Устройство свайного фундамента с ростверком

Коротко о главном

Буронабивные сваи – заполненные бетонной смесью скважины с предварительным армированием. Этот вид фундамента получил большую популярность благодаря: простоте возведения, низкому влиянию на располагающиеся рядом здания, возможности постройки на осложнённых грунтах и склонах. Имеются множество методов изготовления конструкций свай, и их применение обуславливается залегаемым грунтом на стройплощадке.

Обсадные трубы для буронабивных свай представляю собой металлический каркас в виде трубы погружаемый в скважину и наполняемый бетонным раствором. Их установка целесообразна только при грунтах, не отличающихся устойчивостью из-за повышенной трудоёмкости и привлечением тяжёлой строительной техники.

Буронабивные сваи с ростверком – комбинированный тип основания из опорных свай в грунте и ростверка, передающего нагрузку на все сваи.

Буронабивные сваи с монолитным ростверком используются чаще всего в многоэтажном строительстве. В данном виде фундамента нужно дополнительно устроить тепло- и гидроизоляцию для создания подходящего микроклимата, и долговечности дома.

Буронабивные сваи с ленточным ростверком отлично подходят для постройки малоэтажного дома из любого материала. Благодаря тому, что армирование группирует все опоры в цельный скелет хорошо воспринимающий изгибающие моменты опоры, перестают работать по раздельности. Это не допускает вероятность неравномерных усадок.

Оценок 0

Для чего нужен ростверк

Ростверк делает конструкцию более прочной и устойчивой к различным нагрузкам. Он соединяет между собой сваи и способствует равномерной передаче нагрузки от дома через опоры на грунт.

Домостроение в разных участках имеет различный вес. Это зависит от использования строительных материалов и расстановки мебели. В зоне, где расположены колонны, камин, ванна или бассейн нагрузка будет более значительной. Из-за этого постройка со временем может давать неравномерную усадку. Появляются трещины, и нарушается целостность стен и других элементов здания.

Обвязка принимает на себя нагрузку и при соблюдении технологии монтажа равномерно распределяет ее на сваи.

Перед началом строительных работ нужно просчитать все параметры и выяснить, какой тип фундамента будет наиболее подходящим.

Не всегда свф является лучшим вариантом. Для многоэтажных домов выбирают ленточный или плитный фундамент. На скальных грунтах заглубление свай будет невозможным, они не смогут пробить почву такого типа.

Металлический ростверк

Изготовление основания при использовании столбов

С монтажом ростверка для свайного фундамента разобрались, а теперь приступим к созданию несущей плоскости для столбчатого базиса.

Материалы и инструменты

Запасаемся следующим набором:

• «штыковкой» и «подборкой»;
• буром;
• киркой;
• рулеткой;
• кольями;
• химикатами для предотвращения роста растительности;
• ОСП-плитой, фанерой или обрезной доской для изготовления опалубки;
• арматурным каркасом;
• бетонным раствором;
• геотекстилем;
• песком;
• щебнем;
• полиэтиленом;
• битумной мастикой.

Процесс монтажа

Выполняем следующую работу:

• очищаем участок, предназначающийся для будущего строения, от растительности;
• поливаем рабочую зону химикатами, чтобы предотвратить рост растительности;
• делаем разметку участка – вбиваем колышки и натягиваем между ними веревку;
• копаем ямы для столбов;
• засыпаем песок в ямы;
• поливаем песчаную подушку (высотой 10–15 см) водой, хорошо её трамбуем;
• кладём на песок геотекстиль;
• засыпаем полотно щебнем;
• делаем опалубку – формируем панели и короба;
• опускаем короба в яму;
• покрываем опалубочную систему полиэтиленом;
• вяжем арматуру;
• опускаем каркас в яму для столба;
• формируем столбы – заливаем бетон послойно;
• обрабатываем слой бетона лопатой или вибратором;
• делаем технический перерыв;
• обрабатываем поверхность столбов битумной мастикой;
• монтируем опалубку между опорами, делаем песчаную подсыпку, заливаем бетонный раствор, который укрепляется арматурой;
• делаем техническую паузу, чтобы бетон застыл;
• производим гидро и теплоизоляцию.

Анекдот не в тему: — Ах! Как у вас прекрасно пахнет кофе!

— Заходите! Не стесняйтесь! Нюхайте на здоровье!

Итак, что можно сказать? Ростверк – объект, который, несмотря на свою простоту, играет очень важную роль в «жизни» каждого здания. Не ленитесь, подарите приветливому и уютному дому или бане будущее без разрушений! Терпения и удачи Вам! Пока!

Цитата мудрости: Хранить свой секрет — мудро, но ждать, что его будут хранить другие, — глупо (Сэмюэл Джонсон).

Виды свайного основания в зависимости от метода погружения

Сваи могут быть изготовлены разными способами, что определяет метод из погружения в грунт:

• Забивные сваи погружают в землю только посредством специального оборудования или вибропогружателя.
• Набивные сваи погружаются в скважину с помощью бура и заливаются бетонным раствором. Выполняются из бетона или железобетона.
• Буровые сваи — это железобетонные изделия, погруженные в предварительно пробуренную скважину.
• Винтовые сваи представляют собой металлические столбы с наконечником в виде винта. Погружение выполняется непосредственным вкручиванием сваи в грунт.

Его необходимая высота

Высота ростверка напрямую связана с материалом стен дома. Если планируется строительство кирпичного (бетонного, шлакоблочного) дома, то минимальной высотой считается 15-20 см над уровнем грунта. Для деревянных домов высота ростверка должна быть несколько увеличена и составлять около 40-60 см.

Это обеспечит необходимую изгибную жесткость, позволит отделить древесину от источников влаги снизу.

Имеется в виду снеговой покров, высота которого также должна учитываться. Если в регионе зимы очень снежные с большой высотой сугробов, необходимо рассчитывать высоту ростверка, превышающую их уровень.

Усиление фундамента методом уплотнения почвы

Когда почва под опорами теряет несущую способность, ее необходимо укрепить. Для этого существует несколько методов, наиболее простым является замена просевшего грунта. Укрепление может осуществляться еще и методом подкапывания опор до нижней конической части. При этом почву можно уплотнить методом заливания цементной смесью или силикатной смолой.

Усиление свайного фундамента, установленного на глинистом грунте, осуществляется методом нагнетания в грунт вокруг опор карбамидной смолы. Усиление почвы проводится через погруженные инъекторы, с помощью которых нагнетается смола с двух сторон по очереди заходами снизу вверх.

Алгоритм расчета свайного фундамента с ростверком

Вычисление полезных нагрузок

Полезная нагрузка – это сумма веса мебели, людей, половых покрытий, бытовых приборов, облицовок. Рассчитывается приблизительно, согласно нормам колеблется между 100 и 200 кг. на единицу площади перекрытия помещения.

П.Н = S * 100 кг.

S – совокупная площадь перекрытия дома.

Вычисление снеговых нагрузок

Карта снеговых нагрузок для расчета

Снеговая нагрузка – давление на поверхность кровли снежного покрова. Нормативное снеговое давление определено для каждого региона индивидуально. Например, С. Н в Иркутске колеблется между 392 кг/м2 и 560 кг/м2.

С.Н = N * S

N – вес снегового покрова;

S – площадь кровли здания.

Вычисление массы здания

Масса здания – сумма веса элементов дома: стен, стропильной системы, перекрытий, кровли, стяжки.

M = m₁ + m₂ + m₃ +…

M – масса строения;

m – удельный вес элемента.

m = V / S

V = усредненный вес 1 м2 стройматериала;

S = площадь элемента.

Пример составления сводки для вычисления массы здания:

Элемент	Вес, кг/м2
Кирпичные стены (150 мм)	220-270
Железобетонное перекрытие	500
Рубероидное покрытие	20-50

Вычисление совокупных нагрузок

Совокупные нагрузки – это сумма воздействий на опоры.

С. Н = (М + П.Н + С. Н) * К.Н

К. Н – коэффициент надежности, соответствующий предельному состоянию. Прописан в своде правил №2.01.07-85*. Например, для жилых зданий – 1,2.

Вычисление грузонесущей способности сваи

Грузонесущая способность – это давление, которое выдерживает опора. Высчитывается по данным исследования грунта, например, основываясь на сопротивлении почвы.

• Fdf = u * ∑ Y_cr * Fi * Hi;
• Fdr = Y_cr * R * A;
• Fd = Y_cr * (Fdf + Fdr).

Fd – грузонесущая способность сваи;

Y_cr  — коэффициент работы столба в почве после заложения (=1);

u – внешний периметр сечения опоры;

Fi – сопротивление грунта у боковой стенки столба;

Hi – толщина грунта, соприкасающаяся с боковой стенкой опоры;

R – нормативное сопротивление почвы под основой столба;

А – площадь опоры.

Расчет количества свай ростверкового фундамента

Количество свай – минимальное число опор, поддерживающих сооружение.

В обязательном порядке опоры устанавливаются на углах дома, а также в местах стыковки стен. Расстояние между столбами свайно-ростверкового фундамента — 2-2,5 м.

n = С.Н / Fd

n – количество столбов

Вычисление длины свай

Длина сваи – глубина заложения стержня, необходимая для устойчивого положения основания конструкции. Высчитывается по данным исследования грунта, например, основываясь на высоте пластов.

Расчет ростверка свайного фундамента

Ростверк – железобетонная рама, которая соединяет верхнюю часть столбов, а также служит опорной конструкцией для несущих элементов здания.

Расчет свайного фундамента с ростверком выполняется в соответствии с предельными состояниями. Предельное состояние – состояние, при котором конструкция получает необратимую деформацию или локальное повреждение, а также не способна сопротивляться внешним воздействиям. Классификация пределов:

• 1 группа: несущая способность грунта, прочность материалов свай и обвязки, глубина заложения;
• 2 группа: усадки, повороты опор и контактной почвы под воздействием внешних факторов, например, мерзлоты.

Согласно вышеуказанной классификации и сборникам правил №2.17.77, №2.03.01 размер обвязки и глубина ее заложения рассчитываются по формулам:

1. Fаi ≤ Rbt * h01 * ∑ Uі * Ві – устойчивость к продавливанию угловой опорой.
2. Мхі = ∑ Fі * Хі – Мfx – устойчивость к изгибам.
3. Q ≤ 1.5 * b * Ho * Rbt * – устойчивость к поперечному давлению.

Fаi – нормативное давление на угловую сваю;

Rbt – сопротивление рамы к растяжению;

h01 – глубина заложения обвязки на угловой опоре;

Uі – сила давления опоры на раму;

Ві = К * (Hоі / Соі) – расчетный коэффициент (свод №2.03.01);

Мхі – изгибающие моменты, действующие на ростверк;

Fі – нормативная нагрузка на столбы;

Хі – расстояние между осями опор и нижней гранью рамы;

Мfx – изгибающие факторы местного типа, действующие на обвязку;

Q – нормативная устойчивость столбов вне рамы (испытывают наибольшее поперечное давление);

b – ширина ростверка свайного фундамента;

Ho – глубина заложения ростверка в свайном фундаменте.

Расчет свайного фундамента с ростверком производят согласно рекомендациям сборников №2.01.07-85*, №2.02.01-83, №2.17.77, №2.03.01.

Что такое свайно-ростверковый фундамент?

Свайно-ростверковый фундамент — это опорная конструкция, состоящая из системы вертикальных опор (свай), входящих в жесткий контакт с плотными слоями грунта (глинистыми, крупнообломочными или скальными), и наружного пояса обвязки, несущего стены дома и передающего нагрузку на сваи.

Все вопросы и методики строительства свайно-ростверковых оснований регулируются СНиП 2.02.03-85. Существуют разные варианты конструкции, в которых используются те или иные виды свай, размеры и материал ростверка.

Сочетания этих элементов дают возможность получить наиболее подходящую конструкцию фундамента, обладающую оптимальным набором параметров для заданных условий.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Свайно-ростверковый фундамент очень похож на свайно-ленточный тип, что вызывает немало споров и разночтений. Некоторые специалисты объединяют их в единую группу, другие принципиально делят их по способу опоры ленты. Общего мнения они так и не достигли, что необходимо учитывать при изучении специальной литературы.

С монолитным ростверком

Свайный фундамент с монолитным ростверком представляет собой систему свай, погруженных в грунт на необходимую глубину.

На верхней части устанавливается монолитный железобетонный ростверк, который имеет со сваями общий арматурный каркас и максимально жестко связан с ними.

Внешне ростверк выглядит как некое подобие традиционной ленты, но разница между ними в том, что лента передает нагрузку на поверхность грунта, а ростверк распределяет ее по системе вертикальных опор и, через них, на плотные слои грунта.

При этом, в большинстве случаев, габариты о общие параметры у ленты и ростверка мало отличаются и обладают практически равными возможностями. Свайно-ростверковый фундамент такого типа представляет собой максимально жесткую конструкцию, способную выдерживать все внешние нагрузки.

В частности, такое основание отлично себя зарекомендовало на проблемных грунтах, расположенных на склоне. Подобна конструкция — единственная, способная выполнять свои функции в подобных условиях.

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.

Расположение свай на плане дома

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.

Сначала расставляют сваи по углам, потом под местами примыкания несущих стен

Принцип прост, но еще нужно определить необходимую площадь свай. А ее нужно рассчитать (скорее, подобрать).

Виды свайных фундаментов с ростверком

Ввиду многообразия технологий строительства, используемых материалов для свайно-ростверковых фундаментов существует специальная терминология:

• основание – воспринимающий вертикальную нагрузку пласт, залегающий ниже отметки промерзания;
• свая – вертикальная конструкция, изготовленная в почве или погруженная в нее;
• поле свайное – группа свай для одного сооружения, здания;
• ростверк – монолитная либо балочная конструкция по оголовкам свай (плита, решетка, рама или балка);
• низкий ростверк – заглублен в почву или расположен на уровне нулевой отметки;
• высокий (висячий) ростверк – поднят над уровнем грунта;
• несущая способность сваи – сумма сопротивлений грунта на боковых поверхностях и под ее нижним концом.

Схема буронабивного фундамента

По материалу буронабивные сваи классифицируются следующим образом:

• композитные – железобетон внутри стальной или полимерной несъемной опалубки (труба большого диаметра);
• бутобетонные – в нижней части сваи в бетон утоплены камни (максимальный размер 15 см, прочность не ниже расчетной марки бетона), верхняя часть (0,5 – 0,7 м) залита чистым бетоном, армирование обычно по всей длине (кроме забутовки);
• железобетонные – свая залита полностью из бетона с арматурой по всей длине (обычно не напряженная);
• бетонные – арматура лишь в верхней части для обвязки с ростверком.

Ствол сваи может изготавливаться несколькими способами даже при использовании одних и тех же материалов. Например, если бетоном наполняется отверстие в земле с помещенным внутрь арматурным каркасом, свая будет безоболочечной.

Схема сваи с расширением — ТИСЭ.

Если свая достигает несущего пласта, заливается в полимерную или металлическую трубу, которая не несет нагрузок и остается в скважине на весь период эксплуатации (несъемная), выполняя роль гидроизоляции, получается свая с оболочкой.

Если временная опалубка снимается после заливки, свая называется во временной оболочке, метод – вертикально перемещаемая труба ВПТ. Если опалубка остается внутри скважины и выполняет несущие функции, свая именуется трубобетонной.

Для повышения несущей способности подошва сваи может уширяться монолитным основанием. Подошву разбуривают специальным инструментом, взрывом либо бетонными свайками. В общем ростверке оголовок буронабивной сваи может иметь скользящее сопряжение или жесткую заделку в монолит.

Если при геологической разведке участка выявлено залегание несущего пласта глубже 3 м, буронабивные сваи-стойки обойдутся индивидуальному застройщику дороже винтового фундамента СВФ либо плавающей плиты. В этом случае эффективнее висячие сваи, несущая способность которых зависит от плотности и пористости грунта. Если сил трения на боковых поверхностях недостаточно, следует рассмотреть другие варианты фундамента.

В отличие от ленточного фундамента, глубина заложения ростверка никак не зависит от характеристик грунтов:

• лента опирается на землю подошвой, присутствуют боковые сдвигающие нагрузки от сил пучения;
• ростверк на грунт не опирается, создается исключительно для обвязки свай, распределения нагрузок, опирания стеновых материалов (особенно актуально для пеноблоков, кирпича).

После заливки монолитного ростверка между грунтом и его подошвой создается воздушная прослойка для компенсации сил пучения. В низких ростверках она защищается по бокам листовыми материалами во избежание осыпания земли, заполнения этого пространства пучинистым грунтом.

С учетом вышесказанного, монолитный ростверк по оголовкам буронабивных свай эффективен в случаях:

• легкие постройки – экономия бюджета 30 – 50% в сравнении с плитой, ленточным фундаментом для срубов, фахверковых, каркасных, панельных (СИП технология), щитовых коттеджей;
• сложный рельеф – склоны с перепадом высот больше 1,5 м в пятне застройки;
• высокий УГВ – сваи можно залить в оболочку при незначительном подъеме воды или путем временного откачивания ее из скважины;
•  болото, прибрежная зона – земляные работы для других типов фундаментов невозможны.

Экономически эффективны в индивидуальном строительстве сваи лишь при глубине до 3 – 5 м, что обычно достаточно для легких конструкций. При нормальной геологии на ровных участках сваи сокращают бюджет строительства кирпичных, бетонных зданий вдвое. Лишь в этом случае фундамент соответствует требованиям СП 24.1333, регламентирующим проектирование свайных фундаментов.

Классификация и конструкция буронабивных свай

Буронабивные сваи — железобетонные конструкции, скважина под монтаж которых формируется посредством бурения. Типичная конструкция буронабивной опоры состоит из двух элементов — бетонного тела и арматурного каркаса. Для армирования свай применяются готовые арматурные каркасы заводского производства. Тип каркаса — продольно-поперечный, он состоит из вертикальных арматурных прутьев, которые соединяются горизонтальными перемычками. Для создания продольного контура используется рифленая арматура, произведенная по горячекатаному методу (класс А1-А3). Диаметр прутьев подбирается исходя из размеров сваи, он может варьироваться в пределах 12-20 мм.

Рис: Армокаркас для бурнонабивных свай

Фиксирующие поперечные перемычки выполняются из гладкой арматуры (диаметр 8-15 мм). Соединение каркаса выполняется электродуговой сваркой. После стыковки каркас, с целью предотвращения коррозии, покрывается защитной грунтовкой.

Важно: бетонное тело буронабивной сваи создается из смеси марки М200-М300, соответствующей классу прочности В25. Нормативная морозостойкость используемого бетона — 200 циклов, класс водонепроницаемости — 6

Согласно особенностям конструкции выделяют два вида буронабивных свай:

• Цилиндрические;
• С уширением опорной подошвы.

Цилиндрические сваи имеют одинаковое сечение по всей длине ствола, тогда в уширенных сваях нижняя часть ствола обладает увеличенным диаметром. За счет увеличенной площади опирания такие опоры получают повышенную устойчивость в грунте и большую грузонесущую способность.

Рис: Схема монтажа буронабивных свай с уширением

Уширение может формироваться двумя методами — посредством использования специальных буровых колонн с откидными резцами либо камуфлетным методом, при реализации которого на дне скважины размещается взрывчатое веществом и производится его последующая детонация.

Правила монтажа винтового фундамента с ростверком

Сначала нужно покрыть металлический швеллер антикоррозийным составом. Если используется деревянная опалубка, тогда между металлом и деревом кладется прокладка, которая не позволяет материалам контактировать между собой. Затем по четкому расчету нужно установить винтовые сваи.

В строительстве рекомендуется использовать сразу различные виды свай, т.к. в таких случаях достигается большая надежность конструкции в целом. Самым популярным на данный момент считается железобетонный ростверк. Для его строительства нужно иметь на строительной площадке винтовые сваи, готовую стальную арматуру, проволоку, бетон и доски для опалубки.

Выполняя армирование каркаса ростверка, арматура вводится внутрь сваи. А хлысты тщательно перевязываются между собой. Это делается для того, чтобы достичь максимальной прочности конструкции в целом, воспрепятствовать возникновению трещин внутри бетонного монолита.

https://youtube.com/watch?v=7DQqVrLpixc

Технология устройства буронабивных свай с обсадной трубой

Изготовление буронабивных свай с обсадной трубой — технология хорошо отработанная и высоконадёжная. Она позволяет выполнять сваи в грунтовых условиях любой сложности, кроме скальных пород. А также даёт необходимые возможности, чтобы соблюсти технические условия не смотря ни на какие известные подземные препятствия и помехи.

Устройство БНС с обсадной трубой на строительстве фундамента автодорожной развязки в Бирюлёво, Москва

Сваи обсадной трубой выполняются с применением сложной тяжёлой строительной техники, процедура трудоёмка и требует технико-экономического обоснования использования (подвижные, слабые, крупнообломочные, обводнённые, другие сложные грунты, исключающие проходку без жёсткой защиты; невозможность применения более простых технологий) и состоит из следующих основных операций:

• установка бурового станка на ось скважины;

Погружение обсадной секции

заглубление инвентарной трубы вдавливанием с обратно-поступательным вращением до опорных слоёв;
может использоваться не только основной силовой агрегат буровой установки, но и специальный обсадной стол с особо мощным вращающе-вдавливающим усилием;
инвентарные трубы состоят из секций ограниченной длины и на глубокие скважины их уходит несколько штук, имеющих на стыках специальные замки;

Бурение

бурение скважины до несущего слоя с заглублением в него на 10–15 см;

Извлечение породы

извлечение выбуренной породы шнеком или ковше-буром на поверхность;
поскольку изготовление скважины на большую глубину связано с огромными усилиями, энерго- и трудо-затратами, технология предусматривает чередование операции погружения инвентарной трубы с операцией выбуривания породы из внутренней полости — до достижения проектной глубины;

Армирование

погружение заранее подготовленного пространственного арматурного каркаса в скважину (предварительно арматура должна быть очищена от почвы и ржавчины), у каркаса должны быть габаритные элементы, обеспечивающие центровку и отстояние от стенок не менее 60 мм;

Бетонирование

погружение бетонолитной трубы, которая может быть стыкована из секций или спускаться в забой одновременно с пространственным каркасом;
подача бетонного раствора из бетономиксера под давлением с помощью бетононасоса в забой, до отметки полметра над выходом бетонолитноого рукава, далее бетонолитный рукав поднимается одновременно с заполнением скважины бетоном;
выполнен оголовок для скрепления с ростверком или фундаментной плитой;
извлечение обсадной трубы.

Устройство свай по буронабивной технологии с обсадными трубами на строительстве фундамента многоэтажного дома в Москве.

На фотографии выше — слева направо: буровая установка Casagrande погружает обсадную секцию с помощью осцилятора (обсадного стола). Рядом складированы резервные секции. На дальнем плане армокаркасы для армирования свай и подъёмный кран для подачи их к скважинам. Бетономиксер подаёт бетонную смесь в скважину, пробуренную установкой Bauer. Попутная откачка и отвод грунтовых вод. Работы проводятся в котловане, крепление стен которого выполнено откосами и ограждением из трубошпунта с забиркой. В условиях плотной городской застройки.