На слабых, пучинистых и переувлажненных грунтах обычно возводят свайно-ростверковое основание, которое за счет минимальной площади подошвы свай и равномерного распределения нагрузки не дает фундаменту усаживаться и деформироваться, а за счет ростверковой бетонной ленты позволяет поставить не только деревянный или пеноблочный, но и тяжелый дом из кирпича или бетоноблоков. В индивидуальном строительстве свайно ростверковый фундамент плюсы и минусы которого будут рассмотрены ниже, применяется практически для любых типов сооружений, будь то хозяйственная постройка или двухэтажный коттедж. Универсальное его использование ограничивается только сложностью оборудования подвала.
Особенности конструкции
Объединенных ростверком, имеет одно неоспоримое преимущество перед другими типами оснований – дом с таким фундаментом можно смело строить на участке с любым рельефом и свойствами грунта, а само здание может быть построено из любых материалов, и может быть любой архитектурной и конструктивной сложности.
К недостаткам можно причислить наличие определенной специфической практики и теории возведения таких оснований, сложность расчетов конструкции и частичное применение спецтехники. Проще, но дороже, будет нанять специалистов и арендовать землеройную технику, чтобы избежать дилетантских ошибок.
При проектировании любых типов оснований в расчеты закладываются несущая способность грунта и минимизация сил морозного и сезонного пучения, а свайно-ростверковый фундамент как нельзя лучше подходит для осуществления оптимального проекта надежного дома. Обеспечение нагрузочной (несущей) способности почвы разрешается сквозным бурением нестабильных слоев грунта и строительством основания на грунте с высокой несущей способностью.
Минимизировать или нивелировать действие пучения можно такими решениями:
- Слабый и подверженный пучению слой грунта вынимают, на его место послойно и с трамбовкой засыпают нерудные стройматериалы;
- Укладка теплоизоляционного слоя под подошвой основания и отмосткой, а также защита стен фундамента (бетонного ростверка) вертикальным утеплением, которое должно переходить в утепление стен здания;
- Обустройство дренажной и ливневой систем вокруг фундамента.
Что может препятствовать осуществлению этих работ: возросшая строительная смета.
Если ростверк свайного фундамента будет заглубляться в почву, то скважины рекомендуется заглублять ниже точки промерзания почвы, а сам ростверк возводить на песчано-щебневой подушке. К тому же, такой армированный ростверк придется заливать бетоном за один прием, что повлечет за собой дополнительные расходы на обеспечение требуемого объема раствора.
При возведении , приподнятого над поверхностью грунта, эти недостатки процесса исчезают:
- Сваи так же опускаются ниже уровня промерзания, до упора в несущий слой;
- При этом плотная дает дополнительное усиление фундамента за счет сил бокового трения, не позволяющих силам пучения вытолкнуть опору наверх и разрушить ростверк;
- Выталкивающие силы у пучинистого грунта для свай маленького диаметра намного меньше, чем для ростверка, погруженного в грунт, или для монолитной бетонной плиты;
- Ростверк по оголовкам свай более равномерно распределяет нагрузки от сооружения.
Соблюдая высокую устойчивость к опрокидыванию, свайно-ростверковая конструкция без конструкционного напряжения и с достаточным запасом прочности выдерживает воздействие опрокидывающих сил и сил пучения.
Преимущества свайно-ростверковой конструкции:
- Строительство относится к низкобюджетному;
- Быстрый монтаж свай – за один рабочий день можно установить до 30 единиц;
- Возможность строительства на участке со сложными условиями;
- Нет необходимости проводить геологические изыскания;
- Абсолютная ремонтопригодность без функциональных ограничений по эксплуатации дома.
Главные недостатки:
- Невозможно или трудно обустроить подвальное помещение;
- Открытое пространство под домом необходимо защищать от ветра и атмосферных осадков, а также декорировать;
- Инженерные коммуникации, проходящие в подполье и в грунте до уровня его промерзания, необходимо утеплять.
Сфера применения конструкции
При использовании свайно-ростверкового фундамента для строительства МАФ (малые архитектурные формы), хозяйственных и дворовых построек, появляются возможности для значительной экономии бюджета. Выбивать комбинацию ростверк-сваи (сваи могут быть любой конструкции) рекомендуется для таких случаев:
- При высоком уровне залегания грунтовых вод. Так как бетонный ростверк не контактирует с грунтом, то и силы пучения на него не оказывают никакого влияния;
- При строительстве дома из древесины или пиломатериалов рекомендуется строить ростверк из двутавров или швеллеров – для облегчения конструкции и более легкого увязывания стен дома с основанием;
- При использовании в основании можно строить стены из кирпича или ячеистых бетонов в плане возведения малоэтажного дома.
Часто ленточное основание на сваях застройщики называют ростверком, но это – разные конструкции. Бетонный или металлический ростверк лежит на свайных оголовках и не контактирует с грунтом. Предназначение такого ростверка – равномерное распределение нагрузок. Для ленточного основания опорой служит поверхность грунта, а сваи только увеличивают нагрузочные возможности фундамента, если верхние слои грунта слабые или влагонасыщенные.
К тому же, существуют такие геологические условия, при которых возможно применение исключительно свайно-ростверковой конструкции:
- Строительство в прибрежной зоне облегчено за счет того, что не нужно копать траншеи и постоянно откачивать из них воду, а также обустраивать дополнительную гидроизоляция основания;
- На участке со сложным рельефом или с уклоном более 2 метров на стройплощадке обустройство плиты или ленты увеличит смету в 2-3 раза.
Буронабивные, забивные или винтовые сваи можно использовать в ремонте различных типов оснований: ленточного, плитного или столбчатого, на которых могут стоять срубы, каркасные дома, панельные или кирпичные здания. К тому же, минусы использования свай в значительной мере преувеличиваются конкурирующими компаниями. В качестве примера можно привести срок службы свай с горячей оцинковкой, которые были погружены в почву 40-60 лет назад, но работают до сих пор, и неизвестно, сколько еще они могут простоять.
Отличия винтовых и буронабивных свай
В частном секторе популярными конструкциями являются сваи винтовые и буронабивные, так как их можно изготовить самостоятельно, а значит, намного дешевле. Хотя по обустройству в грунте конструкции похожи, конструктивные отличия между ними большие:
- Основной недостаток процесса при изготовлении буронабивной (правильное название – буровой) сваи состоит в больших трудозатратах, так как даже при механизации операций сделать глубокую скважину достаточно сложно. А иногда глубина сваи диаметром 50-70 см может достигать 5-7 метров;
- Свайно-ростверковую основу с применением винтовых сваях можно построить максимум за неделю, и сроки зависят в основном от материала, из которого будет возводиться ростверк.
Минусы использования буронабивных опор: при ручном ввинчивании глубина погружения составит 3-5 метров. Такое неглубокое погружение ограничивает использование свай на слабых, насыпных и переувлажненных участках. Фундамент на винтовых сваях подобных ограничений не имеет:
- Не обязательно вкручивать сваи вручную: можно купить или арендовать мультипликатор к электродрели, что увеличит точность установки опоры и уменьшит количество рабочих на стройплощадке.
Значительным минусом можно назвать подбор материалов для винтовых свай при самостоятельном их изготовлении, так как основная масса компаний-производителей этих элементов не отличается предъявлением высоких требований к качеству продукции – стенки свай могут быть тонкими, а антикоррозионная защита – слабой. Также наблюдаются расхождения в точности изготовления лопастей и шага спирали, что априори ослабляет конструкцию. Но эти недочеты относятся к сварным изделиям, а литые сваи от них избавлены. Кроме того, литые изделия можно дополнительно защитить от коррозии перед их погружением в грунт.
Для прочного соединения ростверка из различных стройматериалов и винтовых свай необходимо использовать такие технологии:
- В свайной трубе сваркой делаются отверстия диаметром, превышающим диаметр арматуры, на высоте армирующего каркаса бетонного ростверка;
- Через отверстия протягиваются прутья арматуры и связываются с армирующим каркасом ростверка;
- С металлическим ростверком сваи соединяются сваркой или широкими хомутами.
Если используются буронабивные сваи, то соединить их с бетонным ростверком еще проще: арматура не вяжется, а бетонируется в тело конструкции. Для обеих конструкций необходимо обустраивать декорированную забирку, дренаж и ливневую канализацию с отмосткой.
Выводы: основные недостатки свайно-ростверкового основания – это невозможность обустройства подвала и сложности расчетов при составлении проекта.
Достоинства и недостатки свайного фундамента с ростверком обновлено: Февраль 26, 2018 автором: zoomfund
В большинстве случаев, когда не ставится задача оборудования подвальных помещений, лучшим решением будет ростверковый фундамент, обладающий способностью выдерживать нагрузку больше, чем отдельные сваи.
На устойчивых, спокойных грунтах его ставят из соображений экономии материалов и времени. Там, где большая глубина промерзания, пучинистые, слабые почвы устройство фундамента на сваях с ростверком позволяет строить не только легкие каркасные сооружения, но и большие срубы, кирпичные или блочные дома.
Назначение и функции
Сваи оптимальны на участке со сложным рельефом При проектировании собственного частного дома обязательно нужно разобраться, что это такое свайный фундамент с монолитным ростверком, и подходит ли он для этого конкретного случая.
В качестве несущих опор сваи являются оптимальным вариантом в сложных геологических условиях, когда силы пучения оказывают значительное воздействие на подземные конструкции, а большой уровень промерзания потребует заглубления монолитной ленты свыше 2 м.
На схеме показано, как работает конструкция свайного ростверка:
Технология изготовления отличается от обычной установки здания на сваи тем, что все опоры связываются в единое основание цельным поясом, принимающим и распределяющим нагрузки на столбчатые опоры.
Виды ростверка
Ростверк соединяет сваи между собой Проектным расчетом, исходя из условий участка и общего веса здания, выбирают, какой вид свайно-ростверкового фундамента целесообразно применить.
На решение оказывает влияние необходимость устройства под венцом вентилируемого подполья, возможность подтопления паводковыми водами, уклон (рельеф) площадки.
Исходя из таких условий, определяют высоту ростверка свайного фундамента:
Низкий ростверк имеет достоинства ленточного фундамента Низкий ростверк является комбинацией незаглубленного ленточного фундамента со сваями, что существенно повышает надежность, жесткость, устойчивость всей несущей конструкции.
Этот вариант сочетает достоинства свайного и ленточного типа фундаментов, при том, что объединение значительно компенсирует недостатки, проявляющиеся по отдельности:
- весовая нагрузка здания передается на фундаментную бетонную ленту и за счет наличия армирующего каркаса перераспределяется на всю площадь опоры;
- монолитная низкая лента опирается своей нижне частью между сваями на подушку (грунт), обеспечивая площадь контакта с опорой по всему периметру;
- зимой воздействие сил у поверхности компенсируется заглубленными столбами свай.
Повышенные ростверки применяют на сложных неустойчивых почвах С повышением уровня грунтовых вод растет высота бетонного ростверка относительно поверхности почвы.
Повышенный тип используют на плывунах, торфяниках, карстовых, лесовых, плодородных почвах, толщиной больше 1,4 м.
Такое расположение исключает воздействие боковых сил на монолитный ростверк, а сваи являются не только опорами, но и якорем в подвижных породах.
Устройство такого фундамента сокращает объемы производства земляных работ, потребует меньшего количества материалов и денежных затрат, чем бетонная лента или плита. При монтаже монолитный железобетонный ростверк потребует точного соблюдения проектных размеров и технологии производства работ.
Материал
Деревянный брус — наиболее дешевый материал Основой для ростверка под свайный фундамент выбирается сырье, способное по своим характеристикам длительно выдерживать постоянную и переменную нагрузки, заложенные в проектный расчет дома.
Прочный ростверк на сваях изготавливают из таких материалов:
- стальные профили (швеллер, двутавровая балка);
- деревянный брус (оцилиндрованное бревно);
- бетонное (железобетонное) литье.
Низкий свайно-заглубленный фундамент может быть только с бетонным ростверком.
Бетонные конструкции применяют для тяжелых домов Высокими делают металлические ростверки, так как при своей большой прочности они нуждаются в защите от влаги.
Железобетонный тип, возвышающийся над землей, применяют при постройке достаточно тяжелых домов, так как на высоте бетонирование потребует хорошей опалубки.
Еще один критерий – срок службы материалов стен постройки. Выбранный ростверковый фундамент должен соответствовать или превышать по эксплуатационным качествам конструкциям, расположенным выше него.
Как опирают свайный фундамент с ростверком из разных материалов на сваи представлено на схеме:
Выбор свай
Следует рассмотреть, что такое устройство ростверка фундамента из разных видов сваи. Для таких конструкций можно применять любые виды опор, исходя из особенностей геологии площадки и общего веса материалов и внутреннего оборудования дома.
Сечение (ширина), сырье, способ установки на глубину устойчивого упора должны соответствовать расчетной нагрузке.
В частном строительстве своими руками распространено применение буронабивных свай, которые изготавливают путем заливки цементного раствора в опалубку. Практикуется установка асбоцементных труб, армированных в зависимости от Ø 4 – 6 вертикальными прутами.
Нагрузка таких опор, укрепленных металлом, может быть значительной и зависит от несущей способности природного основания:
Винтовые модели применяяют для более легких построек При возведении легких построек (баня, сарай, одноэтажная дача) ростверковый фундамент буронабивного типа не требует сложного расчета, важен правильный выбор точек опоры.
Забивные сваи устанавливают с применением специальных механизмов без буровых и земляных работ. Их используют при строительстве больших многоэтажных зданий.
Винтовые модели вкручивают на нужную глубину и обрезают по установленному уровню. Они выпускаются длиной от 2 до 11 м с разными видами винта, поэтому на больших уклонах поверхности можно выдержать требуемые размеры ростверка, используя различные модели изделий.
Общие правила
Учесть при выборе свайно ростверкового фундамента плюсы и минусы достаточно просто. К недостаткам относится:
- необходимость в специальной технике при необходимости установки тяжелых модификаций, забивных моделей;
- требования по антикоррозийной защите к стальным изделиям, антисептической – к деревянным;
- отсутствие подземных помещений у дома. Рекомендации специалистов по устройству данного вида фундамента смотрите в этом видео:
Проектный размер ростверка по ширине должен быть чуть больше опираемой стены, балки, венца.
Согласно СНиП шаг для свай в ленточном ростверке, включая набивной фундамент, составляет не менее 3 Ø опоры. При этом выбранным расстоянием может быть и 5 Ø, если позволит прочность, которой обладает по сечению ростверковый фундамент.
Далеко не всегда и не во всех ситуациях можно применять традиционные фундаменты — и плитный. В некоторых ситуациях они становятся слишком дорогими: на их обустройство может уходить до 40-50% стоимости всей постройки. Обычно такое происходит при строительстве в зонах с большой глубиной промерзания (ниже 2 метров) или на нестабильных, слабонесущих грунтах. В таких случаях часто лучшим выходом является свайно-ростверковый фундамент.
Что такое свайно-ростверковый фундамент
Свайный фундамент, наверное, представляют себе все: это некоторое количество свай, заглубленных в грунт до уровня несущего слоя или ниже уровня промерзания. В чистом виде этот тип фундамента используется редко. Виной тому своеобразная конструкция, которая не позволяет перераспределять между сваями нагрузку от дома. Потому свайный фундамент в основном делают под срубы из бревна или бруса, иногда — под каркасные постройки. Эти типы стройматериала, из-за своих особенностей, сами перераспределяют нагрузку. С домами из других материалов они совместимы плохо.
Зато их усовершенствованный вид — свайный фундамент с ростверком — лишен многих недостатков и может использоваться и под кирпичные, и под блочные постройки. В них все опоры завязаны при помощи ленты из металла или железобетона (бетона) в единую конструкцию. Эта лента и называется ростверком.
Ростверк — это часть фундамента, объединяющая оголовки свай и служащая опорой для стен. Именно ростверк принимает, и за счет замкнутой конструкции, перераспределяет нагрузку, передавая ее на сваи. Он может быть металлическим, деревянным, бетонным или железобетонным. По типу исполнения бетонные (железобетонные) ростверки бывают низкими и высокими.
Высокий ростверк находится выше уровня земли. Чаще всего его делают из металла — швеллеров большого сечения или квадратных металлических труб. Еще делают такой ростверк из бетона, но его устройство сложнее: приходится придумывать, как залить ленту на расстоянии от земли.
Как работает ростверк и что он дает
Любой дом в разных частях будет давать разную нагрузку: отделка, мебель, санфаянс, другие вещи размещены неравномерно. Следовательно, и нагрузка от разных его частей будет разной. Ростверк принимает на себя эти неравномерные нагрузки и перераспределяет их. Сваям уже передается «выровненная» нагрузка.
Чем отличаются свайные и свайно-ростверковые фундаменты (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)
Чем это хорошо? Тем, что при одинаковой нагруженности свай, меньше шансов на то, что они будут усаживаться неравномерно. А неравномерная усадка ведет, как известно, к трещинам в фундаменте и стенах. Потому свайно-ростверковый фундамент более стабилен. Хотя главный недостаток свайных фундаментов остается: мы не можем знать, что за грунт находится под каждой из свай. Потому спрогнозировать их поведение нереально. Именно поэтому их не очень любят архитекторы: гарантировать многолетнюю эксплуатацию дома невозможно.
Ленточный фундамент на сваях
Более предсказуемы в этом плане низкие ростверки. Они начинаются обычно ниже уровня земли и отливаются из армированного (или нет — зависит от проекта) бетона. Причем арматура свай связывается с арматурой ростверка.
В этом случае ростверк — это мелкозаглубенный ленточный фундамент и изготавливается он по той же технологии. Отличается тем, что имеет жесткую связь со сваями, что в разы повышает надежность и устойчивость конструкции. Еще такие фундаменты называют ленточными на сваях или свайно-ленточными. Такая конструкция является почти идеальной: сочетает в себе плюсы свайного и ленточного фундамента, в значительной мере компенсируя их недостатки.
Устройство свайно-ленточного фундамента (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)
Как он работает? Нагрузка от дома передается на ленту. Благодаря наличию продольной арматуры перераспределяется по всей площади. Так как лента опирается и на грунт, то часть нагрузки передается ему, остальная приходится на сваи. При этом нагрузка и усадка равномерны: их «выравнивает» лента.
В зимнее время, когда начинают на фундамент воздействовать силы пучения, проявляются все плюсы свайно-ленточного фундамента. Если дом стоит на пучнистых грунтах, их глубина заложения ниже уровня замерзания, очень сложно представить условия, при которых дом перекости или он даст неравномерную усадку.
При воздействии сил пучения на ленту, «пятки» свай, да и они сами, не дают возможности грунтам сдвинуть фундамент. Потому ленточно-свайные фундаменты — отличный выбор на сильно пучнистых почвах. Затраты при этом гораздо выше, чем при строительстве обычного свайного фундамента, но намного ниже, чем при строительстве ленты ниже глубины промерзания.
Когда его можно использовать
Иногда все еще проще: исходят из наименьшей стоимости. Но всегда нужно помнить, что любой тип свайного фундамента менее надежен, чем плитный и ленточный. А все потому, что мы не можем точно знать, какой грунт находится под каждой из свай. Именно поэтому при расчете параметров в конструкцию закладывается повышенный запас прочности. Не 1,2, как обычно считают, а 1,4. И все равно, гарантировать никто ничего не может.
Какие сваи использовать
В свайно-ростверковых фундаментах можно применять любые сваи. Их выбирают исходя из грунтов, планируемой нагрузки дома. Сваи делают из металла, бетона, иногда — дерева. Могут они иметь круглое или квадратное сечение. Различаются они и по способу установки:
В частном строительстве чаще всего используют буронабивные сваи. Особенно популярны они при строительстве дач или бань. Могут использоваться и при строительстве небольших домов. Но если дачи и бани можно делать без расчета, то при строительстве дома очень желательно заказать проект.
Разные сваи бывают по форме: квадратного или треугольного сечения, круглые заполненные и круглые полые, иногда разрабатываются сложные формы специально под проект. По тому, как сваи передают нагрузку на грунт, они бывают:
Висячие сваи имеют большую боковую поверхность и значительную часть нагрузки (до 60-70%) передают с ее помощью. Их используют, если несущей способности грунта на достигнутом уровне недостаточно для того, чтобы выдержать всю нагрузку, а дальнейшее углубление нецелесообразно. В этом случае наличие «пятки» почти ничего не меняет: основная нагрузка передается поверхностью, а не острием сваи.
Сваи-стойки наоборот, большую часть нагрузки передают через острие. В этом случае боковые стенки неразвитые и гладкие, а на конце сваи имеет смысл делать расширение. Один из видов этого типа — . Они имеют цилиндрическое расширение внизу, из-за чего передают нагрузку на большую площадь. Также пятка не дает силам пучения поднять фундамент.
Расположение свай в ростверке
В большинстве случаев опоры в грунте располагают вертикально. Иногда может потребоваться наклонная установка, причем нескольких штук в одном месте. Такой способ применяют, если могут возникнуть горизонтально направленные силы. Например, при строительстве на наклонных участках.
Сваи могут располагаться точечно — под опорами (колоннами, стойками). Такое расположение характерно при строительстве навесов или устройстве кровли над открытыми площадками. Тогда опоры ставят точно под колоннами, удерживающими кровлю.
Под частные дома небольшой этажности сваи располагают в виде ленты. Ставят их в один ряд, иногда в два или три, смещая друг относительно друга. Иногда в самых нагруженных частях, например, в углах, под участками с большой планируемой нагрузкой, их располагают кустами: несколько штук на небольшом расстоянии друг от друга.
Как расставить на плане дома самостоятельно
При проектировании свайного фундамента собственными силами обычно поступают следующим образом. На плане здания, нарисованного с соблюдением масштаба, обязательно закладывают сваи в углах и в местах пересечения с простенками. Если они отстоят друг от друга на расстоянии больше 3 метров, между ними ставят промежуточные опоры. Желательно чтобы сваи располагались одна от другой на расстоянии от 2 до 3 метров.
Принцип прост, но еще нужно определить необходимую площадь свай. А ее нужно рассчитать (скорее, подобрать).
Расчет свайно-ростверкового фундамента
Для того чтобы быть хоть отчасти уверенным в надежности фундамента его желательно хоть приблизительно рассчитать. Для этого потребуется проделать несколько не самых сложных расчетов.
- Рассчитывается масса дома (учитываются все материала и примерный вес «начинки»).
- Исходя из веса и коэффициента надежности, определяется необходимая опорная площадь.
- Так как сваи уже расставлены, можем посчитать их количество.
- Дальше подбираем площадь сечения свай. Так как мы знаем их количество, то умножив на выбранную площадь, узнаем общую.
- Полученный результат сравниваем с рассчитанной ранее (пункт 4) опорной площадью.
- Если площадь, которую нашли на шаге 4 больше той, которую рассчитали на шаге 2, выбранные параметры свай нам подходят.
- Если меньше, увеличиваем планируемое сечение свай, снова перемножаем и сравниваем. Так находим требуемую площадь сваи.
Иногда выгоднее не увеличивать площадь свай, а поставить их чаще. Методика расчета при этом не изменяется.
Несущая способность свай разных диаметров в различных грунтах (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)
Площадь опоры, необходимая для нормального распределения нагрузки считается по формуле:
Где Н — несущая способность грунта (ее можно взять из таблицы). Коэффициент 1,4 применен из-а того, что свайным фундаментам требуется больший запас прочности: мы ведь не знаем, какой грунт находится под всеми сваями. Потому лучше перестраховаться.
Подробнее о расчете опорной площади и подсчете массы дома смотрите в видео.
Технология строительства
Итак, у вас готов проект, или вы сами определились с местом расположения свай, их параметрами, типом и высотой ростверка. Можно приступать к строительству.
Разметка
Сначала снимают весь плодородный слой земли, его вывозят в сад или складывают в одном из углов участка. Площадку под фундамент выравнивают. Затем, с использованием колышков и шнуров, размечают границы дома. Причем, натягивают два шнура, отмечающие внешнюю и внутреннюю поверхность стен. Обязательно проверяют геометрию, перемеряв и сравнив все диагонали попарно.
После того, как разметка закончена, можно размечать места установки свай. Они у нас прорисованы на плане и просчитаны, определены расстояния между ними.
Схематическое изображение порядка работ при строительстве свайно-ростверкового фундамента своими руками (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)
Земляные работы и заливка свай
Как конкретно будут проходить работы, зависит от типа используемых свай. Чаще всего при строительстве дома используют винтовые или буронабивные сваи.
Винтовые можно вкрутить вручную. При закручивании их оголовки выставляют на одном уровне. Его удобнее отмечать при помощи шнуров.
Для буронабивных потребуется или специальная техника, или ручной бур подходящего диаметра. Этими устройствами в нужных местах бурятся отверстия. В готовые скважины опускается выбранная опалубка, устанавливается арматура (четыре прутка ребристой арматуры, связанные между собой). Если фундамент свайно-ленточный, то арматура должна иметь выпуск не менее 60-70 см. Она потом свяжется с ростверком. Последний шаг на этом этапе — заливка бетона.
Свайный фундамент готов к установке опалубки для ростверка. В этом случае использована опалубка из толя или рубероида, свернутого в несколько раз
Устройство ростверка
Если выбран металлический ростверк, его приваривают к оголовкам свай. При работе важно выдерживать строгую горизонтальность: тогда нагрузка будет передаваться равномерно.
Для устройства заглубленного железобетонного ростверка (низкого) понадобится подсыпка щебнем фракции 20-60 мм и его уплотнение виброплатформой. Минимальный слой щебня — 15 см. Чтобы добиться улучшения несущей способности грунта под лентой, необходимо насыпать щебень небольшими слоями (по 5 см) и тщательно его уплотнять виброплатформой. Вокруг свай хорошо уплотнить не получится, но это не столь важно.
На эту подсыпку устанавливается опалубка. Ширина ленты чуть больше ширины стен, высота щитов делается с учетом требуемой высоты цоколя. Сборка щитов и установка упоров в точности повторяет технологию установки
Армирование проводится в большинстве случаев так же, как и при строительстве ленты: два пояса вверху и внизу из ребристой арматуры, поперечные и вертикальные стойки из гладкого прутка меньшего диаметра. Все правила армирования сохраняются. Добавляется только перевязка со сваями. Выпуски арматуры из свай загибаются: один ряд привязывается к нижнему поясу, второй — к верхнему (не забудьте выпуски сделать разной длины). Они должны быть не меньшее 50 диаметров прутка (если арматура используется 12 мм, загнуть нужно 600 мм (50*12 мм)). Схема армирования примыкания сваи показана на рисунке.
Установка закладных деталей
На этом этапе необходимо оставить вентиляционные продухи и заложить трубы и короба, через которые будут подводиться инженерные коммуникации (водопровод, отопление, электричество, канализация).
Если этого не сделать, придется впоследствии долбить бетон. А это для фундамента большое зло, ведь нарушается целостность монолита. Так что все хорошо продумайте: переделывать не будет возможности.
Заливка бетона
Бетон не просто заливают. Его еще и вибрируют. Без этого процесса добиться однородности и высокой прочности очень сложно. Потому обработка бетона фундамента вибратором может считаться обязательным процессом.
Если температура воздуха после заливки бетона находится в районе +20°C, то снимать опалубку можно через четыре дня. За это время бетон наберет примерно 50% от проектной прочности, чего достаточно для проведения следующих работ. Если температура была в районе +10°, ждать придется 10-14 дней. При более низких температурах, условия считаются зимними, и залитый бетон требует утепления или подогрева.
Все готово к заливке бетона: армопояс связан, опалубка выставлена и закреплена (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)
При всей своей привлекательности свайноростверковые фундаменты имеют недостатки:
- Как уже говорилось, из-за того что невозможно определить какой грунт находится под каждой из свай, прогнозированию его поведение почти не поддается.
- В таких постройках невозможно оборудование подвалов.
- При высоких ростверках требуется каким-то образом закрывать зазор: там любят селиться животные и насекомые.
До недавнего времени для строительства жилых домов использовались только четыре вида фундаментов - ленточный, плитный, столбчатый и свайный. Самым распространённым являлся ленточный, так как глубина его заложения зависит от промерзания грунта. Это даёт гарантию, что возводимое строение будет надёжно защищено. Но в последнее время особую популярность стал приобретать свайно-ростверковый фундамент, который обладает массой положительных качеств при гораздо меньшей стоимости.
Что такое свайно-ростверковый фундамент
Чтобы более детально понять, что такое свайно-ростверковый фундамент, следует вспомнить устройство классического свайного фундамента. Это несущая конструкция, представленная определённым количеством свай, заглубленых в землю. Сваи заглубляются по периметру и площади будущего строения с некоторым шагом, который высчитывается исходя из проектной нагрузки.
Для обвязки свайного фундамента используется ростверк из деревянного бруса
Главный недостаток свайного фундамента - это плохое распределение нагрузки между опорами. Поэтому этот вид несущего основания используется только для небольших бревенчатых и каркасных построек.
Свайно-ростверковый фундамент представляет собой модернизированный вариант свайного основания. Несущие опоры объединяются при помощи деревянного, бетонного или железобетонного ростверка, который укладывается на сваи.
Благодаря жёсткой связи между опорами нагрузка, оказываемая на фундамент, распределяется более равномерно. Это даёт возможность использовать свайный фундамент ростверкового типа для постройки строений из блоков и кирпича.
Как работает ростверк
Ростверк - это верхняя горизонтальная часть свайного фундамента, объединяющая несущие опоры в единую конструкцию. Этот элемент фундамента принимает и равномерно распределяет нагрузку от стен строения на опоры в виде свай. Несущие элементы в свою очередь передают нагрузку в грунт.
Высота опор свайно-ростверкового фундамента зависит от глубины промерзания грунта
По сути, основная задача ростверка - это объединение свай в единое сооружение, что значительным образом улучшает распределение нагрузки, предотвращает просадку отдельных свай в грунт, снижает риск повреждения несущих стен и других конструктивных узлов строения.
По способу исполнения ростверк фундамента может быть сборным или монолитным. Наиболее показательным примером сборного ростверка является пояс из стальных балок, которые фиксируются между собой при помощи сварки. В основном сборный ростверк применяется для нежилых построек, рассчитанных на 15–20 лет эксплуатации.
Монолитный ростверк представляет собой более цельную и прочную конструкцию, для изготовления которой используются различные материалы. Например, популярным типом монолитного ростверка является железобетонная лента. Иногда этот тип ростверка также именуется ленточным из-за некоторого сходства с одноимённым видом фундамента.
Наземный ростверк должен располагаться на песчаной подушке толщиной до 30 см
В зависимости от положения конструкции относительно грунта можно выделить следующие типы ростверка:
- висячий - располагается над поверхностью земли на расстоянии 10–15 см и более;
- наземный - ростверк лежит на поверхности земли без заглубления в грунт;
- заглубленный - нижняя часть ростверка располагается ниже уровня грунта и опирается на песчано-гравийную подушку.
При возведении жилых строений наиболее часто используется висячий или так называемый высокий тип ростверка. Расстояние между грунтом и нижней плоскостью ростверка предохраняет основную конструкцию фундамента от деформации и вырывания из особо пучинистых типов грунта.
Наличие пустоты между грунтом и полом строения позволяет подполу постоянно проветриваться, что снижает уровень влажности в помещениях дома или бани. Наземный и заглублённый ростверк применяется при постройке малоэтажных домов, когда требуется более прочное основание с повышенными теплоизоляционными качествами.
Преимущества и недостатки
К преимуществам свайно-ростверкового фундамента можно отнести следующее:
Свайно-ростверковый фундамент рекомендуется к обустройству не только на подвижных и слабонесущих типах грунта, но и на почвах с повышенной плотностью, когда подготовка котлована и проведение других земельных работ под ленточный или монолитный фундамент неоправданно.
Среди существенных недостатков этого фундамента можно отметить, что в возводимых домах вряд ли удастся обустроить полноценный цокольный этаж. Даже при обустройстве свайного фундамента с заглубленным ростверком потребуется вложение больших средств, чтобы получить утеплённое и функциональное помещение.
При обустройстве фундамента обязательно используется спецтехника, позволяющая забить сваи на нужную глубину. Это не относится к существенным недостаткам, но перед сооружением основания следует не только просчитать его несущую способность, но и продумать план проезда техники.
Как сделать свайно-ростверковый фундамент
Прежде, чем приступить к сооружению свайного фундамента с ростверком, следует провести подготовительные работы. Для этого потребуется определиться с типом несущих опор и рассчитать их минимальное количество. После этого необходимо составить проект или план-схему, где потребуется расположить опоры согласно размерам будущего строения.
Какие сваи лучше использовать
В зависимости от способа погружения в грунт и основного материала, из которого изготавливается опора, можно выделить следующие виды свай:
В промышленном строительстве, помимо перечисленных типов свай, используются вибропогружаемые и вдавливаемые типы свай. Оптимальными по соотношению цены к качеству являются винтовые сваи. Их несущей способности достаточно для постройки брусовых и бревенчатых малоэтажных домов.
По конструкции винтовые сваи подразделяются на три типа: однолопастные, многолопастные, узколопастные. Однолопастные сваи применяются редко в силу низких эксплуатационных качеств. Являются наиболее дешёвым и доступным типом изделий для постройки свайных фундаментов.
Многолопастные винтовые сваи применяются при строительстве домов на большинстве типов грунта. Имеют высокие прочностные и эксплуатационные качества. Способны выдерживать вес одно– и двухэтажных строений весом более 70 тонн.
Винтовые сваи позволяют обустроить ростверк из бруса, швеллера, двутавра и железобетона
Узколопастные винтовые сваи - это специализированный тип изделий, предназначенный для постройки свайных фундаментов на каменистых и твёрдых типах грунта. За счёт уменьшенного диаметра лопастей сваи легко вкручиваются в каменистый грунт. При этом небольшого диаметра лопастей вполне достаточно для удерживания опоры.
Расположение свай в ростверке
При обустройстве свайно-ростверкового фундамента существует несколько способов расположения свай:
Как расставить сваи на плане дома
Чтобы самостоятельно расположить сваи по периметру и площади участка, где будет обустраиваться фундамент, необходимо знать параметры возводимого здания. Исходя из этого, составляется примерный план-схема с изображением основания строения и свай в уменьшенном масштабе. Для этого можно использовать обычную бумагу и карандаш.
Несущие опоры обязательно должны располагаться на углах и в местах пересечения с простенками. Если расстояние между опорами превышает 3 м, то на этом участке необходимо предусмотреть установку промежуточной сваи. Оптимальное расстояние между промежуточными сваями - 2–3 м. После расположения свай можно переходить к их выбору с учётом способа заглубления и материала.
При составлении схемы обязательно обозначаются размеры и расстояние между сваями
Точное количество свай и их опорная площадь зависит от проектной массы возводимого здания. Несущая способность свай определённого типа должна быть указана в спецификации к изделию, которую можно найти на сайте производителя или в точке продаж, где будут приобретаться сваи.
Исходя из расстояния между сваями и их несущей способности, высчитывается минимально необходимое количество изделий.
Расчёт свайно-ростверкового фундамента
В качестве примера рассчитаем количество винтовых свай, необходимых для постройки каркасного дома, имеющего размер 8×8 м. Общий вес здания будет составлять 30 тонн. Строение будет возводиться на грунте средней плотности.
Шаг между сваями не должен превышать 3 м
Расчёт свай на фундамент выполняется в следующей последовательности:
Коэффициенты, используемые в формулах, были взяты из СНиП 2.01.07–85 «Нагрузки и воздействия».
Технология заливки фундамента
После составления плана и расчёта минимального количества необходимых свай, можно закупать материал и приступать к подготовке места под фундамент. Для этого потребуется провести разметку на выбранном участке земли и выполнить земляные работы.
Разметка места под фундамент
Для разметки участка под строительство фундамента используются деревянные колышки и капроновый шнур. В первую очередь необходимо тщательно разровнять участок при помощи подручных средств и садового инструмента. Если участок сильно рельефный, то может понадобиться спецтехника, при помощи которой месту необходимо придать равномерный уклон.
После установки колышков или стальных прутов между ними натягивается капроновая нить
Дальнейшие действия по разметке места под фундамент таковы:
В результате должна получиться разметка, показывающая размеры несущего фундамента. Это позволит определить точки, где будут ввинчиваться или заливаться сваи.
Земляные работы и заливка свай
Земляные работы, которые необходимо провести перед постройкой фундамента, во многом зависят от выбранного типа свай. Для обустройства свайного фундамента ростверкового типа, предназначенного для жилых строений, наиболее часто используются винтовые или буронабивные сваи.
Винтовые сваи вворачиваются в землю вручную или при помощи специальной установки без предварительной подготовки скважины. В качестве ориентира по высоте используется шнур, который натягивается относительно горизонта.
Подготовка скважин и заливка буронабивных свай выполняется следующим образом:
- При помощи спецтехники пробуриваются скважины в земле на глубину 80–100 см. Диаметр скважины зависит от общего веса строения и сечения используемой насадки. Если есть необходимость, то скважину можно расширить при помощи обычной лопаты.
Перед заливкой бетонной смеси в скважину устанавливается армирующий каркас
- Внутренние стенки каждой скважины обсаживаются изоляционным материалом. Например, можно использовать обычный рубероид. Для этого необходимо обрезать полотно рубероида длиной 50–70 и аккуратно вставить в скважину.
- После изоляции на дно скважины насыпается 5 см слой гравия фракции 20–40, который слегка утрамбовывается деревянной рейкой. Далее, в скважину устанавливается армирующий каркас из стальной арматуры Ø18–22 мм.
Для заливки буронабивных свай используется бетон марки М500
- Стандартный вариант каркаса представляет собой 4 прута, соединённых поперечинами из арматуры Ø 14–16 мм с шагом 20 см. Примерная схема вязки показана на фото выше. Верхняя часть каркаса обязательно должна выходить из скважины на 15–20 см. Это необходимо для его дальнейшего соединения с ростверком.
- После всех подготовительных действий производится заливка бетонной смеси. Для этого используют бетон марки М500 от производителя. Если планируется самостоятельное замешивание раствора, то рекомендуется использовать бетономешалку и готовые сухие смеси.
Если позволяют возможности и навыки, то вязку каркаса можно сделать при помощи сварки. В противном случае используется стальная нержавеющая проволока. При заливке свай рекомендуется проводить трамбовку бетона. Это можно сделать при помощи стального прута арматуры или деревянной рейки. Это поможет избежать образования пустот в бетоне.
Устройство ростверка и установка опалубки
Для установки ростверка из стальных балок используется сварка. В процессе работ необходимо приварить сборную конструкцию ростверка к оголовкам свай в виде армирующего каркаса.
Армирующий пояс ростверка должен быть надёжно прикреплён к каркасу свай
Для установки заглубленного железобетонного ростверка потребуется выполнить следующее:
Вместо обычной доски для изготовления опалубки можно использовать толстую фанеру или листы металла. При изготовлении опалубки стоит помнить, что её высота должна быть выше уровня ростверка на 5–10 см.
Установка закладных деталей и заливка ростверка
Перед заливкой бетонной смеси необходимо проложить трубы, которые позже будут выступать в роли каналов под различные коммуникации: отопление, канализация, водопровод.
Продухи обустраиваются на противоположных стенах фундамента или ростверка
И также в конструкции ростверка должны быть предусмотрены продухи. Обычно они располагаются на противоположных сторонах фундамента, что обеспечивает естественный уровень тяги без монтажа дополнительных приспособлений.
Для устройства вентиляционных отверстий и дальнейшей заливки ростверка потребуется выполнить следующее:
- Внутрь армирующего пояса укладывается короткая труба, длина которой равна ширине будущего фундамента. Можно использовать и более длинную трубу, но для этого потребуется выпилить отверстие в опалубке при помощи дрели с корончатой насадкой по дереву.
- Трубы укладываются с определённым шагом на противоположных стенах будущего ростверка. Если фундамент предусматривает внутренние перегородки, то в них также устанавливаются трубы. С примерной схемой можно ознакомиться на фото выше.
Вентиляционная труба закладывается между прутьями арматурного каркаса
- После прокладки труб можно переходить к подготовке бетонной смеси на основе цемента марки М500. Перед заливкой выступающая часть свай и внутренняя поверхность опалубки изолируется рубероидом.
- Бетонная смесь заливается от любого угла опалубки. В процессе заливки бетон трамбуется при помощи специального инструмента или подручных средств. Важно, чтобы полная заливка ростверка была выполнена за одну рабочую смену. Верхний слой бетона выравнивается при помощи правила и проверяется по уровню.
Полное отвердевание бетона произойдёт через 25–28 дней с момента заливки
- После заливки конструкция закрывается полиэтиленовой плёнкой. Если ростверк был залит при температуре выше 20 о С, то через 4–5 дней опалубку можно снять, а через 7–10 дней приступить к выполнению дальнейших строительных работ.
Если работы по обустройству свайно-ростверкового фундамента проводились при температуре ниже 10–15 о С, то снимать опалубку можно только через 14–16 дней.
Видео: свайно-ростверковый фундамент своими руками
Свайно-ростверковый фундамент является наиболее удачной конструкцией несущего основания, которая сочетает в себе высокие эксплуатационные качества ленточного и свайного фундамента. Этот тип фундамента прекрасно подойдёт как для строительства жилых домов по каркасной технологии, так и для сооружения бань, саун или построек технического назначения.
Ростверк – это конструкция, ленточно связывающая сваи при возведении свайно-ростверкового фундамента. Она представляет собой плиты или балки, уложенные на сваи на небольшом расстоянии от поверхности грунта. Ростверк фундамента может быть выполнен из бревен, металлического профиля: двутавра, швеллера или уголка, бетонных балок или монолитного бетона. Фундамент, верх которого выполнен не ленточно, а в виде общей плиты, может быть основой целого здания. Если при использовании есть необходимость сделать фундамент для местной повышенной нагрузки, например, для массивной колонны, то применяется кустовое расположение свай. На таком кусте фундамент выполняется в виде общей плиты для куста, а не ленточно. Этот фундамент удобен на склонах, при переменном рельефе, на болотистых и других подвижных грунтах.
Вернуться к оглавлению
Упрощенный расчет фундамента
Важно верно определить количество столбов, требуемое для конкретного веса здания и их расположение в плане. Исходными данными будут несущая способность грунта и вес здания. Несущая способность грунта выражается в кг/см² почвы. Вес здания зависит от используемого материала и снеговой и ветровой нагрузки. От деления веса здания на несущую способность грунта получаем . Чтобы избежать просчетов, увеличиваем полученную величину на 30%, создавая запас прочности. Для определения числа столбов следует разделить полученную площадь фундамента на площадь опоры одного столба.
Затем следует расположение столбов в плане. Здесь нужно учитывать три принципа:
- столбы должны обязательно располагаться в углах здания;
- они должны находиться и в местах пересечения или стыковки стен;
- расстояния между столбами намечается от 2,5 до 3,5 м. Если расстояние будет меньше 2,5 м, увеличатся затраты, если более 3,5 м, появляется опасность излома ростверка или возникновения в нем трещин.
Верх сваи заделывается в ростверк до 10 см. Высота оставшейся части ростверка определяется сопротивлением материала на продавливание. После подбора делается проверка. Параметры ростверка должны соответствовать условию:
F/u + M/Wb < Rbt х Hp, где:
F – сосредоточенная сила от внешней нагрузки, например, от колонны (кг);
u – площадь приложения силы (см²);
М – момент силы относительно оси сваи в плане (кг х см);
Wb – статический момент сопротивления сечения (см³);
Rbt – предельное cуммарное сопротивление растяжению бетона и арматуры (кг/см²);
Нр – высота ростверка (см).
Край ростверка в плане должен отстоять от края сваи на величину не менее 0,15 диаметра сваи или ее боковой стороны. Размер этот должен быть не менее 5 см. Высота ростверка определяется Hp = Ho + 0.25м. Где Ho – расчетная высота ростверка, которая должна быть не менее 0,3 м.
Сваи, применяемые в ленточно-ростверковом фундаменте могут быть из различного материала: бетон, металл, кирпич и даже древесина. Армирование бетонной сваи производится при ее изготовлении в условиях цеха или на месте монтажа для буровых и буронабивных свай. Многое зависит от нагрузки. Технологически сваи можно разделить на буронабивные, винтовые, буровые, забивные, вибропогружные и вдавливаемые. Ростверки различаются уровнем своего расположения над грунтом. Низкий ростверк частично передает нагрузку от здания непосредственно на грунт. Высокий ростверк передает нагрузку на грунт через сваи.
Вернуться к оглавлению
Ростверк из монолитного бетона и его армирование
Чаще всего делается из монолитного бетона. При этом варианте армирование обязательно. При сооружении ростверка фундамента нужно особое внимание уделить пространственному арматурному каркасу. Обычно ростверк имеет прямоугольное сечение и ленточно связывает сваи между собой. В процессе эксплуатации возникают сжимающие и изгибающие нагрузки. При сооружении применяется опалубка. Если по какой-то причине не снимался верхний слой грунта, то делаются только боковые стенки. После того как произойдет отвердение бетона в корпусе фундамента, опалубка снимается и грунт под ростверком выкапывается до глубины 0,2 м.
Если грунт снят, то опалубка делается с нижним дном. Дно должно быть съемным. Это дно должно быть из доски толщиной не менее 40 см. Внутренняя поверхность опалубки делается из оструганных досок.
Дно опалубки усиливается ребрами жесткости из досок и дополнительными опорами.
Если этого не сделать, то корпус опалубки может сломаться под тяжестью заливаемого бетона. Чтобы не было потерь цементного молочка, опалубка выстилается полиэтиленовой пленкой.
Имеет свои особенности. Каркас арматуры должен находиться на расстоянии трех диаметров стержней от наружной поверхности ростверка фундамента. Он выполняется в виде двух поясов у верхней и нижней кромки ростверка. Для того чтобы арматура находилась в нужном положении и не сдвинулась при заливке раствора, пояса можно прикрепить к горизонтальным стержням, вставляемым в отверстия в боковых стенках опалубки. Через полчаса после заливки опалубки горизонтальные стержни убираются.
Для того чтобы армирование фундамента было надежным, используется толстая металлическая арматура с периодическим поперечным сечением. Арматуру варить не рекомендуется из-за появлений нежелательных напряжений в конструкциях. Применение вязки гораздо надежнее. Каркас ростверка на сваях можно армировать синтетической арматурой, но только при небольших нагрузках. Прочность на разрыв у такой арматуры выше, чем у стальной. Сцепление с бетоном лучше. Но по нормативам ее не применяют в фундаментах и перекрытиях.
При заливке бетона внутри раствора остаются воздушные полости. Поэтому залитый фундамент обрабатывается вибратором. Если нет вибратора, то делают «штыревание» – не спеша протыкают залитый объем стержнями арматуры. Воздушные пазухи внутри ростверка значительно снижают его прочность. После укладки бетон покрывают полиэтиленовой пленкой. После высыхания фундамент следует снова полить водой и укрыть пленкой. Такие циклы повторяют в течение 7 дней.
С ленточно построенным верхом требуют затрат меньшего количества бетона и сокращают трудозатраты. Расстояние между опорами следует делать не меньше 2,5 м. При меньшем расстоянии эффект от экономии бетона небольшой. Не требуются большие объемы земляных работ. Если сваи устанавливаются с использованием специальной техники, то земляные работы не требуются вовсе.
Относительно небольшая боковая поверхность свай высокого ростверкового фундамента снижает уровень вибрации, передаваемый от грунта к зданию. Это хорошо ощущается при расположении строений вблизи шоссейных и железных дорог. Свайный фундамент обладает большей долговечностью по сравнению с другими конструкциями. Времени на возведение ростверковых конструкций требуется меньше. Потребность в трудовых ресурсах снижается. К недостаткам обычно относят относительную сложность при оборудовании подвала.