – обычно этим занимаются небольшие компании с собственным производством. Главная задача, которую остается решить проектировщику – какая должна быть толщина стенки у таких железных столбов для забора.

Расчет прочности балки с одним защемленным концом – стандартная задача из сопромата. И специалисты уже давно подсчитали, что для максимальной длины пролета в 3 м, сплошного настила из профлиста и предельных ветровых нагрузках, достаточно профиля 80х80 мм или круглой трубы с такой же площадью сечения при условии толщины стенки 3 мм.

Железобетонные столбы

В отличие от металлических, этот вид опор насчитывает несколько вариантов:

• «Виноградные» – самые простые. Применяют для ограждений дачных участков сеткой рабицей. Так называют, потому что используются в качестве опор для подвязки лозы.
• Столбы с пазами входят в фабричные комплекты железобетонных декоративных «еврозаборов».

• Комплекты из столбов и нижней бетонной перемычки – для комбинированных ограждений.

• Опоры, изготавливаемые на месте, путем заливки раствора в опалубку с уложенным армирующим каркасом.
• Заливка асбестоцементных труб по принципу несъемной опалубки.

Заключение

Столбы для любого ограждения, надо тщательно просчитывать, особенно это касается каменных заборов, для которых нужен фундамент. Главное, чтобы его несущие способности соответствовали виду забора, а установка была проведена по всем правилам – от схемы раскладки до величины заглубления и способа установки в грунте. Если не учесть все факторы, то уже в течение сезона можно получить перекошенную ограду, которую придется полностью переделывать.