Как следует возводить свайно-ростверковый фундамент + расчет ростверка и глубины промерзания грунта

Этапы строительства свайно-ростверкового фундамента

Пошаговая инструкция по созданию основания дома несложна, но требует тщательного изучения. Работы начинают с подготовки участка, удаления мусора, корней растений. Далее наносят разметку колышками с указанием расположения свай, ростверка.

Установка опор

Для железобетонных свай заранее подготавливают отверстия с помощью специальной техники или ручного бура. Внутрь ставят арматуру (не менее 4 пучков, связанных двухслойной проволокой), концы которой торчат наружу на 60-70 см. Производят заливку бетона на основе цемента М400 и выше. Винтовые сваи вкручивают так, чтобы их оголовки были выставлены строго на одном уровне.

Устройство ростверка

Металлическую обвязку просто приваривают к оголовкам свай, выдерживая строгую горизонтальность. Для создания заглубленного ростверка подготавливают котлован, дно засыпают слоем щебня в 15 см и более, хорошо трамбуют его. Сверху размещают опалубку, ширина которой должна быть чуть больше толщины стен. Армирование делают в 2 пояса вверху и внизу, используя ребристые прутки с сечением 8-12 мм (горизонтальные и вертикальные). Обязательно связывают их с арматурой свай.

Закладные детали

Прокладывают трубы, вентиляционные продухи. Устанавливают короба для водопровода, электрической сети и других инженерных коммуникаций. Если сделать это заранее, не придется нарушать целостность бетонного монолита в дальнейшем.

Заливка раствора

Бетон заливают послойно, с применением глубинного вибратора. Желательно использовать заводскую смесь, которая обладает наивысшим качеством. Оставляют конструкцию для полной просушки.

Гидроизоляция и утепление

По всему периметру выполняют изолирование и утепление свайного фундамента. Обычно для этой цели применяют экструдированный пенополистирол, мембрану, монтажную пену, влаго- и морозостойкие герметики.

Преимущества и недостатки

К преимуществам свайно-ростверкового фундамента можно отнести следующее:

• простая технология монтажа — работы по обустройству фундамента выполняются силами небольшой бригады рабочих, состоящей из 3–4 человек. За счёт этого снижается общая стоимость выполняемых работ;

• скорость возведения — в отличие от ленточного или блочного основания, при монтаже свайно-ростверкового фундамента используется гораздо меньшее количество материалов, что снижает срок возведения несущего основания и строения в целом;

• универсальность — фундамент прекрасно подходит для возведения строений на рельефных участках с пучинистым и подвижным типом грунта. При этом наличие высоких грунтовых вод не оказывает никакого влияния на несущую способность конструкции;
• срок службы — в зависимости от типа ростверка срок эксплуатации фундамента варьируется от 50 до 100 лет.

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.

Этапы монтажа

Строительство свайного фундамента с ростверком начинается с погружения свай в землю. Обязательное условие при работе – точно определить уровень промерзания грунта. Опоры должны быть заглублены ниже этой отметки. Далее сваи связываются ростверками. По своей природе ростверковые соединения могут быть изготовлены из следующих материалов:

• бетон;
• металл;
• дерево.

Ростверки предохраняют от смещения грунта. Они противодействуют нестабильности конструкции при замерзании-оттаивании и обеспечивают жесткую сцепку конструкционных элементов здания. Сваи монтируются в точках, где предполагается самая большая нагрузка, их длина зависит от глубины промерзания почвы.

На практике для строительства малоэтажных домов применяются опоры от 1,5 до 3 м. Расстояние между соседними элементами составляет 1-1,5 м. Отверстия под опоры обязательно обсаживаются рубероидом или подобным ему материалом. Можно проводить обсадку асбестоцементными трубами.

В отверстии вертикально закрепляют и надежно связывают 4 арматурных прута. Верхняя часть сваи обязательно должна находиться выше уровня земли. Арматурная нить, выходящая из свайной опоры, вяжется с арматурой ростверка. Проводится заливка отверстий бетонной смесью.

На протяжении недели бетон будет набирать прочность. По истечении 7 суток показатель достигнет 60 %. После этого можно приступать к работе по армированию ростверка. Процесс начинается с опалубки. В нее засыпается песок или укладывается пенополистирол. Тем самым ростверк будет поднят над землей (висеть на сваях).

Важный момент перед армированием – гидроизоляция верхней части свайных столбов. Этот этап нельзя пропустить ни в коем случае. Армирование проводится согласно общей схеме, разработанной под конкретное строительство. Это связано с тем, что положение опор и распределение нагрузок на ростверк отличается в разных местах конструкции. Подсыпку из-под ростверковой конструкции убирают после достижения бетоном половины марочной прочности (не ранее, чем через 7 суток).

С учетом того, что для каждого конкретного случая положение опор и распределение нагрузки в ростверке является разным, армирование осуществляется в индивидуальном порядке. Арматура, которая выпускается из свай, связывается с арматурой ростверка. Когда ростверк набирает более половины марочной прочности, подсыпка из-под него убирается. Ростверковая конструкция висит на сваях. Не допускается, чтобы ростверк опирался на грунт между сваями.

Плюсы и минусы свайно-ростверкового фундамента

Как и у каждой другой строительной конструкции, у свайно-ростверковой есть свои достоинства, недостатки и ограничения в применении.

Преимущества:

Краткосрочное строительство.

Предполагает минимальные затраты времени на создание фундамента при условии, что работу проводят опытные мастера со своей спецтехникой. Свайный фундамент для кирпичного дома (либо другого типа сооружения) обустраивается в кратчайшие сроки. Заказчик получает готовый объект под ключ.

Экономичность.

Предполагает использование небольшого количества бетона из-за того, что нет необходимости сооружения в земле подушки.

Энергоэффективность.

В холодное время года, когда грунт промерзает, площадь взаимодействия элементов свайно-ростверкового фундамента с замерзшей землей минимальна. Тем самым потери тепла здания также небольшие.

Наличие виброизолирующих свойств у конструкции.

Особенности соединения свай с ростверком обеспечивают надежную защиту конструкции от вибрации, связанной с близким расположением здания относительно крупных автобанов, железной дороги или метро. Свайный фундамент без ростверка в таких случаях менее эффективен.

Нужно отметить тот факт, что строительство свайно-ростверковой конструкции можно проводить практически в любое время года. Ограничение – нельзя проводить работы при температуре ниже -10 °C. Еще один плюс такого фундамента – доступность цены используемых материалов.

Недостатки и минусы:

Применение специальной техники.

Возвести фундамент данного типа самому невозможно. Технология предполагает обязательное использование спецтехники.

Наем бригады.

Своими руками обустроить такой вид фундамента практически невозможно.

Сложность возведения цокольных этажей.

Особенности и схемы расположения опор усложняют обустройство подвальных и цокольных помещений. Часто приходится заполнять пространство между сваями, что значительно увеличивает окончательную стоимость.

Низкая стойкость к опрокидыванию.

Расчет глубины заложения фундамента из винтовых свай

Статья содержит примерный расчет глубины заложения фундамента из винтовых свай и рассказывает об основных принципах, которые учитываются при его выполнении.

При проектировании фундаментов из винтовых свай под объекты ИЖС нужно учитывать:

грунтовые условия площадки строительства, влияющие на назначение конструктивных и геометрических параметров винтовых свай;

воздействие различных величин нагрузок (под ответственными узлами, под несущими стенами, под ненесущими стенами и лагами пола);

требования к частоте расстановки свай и др.

Эти и некоторые другие вопросы мы подробно рассмотрели в статье Расчет свайного фундамента, ориентированной на строительство объектов ИЖС. А в этом материале хотели бы остановиться на определении глубины заложения фундамента.

Расчет глубины свайно-винтового фундамента будет основываться на данных:

об уровне залегания грунтового слоя с достаточной несущей способностью;

о нормативном уровне промерзания грунта в регионе.

Виды монолитных плит с ростверком

Мы уже выяснили, что ростверком плитного фундамента называют рёбра жёсткости (отсюда и название «ребристые»). Направленность рёбер может быть разной, и по этому признаку сплошные основания делят на два вида:

1. Плиту с толстым краем – у неё выступы направлены в грунт (рёбра вниз).
2. Плиту с ростверком, рёбра которой направлены в сторону стен здания и образуют чашу.

В каких случаях применяется монолитная плита с ростверком (вверх и вниз)

Направленные вниз рёбра жёсткости дают большую статичность при высоком уровне морозного пучения, в условиях переувлажнённых грунтов, а так же при больших нагрузках от каменных стен. Такой вариант хоть и формируется сложнее, но из-за меньшей толщины горизонтальной части имеет более низкую себестоимость по сравнению с плоской плитой.

Наличие выступов в грунте позволяет заложить под подошвой конструкции толстый слой пенополистирольного утеплителя, который не только нейтрализует воздействие сил пучения, но и является отличным гидроизолятором. Вкупе с правильным дренажом, такой фундамент избавляет от многих эксплуатационных проблем – не говоря уже о том, что он практически не поддаётся изгибающим усилиям.

О достоинствах плит с рёбрами, направленными вверх, мы уже говорили, повторяться не будем. Скажем только, что такие конструкции рекомендованы для применения при нагрузках, превышающих 10 000 кН, и обеспечивают наибольший уровень жёсткости фундамента. Рёбра армируют аналогично ленточным фундаментам, плитную часть – вязаными или сварными сетками в два уровня, образующими объёмный каркас с многократным запасом прочности.

Формирование ростверка поверх плиты

Схема устройства ростверка

Если плиту с направленными в грунт рёбрами устраивают только в малозаглублённом варианте, то при расположении ростверка сверху она может закладываться не только на поверхности, но и на глубине, необходимой для устройства цокольного этажа или полноценного подвала. В первом случае монолитные рёбра играют роль цоколя, а во втором, благодаря большой высоте, выполняют функции стен подвала.

Разница в этих конструкциях заключается в высоте вертикальных стенок чаши, которая диктует неодинаковый принцип формирования пола. Чтобы было понятно, как это делается в том или ином случае, предлагаем для наглядности две схемы устройства ростверка:

Фундамент на забивных сваях

Надежным и долговечным основанием под любое строение малой и средней величины в условиях слабых, водонасыщенных грунтов, будет фундамент на забивных сваях.

Строительство такого фундамента начинается с подготовки участка, который при необходимости планируется, а затем размечается. При этом определяется местоположение будущего строения, его несущих стен и отмечаются точки забивки свай.

Погружение свай осуществляется копровой установкой в строгом соответствии с проектом строительства дома (здания) до достижения расчетной глубины. Этот показатель напрямую зависит от ряда факторов:

• от результатов исследования геологического состояния грунтов на участке;
• от глубины промерзания грунта в зимних условиях;
• от величины проектной нагрузки будущего здания.

В дальнейшем сваи (при необходимости) срезаются на проектной высоте, с учетом выпуска арматуры для связки с ростверком.

Ростверк строится, как правило, из железобетона, причем его арматура в обязательном порядке сваривается с арматурой свай до заливки бетоном.

Виды и особенности

Каждая опора фундамента – это цельный или полый внутри стержень, предназначенный для вертикального заглубления в грунт. По материалу изготовления опоры для свайно-ростверкового фундамента могут быть такими:

1. Деревянные. Делаются из толстого бруса или других пиломатериалов. Используются довольно редко из-за огромного количества минусов – малого срока службы, разрушения от влаги, гниения, влияния микроорганизмов. Возможная сфера применения – стройка небольших хозяйственных сооружений.
2. Железобетонные. Считаются наиболее популярными благодаря высокой несущей способности. Сваи приобретают в готовом виде или заливают непосредственно на площадке, делая внизу небольшое расширение – «пятку» для заякоривания в почве. Любые бетонные опоры при заливке надо армировать. Глубина их заглубления может достигать 3 метров.
3. Металлические. Хорошо подходят для частного домостроения, для домов и бань из дерева, каркасных зданий. На слишком большие нагрузки они не рассчитаны, а коррозия делает такие опоры менее долговечными, чем железобетонные. Для изготовления металлических опор используют отрезки двутавров, швеллеров, балок, рельс.

Заглублять сваи в грунт можно разными способами. Классификация фундаментов по способу погружения такова:

1. Винтовые. Сваи для конструкции изготавливаются на заводе из толстых труб со стенкой от 4 мм. Нижняя часть опор представляет собой лопасть, вращающуюся по спирали, с соответствующей конфигурацией. Наконечник опор острый (литой или приваренный), поэтому они работают наподобие саморезов – завинчиваются в почву. Обычно монтаж винтовых конструкций производится с привлечением специальной техники, но небольшие сваи могут вкручиваться даже вручную. Большой плюс – возможность повторного использования винтовых свай.
2. Забивные. Выполняются из металла или бетона с армированием, могут быть пустотелыми. Забиваются в заранее подготовленные скважины с помощью особых механизмов. Построить фундамент с такими опорами несложно, процесс движется очень быстро. Минус – сильные подвижки грунта при забивании. Необходимо помнить, что это может вызвать разрушение расположенных рядом построек.
3. Буронабивные (набивные). Каждая опора заливается непосредственно на месте в установленную в скважину несъемную опалубку. Формы для заливки делают из рубероида, асбестоцементных труб, пластика. Внутрь обязательно ставят прутки арматуры, после чего вливают бетон. Преимущество – возможность сделать все работы своими руками, недостаток – длительный период застывания раствора. (Читайте статью на тему «Бурение фундамента — особенности, плюсы и минусы, этапы работы»)

Кроме того, сваи для фундаментов различаются по техническим возможностям и переносимости нагрузок:

• Висячие. Несущие способности обусловлены конкретными показателями — прочностью грунта под нижним концом, а также силой трения, влияющей на боковые стенки. Висячие опоры хорошо зарекомендовали себя в местности с низким уровнем грунтовых вод, а также при глубоком пролегании плотных пластов почвы.
• Стойки. На сваи этого типа могут воздействовать самые высокие нагрузки. Они представляют собой прочные опорные конструкции, формируют жесткое сцепление с плотными слоями грунта.

Разновидности ростверков

При выборе плана постройки здания и типа фундамента нужно определиться и с ростверком, который будет изготовлен. По материалу исполнения и конструктивным особенностям ростверк может быть таким:

• Монолитно-железобетонный. Применяется чаще всего, пригоден в качестве основания под здания разной этажности. Внешне представляет собой ленту или цельную плиту, заливается на месте. Удобен для формирования пола по его верхней части.
• Сборный. Изготавливается из металла, выглядит как обвязка или сварной каркас. Обычно применяется при возведении каркасных домов, либо гаражей, бань, хозпостроек.
• Сборно-монолитный. Отдельные элементы из бетона собираются на площадке в единое целое с помощью специальных замков и других стыковочных деталей.

Ростверк для фундамента может находиться на поверхности почвы или углубляться вниз. Самый надежный тип ростверка – заглубленный. По сути, он напоминает обычный ленточный фундамент, поскольку располагается ниже промерзающего пласта. Для заглубленных ростверков действует ограничение: их не применяют на сложных, обводненных, сильно пучинистых грунтах из-за высоких нагрузок на боковые стенки.

Схема создания незаглубленного ростверка для основания здания еще проще, ведь такая конструкция ставится над почвой с зазором и не требует рытья траншеи. Этот вариант идеален для рыхлых, пучинистых, постоянно смещающихся грунтов.

Основные ошибки при возведении

Типичными ошибками, которые часто встречаются при строительстве свайно-ростверковых оснований, являются:

• Слабое соединение свай и ростверка, снижающее устойчивость и прочность конструкции.
• Отсутствие воздушного зазора между высоким ростверком и грунтом.
• Увеличенные пролеты между сваями, вызывающие прогиб балок ростверка и появление трещин между основанием и стенами.

Все эти ошибки являются следствием недостатка опыта у строителей или неправильного расчета свайного поля, допустившего слишком большие расстояния между опорами. Все эти недочеты требуют устранения путем усиления соединений, установки дополнительных опор и создания качественного фальш-цоколя.

Работы достаточно сложные и ответственные, но совершенно необходимые, иначе срок службы дома будет значительно уменьшен.

Виды подушек

Подушка под фундамент цокольного этажа считается своеобразной прослойкой, разделяющей грунтовый состав и основание сооружения. Чтобы выбрать правильный материал и устроить подушку своими руками, необходимо не только изучить пошаговую инструкцию выполнения работ, но и уточнить особенности почвенного состава на площадке, определить предполагаемую нагрузку.

Из песка

Этот строительный материал считается наиболее доступным и применяется в случаях, когда для строительства выделен небольшой бюджет. Песок отличается определенными свойствами, позволяющими использовать его для проведения подобных работ:

• подушка из песка устраивается под столбчатый фундамент, возводимый под одноэтажное сооружение;
• если объект возводится из легких материалов, или уровень грунтовых вод достаточно глубокий.

При выполнении работ обратите внимание на определенные моменты:

• песчаная поверхность должна получиться максимально ровной;
• насыпной материал тщательно трамбуется;
• оптимальная высота подушки – двадцать – сорок сантиметров.

Из гравия

По слабому грунтовому составу один песок оказывается малоэффективным, и площадка усиливается гравием. Этот вариант подготовки не позволяет фундаменту давать усадку.

Подушка из пгс выгодно отличается от предыдущего варианта, как более прочное и выносливое основание, потому что основным компонентом является гравий.

Как делается такое основание? Перед засыпкой щебенки под монолитную плиту фундамента, дно траншеи выстилается речным крупнофракционным песком, который разравнивается и уплотняется. После этого насыпается щебенка до двадцати – двадцати пяти сантиметров высотой. Все уплотняется, чтобы исключить образование пустотных участков.

Песчано-гравийная

Если вами выбран этот вариант подушки под фундаментную конструкцию для дома, предстоит выполнить следующие работы:

• котлован или траншея по дну прокладываются бутом, диаметр которого не должен превышать пятнадцати сантиметров. Если глубина котлована позволяет, и вы предполагаете, что нагрузка от объекта будет существенной, бут разрешается уложить в два слоя;
• насыпается слой гравия высотой до десяти – двадцати сантиметров;
• после этого устраивается прослойка из песка, чтобы укрыть гравий;
• все обильно увлажняется;
• в случае необходимости песок разрешается добавить и снова пролить водой, пока поверхность не будет представлять песчаную корку;
• участок трамбуется и снова поливается.

Такой вариант подушки рекомендован к устройству на глинистой почве. Она не пропускает влагу, защищает от грунтовых вод, но не отменяет необходимость обустройства гидроизоляции.

Подушка такого типа устраивается под хозяйственные постройки, для бани или гаражного помещения.

Бетонная

Такой вариант монолитной основы является наиболее прочным. К сожалению, из-за высокой стоимости материалов и работ, заливка бетонной подушки фундамента применяется редко.

Как правильно залить такую подушку? Технология устройства отличается определенными сложностями:

• на площадке вынимается лишний грунт;
• проводится подсыпка, устраивается гидроизоляционный слой;
• укладывается бетонный раствор высотой до одного сантиметра;
• по проектной схеме устраивается армирование;
• заливается бетонная смесь, трамбуется.

Второй способ устройства бетонной подушки – установка железобетонных блоков стандартных размеров, изготовленных в заводских условиях.

Как сделать такую подушку под фундамент? Необходимо выровнять грунт, уложить полуметровый слой песка, установить блоки.

Последовательность возведения ростверка на железобетонных сваях

Расчистка участка. Удаляется верхний плодородный слой грунта, чтобы впоследствии под фундаментом не росли растения.
Возведение свайного поля.
Сборка и установка армирующего каркаса будущего ростверка. Конструкция каркаса должна состоять как минимум из двух рядов горизонтальных прутьев, соединенных вертикальными стойками арматуры

Расстояние между вертикальными стойками составляет 30−40 см.
Закрепление каркаса на сваях, обращая особое внимание на углы будущего фундамента. Арматура на углах загибается в разные стороны

Контур армирующего каркаса должен быть полностью замкнут по периметру.
Возведение опалубки для заливки монолитной ленты. Если возводится висячий (надземный) ростверк, то между сваями под опалубку устанавливают дополнительные опоры. В равной степени это относится и к ростверку в виде монолитной плиты.
Последним этапом возведения свайного монолитного ростверка является приготовление бетона и заливка его в опалубку.

Преимущества фундаментов на ж/б сваях с ростверком

К преимуществам фундамента с ростверком на жб сваях относятся:

1. Высокая надежность фундамента,
2. Минимальный фронт земляных работ,
3. Небольшой расход строительных материалов (снижается потребность в бетоне – при надземном положении ростверка исключается укладка бетонных подушек в траншеи),
4. Возможность работ в зимнее время (установка не отменяется даже при температуре ниже -10°),
5. Отсутствие просадки грунта при вспучивании или подтоплении,
6. Уменьшение теплопотерь – за счет сокращения площади контакта с промерзшей почвой,
7. Снижение стоимости работ до 20%,
8. Уменьшение времени возведения основания.