Сочетание ленточного и свайно ростверкового фундамента. "Свайно-ленточный" фундамент - миф или реальность? Что такое свайно-ростверковый фундамент

Конструкция свайно-ростверковых фундаментов заметно дешевле популярных ленточных и даёт прекрасный результат по надёжности и долговечности. При этом технологический процесс настолько прост, что имеется возможность выполнить всю работу своими руками.

Свайно-ростверковые фундаменты в строительстве

Свайно-ростверковые опорные конструкции для зданий и сооружений всё активнее приходят на смену популярным ленточным. Особенно это актуально для строительства в районах Крайнего Севера, где они являются единственной возможным вариантом устройства фундамента для любой постройки.

Изготовление фундамента - дело затратное. В смете расходов на строительство эта статья составляет до 45% общей стоимости при устройстве наиболее популярного опорного основания ленточной конструкции.

Свайно-ростверковый фундамент представляет собой монолитную конструкцию (ростверк), расположенную на свайных опорах

Что такое свайно-ростверковый фундамент

Основной особенностью свайно-ростверкового фундамента является применение свай в качестве основного несущего элемента. Их погружают в грунт различными способами до достижения надёжного грунтового слоя, но в любом случае ниже уровня его максимального промерзания.

Для связки системы свай в горизонтальном направлении поверх них устанавливаются горизонтальные балки из различных материалов:

• литые бетонные. Изготавливаются одновременно с заливкой свай или отдельно. Такие фундаменты можно применять при строительстве загородных домов до двух этажей высотой;
• деревянные. Ростверки из древесины применяются при возведении бревенчатых и брусовых зданий, бань или хозяйственных строений. Они используются также при строительстве каркасных зданий и установке парников в сочетании с винтовыми металлическими сваями;
• металлические из различных профилей - балки, швеллеры и уголки крупных размеров. Они популярны при монтаже нежилых строений, таких как мастерские или гаражи.

Основным назначением ростверков, кроме горизонтального укрепления опорного основания, является равномерное распределение нагрузки от расположенного на нём строения на сваи. Такая конструкция предотвращает перекосы здания в процессе эксплуатации.

Фотогалерея: разновидности свайных фундаментов

Плюсы и минусы ростверковых фундаментов

К положительным качествам ростверковых фундаментов относятся следующие их качества:

Присущие конструкции минусы не перевешивают положительных качеств, перечисленных выше. Недостатком считают тот факт, что при таком фундаменте невозможно устроить цокольный этаж или подпол. Второй отрицательный момент - для закрытия проёма над сваями нужно устраивать забирку. Но это просто решается с использованием недорогого винилового сайдинга.

Видео: плюсы и минусы свайных фундаментов

Область применения свайно-ростверковых фундаментов

Свайные основания применяются при неблагоприятных ландшафтных или гидрогеологических условиях для постройки любых объектов от забора и надворных построек до жилых зданий небольшой этажности. Выбирать ленточный фундамент с использованием буронабивных свай в таких случаях экономически выгодно:

1. Высокий ростверк приподнимается над грунтом, пучинистая сила практически не воздействует на фундамент. Опора через сваи передаётся на грунт с высокой несущей способностью.
2. Свайное основание с металлическим ростверком из швеллера является отличным решением для возведения деревянных зданий.
3. Буронабивные сваи с монолитным бетонным ростверком хорошо справляются с нагрузкой от двухэтажных кирпичных и газобетонных строений.

Устройство свайного фундамента с ростверком

При проектировании фундаментов двумя основными задачами является обеспечение несущей способности и противодействие силам вспучивания грунта при его промерзании. Иными словами - нельзя допустить просадки строения под собственным весом и его перекоса при неравномерном пучении. Основными мерами по обеспечению устойчивости являются:

Оговоримся, что свайно-ростверковый фундамент не следует путать с ленточным, опирающимся на сваи. Разница состоит в том, что ростверк опирается только на сваи в узловых точках, а лента в полной мере опирается как на свайные устройства, так и на грунт.

Различают три вида ростверков по месту расположения:

1. Высокий. Независимо от способа изготовления и материала ростверк располагается на расстоянии от грунта. Такие конструкции применяются при строительстве эстакад, мостов, жилых домов и хозяйственных построек на склонах. Отдельной областью применения является возведение причалов или пирсов.
2. Повышенный. Подошва такого ростверка находится на уровне поверхности земли, не опираясь на грунт. Устройство опоры такой конструкции позволяет сохранить воздушную подушку под зданием, защищая её от ветра. Недостатком является отсутствие доступа к пространству под домом.
3. Заглублённый ростверк. Весьма распространённая и популярная конструкция ввиду низкой стоимости и функциональности. Отличие от других состоит в том, что лента располагается ниже уровня грунта. Заливка ленты производится в желобчатую опалубку.

В отличие от ленточного свайно-ростверковый фундамент имеет опоры только в узловых точках

Изготовление свайно-ростверкового фундамента

Свайно-ростверковый фундамент вполне по силам сделать своими руками при наличии минимального опыта выполнения строительных работ.

Изготовление свай

Вид свай выбирается исходя из конкретных гидрогеологических условий на участке. Перед началом строительства обычно производится предварительное разведочное бурение на месте возведения здания. В случае с объектами частного загородного жилья это можно сделать самостоятельно при помощи шнекового бура небольшого диаметра. Целью исследования является определение характера грунтов и глубины расположения опорного несущего слоя.

Изготовление сваи рассмотрим на примере устройства буронабивной опоры. Работы производятся в следующем порядке:

Виды стандартных свай

В строительстве применяются несколько видов свай. Если классифицировать их по материалу изготовления, основными являются:

1. Бетонные или железобетонные.
2. Металлические из различных профилей: балок, швеллеров, труб.
3. Деревянные из бруса или кругляка.
4. Пластиковые из соответствующих труб.
5. Асбоцементные.

Кроме того, сваи различают по способу их погружения в грунт:

1. Забивные - их погружение производится ударом специальных молотов, вибраторами или путём вдавливания в грунт. Молоты и вибраторы применяются только на удалении от действующих объектов или жилых домов, поскольку сотрясения грунта могут вызвать его подвижки под этими строениями.
2. Полые оболочечные сваи - погружение производится вибрационным способом с одновременным удалением грунта из внутренней полости и заменой его бетоном.
3. Буровые - устраиваются путём бурения скважины с последующим армированием и заливкой бетоном непосредственно в грунт.
4. Набивные - изготавливаются образованием полости обжатием грунта и заливкой её бетоном.
5. Винтовые - погружаются путём завинчивания в грунт с использованием специальных механизмов или вручную, если речь идёт об индивидуальном жилищном строительстве.

Говорить о недостатках или преимуществах тех или иных свай не представляется возможным. Эти опорные элементы всегда выбираются исходя из конкретных условий. Например, нельзя использовать дешёвые деревянные сваи в условиях повышенной влажности грунтов на участке, они быстро выйдут из строя. В местах с закисленными грунтами нельзя использовать сваи металлические, предпочтительны пластиковые или асбоцементные.

Фотогалерея: виды свай

Расположение свай в фундаменте

Количество свай для конкретного здания определяется весом здания и суммарной площадью опорных поверхностей. Данные о допустимой удельной нагрузке в месте строительства можно найти в интернете или получить в местных строительных организациях.

При планировании фундамента следует учитывать, что:

1. Сечение фундамента по внешнему периметру и для внутренних перегородок должно быть одинаковым.
2. Сваи устанавливаются на всех пересечениях стен.
3. Расстояние между осями соседних опор не должно быть более трёх метров для индивидуального жилищного строительства.

Расстояние между сваями может быть неодинаковым.

Расстановка свай на плане фундамента

Эту операцию нужно выполнять по методике, описанной в предыдущем пункте.

Чертёж свайного фундамента представляет собой расположение опорных точек с их привязкой к осям опорного основания. На внутренних стенах и перегородках также необходимо устанавливать опоры, соблюдая расстояние между ними.

Ростверковые фундаменты на сваях сложнее в исполнении, чем другие виды опор. Но они менее трудоёмки и экономически оправданы. При выборе такого исполнения чертёж должен содержать не только схему расположения свай, но и указание на последовательность сборки и сведения о необходимых материалах для изготовления фундамента.

Плана свайного поля должен содержать схему расположения свай, размеры и материал ростверка, а также необходимые данные о последовательности сборки элементов фундамента

Решение о характере расстановки свай принимается на основании анализа характера грунтов и их несущей способности.

Таблица: средние расчётные сопротивления грунтов

Имея такие данные, можно рассчитать нагрузки на фундамент и отдельные его части и спроектировать его таким образом, чтобы все его части были нагружены одинаково. В противном случае возникнут местные напряжения в опорном основании, не способствующие длительной эксплуатации.

Способы расстановки свай

Способы расстановки свай бывают следующие:

1. Ленточный способ - все сваи выстраиваются по одной оси. Применяется для равномерного распределения нагрузки на сваи при равновесной конструкции строения.
2. Кустовой способ - сваи концентрируются на определённом участке, подвергающемся увеличенным нагрузкам в связи с особенностью исполнения верхнего строения. Для уравнивания нагрузок в этом месте делают несколько свай, объединяющихся монолитным ростверком.
3. Свайное поле - устраивается, когда невозможно применить простой ленточный фундамент, так как расчёты показывают чрезмерные нагрузки на сваи. Создаётся ряд дополнительных лент, оси которых пересекаются. Объединённые ростверком, они принимают часть нагрузок на дополнительные сваи.

В зависимости от особенностей конструкции здания для устройства фундамента под ним выбирают один из трёх способов расположения свай

Порядок расчёта свайно-ростверкового фундамента

При выполнении расчётов фундамента нужно вычислить массу всех частей здания:

1. Собственный вес свай и ростверка, включая массу бетона. Для этого нужно приблизительно выбрать диаметр свай и сечение ростверка. Затем рассчитывается объём одиночной сваи. Для вычислений используется формула: масса равна плотности, умноженной на объём.
2. Собственную массу фундамента. Для этого площадь сечения ростверка умножаем на его общую длину и на плотность бетона и складываем с массой всех свай.
3. Вес каркаса дома. Принцип тот же - определение общей площади стен и простенков, исключая проёмы дверей и окон, с последующим умножением на толщину. Удельные веса различных материалов легко найти в интернете.
4. Полную массу дома, включая перекрытия и кровлю. Производится по количеству используемых материалов на основании эскизного проекта.
5. Полную нагрузку на грунт, как сумму всех результатов, полученных на предыдущих этапах.
6. Дополнительную нагрузку от мебели и оборудования. Её можно принять равной 150 кг на каждый квадратный метр. Полученное значение прибавляем к полной массе дома.

Далее нужно определить площадь опорной поверхности. Для этого площадь поперечного сечения одной сваи умножаем на общее количество опор. Разделив суммарную массу дома на площадь опорной поверхности, получаем удельную нагрузку в тоннах на метр квадратный.

Теперь нужно сравнить этот показатель с нормативными данными для почвы в месте строительства. Если он значительно превышает рекомендуемые нагрузки, нужно поступить следующим образом:

• увеличить площадь опоры за счёт изменения опорного размера свай;
• увеличить количество опор, уменьшив расстояние между ними;
• пересмотреть размеры сечения ростверка в сторону уменьшения;
• ещё раз проанализировать конструкцию дома, изыскивая возможность снижения его веса за счёт использования других, более лёгких материалов.

Например, суммарный вес фундамента и верхнего строения дома составляет 120 тонн, площадь опорной поверхности свай равна 20 000 квадратных сантиметров. Проверочный расчёт показывает, что удельная нагрузка составляет 120 000 кг: 20 000 см 2 = 6 кг/см 2 . Опорными грунтами для свай в месте строительства являются гравелистые пески, несущая способность которых составляет 4 кг/см 2 .

Вывод: количество свай нужно увеличить в полтора раза (6: 4 = 1,5). Как рекомендовано выше, можно пересмотреть не количество, а размер свай.

Технология заливки фундамента

Порядок действий при строительстве свайно-ростверкового фундамента может выглядеть следующим образом.

Разметка участка

В отличие от разметки ленточного фундамента нанесение контура опорного основания на поверхность земли не производится. Основная операция - установка колышков на месте нахождения каждой сваи. Контрольная операция - проверка равенства длины диагоналей по угловым кольям наружного периметра и внутри каждого прямоугольника внутренних перегородок. Замеры нужно производить рулеткой соответствующей длины.

Необходимо вбить колышки в места установки свай, а затем проверить равенство диагоналей по крайним точкам фундамента

Земляные работы и заливка свай

Выемка грунта по контуру при высоком ростверке не производится. Нужно только пробурить шурфы на местах, где ранее были установлены колья. Для этого можно привлечь подрядчика с ямобуром, тогда все работы будут выполнены в течение нескольких часов. При использовании бура диаметром до 30 сантиметров шурфы можно сделать своими руками, если глубина погружения не превышает пяти метров.

Заливка каждой сваи должна производиться без перерывов. Для этого используется бетон марки 300, постоянно приготовляемый на месте выполнения работ. Подачу раствора внутрь скважины лучше производить по деревянному или металлическому лотку.

Работы выполняются в таком порядке:

1. Удаляется растительность на площадке строительства, включая траву, кусты и деревья.
2. Производится бурение скважины.

   Если глубина скважины не превышает пяти метров, её можно проделать обычным садовым буром

3. На дне скважины устраивается дренажный слой из песка (до 15 сантиметров) и гравия средней фракции (до 20 сантиметров). Слой уплотняется трамбовкой и проливается водой.
4. В скважины устанавливаются трубы из выбранного материала. Все верхние концы обсадок должны находиться на одном уровне по горизонту.

   Перед заливкой бетона необходимо выставить оголовки обсадных труб на один уровень по вертикали

5. Изготавливаются армирующие решётки и погружаются в шурфы, обеспечивая выпуск концов арматуры над срезом трубы для связи сваи с ростверком при его заливке.
6. Приготавливается бетонный раствор и заливается в трубы. Допускается перерыв в заливке свай, но нельзя прерывать формирование сваи до заполнения трубы.

   Заливку одной сваи нужно обязательно выполнить до того, как бетон внутри трубы застынет

Обязательно в процессе заливки производить его уплотнение. В противном случае в теле сваи могут образоваться пустоты.

Можно воспользоваться услугами бетононасоса, тогда к заливке нужно приготовить все скважины одновременно.

Устройство ростверка, заливка бетоном

Приступать к заливке ростверка можно спустя не менее 7 дней после окончания бетонирования свай. Поэтому времени на подготовительные работы по ростверку вполне достаточно.

По окончании заливки свай нужно приступить к установке опалубки для ростверка. Она выполняется из любого доступного материала, но чаще всего из досок. По форме опалубка представляет собой лоток, закрепляемый на весу подпорками. При её установке нужно контролировать горизонтальность верхнего края, в противном случае может получиться неровная опорная поверхность, что неминуемо скажется на эксплуатационных характеристиках здания.

Видео: изготовление свайно-ростверкового фундамента

Свайно-ростверковые фундаменты в своё время стали революционным решением для строительства самых различных зданий. Применение винтовых металлических свай вообще исключает необходимость земляных работ, что значительно сокращает трудоёмкость и сроки сооружения фундамента. Успехов вам!

Подземные конструкции зданий и сооружений подразделяются на группы по разным признакам. Они бывают ленточными и столбчатыми, плитными и свайными, монолитными и сборными, бетонными, деревянными, каменными и металлическими. Но в строительной практике нередко в качестве основания дома используется комбинированный фундамент, представляющий собой сочетание разных видов конструкций, материалов и форм. Подобные схемы применяются в различных ситуациях, к примеру, с целью экономии или по причине усиления несущей способности фундамента.

Варианты комбинирования

В процессе проектирования, возведения или эксплуатации дома возникают обстоятельства, требующие устройства разных типов фундамента в одном строении. Комбинирование в этом случае производят по одной из схем:

• сваи обвязывают не ростверком, а высокой бетонной лентой;
• между монолитными столбами укладывают кирпич или бетонные блоки;
• плиту опирают не на песчаную подушку, а на сваи;
• дом возводят на ленточном основании, а пристройку – на кирпичных столбах;
• на монолитные подушки устанавливают сборные блоки.

Вариантов комбинированных фундаментов можно перечислить довольно много. Одним из наиболее распространенных вариантов является устройство монолитного железобетонного пояса по всему периметру фундаментных стен, выполненных из штучных материалов. Такое сочетание повышает надежность подземной конструкции, предоставляя возможность объединения разных участков в общую систему.

В данном случае ленточная обвязка является тем же ростверком, но с увеличенными размерами по высоте. С другой стороны, заглубленные столбы для ленточного фундамента являются дополнительной опорой в случае возведения его на слабонесущем основании или на пучинистых грунтах. Ленточно-столбчатые конструкции имеют ряд преимуществ, а именно:

• допустимость возведения массивных строений в сложных геологических условиях, даже на горизонтально-подвижных грунтах;
• возможность повышения прочности и устойчивости столбов;
• вероятность более равномерного распределения нагрузок;
• осуществимость строительства домов на участках со сложным рельефом, в том числе на склонах.

Следует отметить, что комбинированный фундамент ленточно-столбчатого типа обладает положительными свойствами обоих видов конструкций – ленточных и столбчатых. При его возведении уменьшается объем земляных работ и расход материалов, так как выполнять заливку бетонной ленты на большую глубину не требуется. Но комбинированный вариант фундамента вызывает проблемы с устройством подвалов, либо цокольных этажей.

Железобетонные столбы размещают в углах здания, местах сопряжения несущих стен и равномерно по периметру дома. Арматура, помещенная в скважины или ямы, проходит по всей высоте ленты и соединяется с ее каркасом. Таким образом фундамент становится единой конструкцией.

Работы по устройству комбинированных фундаментов проводятся в несколько этапов.

Вначале выкапывается траншея согласно проектной документации, и намечаются места установки столбов. Как правило, ширина выемки составляет 300-400мм, а глубина – 600мм. Под столбы копают ямы или выбуривают скважины ниже глубины промерзания грунта. По дну устраивают тщательно утрамбованную песчаную подушку толщиной 150-200мм, монтируют опалубку чуть выше верхней отметки ленты или цоколя и укладывают арматурные каркасы согласно чертежам. Нередко возводимую конструкцию усиливают металлическими профильными балками.

Заливку комбинированного фундамента бетоном производят в определенной последовательности. Сначала заполняют скважины или ямы, предназначенные для столбов, а затем – опалубку ленты, но без значительных перерывов в работе. Иначе необходимой прочности конструкции добиться не удастся.

Разные схемы в одном строении

Иногда застройщики используют два и даже три типа фундаментов при строительстве дома. Это может быть связано с расположением здания на склоне, когда одна его часть находится значительно ниже другой, или с необходимостью выполнения пристройки к давно эксплуатируемому объекту. Но следует сразу отметить, что решение о подобном комбинировании и стыковке разных фундаментов должно приниматься специалистами. Самостоятельные умозаключения без профессионального анализа ситуации могут привести к плачевным результатам впоследствии.

С одной стороны, сочетание разных видов фундаментов в одном строении позволяет сэкономить материальные ресурсы, а с другой – может стать причиной разрушения дома.

Рассмотрим разноуровневый объект со свайным фундаментом в верхней части. Если в его нижнем отсеке расположить бетонную плиту, то под ней нагрузки на грунт будут распределяться более равномерно благодаря большой площади опирания, чего не скажешь о сваях. Верхняя часть дома, в этом случае, со временем просядет больше, в результате чего на стыке двух блоков рано или поздно появится трещина. Рациональным решением здесь станет комбинирование свайного и ленточного фундамента с устройством усиленного, горизонтально расположенного армирования стен в зоне стыковки фундаментов.

Наглядный пример показан на нижерасположенном рисунке.

Еще один вариант комбинирования фундаментов связан с объектами, пристраиваемыми к существующим зданиям. Чаще всего, их подземные конструкции отличаются друг от друга. В этом случае придерживаются трех основных правил:

• на пучинистых грунтах не допускается выполнять жесткого соединения двух строений;
• на непучинистых грунтах соединение разных фундаментов и стен дома с пристройкой может быть жестким;
• бетонирование стыков производят только после окончательного проседания нового строения. Для этого потребуется оставить его «перезимовать».

Разнообразные схемы комбинированных фундаментов дают конструкторам широкие возможности в проектировании. Но не следует забывать о том, что основание дома должно быть надежным и долговечным. Поэтому любые инженерные решения требуется подкреплять расчетами.

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.

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 (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.

Строительство свайно-ростверкового фундамента распространено в местностях с подвижными глинистыми и песчаными основаниями. Этот тип несущей конструкции применяют в основном для высотных зданий жилого, торгового и промышленного назначения, но более преобладают случаи использования и в частном домостроительстве.

Устройство свайно-ростверкового фундамента

Как ясно из названия, фундамент состоит из свай, обвязанных ростверком.

Сваи могут быть разными 2-х видов:

• Буронабивные;
• Железобетонные;
• Деревянные;
• Стальные.

На подвиды сваи разделяют по форме сечения: квадратные и круглые.

Основная их задача - перенос и распределение нагрузки от здания на основание по всей длине.

В зависимости от вида, опорные столбы вводятся в грунт по-разному:

• Винтовые ввинчиваются вручную или с использованием специальной установки;
• Буронабивные собираются прямо в земле;
• Железобетонные забиваются копром.

Винтовые можно вкручивать даже около существующих строений без риска сломать часть конструкции.

Монолитный или сборный (подвесной) ростверк играет роль несущей балки, на которую монтируются стены и перекрытия. Он перераспределяет нагрузку от конструкций над землей, передавая ее на сваи. Он может быть железобетонным или деревянным, в зависимости от материала опор и стен. Конструкция ростверка подразумевает расположение над грунтом, по земле его не располагают.

Когда целесообразно использовать свайно-ростверковый фундамент

Монтаж свай и обвязочной балки - процессы трудоемкие и финансово затратные. В каких случаях материальные и ресурсные потери будут потрачены не зря:

• При высоком уровне грунтовых вод;
• При рыхлых и слабых основаниях их песка, глины и суглинков;
• Для строительства деревянных и пенобетонных домов.

Для облегченных домов с каркасно-щитовыми стенами подойдет ростверк из швеллера, деревянного бруса. Для более тяжелых конструкций понадобится бетон монолитный или сборный.

Свайно-ростверковый фундамент для дома из газобетона просто находка: он выдержит нагрузку даже от 2-х этажного дома и сэкономит бюджет относительно выбора основания другой конструкции.

Плюсы свайно-ростверкового фундамента

Тот или иной вид фундамента принимают на основании конструктивных расчетов, где определяют максимальную нагрузку на основание, размер всех составляющих конструкцию элементов. Но все же и перед инженерами часто встает вопрос, какую конструкцию принять, опираясь на результаты исследования. Почему отдают предпочтение свайно-ростверковому фундаменту:

• Высокая несущая способность опор позволяет использовать их под здания и сооружения любого размера. Они надежно и жестко входят в рыхлый грунт, достигая его твердых слоев. При колебаниях грунта в следствии сейсмической активности или сезонных перепадов температур и влажности, почва двигается, а свая остается неподвижной. Это исключает разрушение здания и нарушение целостности его несущего остова. Из-за этой особенности данный тип фундамента широко применяют в районах, где часто происходят землетрясения.
• Облегченные стальные сваи подходят для строительства небольших домов и хозяйственных сооружений.
• Разная длина опорных столбов позволяет устраивать ровное основание для возведения строений на холмистых и гористых местностях, достаточно правильно подобрать из длину и распределить по неровному участку. Этот прием используют при создании многоуровневых домов.
• Низкая стоимость материала и работы относительно ленточного фундамента.
• Сваи не боятся грунтовых вод: в глубоких пластах, где происходит опирание, их зачастую нет. Это показатель не принимается к расчетам фундамента.
• Пренебрегают и уровнем промерзания грунта в регионе или местности, поскольку нижние слои грунтового среза не подвергаются температурным колебаниям, а ростверк с землей не соприкасается. Определять уровень зимнего промерзания бессмысленно.
• Отсутствие контакта ростверка с землей обеспечивает сухость стен и снижают риск проникновения в дом грызунов.
• Небольшой срок монтажа и легкость установки;
• Ремонтопригодность составляющих фундамент элементов;
• Фундамент не требует подготовительных грунтовых работ, участок не нужно выравнивать, что снижает затраты на его обустройство.
• Сделать монтаж несущей конструкции еще дешевле можно, заменив труд наемных рабочих на свой. Изучив некоторые инструкции, каждых застройщик сможет без труда самостоятельно обустроить сваи и собрать ростверк.

Внушительный перечень достоинств конструкции располагает к ее выбору. Чтобы не делать поспешных выводов, стоит ознакомиться с обратной стороной медали.

Минусы свайно-ростверкового фундамента

На что надо обратить внимание:

• Непросто собрать нагрузки, не зная правил расчетов. Примерный подсчет, скорее всего, приведет к перерасходу материала и средств, а недостаток столбов чреват разрушением недостроенного дома или неравномерное его оседание.
• Неприспособленность свай под тяжелые строения - значительный их минус. Чтобы повысить несущую способность, их диаметр увеличивают, но это создает потребность в серьезной технике монтажа с вытекающими затратами.
• Сложность с проектированием подвала, которого у свайных фундаментов встречаются крайне редки. При этом есть потребность в укрывании зазора между грунтом и ростверком для защиты от охлаждения, продувания и замерзания.
• На рыхлых грунтах возможно неравномерное оседание свай с последующей деформацией ростверка. Чтобы этого избежать, под основание столбов закладывают песчаные подушки, компенсирующие движение.
• При неграмотном монтаже арматуры возможно ее оголение и последующее ржавление, что ослабляет все основание. Но это, скорее, исключение из правила. То же самое качается стальной трубы: если ее материал некачественный, она начнет коррозировать в ближайшее время.

Самостоятельный расчет количества опор под дом

Инженерные расчеты - удовольствие дорогое. Если нет ни денег, ни времени, а свайно-ростверковый фундамент подходит Вам по всем параметрам, можно принять расстояние столбов самостоятельно.

1. Нарисуйте план дома в масштабе с соблюдением всех пропорций.
2. Расставьте точки в углах периметра, в местах пересечения стенок.
3. Под несущие стены сваи ставят через каждые 2-3 метра, но не более. Если расстояние между соседними столбами даже незначительно превышает норму, смело ставьте между ними еще одну точку.
4. Посчитайте количество.

Для самостоятельного определения диаметра воспользуйтесь таблицей.

В расчете представлены значения для наиболее часто используемых для частного строительства буронабивных свай. Соберите все нагрузки от конструкций и примерно одинаково распределите их на столбы одного куста (несущая способность). Для центральных опор полученные нагрузки делят на 4, для угловых - на 2.

Глубина забивания определяется, исходя из расчетов. В среднем:

• Буронабивные - 10-30 метров;
• Железобетонные - от 3 и 4 метров;
• Винтовые от 2-х метров.

В зависимости от условий:

• В сейсмически опасных районах опоры заглубляют не менее 4 м;
• При опирании на влажные основания - не менее 8м;
• Согласно СНиП.

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.