Установка ростверков на свайные фундаменты

Виды

Существуют разные варианты конструкции свайно-ростверковых оснований, различающихся по соответствующим признакам:

• Материал ростверка. Бывают деревянные, металлические и железобетонные конструкции. Выбор обычно бывает обусловлен весом и размерами постройки, особенностями климата и прочими внешними причинами.
• Высота конструкции. Различают погруженные в грунт и расположенные на дневной поверхности виды. С точки зрения долговечности и сохранности материалов предпочтительнее внешние конструкции, не имеющие контакта с грунтовой влагой. Погруженные в грунт — только железобетонные варианты, древесина и металл в таких условиях подолгу не служат.

Практика показывает, что погружение бетонной ленты в грунт нецелесообразно. При этом, открытый ростверк образует воздушный холодный зазор под перекрытием первого этажа, что затрудняет подвод коммуникаций и требует устройства специальных гидроизолированных траншей.

Это увеличивает трудозатраты и повышает расход материалов.

Устройство свайного фундамента с ростверком

Фундамент свайный с монолитным ростверком Такие основания состоят из свай и монолитного или ленточного ростверка, соединенного жестко с каждой сваей. В зависимости от глубины заложения свай, они бывают следующих типов:

• забивные;
• бурозабивные;
• винтовые;
• инъекционные.

Каждый вид свай выбирается под конкретный тип почвы и уровня заложения, а также с учетом глубины заложения грунтовых вод. Понятно, что финансовая составляющая также играет важную роль, ведь, например, забивные сваи монтируются с помощью специальной строительной техники, а бурозабивные или винтовые можно установить своими руками.

Например, деревянные сваи не подходят для пучинистых почв с высоким содержанием грунтовых вод, а металлические быстро разрушаются за счет влияния агрессивных грунтовых вод.

Существующие виды

Виды свайных фундаментов различают по типу свай.

Бывают:

• Сваи-стойки. Они погружаются в грунт до появления жесткого контакта с плотными грунтовыми слоями. Образуют самую прочную опорную конструкцию и способны нести здания любого веса и этажности.
• Висячие сваи. Несущая способность этих опор зависит от силы трения на боковых стенках и от прочности грунтовой подушки под наконечником, образующейся при погружении. Такая конструкция удобна при слишком глубоком залегании плотных слоев грунта, но способна внезапно изменять свои параметры вследствие изменений уровня грунтовых вод или прочих процессов.

Материалом для изготовления свай служат:

• Древесина. Самый древний и традиционный материал, обладающий массой недостатков. С появлением других, более устойчивых и прочных видов, деревянные сваи практически исчезли из арсенала строителей, хотя кое-где еще используются (в частном строительстве, для возведения вспомогательных построек).
• Металл. Забивные сваи специально не выпускаются, в этой роли используют отрезки рельс, швеллеров или двутавров подходящего размера. Винтовые сваи изготавливаются полностью готовыми к использованию. Специфика металла не позволяет получить долговечные опоры из-за коррозии, вызванной электрохимическими процессами и наличием блуждающих токов.
• Железобетон. Наиболее распространенный тип свай. Самыми прочными являются забивные, изготавливаемые по специальной технологии с использованием напряженной арматуры. Буронабивные сваи отливают из бетона прямо на площадке, что удобно, снижает транспортные расходы и общий уровень использования строительной техники, но значительно увеличивает срок изготовления из-за необходимости выдержки бетона для набора конструкционной прочности.

Существует три основных разновидности свайных фундаментов:

• На забивных сваях. Погружение стволов производится специальными машинами. Процесс не занимает много времени, опоры получаются прочными и надежными. Недостатком является невозможность производства работ рядом с эксплуатируемыми постройками из-за подвижек грунта, происходящих при погружении.
• На буронабивных сваях. Этот тип свай удобен тем, что не требует транспортировки, разгрузки, использования подъемной техники. В заранее подготовленную скважину опускают гильзу (род опалубки, изготовленной из рубероида или пластиковой трубы подходящего диаметра), устанавливают арматурный каркас и заливают бетон. Все операции могут быть выполнены самостоятельно, но потребуется достаточно длинный период выдержки свай для застывания бетона.
• На винтовых сваях. Они изготавливаются из стальных труб с толщиной стенок не менее 4 мм. В нижней части имеется сварной или литой заостренный наконечник и спиралевидные режущие лопасти. Погружение винтовых свай напоминает процесс завинчивания шурупа — лопасти обеспечивают погружение, острый наконечник раздвигает или раскалывает встречающиеся преграды. Винтовые сваи могут быть установлены вручную, при необходимости их извлекают и вновь используют в других местах. Срок эксплуатации зависит только от интенсивности коррозии.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Все свайные основания не могут быть созданы на скальных или крупнообломочных породах.

Что такое ростверк?

Для тех, кто не владеет строительной терминологией, сообщаем, что ростверк – это ответственная часть свайного фундамента, соединяющая оголовки свай в единый силовой контур.

Существуют различные виды ростверков, применяемых в свайных основаниях:

• ленточного типа, представляющего монолитную бетонную ленту. Она располагается по периметру опор, последовательно расположенных под несущими нагрузку капитальными стенами;
• плитной конструкции, в виде монолитной плиты, размеры которой соответствуют контуру основания строения и охватывают все опоры.

Ростверк представляет собой ленточную конструкцию , соединяющую отдельно стоящие сваи между собой

В зависимости от особенностей ростверкового фундамента, он может изготавливаться в следующих исполнениях:

• Цельном варианте. Изготовление осуществляется путем заливки в предварительно подготовленную опалубку бетонного раствора. Формирование монолитной базы происходит после твердения бетонной смеси.
• Составном виде. Основа представляет сборную поверхность из произведенных промышленным путём железобетонных изделий, соединённых при установке с опорными колоннами, а также между собой.

Армирование свайно ростверкового основания, позволяет укрепить монолитную основу стальными прутками, способствующими целостности конструкции и повышающими долговечность.

Конструкция фундамента

Отдавая предпочтение при строительстве основанию в виде свай, следует знать его основной состав.

Конструкция закапывается в специально подготовленную скважину. Для усиления прочности свае придают заостренную форму на основании. Это препятствует поднятию конструкции из грунта.

В заготовленную скважину, ограниченную опалубкой, заливается слой бетона и закладывается арматурная сетка. Нижняя часть должна быть значительно шире. Залитое бетоном основание придает усиленную прочность конструкции и не позволяет извлечь ее из грунта.

Нижний вид изготавливается из железобетона. В подготовленную скважину устанавливается железобетонная свая. Она ограничивается опалубкой. Затем следует забетонировать слой ростверка.

Верхний тип изготавливается из монолитных плит. Если материал для конструкции имеет металлическую основу, то его скрепление следует проводить через сварочный процесс.

Деревянная конструкция монтируется из нескольких брусов. Прикрепляется к сваям фундамента при помощи металлических штырей.

Расчет сваи

На этом этапе вычислений необходимо определиться со следующими характеристиками:

• шаг свай;
• длина сваи до края ростверка;
• сечение.

Чаще всего размеры сечения определяют заранее, а остальные показатели подбирают исходя их имеющихся данных. Таким образом, результатом расчета должны стать расстояние между сваями и их длина.

Расположение арматуры

Всю массу здания, полученную на предыдущем этапе, требуется разделить на общую длину ростверка. При этом учитываются как наружные, так и внутренние стены. Результатом деления станет нагрузка на каждый пог.м фундаментов.

Несущую способность одного элемента фундамента можно найти по формуле: P = (0,7 • R • S) + (u • 0,8 • fin • li), где:

• P — нагрузка, которую без разрушения выдерживает одна свая;
• R — прочность почвы, которую можно найти по таблицам, представленным ниже после изучения состава грунта;
• S — площадь сечения сваи в нижней части, для круглой сваи формула выглядит следующим образом: S = 3,14*r2/2 (здесь r — это радиус окружности);
• u — периметр элемента фундамента, можно найти по формуле периметра окружности для круглого элемента;
• fin — сопротивление почвы по боковым сторонам элемента фундамента, см. таблицу для глинистых грунтов выше;
• li — толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (находят для каждого слоя почвы отдельно);
• 0,7 и 0,8 — это коэффициенты.

Шаг фундаментов рассчитывается по более простой формуле: l = P/Q, где Q—это масса дома на пог.м фундамента, найденная ранее. Чтобы найти расстояние между буронабивными сваями в свету, из найденной величины просто вычитают ширину одного элемента фундамента.

При выполнении расчетов рекомендуется рассмотреть несколько вариантов с разными длинами элементов. После этого будет легко подобрать наиболее экономичный.

Армирование буронабивных свай выполняется в соответствии с нормативными документами. Арматурные каркасы состоят из рабочей арматуры и хомутов. Первая берет на себя изгибающие воздействия, а вторые обеспечивают совместную работу отдельных стержней.

Каркасы для буронабивных свай подбираются в зависимости от нагрузки и размеров сечения. Рабочая арматура устанавливается в вертикальном положении, для нее используют стальные стержни D от 10 до 16 мм. При этом выбирают материал класса А400 (с периодическим профилем). Для изготовления поперечных хомутов потребуется закупить гладкую арматуру класса А240. D = минимум 6-8 мм.

Сортамент стальной арматуры

Каркасы буронабивных свай устанавливаются так, чтобы металл не доходил за край бетона на 2-3 см. Это нужно для обеспечения защитного слоя, который предотвратить появление коррозии (ржавчины на арматуре).

Преимущества и недостатки

Типы свайного фундамента разделяют в первую очередь по способу устройства на забивные, набивные и винтовые. Каждая модель конструктивного элемента характеризуется своими особенностями.

К общим достоинствам всех типов свай следует отнести следующие:

1. Применимость для всех типов грунтов и рельефов любой сложности. Там, где закладка ленточного или плитного основания будет неэффективной или нецелесообразной, используют опоры.

   Свайные фундаменты можно строить на неустойчивых, переувлажненных грунтах, участках с риском оползней или подтопления, заболоченных территориях, а также на склонах и впадинах.

2. Экономическая целесообразность. Закладка одиночных силовых элементов, связанных в единую конструкцию обвязкой, обходится на 30–40 % дешевле, чем строительство плитного или ленточного заглубленного основания.
3. Возможность подобрать силовой элемент для любых условий. Популярность свайной технологии обусловила рост предложений от производителей свай. Сегодня можно подобрать опоры с несущей способностью от 0,8 до 15 и более тонн, а для глубокой закладки используются составные элементы.
4. Небольшой объем земляных работ. Если в случае с заглубленным ленточным или плитным основанием нужно рыть котлован на проектную глубину, то для устройства набивных свай достаточно пробурить скважины в грунте, а забивные и винтовые столбы погружаются в почву посредством силового воздействия.

Недостатки свайной технологии:

1. Сложность инженерных расчетов. Технология свайного фундамента может удовлетворить практически все гидрогеологические и проектные условия, но для этого потребуется провести ряд инженерных вычислений. Перед проектированием конструктору необходимо изучить нормативные требования к строительству фундаментов, что учесть возможные нюансы для каждого типа опор.
2. Трудоемкость работ по обустройству подвальных помещений. Организовать строительство подземных помещений в пространстве между силовыми элементами возможно, но это приведет к значительному удорожанию проекта, которое практически перекроет выгоду от применения свайной технологии.

Для частного дома

Частные жилые дома и коттеджи отличаются сравнительно небольшим весом по сравнению с многоэтажками и промышленными объектами. Эта особенность позволяет отказаться от закладки дорогостоящего железобетонного ленточного или плитного основания в пользу заводских или самодельных свай.

Преимущества свайной технологии для частного строительства:

• возможность закладки фундамента своими руками (винтовые, набивные сваи);
• при необходимости доступны способы усиления основания (при строительстве пристроек, увеличении этажности, замене перекрытий в доме и т.д.);
• ремонтопригодность.

Почему не стоит строить частный дом на свайном фундаменте:

• значительные теплопотери за счет подъема дома над уровнем земли;
• трудоемкая процедура инженерных расчетов;
• на участке наблюдается высокая сейсмическая активность.

Разных видов свай

Выбор свай основывают на результатах гидрогеологических изысканий грунта, а также инженерных расчетов по проектным нагрузкам. Сравнительная таблица по плюсам и минусам для различных типов силовых конструкций:

Ленточный вид армирования

Арматурная сетка в данном случае закладывается в 2 ряда. Обязательно в средней части использовать слой с высоким уровнем защиты. Арматурная сетка производится с расстоянием между прутьями в 15-20 см. Элементы сетки надо связывать между собой металлической проволокой и скреплять их специальным крюком. Не стоит скреплять ячейки сетки методом сваривания. Это уменьшит ее прочность.

На месте работы необходимо соорудить опалубку. Ее щиты должны быть хорошо укреплены со всех сторон.

Армирование ленточного ростверка для свайного основания занимает не так много времени и не требует специальных навыков. Его вполне можно выполнить самостоятельно.

Схема армирования ленточного фундамента

Ленточный распространён благодаря его прочности, способности выдерживать здания любой массы и противостоять любым процессам, протекающим в почве. Представляет собой ленту, как бы продолжение наружных стен дома, направленное вниз. Толщина ленточного фундамента в частном строительстве принимается равной 40 — 50 см.

Армирование фундамента ленточного производится после устройства траншеи и опалубки.

Сечение ленточного фундамента Требования к расположению арматуры в бетонном массиве:

• расстояние от наружной боковой стенки до арматуры не должно быть менее 50 — 55 мм.;
• расстояние от нижней и верхней плоскостей массива до горизонтальной арматуры не должно быть менее 70 — 75 мм.;
• расстояние между верхним и нижним арматурными слоями не делают менее 300 — 350 мм., но лучше сделать это расстояние максимальным;
• расстояние между перемычками: вертикальными 400 — 700 мм, горизонтальными 800 — 1400, расстояние выбирают таким, чтобы обеспечить неподвижность арматуры во время заливки бетона и уплотнения его при помощи вибромашин и других приспособлений.

Арматурный каркас ленточного фундамента Несколько советов, облегчающих сборку арматурного каркаса для ленточного фундамента:

• некоторая часть вертикальной арматуры изготавливается увеличенной длины, так, чтобы на них, вбитых в дно траншеи, удобно было монтировать весь скелет;
• верхнюю горизонтальную арматуру делают длиной равной ширине фундамента, благодаря этому они, упираясь в стенки опалубки, фиксируют положение всей арматурной конструкции в пространстве.

Технология строительства

Устройство свайного фундамента и монолитного ростверка можно разбить на несколько этапов:

• подготовительные работы;
• установка свай;
• устройство ростверка.

Подготовительные работы

В процессе подготовки площадку под строительство выравнивают, планируют (насколько это возможно – ведь вся прелесть свайных фундаментов в том и состоит, что рельеф местности остается практически неизменным).

Затем производится разметка: размечаются оси фундамента, места установки свай. Желательно на этом этапе иметь на руках чертеж свайного фундамента с монолитным ростверком, разработанный опытным проектировщиком.

На чертеже указываются все необходимые размеры и другие сведения: количество свай, шаг их расстановки, диаметр арматуры и геометрические размеры арматурных каркасов.

Установка свай

По разметке при помощи специальной машины или садового бура бурятся скважины. Для большинства домашних построек достаточно диаметра 200-250 мм. Далее выполняются работы в следующем порядке:

из гидроизоляционного материала (например, из рубероида), скручивается труба опускается в скважину. Цель данной операции – гидроизолировать стенки сваи. Можно вместо рубероида использовать пластиковую или асбоцементную трубу. Поскольку в данном случае рассматривается вариант устройства висячего ростверка, то гидроизолирующая труба должна выступать над уровнем земли. На сколько — зависит от конструкции фундамента и рельефа местности

Зазор между землей и подошвой ростверка может быть различным в каждой конкретной точке – важно, чтобы о располагался строго горизонтально (или перпендикулярно сваям);
в трубу устанавливается арматурный каркас, состоящий из 3-4 стержней. Длина арматуры должна быть таковой, чтобы ее верхний торец возвышался над торцом трубы на 200-250 мм;
гидроизолированная скважина заливается бетоном.

От марки бетона зависит несущая способность сваи. Например, бетон марки 100 выдержит нагрузку до 100 кг/кв. см включительно. То есть свая диаметром 200 мм (площадью сечения 314 кв. см) способна выдержать 31,4 тонны.

Однако это не значит, что на таких сваях можно возводить такие тяжелые строения – следует поинтересоваться несущей способностью грунта, на который опирается фундамент.

Расценки

Построить фундамент на буронабивных столбах можно своими руками, что позволяет существенно сэкономить. Однако ошибки при реализации технологии непременно скажутся на надежности силовой конструкции и долговечности самого сооружения. Не имея опыта в фундаментных работах, а также в проектировании подобных сооружений, стоит доверить работу профессионалам.

Также необходимо учитывать, что своими руками удобно закладывать опорные элементы диаметром до 300 мм и глубиной до 1,5–2 м, что обусловлено возможностями ручного бура и простейшими установками для устройства шурфов.

Среднерыночные цены на работу подрядчиков представлены в таблице ниже:

Стоимость закладки буронабивных свай будет определяться объемом и сложностью работ, а также особенностями технологических процессов (закладные или извлекаемые обсадные трубы, расширенная пята или одинаковое сечение по всей длине сваи и т.д.).

Дополнительная информация о возведении основания на буронабивных сваях

Как сделать СЛФ (краткое описание основных процессов)

Подготовка площадки под стройку

Территория участка очищается и проводится разметка будущего основания. Для этого втыкаются колышки по углам, с отступом ≈ 50 см от края. По колышкам натягивается нить, сориентированная по центру основания, а также внешней и внутренней границе будущего фундамента*.

*Более подробная инструкция описана в одной из недавних статей. После чего делается разметка точек установки свай. Она начинается с углов фундамента. Сваи располагают на расстоянии 120 — 200 см друг от друга.

Подготовка грунта и виды свай

Ленточную траншею копают до нужной глубины и отсыпают песком (или гравием). По углам в размеченных местах, бурят скважины с глубиной заложения на 30-50 см ниже уровня промерзания почвы*.

*только для буронабивного типа свай.

Сваи, которые используют для СЛФ, различаются на винтовые и буронабивные. Рассмотрим оба типа, хотя для мелкозаглубленного фундамента, практичный выбор – буронабивные.

Винтовые

Изготавливаются из металлической трубы с лопастями похожими на винт (отсюда и название). Идеология напоминает шуруп большого размера, диаметром от 57 до 133 мм и длиной от 1200 до 3500 мм. Такая свая ввинчивается в грунт с помощью ручных приспособлений (или спецтехникой). Предварительно грунтуется. Некоторые разновидности на фото:

Буронабивные

Буронабивные сваи, изготавливают на месте, они дешевле покупных (винтовых или бетонных). Пример бюджетной технологии строительства буронабивных свай.

В пробуренные скважины, на 300 мм засыпают песок, который поливают водой и плотно трамбуют. В отверстия, до самого дна утрамбованной песчаной подушки помещается опалубка в виде свёрнутого трубочкой рубероида, выступающего на 100-150 мм выше уровня грунта. Для прочности «рубероидного стакана», его в 2-4 местах скрепляют скотчем.

«Вместо рубероида, для опалубки можно использовать трубы из других материалов, в том числе: асбоцементные, картонные, пластиковые, металлические».

В скважину аккуратно помещают предварительно связанный арматурный каркас. Для его устройства используют арматуру ø10-12 мм, скреплённую вязальной проволокой. Высота каркаса должна выходить из опалубки и доходить почти до верхней отметки ленты фундамента.

«Предварительно арматуру стараются очистить от ржавчины».

Затем выполняется заливка* (в первую очередь свай, а затем ленточной опалубки) и поверхность утрамбовывается.

*Для этого используется бетон марки М-100. А в зимнее время, обязательна добавка морозоустойчивых пластификаторов. Через 7-8 дней, бетонные оголовки покрывают битумом (для гидроизоляции).

Есть заглубленная и самая ходовая – мелкозаглубленная лента. А вот незаглубленный и поверхностный вариант (обустраиваемый выше 0-й отметки), относят к свайно-ростверковым*. Такой тип фундамента (находящийся выше уровня грунта), используют на пучинистых и сильнопучинистых почвах. Он набирает популярность. В частности, у застройщиков возводящих дома каркасного типа (так называемые финские, канадские и пр.).

*Ростверк – это несущие балки или плиты, связывающие между собой оголовки свай выше поверхности земли. Кстати, такой вариант конструкция — практически идеален при строительстве традиционных русских бань, возводимых по технологии СИП. Вот примеры свайно-ростверковых фундаментов, использующих разные связующие материалы:

На этой схеме показана вся вышеописанная «идеология» СЛФ:

1. Сваи;
2. Ленточный пояс;
3. Песчаная подушка;
4. Арматурный каркас;
5. Труба (опалубка)

Как видите, арматурный каркас ленты и свай обязательно увязывается. Это залог прочности. В завершение добавлю: имеется пять вариантов расстановки свай. Перечислим подробно:

• Одиночный (каждая свая имеет свою опору);
• Ленточный (опоры равномерно размещены по периметру здания);
• Полосный (сваи бурят в два и более ряда. Обычно он для крупных домов);
• Кустами (ставят только в местах повышенной нагрузки и под тяжёлыми конструкциями);
• Полями (расположение в рядном или шахматном порядке).

Вот Вам несколько фото свайно-ростверкового фундамента под баню:

« Рацуха!» — фундамент из покрышек! Но не советую. Если строить, то надо делать серьёзно…

На этом буду заканчивать. Надеюсь, статья позволит получить понимание для чего и что представляет собой свайно-ленточный фундамент. Подписывайтесь в блоге на обновления. Будет интересно и полезно! Успехов Вам и удачной стройки!!!

Цитата мудрости: Человек умирает тогда, когда перестаёт меняться. Похороны – лишь формальность (Г. Форд).

обустройство опалубки

Опалубка под обвязку свай монолитным железобетонным ростверком выполняется из обрезных досок толщиною не мене 2-х сантиметров. Все работы выполняются в следующей последовательности:

• Оголовки свай покрываются гидроизоляцией из битумной мастики;
• Выполняется отсыпка свай песком на высоту вертикальной плоскости оголовков. Ширина песчаной подсыпки должна быть равна ширине железобетонного ростверка;
• По контуру ростверка с обеих сторон забиваются колья с шагом в 2 метра (необходимы для фиксации стенок опалубки). Для кольев лучше всего использовать брус сечением 5*5 см. Если высота кольев превышает 50 сантиметров, в верхней части их необходимо связать горизонтальной планкой.;

Рис.: Опалубка железобетонного ростверка

• Выполняется монтаж боковых стенок опалубки, обрезные доски фиксируются на кольях с помощью гвоздей;
• Укладывается нижняя стенка опалубки. Доски размещаются на поверхности песчаной подсыпки и внахлест соединяются гвоздями либо саморезами с боковыми стенками;
• Внутренняя поверхность опалубки застилается гидроизоляционным материалом — рубероидом либо пергамином.

Рис.: Опалубка, готовая к заливке бетоном

Заключение

Фундамент и ростверк, как его неотъемлемая часть, имеют ключевое значение для срока службы здания. Эксперименты здесь обходятся очень дорого. Сложные грунты, холодные зимы на большей части России не прощают даже минимальных ошибок при проектировании, монтаже основы зданий.

В домах, которые строят на продажу, стараются обойтись без ростверка, ссылаясь на опыт возведения промышленных объектов, жилых домов на забивных железобетонных сваях.

Безростверковый фундамент существенно удешевляет строительство, сокращает его сроки: перекрытие устанавливается непосредственно на оголовки свай. Но здесь каждая свая несёт свою нагрузку. Если она превысит проектную, свая просядет.

Соответственно увеличится нагрузка на соседние сваи. В результате затрещит весь дом, он станет не ремонтнопригодным.

В отдельных случаях на особо сложных грунтах проектной организацией может быть принято техническое решение по фундаменту без ростверка.