В статье будет рассмотрен свайный фундамент с ростверком. Не всегда можно применить традиционные конструкции - плитные или ленточные. Иногда они становятся чересчур дорогими, только на изготовление фундамента уйдет до 50% общего бюджета. Как правило, применяют свайный фундамент такого типа в тех случаях, когда происходит строительство на территории, на которой глубина промерзания почвы более двух метров. Нередко такие фундаменты возводятся на слабонесущих и нестабильных типах грунтов.
Что такое фундамент на сваях? Это знают все - это определенное количество столбов, которые забиваются в грунт. Причем нижний край находится на глубине промерзания грунта. Но такая конструкция в чистом виде применяется на практике довольно редко.
Причина заключается в том, что достаточно сложно распределить нагрузку, которую создает дом на все сваи. На одной окажется большая нагрузка, а на второй - меньше. Именно по этой причине свайные фундаменты применяются, как правило, в конструкциях с малым весом - под срубы из бруса или бревна, каркасные дома.
Брусья или бревна обладают одним хорошим качеством - они позволяют перераспределить нагрузку равномерно на все точки опоры. Постройки из других материалов справляются с такой задачей намного хуже. Но вот устройство свайного фундамента с ростверком таково, что в нем нет недостатков, указанных выше. Поэтому его можно без проблем применять в конструкциях из кирпича или блока. Конструкция состоит из нескольких свай и ленты (обычно изготавливается из чистого бетона или с применением металлической арматуры), которая связывает все точки опор. Именно такую ленту и называют ростверком.
Ростверк является частью фундамента, которая объединяет верхние части свай. Он принимает всю нагрузку, которую создает конструкция, а за счет своего устройства замкнутого типа он ее равномерно перераспределяет на все сваи. Ростверк бывает таких типов:
Также железобетонные и бетонные можно разделить на две подкатегории - высокие и низкие.
Первые располагаются существенно выше уровня земной поверхности. Очень часто ростверки изготавливают из металла - в ход идут квадратные металлические трубы, швеллеры с большим сечением. А вот устройство бетонного ростверка оказывается намного сложнее.
Как вы понимаете, дом дает разную нагрузку в помещениях. Ведь в нем мебель, отделка, различные приборы и вещи распределены неравномерно. Само собой, нагрузка на опоры тоже окажется разной. При помощи ростверка получается преобразовать все нагрузки таким образом, чтобы на сваи, установленные под ним, воздействовали одинаковые силы. Это качество очень полезно, так как позволяет добиться стабильности всей конструкции.
Если сваи будут нагружены равномерно, то уменьшается вероятность того, что они будут по-разному усаживаться. Если фундамент будет усаживаться неравномерно, то обязательно появятся на нем и стенах трещины. Устройство свайно-ростверкового фундамента отличается высокой стабильностью. Но все равно не избавилась конструкция от основного недостатка свай - неизвестно, какой тип грунта находится возле них.
Архитекторы не очень доверяют конструкциям, в основе которых находятся сваи - заранее спрогнозировать поведение их в грунте почти нереально. Возле одной сваи грунт будет плотным, а рядом с двумя соседними - рыхлым. И произойдет неравномерная усадка всего дома.
Но существуют более предсказуемые конструкции, о которых мы поговорим дальше. В частности, с ростверком, который отличается высокой прочностью. Но и стоимость его довольно высокая.
Низкие типы ростверков хороши тем, что их поведение можно предугадать. Начинаются ростверки такого типа значительно ниже уровня земли. А изготавливаются из простого бетона или армированного. Нужно отметить, что арматура, выходящая из свай, соединяется механически с арматурой самого ростверка. Стоит также отметить, что утепление ростверка свайного фундамента производится так же, как и ленточного. Материалы при этом используются те же. Конструкции очень похожи.
У нас ростверком называется ленточный фундамент мелкозаглубленного типа. Изготовление его производится по такой же технологии. А отличие в том, что дополнительно есть связь со сваями, которые существенно повышают устойчивость и надежность всей конструкции. Фундаменты такого типа называют свайно-ленточными или ленточными на сваях. Они без преувеличения считаются идеальными, так как они сочетают в себе все преимущества обоих видов фундаментов, а недостатки компенсируются.
Работа происходит следующим образом. Вся нагрузка, которую создает дом, воздействует на ленту из бетона. Так как имеется продольная арматура, силы распределяются равномерно по всей площади опоры. Частично нагрузка уходит в грунт, остальное принимают сваи. И нужно отметить одну особенность - усадка и нагрузка равномерны, так как эти параметры выравниваются при помощи ленты. Желательно, чтобы был установлен на глубину промерзания свайный фундамент с ростверком.
В зимнее время на фундамент воздействуют силы пучения - в этот момент можно увидеть все достоинства ленточной конструкции на сваях. Когда пучинистый грунт воздействует на ленту конструкции, сваи не позволяют сместиться фундаменту. В этом случае уменьшается вероятность перекоса здания. От воздействия пучинистых грунтов можно избавиться, если фундамент залить ниже точки промерзания. Но затраты на такую конструкцию довольно большие, использовать ее не рекомендуется.
А теперь давайте поговорим о том, в каких случаях использование фундаментов такой конструкции просто необходимо:
Стоит все же заметить, что самыми надежными типами фундамента считаются ленточные и плитные. Но если нет средств возводить такую сложную конструкцию, а запаса прочности большого не требуется, допускается применять свайно-ростверковый тип.
Как правило, при строительстве применяют абсолютно все типы свай. При выборе нужно обращать внимание только на вид грунта и предельно допустимую нагрузку, которую создает здание. Сваи можно изготовить из бетона или металла, крайне редко их делают из древесины. Сечение либо квадратное, либо круглое. Делать армирование ростверка свайного фундамента необходимо, чтобы вся конструкция оказалась максимально прочной.
Можно выделить такие типы свай по виду установки:
При строительстве частных домов применяются чаще всего сваи буронабивного типа. Но, как правило, они устанавливаются в качестве опор под небольшие строения - сараи, бани, и т. д.
Отличаются сваи и по форме сечения:
Нередко разрабатываются и более сложные формы, все зависит от конкретного проекта.
Нужно отметить, что свайные фундаменты с монолитным ростверком являются наиболее прочными и крепкими. Но, как вы понимаете, сваи могут распределять по-разному нагрузку на грунт. Существуют такие типы:
Последние имеют довольно большую боковую поверхность. Именно с ее помощью они передают на грунт львиную долю нагрузки (около 70%). Применяют такие конструкции в тех случаях, когда нецелесообразно заглубляться дальше, а достигнутого уровня недостаточно, чтобы можно было выдержать всю нагрузку. У конструкции имеется пятка, но ее наличие не меняет картины - вся нагрузка уходит на грунт не через острие, а посредством боковой поверхности.
А вот сваи-стойки нагрузку передают посредством острия. Стенки гладкие и неразвитые, а вот в конце делается пятка - расширение, которое позволяет увеличить площадь опоры. Благодаря такой опоре силы пучения не могут поднять весь фундамент. Но для того чтобы опора оказалась качественной, необходимо провести расчет ростверка свайного фундамента. Доверить эту процедуру лучше опытным специалистам.
Как правило, сваи располагаются в грунте строго вертикально, но в некоторых случаях они монтируются и наклонно. Причем допускается установка нескольких свай в одном месте. Этот способ строительства применяют в случаях, когда есть вероятность возникновения горизонтально направленных сил. Хороший пример - если строительство происходит на участке с наклонами.
Также допускается точечное расположение свай под опорами. Это характерно при возведении навесов или строительстве крыши над открытой площадкой. Сваи устанавливаются под теми колоннами, которые удерживают крышу.
При строительстве частного дома небольшой этажности сваи допускается располагать как ленту. Их устанавливают в ряд, а иногда в два или три. Нередко в местах, в которых планируется наличие большой нагрузки на грунт, располагается несколько свай на маленьком расстоянии друг от друга.
Наиболее востребован свайно ростверковый фундамент у владельцев загородных участков. В плотной поселковой застройке невозможно использование тяжелой спецтехники (копры, сваебои) для погружения забивных свай при расчетной длине более 10 м либо для легких построек. Аренда этой техники обходится дорого, поэтому применяются короткие буронабивные сваи висячего типа с обвязкой монолитным ростверком.
Ввиду многообразия технологий строительства, используемых материалов для свайно-ростверковых фундаментов существует специальная терминология:
По материалу буронабивные сваи классифицируются следующим образом:
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:
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:
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.
Чтобы соорудить фундамент этого типа, индивидуальному застройщику необходимо определить основные размеры элементов: сечение ростверка (высота, ширина), глубина скважины, параметры армопояса, тип опалубки. После чего, вычисляется количество стройматериалов. Для удобства далее приведена пошаговая инструкция с описанием ключевых моментов.
В отличие от винтовых свай, для которых часто достаточно пробного вкручивания в пятне застройки в нескольких местах для определения глубины несущего пласта, здесь потребуются полноценные геологические изыскания. Согласно СП 24.1333, для этого понадобится комплекс операций:
Кроме того, специалисты учтут влияние свай на близлежащую застройку и экологию. Результатом изысканий становится геологический разрез, в котором видна толщина каждого слоя, имеющихся в пятне застройки пластов из разных пород. Это позволяет выбрать из соответствующих таблиц СП нормативные значения несущей способности глины, песка, суглинка для расчета несущей способности сваи.
Например, для грунтовых условий 2 м тугопластичный суглинок, 1 м твердый суглинок, поверх влажного песка существует несколько вариантов буровых свай:
Для армирования применяются прутки 10 – 12 мм периодического сечения. Хомуты выгибают из 6 – 8 мм гладкой арматуры. Для обвязки лучше применять отожженную проволоку. Шаг горизонтальных хомутов 30 – 60 см, стержни должны выступать над оголовками на 30 – 40 см. После распалубки их отгибают под прямым углом параллельно осям стен, связывают с нижним поясом ростверка.
Опалубка для ростверка начинает собираться снизу.
Ввиду больших объемов бетонных работ свайно-ростверковый фундамент обычно заливают поэтапно. Вначале смесь укладывается в опалубку свай, уплотняется глубинным вибратором или арматурными прутками для удаления воздуха. Опалубка ростверка монтируется после набора прочности сваями минимум 50% прочности (3 – 5 сутки после заливки). Технология имеет вид:
Армирование ростверка.
Заливка происходит по стандартной технологии с укладкой, виброуплотнением смеси. Вся опалубка должна быть заполнена за один прием. Уход за бетоном заключается в защите от переувлажнения (укрывание пленкой от дождя), пересыхания (песок или опилки на верхней грани ростверка с периодическим увлажнением в первые трое суток).
Производится после распалубки ростверка несколькими способами:
Предпочтительнее пропиточная гидроизоляция либо комплекс мероприятий по двум последним вариантам (обмазка + оклеивание).
Для любого фундамента, независимо от его конструкции, необходима отмостка, имеющая 4 – 7 градусный уклон от здания наружу. Этот конструкционный элемент позволяет отвести дождевые, талые воды от бетонных конструкций под монолитным низким ростверком, подполья высокого ростверка. Чтобы стоки не разрушали почву, прилежащую к отмостке (обычно плодородный слой), в ее наружный периметр интегрируются дождеприемники (принимают воду из кровельного водостока) и лотки, транспортирующие жидкость в отдельный подземный резервуар.
Для снижения сил пучения под монолитным ростверком, оказывающих выдергивающие нагрузки на сваи, на глубине 40 – 70 см. Для этого на дно траншеи укладывается экструдированный XPS пенополистирол. Ширина отмостки должна быть на 5 – 10 см больше проекций скатов крыши, чтобы при переполнении желобов кровельного водостока вода не разрушала плодородный слой.
В нормативах СП 71.13330 от 2011 года рекомендуется ширина отмостки 0,7 – 1 м для песчаных, глинистых грунтов, соответственно с плотным примыканием к забирке (фальш-цоколю) свайно-ростверкового фундамента. Ее изготавливают из водонепроницаемого материала:
Бюджетным вариантом является отмостка из сухих асфальтобетонных смесей, используемых для ремонта проезжих частей, облицовки садовых дорожек. Она уплотняется трамбовкой, не требует нагрева, растапливания, со временем увеличивает прочность.
Следуя приведенным рекомендациям, даже не имеющий специального образования индивидуальный застройщик, сможет изготовить свайный фундамент с монолитным ростверком с минимальным бюджетом без ошибок. Ресурс подземных конструкций при правильном расчете не уступает прочим типам фундаментов, сохраняя высокую ремонтопригодность, возможность увеличения полезной площади во время эксплуатации.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
Для того чтобы быть хоть отчасти уверенным в надежности фундамента его желательно хоть приблизительно рассчитать. Для этого потребуется проделать несколько не самых сложных расчетов.
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.
Итак, у вас готов проект, или вы сами определились с местом расположения свай, их параметрами, типом и высотой ростверка. Можно приступать к строительству.
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)
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
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.
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.
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:
До недавнего времени для строительства жилых домов использовались только четыре вида фундаментов - ленточный, плитный, столбчатый и свайный. Самым распространённым являлся ленточный, так как глубина его заложения зависит от промерзания грунта. Это даёт гарантию, что возводимое строение будет надёжно защищено. Но в последнее время особую популярность стал приобретать свайно-ростверковый фундамент, который обладает массой положительных качеств при гораздо меньшей стоимости.
Чтобы более детально понять, что такое свайно-ростверковый фундамент, следует вспомнить устройство классического свайного фундамента. Это несущая конструкция, представленная определённым количеством свай, заглубленых в землю. Сваи заглубляются по периметру и площади будущего строения с некоторым шагом, который высчитывается исходя из проектной нагрузки.
Для обвязки свайного фундамента используется ростверк из деревянного бруса
Главный недостаток свайного фундамента - это плохое распределение нагрузки между опорами. Поэтому этот вид несущего основания используется только для небольших бревенчатых и каркасных построек.
Свайно-ростверковый фундамент представляет собой модернизированный вариант свайного основания. Несущие опоры объединяются при помощи деревянного, бетонного или железобетонного ростверка, который укладывается на сваи.
Благодаря жёсткой связи между опорами нагрузка, оказываемая на фундамент, распределяется более равномерно. Это даёт возможность использовать свайный фундамент ростверкового типа для постройки строений из блоков и кирпича.
Ростверк - это верхняя горизонтальная часть свайного фундамента, объединяющая несущие опоры в единую конструкцию. Этот элемент фундамента принимает и равномерно распределяет нагрузку от стен строения на опоры в виде свай. Несущие элементы в свою очередь передают нагрузку в грунт.
Высота опор свайно-ростверкового фундамента зависит от глубины промерзания грунта
По сути, основная задача ростверка - это объединение свай в единое сооружение, что значительным образом улучшает распределение нагрузки, предотвращает просадку отдельных свай в грунт, снижает риск повреждения несущих стен и других конструктивных узлов строения.
По способу исполнения ростверк фундамента может быть сборным или монолитным. Наиболее показательным примером сборного ростверка является пояс из стальных балок, которые фиксируются между собой при помощи сварки. В основном сборный ростверк применяется для нежилых построек, рассчитанных на 15–20 лет эксплуатации.
Монолитный ростверк представляет собой более цельную и прочную конструкцию, для изготовления которой используются различные материалы. Например, популярным типом монолитного ростверка является железобетонная лента. Иногда этот тип ростверка также именуется ленточным из-за некоторого сходства с одноимённым видом фундамента.
Наземный ростверк должен располагаться на песчаной подушке толщиной до 30 см
В зависимости от положения конструкции относительно грунта можно выделить следующие типы ростверка:
При возведении жилых строений наиболее часто используется висячий или так называемый высокий тип ростверка. Расстояние между грунтом и нижней плоскостью ростверка предохраняет основную конструкцию фундамента от деформации и вырывания из особо пучинистых типов грунта.
Наличие пустоты между грунтом и полом строения позволяет подполу постоянно проветриваться, что снижает уровень влажности в помещениях дома или бани. Наземный и заглублённый ростверк применяется при постройке малоэтажных домов, когда требуется более прочное основание с повышенными теплоизоляционными качествами.
К преимуществам свайно-ростверкового фундамента можно отнести следующее:
Свайно-ростверковый фундамент рекомендуется к обустройству не только на подвижных и слабонесущих типах грунта, но и на почвах с повышенной плотностью, когда подготовка котлована и проведение других земельных работ под ленточный или монолитный фундамент неоправданно.
Среди существенных недостатков этого фундамента можно отметить, что в возводимых домах вряд ли удастся обустроить полноценный цокольный этаж. Даже при обустройстве свайного фундамента с заглубленным ростверком потребуется вложение больших средств, чтобы получить утеплённое и функциональное помещение.
При обустройстве фундамента обязательно используется спецтехника, позволяющая забить сваи на нужную глубину. Это не относится к существенным недостаткам, но перед сооружением основания следует не только просчитать его несущую способность, но и продумать план проезда техники.
Прежде, чем приступить к сооружению свайного фундамента с ростверком, следует провести подготовительные работы. Для этого потребуется определиться с типом несущих опор и рассчитать их минимальное количество. После этого необходимо составить проект или план-схему, где потребуется расположить опоры согласно размерам будущего строения.
В зависимости от способа погружения в грунт и основного материала, из которого изготавливается опора, можно выделить следующие виды свай:
В промышленном строительстве, помимо перечисленных типов свай, используются вибропогружаемые и вдавливаемые типы свай. Оптимальными по соотношению цены к качеству являются винтовые сваи. Их несущей способности достаточно для постройки брусовых и бревенчатых малоэтажных домов.
По конструкции винтовые сваи подразделяются на три типа: однолопастные, многолопастные, узколопастные. Однолопастные сваи применяются редко в силу низких эксплуатационных качеств. Являются наиболее дешёвым и доступным типом изделий для постройки свайных фундаментов.
Многолопастные винтовые сваи применяются при строительстве домов на большинстве типов грунта. Имеют высокие прочностные и эксплуатационные качества. Способны выдерживать вес одно– и двухэтажных строений весом более 70 тонн.
Винтовые сваи позволяют обустроить ростверк из бруса, швеллера, двутавра и железобетона
Узколопастные винтовые сваи - это специализированный тип изделий, предназначенный для постройки свайных фундаментов на каменистых и твёрдых типах грунта. За счёт уменьшенного диаметра лопастей сваи легко вкручиваются в каменистый грунт. При этом небольшого диаметра лопастей вполне достаточно для удерживания опоры.
При обустройстве свайно-ростверкового фундамента существует несколько способов расположения свай:
Чтобы самостоятельно расположить сваи по периметру и площади участка, где будет обустраиваться фундамент, необходимо знать параметры возводимого здания. Исходя из этого, составляется примерный план-схема с изображением основания строения и свай в уменьшенном масштабе. Для этого можно использовать обычную бумагу и карандаш.
Несущие опоры обязательно должны располагаться на углах и в местах пересечения с простенками. Если расстояние между опорами превышает 3 м, то на этом участке необходимо предусмотреть установку промежуточной сваи. Оптимальное расстояние между промежуточными сваями - 2–3 м. После расположения свай можно переходить к их выбору с учётом способа заглубления и материала.
При составлении схемы обязательно обозначаются размеры и расстояние между сваями
Точное количество свай и их опорная площадь зависит от проектной массы возводимого здания. Несущая способность свай определённого типа должна быть указана в спецификации к изделию, которую можно найти на сайте производителя или в точке продаж, где будут приобретаться сваи.
Исходя из расстояния между сваями и их несущей способности, высчитывается минимально необходимое количество изделий.
В качестве примера рассчитаем количество винтовых свай, необходимых для постройки каркасного дома, имеющего размер 8×8 м. Общий вес здания будет составлять 30 тонн. Строение будет возводиться на грунте средней плотности.
Шаг между сваями не должен превышать 3 м
Расчёт свай на фундамент выполняется в следующей последовательности:
Коэффициенты, используемые в формулах, были взяты из СНиП 2.01.07–85 «Нагрузки и воздействия».
После составления плана и расчёта минимального количества необходимых свай, можно закупать материал и приступать к подготовке места под фундамент. Для этого потребуется провести разметку на выбранном участке земли и выполнить земляные работы.
Для разметки участка под строительство фундамента используются деревянные колышки и капроновый шнур. В первую очередь необходимо тщательно разровнять участок при помощи подручных средств и садового инструмента. Если участок сильно рельефный, то может понадобиться спецтехника, при помощи которой месту необходимо придать равномерный уклон.
После установки колышков или стальных прутов между ними натягивается капроновая нить
Дальнейшие действия по разметке места под фундамент таковы:
В результате должна получиться разметка, показывающая размеры несущего фундамента. Это позволит определить точки, где будут ввинчиваться или заливаться сваи.
Земляные работы, которые необходимо провести перед постройкой фундамента, во многом зависят от выбранного типа свай. Для обустройства свайного фундамента ростверкового типа, предназначенного для жилых строений, наиболее часто используются винтовые или буронабивные сваи.
Винтовые сваи вворачиваются в землю вручную или при помощи специальной установки без предварительной подготовки скважины. В качестве ориентира по высоте используется шнур, который натягивается относительно горизонта.
Подготовка скважин и заливка буронабивных свай выполняется следующим образом:
Перед заливкой бетонной смеси в скважину устанавливается армирующий каркас
Для заливки буронабивных свай используется бетон марки М500
Если позволяют возможности и навыки, то вязку каркаса можно сделать при помощи сварки. В противном случае используется стальная нержавеющая проволока. При заливке свай рекомендуется проводить трамбовку бетона. Это можно сделать при помощи стального прута арматуры или деревянной рейки. Это поможет избежать образования пустот в бетоне.
Для установки ростверка из стальных балок используется сварка. В процессе работ необходимо приварить сборную конструкцию ростверка к оголовкам свай в виде армирующего каркаса.
Армирующий пояс ростверка должен быть надёжно прикреплён к каркасу свай
Для установки заглубленного железобетонного ростверка потребуется выполнить следующее:
Вместо обычной доски для изготовления опалубки можно использовать толстую фанеру или листы металла. При изготовлении опалубки стоит помнить, что её высота должна быть выше уровня ростверка на 5–10 см.
Перед заливкой бетонной смеси необходимо проложить трубы, которые позже будут выступать в роли каналов под различные коммуникации: отопление, канализация, водопровод.
Продухи обустраиваются на противоположных стенах фундамента или ростверка
И также в конструкции ростверка должны быть предусмотрены продухи. Обычно они располагаются на противоположных сторонах фундамента, что обеспечивает естественный уровень тяги без монтажа дополнительных приспособлений.
Для устройства вентиляционных отверстий и дальнейшей заливки ростверка потребуется выполнить следующее:
Вентиляционная труба закладывается между прутьями арматурного каркаса
Полное отвердевание бетона произойдёт через 25–28 дней с момента заливки
Если работы по обустройству свайно-ростверкового фундамента проводились при температуре ниже 10–15 о С, то снимать опалубку можно только через 14–16 дней.
Свайно-ростверковый фундамент является наиболее удачной конструкцией несущего основания, которая сочетает в себе высокие эксплуатационные качества ленточного и свайного фундамента. Этот тип фундамента прекрасно подойдёт как для строительства жилых домов по каркасной технологии, так и для сооружения бань, саун или построек технического назначения.
Строительство домов в недавнем времени производилось на четырех основных видах фундаментов: плитном, ленточном, свайном и столбчатом. Обычно производится ленточный фундамент и заглубляется ниже уровня промерзания грунта. Но строительство этого фундамента стоит достаточно дорого, а точнее почти половину от всего бюджета на строительство. Не каждый готов к таким неимоверным расходам.
Ситуацию можно спасти с помощью нового типа фундамента – свайно-ростверкового. Очень удобен его вид, который сооружается таким образом, что потом с него не нужно снимать опалубку. Также отлично данный фундамент может удерживать строение на неровном грунте или склонах, в отличие от такого типа, как свайный фундамент под дом.
Известен свайный фундамент для дома, который представляет собой определенное количество свай, которые заглублены в землю. Но использование этого фундамента не так популярно в силу того, что нет возможности перераспределить нагрузку строения между всеми сваями. Обычно его применяют только в случае постройки из бруса или бревна, так как такой материал может сам перераспределять нагрузку. Для других строительных материалов он не подходит.
Но есть такой вид свайного фундамента, который выполняется с ростверком. Ростверк – это балки или плиты, с помощью которых сваи соединяются воедино на поверхности земли. Ростверк может быть монолитной или сборно-монолитной конструкцией, а также сборным. Благодаря тому, что сваи связаны между собой, нагрузка распределена равномерно и фундамент может использоваться для блочных и кирпичных построек.
В разных частях готовой постройки разная нагрузка, которая определяется отделкой, как внутренней, так и наружной, мебелью и прочим наполнением дома. Ростверк призван принимать на себя такую нагрузку и распределять ее по сваям.
Это помогает исключить неравномерную усадку свай, которая ведет за собой трещины в стенах и их разрушение. Это не исключает главного недостатка свайных фундаментов – неуверенности в типе грунта, который находится под каждой из опор. Спрогнозировать заранее поведение фундамента просто невозможно, поэтому такой тип основания дома не особенно нравиться архитекторам, так как не гарантирует многолетнюю эксплуатацию строения.
Ростверковый тип свайного фундамента имеет плюсы и минусы. Рассмотрим преимущества, благодаря которым данный фундамент становится все более популярным:
Как и у любой технологии, у оборудования свайно-ростверкового фундамента также есть свои отрицательные черты:
Важно! Свайный фундамент под дом с ростверком прекрасно подойдет для небольших домиков или бань, а не для массивных построек в несколько этажей.
Перед проведением работ по монтажу такого фундамента со сваями нужно обязательно подготовить все необходимые инструменты и материалы, чтобы в процессе строительства не возникало неприятных пауз.
Для такого фундамента нужно позаботиться о правильном выборе использующихся свай. В зависимости от материала сваи можно выбрать бетонные, металлические, деревянные или железобетонные. Также они могут быть висячими, то есть такими, которые переносят нагрузку от постройки на боковые поверхности. Существуют сваи в виде стоек, которые нагружают непосредственно грунт, который находится под ними.
Обычно при строительстве свайного фундамента используются набивной вид свай, которые укладываются в подготовленные для них отверстия непосредственно на месте монтажа фундамента. Также можно выполнять заливку так называемых инъекционных свай, которые делаются при помощи заливки бетона в отверстие с арматурой посередине. Отлично подойдет и использование набивных свай, которые просто забиваются в необходимое место специальной строительной техникой.
Сваи могут иметь разное сечение: квадратное или треугольное, а также круглое в полом или заполненном исполнении.
Важно! Такой фундамент способен сэкономить использование на 1 куб. метр 100 кг цемента высокой марки, а также уменьшает земляные работы на 3 куб. м и уменьшает размеры трудозатрат.
В этом типе фундамента существует пять способов разложения свай в грунте:
Для того чтобы правильно рассчитать количество и расположение свай для строительства дома нужно учесть определенные правила. В первую очередь обязательно должен быть подробный план здания, в соответствии с которым будет производиться расчет. Сваи обязательно должны быть в углах, а также в тех местах, где пересекаются простенки. Если между ними расстояние, которое больше трех метров, то обязательна установка промежуточных свай. Вообще самым оптимальным расстоянием между сваями считается 2 – 3 метра. С этим этапом проблем возникнуть не должно, а вот с расчетом площади сваи нужно будет подумать.
Для создания надежной обвязки дома свайным фундаментом ростверкового типа, необходимо произвести определенные расчеты. При этом обязательно должны учитываться следующие показатели:
Иногда возникают такие ситуации, когда проще увеличить количество свай, а не их сечение. При этом метод, по которому производился расчет, не изменяется. Площадь опоры, которая нужна для создания надежного фундамента, рассчитать можно по следующей формуле:
Площадь опоры равна массе дома умноженной на 1,4 и разделенной на несущую способность грунта.
Показатель несущей способности грунта нужно взять из представленной таблицы:
Использование коэффициента, равного 1,4, объясняется тем, что неизвестно какой именно грунт находится под каждой сваей, поэтому лучше перестраховаться и взять чуть больше.
После того, как выполнены все работы, связанные с расчетами, можно смело приступать к основным этапам строительства фундамента.
Лучше всего снять плодородный слой земли и вывести его на участок или в сад. Потом необходимо будет разровнять верхнюю поверхность. При помощи колышков и шнура нужно определить границы дома. На этом этапе обязательно должны быть очерчены не только внешние, но и внутренние стеновые границы.
Важно! Геометрию лучше проверить с помощью повторных измерений и натягивания шнура по диагонали.
После того, как произведена разметка, необходимо разметить те места, где будут устанавливаться сваи в соответствии с планом, оформленным ранее.
Чтобы определиться с теми работами на земле, которые будут проведены, нужно четко знать какие именно сваи будут использоваться. Дом на свайном фундаменте ростверкового типа обычно ставиться на сваи винтовые или буронабивные. Сваи винтового типа можно вкрутить и своими руками, но только на одном уровне, который заранее отмечается при помощи натягивания шнура.
Буронабивные сваи требуют использования специальной техники. С ее помощью нужно в размеченных местах пробурить отверстия в грунте. В эти отверстия устанавливается опалубка, а также производится армирование. Обычно это 4 отреза ребристой арматуры, которые связаны друг с другом. Далее последним шагом является заливка бетона в подготовленные отверстия.
Важно! Обязательно после заливки концы арматуры длиной около 60 см должны оставаться снаружи, причем одни должны быть длиннее первых сантиметров на 20.
При выборе металлической конструкции, ростверк должен строго горизонтально привариваться к оголовкам прутков арматуры.
Для того чтобы сделать железобетонный ростверк заглубленного типа, нужно произвести подсыпку с помощью щебня. Для улучшения качества фундамента щебень насыпается слоями по 5 см и каждый слой обрабатывается виброплатформой. Так нужно повторять до тех пор, пока слой не достигнет нужной толщины, минимально 15 см.
На готовую подсыпку устанавливают опалубку. Она должна быть чуть шире ширины стен, а высота зависит от того, какой высоты задуман цоколь. Установка опоры и сборка щитов производится по технологии установки ленточного фундамента. Обычно для опалубки используют доски, сколоченные друг с другом или водонепроницаемую фанеру. Для каждого вида ростверка имеются свои нюансы возведения опалубки, но главным остается то, что обязательно опалубка должна превышать высоту готового ростверка на 5-10 см.
Важно! Работа должна проводиться только с использованием нивелира.
Армирование фундамента производят тем же способом, что и при устройстве ленточного фундамента. То есть вверху и внизу идут два пояса из арматуры ребристого типа, соединенные между собой прутьями меньшего сечения и гладкой поверхности. Добавить нужно только перевязку со сваями. Отрезки арматуры, выходящие из свай, нужно загнуть и один ряд привязать внизу к армированному поясу, а второй сверху.
Для того чтобы не нужно было тратить время и нервы на заливку свай, можно приобрести готовые из железобетона.
Этот этап подразумевает под собой заложение специальных труб, через которые в дальнейшем нужно будет проводить такие коммуникации, как отопление, канализация, водопровод и другие. Также обязательно выполняются вентиляционные отверстия в фундаменте.
Если этот этап будет пропущен, то обязательно придется нарушать целостность ростверка, что для такого фундамента крайне нежелательно и вообще недопустимо.
Для начала бетонирования нужно изготовить смесь самостоятельно. Особо качественный раствор получится из марки цемента М200 или М500. Его необходимо по всем правилам развести и тщательно смешать.
Бетон заливается, но при этом он обязательно обрабатывается вибратором. Обязательно залить всю смесь нужно за один раз, чтобы не было слоистости. Верхний слой обязательно должен быть выровнен с помощью правила и проверен на предмет горизонтальности с помощью уровня. Верхний слой бетона закрывается пленкой во избежание его пересыхания и образования трещин на поверхности. Если на улице во время подсыхания залитого в фундамент бетона стоит жаркая погода, то верхний слой обязательно должен увлажняться.
После заливки снятие опалубки можно производить через определенный срок:
Обязательно перед проведением работ по монтажу свайно-ростверкового фундамента нужно ознакомиться со СНиП 2.02.03 – 85 . В этом документе официально прописаны требования к обустройству такого вида основания, допуски, расчет по коэффициентам, материалы свай. Также здесь же можно найти рекомендации по возведению на нормальных грунтах, а также в тех местностях, которые пострадали от оползней и карста. Свайные фундаменты СНиП регламентирует в полной мере.
Нередко те, кто не имеет опыта в заложении такого вида фундамента, допускают немало ошибок, исправить которые впоследствии очень сложно или вовсе невозможно. Это:
Если в процессе расчетов будут допущены ошибки, то фундамент будет уходить под землю, а замедлить такой процесс весьма сложно, а в некоторых случаях и вовсе не представляется возможным.
Свайно-ростверковый фундамент – это сочетание качественных характеристик свайного и ленточного типа в одном основании. Он прекрасно подойдет для тех построек, которые не отличаются очень большим весом, и распределит нагрузку равномерно между всеми сваями для предупреждения растрескивания стен. Ростверк будет надежней и качественней, чем обычный свайный фундамент и поможет его закрыть, а также экономней, чем постройка ленточного основания. Самостоятельно выполнить такой фундамент будет очень сложно, поэтому обязательно потребуется помощь профессионала, который правильно произведет все расчеты и поможет с возведением конструкции.
