Устройство свайно-ростверкового фундамента

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.

1. Рассчитывается масса дома (учитываются все материала и примерный вес «начинки»).
2. Исходя из веса и коэффициента надежности, определяется необходимая опорная площадь.
3. Так как сваи уже расставлены, можем посчитать их количество.
4. Дальше подбираем площадь сечения свай. Так как мы знаем их количество, то умножив на выбранную площадь, узнаем общую.
5. Полученный результат сравниваем с рассчитанной ранее (пункт 4) опорной площадью.
6. Если площадь, которую нашли на шаге 4 больше той, которую рассчитали на шаге 2, выбранные параметры свай нам подходят.
7. 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

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.

Глубина заложения – от чего зависит

Глубина заложения зависит от состояния грунта на участке.

Во внимание принимаются все сопутствующие факторы:

• Уровень залегания грунтовых вод.
• Наличие и объемы почвенных вод.
• Возможность подтопления в весенний период.
• Наличие сезонных изменений гидрогеологии, повышения или понижения степени наполнения всех водоносных пластов.

Для правильного выбора глубины нередко приходится собирать информацию в местных геологических и метеорологических подразделениях, советоваться с опытными строителями, обращаться к различным приложениям СНиП.

Необходимо учитывать, что все значения, указанные в различных источниках, являются минимальными, т.е. допускается увеличение высоты подъема, но уменьшать высоту зазора нельзя.

Виды

Существуют разные варианты конструкции свайно-ростверковых оснований, различающихся по соответствующим признакам:

• Материал ростверка. Бывают деревянные, металлические и железобетонные конструкции. Выбор обычно бывает обусловлен весом и размерами постройки, особенностями климата и прочими внешними причинами.
• Высота конструкции. Различают погруженные в грунт и расположенные на дневной поверхности виды. С точки зрения долговечности и сохранности материалов предпочтительнее внешние конструкции, не имеющие контакта с грунтовой влагой. Погруженные в грунт — только железобетонные варианты, древесина и металл в таких условиях подолгу не служат.

Практика показывает, что погружение бетонной ленты в грунт нецелесообразно. При этом, открытый ростверк образует воздушный холодный зазор под перекрытием первого этажа, что затрудняет подвод коммуникаций и требует устройства специальных гидроизолированных траншей.

Это увеличивает трудозатраты и повышает расход материалов.

Типы ростверков

Перед тем как соорудить свайно-ленточный фундамент своими руками следует ознакомиться более подробно с существующими типами связывающих ленточных конструкций. Они могут иметь не только бетонное или железобетонное исполнение, но нередко изготавливаются из металла или предварительно обработанной древесины. В свою очередь бетонные или железобетонные свайные конструкции делятся на сооружения с высокими или низкими связующими лентам (ростверками).

Основание высокого ростверка располагается значительно выше уровня земли и чаще всего изготавливается из металлических профилей большого сечения или труб прямоугольной формы. В отдельных случаях для обустройства такой конструкции используется бетон, но при этом вам потребуются специальные приспособленияё позволяющие заливать бетонную ленту на некотором возвышении по отношению к грунту.

Вопросов с обустройством низкого ростверка, как правило, не возникает, поскольку он сооружается традиционным способом, предполагающим подготовку поверх оголовков свай ограждающей опалубки и последующую заливку в её границах связующей ленты с арматурным усилением. Подошва таких сооружений располагается ниже уровня земли, что позволяет относить их к категории малозаглубленных конструкций.

Плюсы, минусы

Из-за свай и ростверка в конструкции, основание под дом приобретает свойства, достоинства двух видов баз.

Достоинства

• Экономия на строительных материалах, земляных работах — сокращение общего бюджета, времени на строительство.
• Технология позволяет сооружать массивные, многоэтажные постройки из тяжеловесных строительных материалов.
• Методика снимает ограничения по рельефу, качеству грунта. Можно строить на гористой местности со сложным рельефным рисунком, заболоченных территориях – ограничений практически не существует.
• Гибкая технология изготовления набивных свай, ростверка. Можно формировать вместе, отдельно – позволяет экономить на бетонном растворе, изготавливая самостоятельно, не заказывая большие объёмы, оптимизировать рабочее время для строительства.
• Надёжность конструкции. Сваи изготавливаются из высококачественного проката, с большим эксплуатационным запасом. При соблюдении технологического процесса, использование защитных, гидроизоляционных решений делают фундаменты из свай «неубиваемыми» временем.
• Отсутствие земляных работ экономит время. Для сооружения свай нужна только размеченная территория. Не требуется массивная бульдозерная техника, которую сложно доставить в районы гористой, заболоченной местности.
• Слабые грунты, пучинистость почвы — одна сфера применения. Строительство зданий на воде – дополнительное применение – нефтяные морские платформы строятся на сваях.
• Простой фундамент из свай на приусадебном, загородном участке можно выполнить самостоятельно. Не требуется спецтехника, уникальные строительные материалы. Садовый бур, лопата, пара мешков портландцемента, арматура – всё, что нужно.
• Скорость монтажа. Отсутствие земляных работ, экономия на меньшем объёме армирования – сокращает траты, ускоряет строительство.

Недостатки свайных конструкций своими силами

• Бурение отверстий затрудняется на каменистых почвах. При бурении скважины подручными инструментами невозможно продолжить работу, столкнувшись с каменной глыбой – нужны буровые установки.
• На сложном рельефе, где есть значительное смещение горизонтального уровня почвы, сложно сформировать надёжные свайные опоры. В нижних точках нужно использовать большее заглубление, более длинные сваи, иначе опоры (особенно нижние) могут просесть, что сведёт к нулю работу, траты.
• В районах крайнего севера, на территориях с большими перепадами температуры требуется оснащение свай дополнительными средствами теплоизоляции, другой защиты опор.
• Нельзя строить цокольные этажи, подвальные помещения в доме.
• Сложность проектирования, произведение расчетов количества свай, расположения в конструкциях сложной формы. Незначительные ошибки при проектировании выливаются в перекос дома – нарушение определения нагрузки одного элемента ведет к нестабильности системы.

Пошаговая инструкция по устройству ж/б ростверка:

1. Подготовка инструментов и материалов. Заказа бетона класса В17,5…22,5. При необходимости можно выполнить подсыпку из мелкого щебня или гравия под будущую обвязку.
2. Монтаж опалубки. Высота опалубки должна быть на 10 см выше высоты ленточного ростверка. Для опалубки можно использовать доски или щиты, которые должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать нагрузку бетона.
3. Армирование и связка свайной части и ростверка. Арматурный каркас из стержней создается на специальных подставках, позволяющих расположить стержни в пространстве. Вязка армокаркасапроизводится вручную при помощи специального крючка или пистолета. Продольные и поперечные стержни связываются проволокой сечением 0,8…1,5 мм. Проволоку рекомендуется нарезать заранее. Армокаркас устанавливается в опалубку, где происходит его связывание с арматурой свай. Соединение должно быть максимально жестким.
4. Заливка опалубки с армокаркасом бетонной смесью. Чтобы правильно залить бетон нужно смесь распределять равными горизонтальными слоями толщиной 10-15 см. Каждый слой после заливки утрамбовывается виброинструментом. Затем заливается следующий слой.
5. Уход за бетоном в период затвердевания. Конструкцию необходимо защищать от ветра, осадков и УФ-лучей. При сухой погоде и температуре выше +22 С бетон следует периодически увлажнять.
6.  Разборка опалубки. В первую очередь демонтируются распорки и крепления, а затем доски. Опалубка должна легко отходить от застывшего бетона, если этого не происходит, то смесь окончательно не застыла и не набрала прочность.

При самостоятельном замесе бетона важно точно следовать рецептуре для выбранного класса. Например, для приготовления смеси В22,5 (М300) необходимо соблюдать пропорцию цемент/песок/щебень = 1,2/4,4/3, а для соотношения вода/цемент = 0,53…0.55/0,60

Типы и назначение ростверков

Ростверковые конструкции различаются по типу и назначению. При выборе необходимой конструкции учитывается много факторов.

Ленточные фундаменты с ростверками

Для зданий, довольно прочной и надежной опорой являются свайные фундаменты с ленточным ростверком, для устройства которых используют две технологии. Одна из них применяется при обустройстве оснований выше уровня грунта, а вторая – на этапе создания решетчатой конструкции, которая принимает на себя часть нагрузки.

Ленточный фундамент с ростверком в разрезе

Ленточный фундамент – это оптимальный вариант для устройства основания на склонах и участках со сложным рельефом, поскольку не требуется выполнение сложных подготовительных работ по планированию участка с привлечением спецтехники. Данная конструкция прекрасно подходит для возведения сооружений из облегченных материалов.

Используя при строительстве дома ленточный фундамент обязательно необходимы:

• Песчаная подушка, толщина которой составляет 200-300 мм. Она создается под бетонным каркасом и сваями для их защиты от разрушительного воздействия грунтовой влаги.
• Гидроизоляция решетки и опор, для чего применяют полиэтиленовую пленку, рубероид или асбоцементные трубы.

При обустройстве фундамента необходимо тщательно рассчитывать количество и шаг свай в ленточном ростверке, а также его толщину и прочие параметры.

Для забора

Устройство ростверка для заборов необходимо для полноценной защиты конструкции, которую не может обеспечить плоскость ограждения. Создание пояса обусловлено не только обеспечением от внешних факторов, но и для того, чтобы например домашние животные не могли выбраться за пределы участка. Причины могут быть любыми, но исполнение всегда должно быть качественным, обеспечивать прочность и долговечность конструкции.

Ростверк для забора

В принципе, ростверк под забор практически не отличается от пояса, используемого при обустройстве фундаментов домов. Здесь использована та же конструкция, стройматериалы и выполняются аналогичные функции.

Для свайного основания

Необходимость устройства столбчатого фундамента с ростверком обуславливается непосредственно конкретной конструкцией здания, его весом и жесткостью каркаса сооружения. Для того чтобы опорные колоны не заваливались их обязывают монолитным железобетонным, металлическим или даже деревянным поясом.

Свайное основание с ростверком

В строительстве используется несколько схем свайного основания зданий:

• Колонны с навесным поясом заглубляются в грунт. Данная схема используется в 90% всех свайных фундаментов;
• Столбы опираются на щебневую насыпь без углубления в грунт. При такой схеме обеспечивается высокая жесткость основания дома, что позволяет максимально снизить вероятность просадки сооружения;
• Без ростверка. Этот вариант используется для строительства небольших домов.

Когда для дома больше всего подходит свайный фундамент?

Сваи тем хороши, что они могут равномерно перераспределять излишнюю нагрузку на разные части конструкции, без ущерба для строения.

При сыпучих и подвижных почвах ленточные и плитные бетонные фундаменты бесмысленны и даже опасны. В этой ситуации рекомендуется строить основу из свай и ростверков. Она защитит дом от повреждений, вызванных движениями почвы.

Плюсы этого типа оснований

Помимо ситуаций, когда стройка ведется на участках с сыпучими и подвижными типам почв, свайно-ростверковый тип фундамента особенно удобен и выгоден при строительстве жилища на склоне холма. В этом случае столбы нивелируют разницу высоты уровня строящегося дома.

Подобранные сваи разной длины позволят без дополнительных затрат сделать основу для постройки на склоне. С одной стороны столбы будут выглядывать из земли чуть-чуть, с другой стороны больше. В целом – их верхушки будут связаны в одно целое горизонтальными соединениями.

Несмотря на то, что дом строится на склоне, тут не нужно никаких дополнительных земляных работ. Экономятся время и затраты на строительство.

При правильном строительстве такого фундамента, дом перенесет возникающие порою люфты под строением. Он будет стоять и зимой, и летом невредимый много лет.

Минусы

Какой и любой другой, свайно-ростверковый тип основания имеет и свои недостатки.

Во-первых, при строительстве такого фундамента очень велика цена ошибки. Неправильно сделанные расчеты могут привести к деформации основы. Поэтому неопытным застройщикам лучше с таким типом оснований не связываться или уже обращаться к профессионалам.

Во-вторых, такие фундаменты следует обязательно утеплять. Ведь дом, в этом случае, почти всегда имеет зазор под полом, между фундаментом и почвой

Важно не просто правильно утеплить, а постараться как-то закрыть нижнюю часть постройки от влияния любых внешних факторов: непогоды, снега и влаги

Еще один недостаток свайно-ростверкового фундамента заключается в том, что с ним нельзя сделать подвал, только подпол. Это небольшое, низкое пространство для хранения чего-либо в нижней части дома, в закрытом промежутке между почвой и полом строения.

В четвертых, при создании такого основания, возрастает степень важности качества изоляции. Чтобы внизу под полом не было гнили, ржавчины

При строительстве нужно тщательней вести изоляционные работы. А это дополнительные финансовые траты.

Еще один минус – такую основу нельзя делать для тяжелого, массивного строения. В остальном это очень выгодный вид фундамента.

Пошаговая инструкция по монтажу своими руками

Рассмотрим порядок действий по монтажу железобетонного ростверка, расположенного на высоте 30 см над уровнем грунта (один из наиболее сложных вариантов).

Порядок действий:

Подготовка

Производится очистка и планировка участка (если это необходимо). Удаляют все посторонние предметы, растения и прочие помехи.

С помощью колышков производят разметку участка. Для забивных свай она заключается в установке одного колышка на оси опор, для буронабивных отмечаются линии внешнего и внутреннего периметра. Также для них необходимо предварительное бурение скважин, которое производится по результатам пробного бурения.

Оно определяет глубину залегания плотных слоев грунта и производится в любом случае, так как дает возможность определить длину стволов.

Установка свай

Забивка свай производится с помощью специальных машин.

Необходимо составить схему погружения, чтобы готовые сваи не отсекли точки установки следующих опор.

Обычно установку производят по спирали или змейкой, последовательно переходя от одной точки к другой.

Для буронабивных свай производят гильзование скважин (погружение трубы из свернутого рубероида или куска пластиковой трубы нужного диаметра). Затем собирают и опускают в скважину армпояс, размеры которого надо выбрать так, чтобы он легко входил в отверстие.

Длина арматуры должна превышать длину скважины, чтобы впоследствии ее можно было жестко связать с армпоясом ростверка. Затем производится заполнение скважины бетоном и выдержка в течение положенного времени (28 дней).

Строительство опалубки

Для постройки опалубки не обязательно выжидать срок затвердения бетона в скважинах. Если использованы забивные сваи, то обычно выжидают около недели, чтобы ствол «обсосало» (строительный термин, обозначающий восстановление грунта и плотное прилегание к боковым стенкам).

Опалубка представляет собой род длинного деревянного лотка, внутренние размеры которого повторяют форму будущего ростверка.

Сборку производят из обрезных досок, стараясь не допустить образования щелей и промежутков.

Высота опалубки должна несколько превышать высоту ростверка. Для жесткости нижнего отдела на землю устанавливают ряд подпорок, исключающих прогиб днища опалубки. Внутренняя часть устилается полиэтиленом, препятствующим выход воды или материала из опалубки.

Создание армпояса

Арматурный каркас создается по обычной технологии — рабочие стержни с помощью гладкой вспомогательной арматуры устанавливаются в нужном положении согласно проектной схемы и общих правил.

Важным моментом является жесткое соединение арматуры свай и армпояса ленты, для которого лучше всего использовать сварку. Остальные элементы соединяют путем вязки мягкой проволокой.

Заливка бетона

Заливку бетона производят после окончательного затвердения бетона в сваях.

Это важно, так как вес железобетонного ростверка очень велик и способен деформировать не застывший бетон. Заливку надо выполнить максимально быстро, без перерывов, чтобы получить абсолютно монолитную опору с большой степенью жесткости

Бетон выравнивают и накрывают мешковиной или полиэтиленом, первые 10 дней периодически поливают водой

Заливку надо выполнить максимально быстро, без перерывов, чтобы получить абсолютно монолитную опору с большой степенью жесткости. Бетон выравнивают и накрывают мешковиной или полиэтиленом, первые 10 дней периодически поливают водой.

Через 10 дней снимают опалубку, после чего выдерживают ленту до полного застывания, которое наступает через 28 дней после заливки.

Эволюция данного основания

Изначально сваи производились из дерева, которое дополнительно обрабатывалось натуральными антисептическими средствами. В итоге это наилучшим образом сказывалось на долговечности конструкции. Забивались такие виды свай в землю с использованием специальных механических копров, согласно СНиП. Подобный процесс имел множественные минусы и недостатки, был относительно трудоёмким и мог продолжать длительное время. Однако, полученный результат полностью удовлетворял всем технологическим показателям СНиП. А строение, в свою очередь, возвышалось над землёй на таком уровне, что грунтовые воды не могли его затопить.

В дальнейшем, при появлении новых технологий и расширению СНиП, сваи для фундамента начали производиться из более современных и надёжных материалов. В настоящее время широкое распространение получили железобетонные столбы. Их основные плюсы в том, что они достаточно просты в установке, имеют все необходимые технические характеристики, а также обладают приемлемой стоимостью.

Также, хорошими отзывами пользуются винтовые сваи, производимые из металлических труб с учётом СНиП. Они обладают увеличенной долговечностью и надёжностью. Для «проблемных» почв, где расстояние до грунтовых вод минимально, используются буронабивные виды свай. Они являются идеальным вариантом с точки зрения СНиП, но их возведение более трудозатратно.

Типы свай, критерии выбора

При создании свайных фундаментов используются несколько типов свай, которые отличаются по материалу изготовления и способу монтажа. Основное применение получили следующие виды:

• бетонные – обладают достаточной прочностью для последующего возведения легких построек;
• железобетонные – укрепляются металлической арматурой, предотвращающей излом и придающей жесткость конструкции;
• стальные – разрабатываются для всех видов грунта, отличаются простотой и скоростью монтажа.

Некоторые из перечисленных вариантов могут возводиться своими руками (бетонные, железобетонные), другие приобретаются уже в готовом виде (стальные). При выборе типа свай для фундамента широкого пользования необходимо учитывать такие параметры как вес будущего строения, характер грунта, доступность использования спецтехники, возможность самостоятельного обустройства.

Где используется ростверк?

1. При строительстве бань, технических зданий с небольшой массой несущих конструкций;
2. При строительстве жилых зданий на склонах с большим углом наклона;
3. Если необходимо сделать встроенный в глубине гараж или подвал;
4. Когда во время геодезических исследований почвы обнаружено расслоение, особенно при комбинировании глинистой и песчаной почвы;
5. При реставрации каменных и бетонных оснований зданий старой постройки, если обнаружено проседание отдельных углов. Тогда под основу подводятся специальные опоры, затем проводится заливка платформы и уже затем разносится по внешней части несущий ростверк.

Свайно-ростверковый фундамент в разрезе.