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.

Что такое свайный фундамент ростверкового типа

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.

Различают свайные фундаменты с высоким и низки ростверком

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.

Отличие свайных и свайно-ростверковых фундаментов

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.

О монолитных ленточных фундаментах можно прочесть в этой статье.

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.

Что это за тип фундамента

Ростверк – это плита или балка, которая связывает между собой сваи непосредственно на поверхности земли. Это фактически основной несущий железобетонный пояс, на который уже затем монтируются несущие стены самого здания. Как правило, при проектировании и расчете ростверка используются подробные чертежи всех элементов, ведь основная нагрузка ложится непосредственно на сами плиты.

Соответственно, в любой схеме такой конструкции уже предусмотрены расчеты допустимых нагрузок на каждую сваю отдельно, а также на плиты основания. Также стоит учитывать, что ширина ленточного основания существенно больше самых стен. Это делается с целью распределить массу несущих конструкций здания по всей плоскости плит и обеспечить хорошую устойчивость даже при непосредственных подвижках отдельной опоры.

Принципиальная схема свайно-ростверкового фундамента.

Как рассчитать количество свай для фундамента

Правильный расчет количества используемых свай нуждается в предварительной геодезической разведке. Прежде всего, необходимо рассчитать уровень промерзания грунта в зимний период, учитывая, что данный показатель отличается в разных регионах. Для прочной установки сваи ее нижний конец должен находиться ниже этого уровня.

А также необходимо выяснить степень плотности слоев грунта. Чем выше плотность, тем меньшую глубину сваи следует закладывать на этапе проектирования. К примеру, для полускальных и крупноблочных пород она будет минимальной (но не меньше 0,5 метра), а для песчаных и глинистых грунтов придется углубляться по максимуму.

1. Вычисление потенциальной предельной нагрузки на сваи

Перед началом расчета количества свай для фундамента следует выяснить несущую способность отдельной сваи. Общий вид формулы выглядит следующим образом:

В этом случае W является искомой фактической несущей силой, Q – расчетное значение несущей силы, рассчитанное для отдельной сваи по материалу, размерам и характеристикам грунта; k – дополнительный «коэффициент надежности», расширяющий эксплуатационный запас фундамента.

2. Вычисление расчетной нагрузки на сваи

Далее нам необходимо найти параметр Q, без которого расчет свайного фундамента невозможен. Расчетная нагрузка определяется по формуле:

Где S равно площади поперечного сечения лопастей сваи, а Ro – это показатель грунтового сопротивления на глубине размещения лопастей. Сопротивление грунта можно брать из готовой таблицы:

Таблица 2

Что касается «коэффициента надежности» условного фундамента, его величина может варьироваться в пределах 1,2-1,7. Логично, что чем меньше коэффициент, тем ниже себестоимость фундамента на этапе проектирования, поскольку для достижения заданного значения несущей силы не потребуется использования большого количества свай. Чтобы уменьшить коэффициент следует провести качественный и достоверный анализ грунта на стройплощадке, привлекая специалистов.

3. Расчет нагрузки от конструкции здания

На завершающем этапе проектирования свайного фундамента проводится расчет количества свай. Для этого потребуется просуммировать все элементы конструкции здания: от капитальных стен и перекрытий, до стропильной системы и кровли. Провести точное вычисление всех компонентов довольно сложно, поэтому рекомендуем воспользоваться одним из специализированных калькуляторов. И также в калькулятор расчета вносятся эксплуатационные нагрузки, включающие предметы интерьера, мебель, бытовую технику и даже проживающих в доме людей.

4. Подсчет требуемого количества свай

Перед тем как рассчитать количество задействованных свай нам нужно получить на предыдущих этапах две величины: совокупную массу здания (M) и несущую способность сваи (W) умноженную на «коэффициент надежности». Значение несущей способности можно взять из Таблицы 1. Итак, если масса равна 58 тонн, а скорректированная несущая способность сваи СВС-108 равна 3,9 тонн, то:

Как показал пример расчета, для дома весом в 58 тонн потребуется 15 свай марки СВС-180. Следует отметить, что это значение приблизительно и не учитывает правила точного распределения свай согласно СНиП:

• Первые должны быть установлены в точках пересечения несущих конструкций;
• Остальные монтируются равномерно между обозначенными углами;
• Минимальное расстояние между отдельными сваями 3 метра;

5. Глубина установки свай и расстояние между ними

Базовое значение глубины установки сваи рассчитывается исходя из глубины промерзания грунта в конкретно регионе, плюс 25 сантиметров. И также перед тем как рассчитать свайный фундамент, необходимо выяснить:

• Уровень прочности сваи по материалу и конструкции;
• Несущую способность грунта;
• Провести расчет осадки свайного фундамента, со временем возникающей под нагрузкой здания;
• Дополнительные параметры (температурный режим в течение года, объем осадков, нагрузки от ветра и др.).

Утепление столбчатого фундамента

После того как столбчатый фундамент с ростверком возведен, следует сделать забирку. Она представляет собой замену цоколю. Забирка защищает пространство между поверхностью земли и основанием дома от снежных заносов и сквозняков.

Деревянная забирка – доступный и простой в установке вариант облицовки цоколя. Ее выполняют из досок, которые располагают вертикально или горизонтально. Процесс работы включает:

• между опорами выкапывают траншею 40 см глубиной;
• одну треть глубины засыпают песком и гравием мелкой фракции;
• к столбам основания крепят деревянные бруски, имеющие паз шириной 40-60 мм;
• пазами доски крепят друг к другу;
• снизу забирку отсыпают керамзитом.

При вертикальном положении досок на подушку в траншее укладывают первый брус. Второй закрепляют в нижней части постройки. В пазы, выполненные на брусках, вертикально вставляют доски.

Чтобы сделать забирку из кирпича или камня между опорами тоже следует вырыть траншею, в которую будет засыпана подушка. Толщина забирки в этом случае составит 1,5 кирпича. Стены из камня не должны быть больше 30 см.

При высоте опор от 0,7 м забирку выполняют из теплоизоляционных плит. Создают ее в такой последовательности:

• на опоры закрепляют конструкцию в виде рамки, которая сделана из стального профиля;
• с внутренней стороны закрепляют теплоизоляцию – пенополистирол;
• со стороны улицы на саморезы фиксируют профнастил;
• получившийся зазор между элементами профнастила и уровнем грунта заделывают материалом теплоизоляции.

При любом варианте создания забирки следует помнить о вентиляционных окнах, через которые будет проветриваться пространство под домом. Диаметр таких отверстий составляет от 100 до 150 мм. Зимой продухи закрывают тряпками.

Расчет и предварительная подготовка

При создании фундамента одним из самых важных моментов является расчет его глубины и проведение общей разметки территории.

Сначала нужно узнать, насколько может промерзнуть грунт на выбранном участке. После того, как станет известен параметр глубины промерзания грунта, производится расчет глубины, на которую будут впоследствии погружена плита сваи.

Плита будет на 0,3-0,5 метров ниже, чем крайняя граница уровня промерзания почвы. После этого выбранный участок тщательно вычищают и производят выравнивание при помощи уровня. Далее производится детальная разметка при помощи арматуры, которая вбивается в землю.

Разметка проводится как по внешнему, так и по внутреннему периметру. Это приводит к тому, что становится известна ширина будущей ленты.

Вообще, параметр ширины ростверка, напрямую зависит от характеристик и разновидности используемого материала.

Если, к примеру, дом будет построен из дерева, а стены будут возведены с применением пеноблока, то ленты с шириной в 30 см вполне хватит для того, чтобы удерживать вес строения.

В случае если планируется строительство каменного или кирпичного дома, ширина ленты может быть равна 40-60 см. При этом глубина всей монолитной конструкции не должна быть меньше 45 см.

Свайно-ленточный фундамент заливка

Этот параметр напрямую зависит от того, сколько будет весить будущее строение. После первой разметки проводится вторая – она нужна для вкапываемых свай. В такой конструкции сваи располагаются с шагом, равным 1,3-1,5 метрам друг от друга.

Как уже упоминалось выше, отзывы о фундаментах свайно-ленточного типа в большинстве своем положительные.

Олег, 53 года, Омск:

Сергей, 47 лет, Вологда:

Владимир, 38 лет, Шексна:

Установка свай своими руками

Для того чтобы пробурить скважину для размещения будущей сваи, можно воспользоваться ручным или садовым буром. Есть альтернатива – покупка уже готовых свай, которые снабжены круглым сечением.

При создании скважины важно не забывать о том, что к существующей длине сваи плюсуются лишние 30 сантиметров. Они предназначены для песчаной подушки, которая укладывается на дно скважины. Для этого нужно дно засыпать обычным речным песком, а затем, как следует, полить большим количеством воды, после чего утрамбовать

Для этого нужно дно засыпать обычным речным песком, а затем, как следует, полить большим количеством воды, после чего утрамбовать

Они предназначены для песчаной подушки, которая укладывается на дно скважины. Для этого нужно дно засыпать обычным речным песком, а затем, как следует, полить большим количеством воды, после чего утрамбовать.

После этого можно производить установку металлических или асбестоцементных труб и производить обшивку стен рубероидом.

Для каждой отдельно взятую скважину снабжают подошвой. Для того чтобы ее создать в трубу заливают бетонный раствор на 30-35 см, а затем производят поднятие трубы на 20-30 см.

Конструктивные особенности фундамента с ростверком

Свайный фундамент может использоваться как самостоятельный вид основания. В последние годы его все чаще оснащают ростверком – продольной балкой, связывающей все стержни в единую общую конструкцию. Используют следующие их виды:

1. Деревянный – представляет собой брусовую обвязку свай, закрепляемую к их торцам;
2. Стальной – аналог первого вида, представляющий собой металлические балки различного профиля (швеллер или двутавр);
3. Железобетонный ростверк – монолитная конструкция, которая может быть заглублена в почву, располагаться на ее поверхности или быть приподнятой над грунтом на несколько дециметров.

Виды ростверка

Технология изготовления первых двух видов не сложна и не требует к себе пристального внимания. Более сложен последний вариант, на котором следует остановиться более подробно.

Поэтапный процесс подготовки

Для начала необходимо сказать о том, что все работы с фундаментом следует производить строго по проекту. Дело в том, что существует масса разновидностей таких конструкций, обладающих своими уникальными особенностями и предназначенными для конкретного типа зданий. Поэтому собираясь создавать свайно-ростверковый фундамент под газобетон или другой основной материал, прежде всего, следует ознакомиться с проектом. (См. также статью Перегородки из газобетона: как сделать.)

Самые распространенные схемы сопряжения готов свай с ростверком из бетона с учетом конструкции по проекту

Сваи

Существует огромное количество различных видов свай. При этом большинство из них разработано под определенный тип почвы. Поэтому свой выбор нужно ориентировать с учетом и нагрузки строения.

Типовая схема свайного поля с указанием всех необходимых для работы размеров

• Стоит отметить, что фундамент на винтовых сваях с бетонным ростверком создается по специальному плану, который называется свайное поле. В нем учтены все нагрузки и приведены точные расстояния между опорами.
• Некоторые мастера рекомендуют сразу спланировать землю на участке, поскольку оставшиеся бугры могут помешать дальнейшему монтажу.

В проектах подобных фундаментов обязательно указываются все элементы, которые должны использоваться при монтаже

Стоит отметить, что бетонный ростверк на винтовых сваях или ему подобные, заносятся в проект как единый фундамент. Нельзя использовать отдельные элементы такой конструкции для изготовления другого строения, даже если оно кажется практически идентичным.

Опалубка для ростверка, который будет находиться на грунте

Опалубка

На данном этапе инструкция по монтажу рекомендует заняться изготовлением опалубки. При этом ее стоит подвязывать не только к сваям, но и делать опоры на грунт.

Изготовление опалубки для свайного фундамента с ростверком из бетона

• Для создания такой конструкции лучше всего использовать листы влагостойкой фанеры. Если же их нет, то можно применить и доски, но обязательно необходимо создать герметичность швов, чтобы влага не вытекала из опалубки.
• Когда необходимо создать железобетонные ростверки, то профессиональные мастера рекомендуют сначала сделать перевязку свай и только потом заполнять опалубку арматурой. При этом ее не варят, а перевязывают с использованием стальной проволоки.

Вариант внутреннего обустройства опалубки с выведением арматуры от сваи в бетон

• Для контроля уровня размещения металла в бетонном литье лучше всего применять специальные подставки, которые ложатся на дно.
• Стоит сказать о том, что специалисты рекомендуют перевязку свай металлом делать в любом случае. Однако если ее нет в готовом проекте, значит, сразу стоит от нее отказаться.

Армирование с использованием специальных зажимов и стальной проволоки

Важно помнить, что не только монолитный железобетонный ростверк нуждается в точном расположении, но и любой другой элемент литого фундамента. Поэтому при изготовлении опалубки обязательно следует использовать измерительные инструменты в виде уровня и отвечать

Использование прочной и толстой арматуры для перевязки всех элементов между собой

Также важно отметить, что не следует создавать дополнительных секций, или ответвлений мотивируя это слишком длинными материалами, которые не хочется обрезать. В противном случае может понадобиться резка железобетона алмазными кругами, которая имеет довольно высокую стоимость

Залитая бетоном опалубка для создания небольшого ростверка

Плюсы и минусы

Как любой из типов конструкций, свайно-ростверковый также имеет свои достоинства и недостатки.

К достоинствам нужно отнести:

• устройство на любых грунтах, в том числе и там, где невозможно строительство ленточного либо плитного оснований;
• независимость возведения фундамента и зданий от рельефа местности;
• заложение фундаментов в местах, где грунтовые воды расположены близко к поверхности;
• формирование свайного поля отдельно от ростверка;
• расположение высокого ростверка в основании здания, практически исключает вероятность подтопления во время паводков;
• возможность строительства собственными руками без привлечения крупных механизмов;
• экономия при возведении такого вида основания под строительство может достигать 25% в сравнении с традиционными видами фундаментов;
• возможность строительства зданий сложных геометрических форм;
• высокая скорость строительства.

При всей видимой привлекательности у этой конструкции есть свои минусы:

• невозможность устройства подвальных помещений или нулевого (цокольного) этажа;
• ростверковый фундамент невозможно сделать в каменистых грунтах;
• для возведения такой конструкции необходимо тщательное изучение грунтов на участке;
• проблематично ведение строительных работ в местах, где присутствует горизонтальное смещение грунтов.

Классификация по высоте

Ростверк вместе со сваями, которых под ним находятся, могут располагаться по-разному. Если учитывать положение относительно уровня грунта, монолитный ростверк может быть таких типов:

• Высокий. В этом случае верхняя часть плиты находится высоко над землей.
• Повышенный – плита немного заглублена в почву.
• Заглубленный – монолитное основание полностью погружено в землю.

Каждый из этих видов имеет свои плюсы и минусы. Однако наибольшее распространение получило высокое основание. Именно его проще всего устанавливать. Фундаменты на буронабивных сваях с монолитным ростверком не испытывают давление почвы.

Высоко расположенные плиты имеют и свои недостатки. Среди них выделяют необходимость теплоизолировать первый этаж. При установке таких конструкций не получится устроить подвал. Если это подсобное помещение необходимо, его создают в условиях загубленного или повышенного основания.

Сваи под ростверком тоже должны иметь определенное расположение. Это зависит от предполагаемого давления на плиту. Их можно разместить сплошным «лесом», или установить полосами.

Технология строительства свайно-ростверковых фундаментов

• Проведение подробных изыскательных работ, в результате которых нужно получить подробную информацию о типе почвы и глубине заложения водных горизонтов;
• Разработка проекта основания, где сразу будут предусмотрены расчеты допустимых нагрузок на каждую опору, глубина их заложения, а также тип ростверка;
• Монтаж опор. Если в проекте четко указано, какой тип опор нужно использовать, то и технология их установки уже предусмотрена. Бывает, что при возведении небольших зданий на сваях сделан только расчет нагрузок. Тогда строитель сам определяется с типом свай и часто используется винтовые или инъекционные опоры, которые легче монтировать.
• Установка ростверка с дальнейшим его армированием;
• Обустройство цоколя, проведение гидроизоляционных и теплоизоляционных работ внутренней части пола.

Как правило, ключевым фактором при выборе типа и длины фундамента будет глубина заложения нижней кромки основания.

Различия безростверкового фундамента и ростверкового основания

Безростверковые конструкции представляют собой свайные поля или так называемые ленты из свай, имеющие сборные оголовки, на которые устанавливается здание. Для таких типов обычно применяются забивные сваи из железобетона, имеющие квадратное сечение. Эти разновидности рекомендуется применять только в нормальных сейсмических условиях.

Ростверковые свайные конструкции объединяются при помощи ленточной базы или плиты, благодаря чему нагрузка на основание и грунт распределяется равномерно. Ростверки различаются по виду конструктива на монолитные, сборные, а также сборно-монолитные.

Процесс изготовления ростверка

Схема устройства ростверка.

Устройство ростверка столбчатого фундамента

После того, как вы закончили заниматься подготовкой, можете заняться ростверком. Предполагается, что вы заранее позаботились о том, чтобы разработать проект – дальше действуете в строгом соответствии с его требованиями:

• начинайте сбивать опалубку – для этого используйте столярный инструмент и гвозди, а также доски и деревянные брусья;
• снаружи установите дополнительные подпорки для опалубки, чтобы не произошло никаких неприятных сюрпризов в тот момент, когда будете заливать в нее бетон – она может попросту развалиться;

Монолитная плита с ростверком подразумевает наличие арматуры и швеллера

• для заливки бетона используйте бетономешалку – это даст более высокое качество и надежность конструкции;
• после заливки дождитесь затвердевания бетона – специалисты говорят, что на это уйдет около пяти – семи дней. Теперь можно заняться изготовлением монолитной плиты.

Применяемые материалы

Ростверки делят на легкие и тяжелые. В зависимости от этого критерия выбирают исходные материалы. Если нужно построить небольшой дом, ростверк делают деревянным. Когда возводят массивную постройку, оправдано использование железобетонного ростверка.

Иногда оптимальным решением становится использование цельных металлических изделий. Однако это случается редко, поскольку он требует регулярной обработки. Кроме того, его сложно устанавливать.

Технология, по которой создаются деревянные ростверки на столбчатом фундаменте, предполагает защиту материала от воды и различных вредителей. Металлическая конструкция со временем ржавеет. По этой причине ее установка оправдана в небольшом количестве случаев.

Чаще основание на сваях с ростверком возводят из бетона. Его изготавливают непосредственно на месте постройки дома. Такая работа более трудозатратна, однако позволяет сэкономить в перспективе.