Свайный фундамент с ростверком

Материалы для изготовления

Выбор материала для изготовления ростверка зависит от нескольких факторов:

• типа фундамента;
• нагрузки на фундамент;
• типа грунта;
• высоты грунтовых вод.

Железобетон

Наиболее удобный вариант ростверка для бетонных свай — надежный, стабильный, долговечный и распространенный материал. Изготавливают из стальной арматуры и бетона, образующих прочную и износостойкую конструкцию. Используется в строительстве тяжелых многоэтажных зданий и промышленных объектов, реже — для загородного жилья (смотрите: типы частных домов).

Рекомендуем: Из чего и как правильно делать опалубку для фундамента? Пошаговое руководство для изготовления своими руками

Различают сборные и монолитные железобетонные ростверки. Сборные изготавливают в заводских условиях и собирают на площадке.

• преимущества — прочность и легкость монтажа;
• недостатки — необходимость использования грузоподъемной техники и гидроизоляции соединительных узлов.

Арматура в виде плоского или объемного каркаса многократно повышает прочность, затвердевший бетон хорошо переносит нагрузки при сжатии.

Металл

Используется двутавр или швеллер. Профильный прокат обеспечивает жесткость и прочность конструкции. Металлический ростверк подходит для одноэтажных домов и в свайно-винтовых фундаментах. Металл прикрепляют к оголовкам свай сваркой.

Металлические сваи и ростверк требуют предварительной защитной обработки, так как они подвержены коррозии. Обычно используют на пучинистых грунтах.

• преимущества — жесткая и надежная конструкция;
• недостатки — необходимость использования крановой техники, обработки швов из-за коррозийной неустойчивости сварочных соединений.

Дерево

Деревянный брус или короб из доски под ростверки используют для легких деревянных или каркасно-щитовых домов. Между брусьями и сваями следует уложить гидроизоляцию из толя или рубероида. Чтобы сохранить древесину от гниения, необходимо обработать элементы специальной биозащитной пропиткой.

Брусья к сваям прикрепляют кронштейнами или болтами. Этот материал сейчас почти не используется.

• преимущества — конструкции легкие и недорогие, быстрый монтаж;
• недостатки — невысокая прочность, необходимость дополнительной обработки.

Бетон

Используется для небольших строений при максимальном количестве опор. Оголовки свай должны быть заглублены в бетон ростверка минимум на 10 см. Отсутствие арматуры не позволяет сильно нагружать подобные конструкции, критичны нагрузки на изгиб. Специалисты не рекомендуют использовать этот тип ростверков.

• преимущества — простота и дешевизна;
• недостатки — ненадежность.

Классификация

От вида ростверка, уложенного на свайный или столбчатый фундамент, зависит долговечность, эргономичность и эстетичность сооружения. Поэтому к его выбору необходимо отнестись край не серьезно.

Классифицируется ростверк по:

• месту расположения;
• конструкции;
• материалу.

Виды объекта по месту расположения

По месту расположения существует три вида ростверка.

1.Высокий тип фундамента. Он отличается целесообразностью, так как располагается в 15–25 см., а то и выше от поверхности земли. За счёт этого создаётся дополнительная вентиляция пола, что исключает сырость и появление плесени.

Также эта конструкция позволяет попасть под сооружение, чтобы проверить целостность основания жилища и при необходимости без проблем его отремонтировать. К тому же пустота под полом является дополнительной зоной для хранения, например, садового инвентаря или для просушки урожая.

Есть и недостаток: в доме с высоким ростверком нельзя сделать подвальное помещение, поэтому погреб нужно сооружать отдельно.

2.Низкий тип ростверка. Объекты этого типа сооружаются в уровень с поверхностью земли. Из-под опалубки вынимается 20 см грунта, чтобы плита или балки находились над воздушной «подушкой», но при этом не касались почвы.

Благодаря такой конструкции отсутствует пространство под жилищем, которое не «ворует» тепло, что позволяет значительно сэкономить на теплоизоляционном материале. Правда, придётся немножко потратиться, чтобы изолировать «подушку», иначе ростверк будет лежать на грунте, что приведёт к осыпанию земли в открытое пространство.

3.Заглубленный тип основания. Этот вариант пользуется большой популярностью, так как помещение получается очень тёплым, комфортным, надёжным, долговечным, безопасным. Выполняется он следующим образом: копается траншея, монтируются сваи или столбы, делается опалубка и заливается бетон. Этот тип базиса превосходен даже для домов в несколько этажей.

Оптимальным является объект, устроенный на уровне земли, поскольку он равномерно распределяет нагрузку на несущую плоскость.

Виды сооружения по конструкции

Конструктивно существует три вида фундамента, но мы рассмотрим два.

1. Монолитный вид. Он представляет собой цельную плиту или замкнутую балку. Монолитный ростверк чаще всего используется при малоэтажном строительстве.
2. Сборный вид. Он представляет собой «конструктор», состоящий из деталей, оборудованных крепежной системой. Применяется он в основном для строительства промышленных зданий и многоэтажных сооружений. Для частного домостроения сборная категория не подходит, так как её изготовление очень трудоёмкое и затратное.

Безупречный вариант для частного строительства – это монолитный вариант, например, из швеллера или армированного бетона. О нём и речь далее.

Разновидности основания по материалу

По материалу существует четыре вида.

1. Деревянный. Он безупречен для древесных домов и срубов. Отличается надёжностью, прочностью, экологичностью, безопасностью. Но в то же время требуется обработка противопожарными, гидроизоляционными и антисептическими составами.
2. Железобетонный. Он изготавливается из стальной арматуры и бетона, которые, сочетаясь, обеспечивают долговечность, износостойкость, прочность и надёжность всему объекту.
3. Металлический. Он прочен и надёжен. Ростверк безупречен для фундамента на винтовых сваях. А вот для базиса на буронабивных опорах – это не самый лучший вариант. Кроме того, ростверк из металла требует наличия грузоподъёмной техники (попробуйте разложить и точно выставить двутавровые балки).
4. Бетонный. Специалисты крайне негативно к нему относятся, так как устройство работает на изгиб (вот Вам статья), а его возникновение приводит к растрескиванию бетона. Ростверк применяется исключительно для небольших зданий при наличии множества опор.

Оптимальный вариант – железобетонные виды или сварные металлические (для каркасных домов).

Принцип взаимодействия

Нормальным считается эффект, при котором взаимодействие дома и фундамента происходит по-разному в различных участках. Это связано с тем, что вес дома распределен неравномерно. В некоторых комнатах присутствует больше мебели или фурнитуры, например, в ванной комнате, что говорит о большем весе, а соответственно и давлении на фундамент. Ростверк позволяет нормализовать такие перепады и распределить их по всем сваям.

Такой подход позволяет добиться равномерной усадки здания по всему периметру, что не вызывает перекоса и повреждения стен, а также самого фундамента. Ростверк не является идеальным решением для такого вида фундамента. Связано это с тем, что на одном участке под различными сваями могут быть различные виды грунта, дающие неравномерную усадку. Именно поэтому такой вид основания неохотно сооружают застройщики.

Выше было сказано, что ростверк может быть высоким и низким. В первом случае лента может размещаться на высоте в 10 и больше сантиметров над грунтом. Применяется такое решение на большинстве видов грунта, но для строений, которые имеют небольшой вес, например, для каркасных домов. Он является хорошим решением, если предполагается возведение дома на пучинистом грунте. Свайный фундамент с этим типом ростверка неплохо нивелирует обратные нагрузки. Минусом такого решения будет наличие продуваемого пространства под домом. Потребуется дополнительное его утепление.

Низкий ростверк еще называется промежуточным также его именуют наземным. В этом случае не делается заглубления для ленты, она укладывается на подготовленную подушку из песка и гравия. Такой фундамент обладает дополнительной устойчивостью к нагрузкам со стороны дома, но его не применяют на грунтах, которые являются пучинистыми, т. к. воздействие сил может привести к расслоению конструкции и просадке свай. Третьим видом ростверка является заглубленный. Отличается он тем, что частично утоплен в грунт и находится на песчано-гравийной подушке. Проще такой вид фундамента можно охарактеризовать как ленточный мелкого заглубления, дополнительными опорами для которого выступают сваи.

Использование такого решения потребует дополнительных затрат, но это является необходимостью, если планируется сооружение тяжелых зданий на нестабильном грунте. Роль свай заключается в создании опоры на более плотный грунт, который находится на большей глубине, что невозможно для ленты или потребовало бы огромных сумм, если бы пришлось заглублять монолитную ленту на такой уровень. В некоторых случаях закладку ленты приходится осуществлять ниже промерзания грунта, а сваи уходят еще глубже. В других вариантах достаточно погрузить ростверк в грунт на 30 см и опереть его на сваи и на подсыпку.

Низкие и заглубленные варианты ростверков обладают большей стабильностью. Буронабивные сваи, которые применяются для такого вида фундамента обычно армируются металлическими прутами. При этом производится перевязка армирующего слоя каждой из свай с поясом ленточного фундамента, который будет залит позже. Это создает цельную монолитную конструкцию, которая готова похвастаться хорошими прочностными характеристиками. При этом покрываются недостатки отдельно свайного и отдельно ленточного фундамента, т. к. они дополняют друг друга. Благодаря тому, что структура представляет собой цельную конструкцию, распределение нагрузки происходит частично на сваи и частично на грунт, что разгружает опорные столбы.

Особую пользу от свайно-ленточного фундамента можно ощутить в зимний период. Если грунт является пучинистым, то ему сложно выдавить сваю на поверхность. Это связано с тем, что корень сваи находится ниже уровня промерзания грунта, а также с малой площадью взаимодействия между грунтом на глубине и опорным столбом. При небольшом усилии со стороны грунта на ленточную конструкцию сваи придают устойчивости. В этом случае они выступают якорями, которые входят в зацепление с грунтом и предотвращают смещение фундамента.

Этапы возведения

1. Расчет будущего основания: месторасположение всех свай, их размеры и необходимая длина.
2. Разметка участка в соответствии с проектом. По углам устанавливаются вехи, соединяются веревкой и по схеме размечаются места монтирования свай.
3. Монтаж опорных конструкций. Согласно схеме и разметке проводится бурение скважин на заданную глубину. В готовые скважины опускается асбестовая труба, устанавливается армирующий каркас. Сваи обязательно должны выступать от уровня поверхности грунта на высоту не менее 20 см в самой высокой точке;
4. Заливка свай бетонным раствором (можно использовать щебневое или кирпичное наполнение);
5. Опалубка. Рекомендуется сначала сделать гидроизоляцию верхних шаров опор. Под уровнем верхнего горизонта свай готовится песчаная подушка. Опалубка делается из деревянных кольев, которые устанавливаются по внешнему и внутреннему периметру ростверка. Затем в опалубку вновь нужно уложить слой гидроизоляции;
6. Армирование ростверка. Тут используются прутья диаметром 10-14 мм, длина подбирается оптимальной для перекрытия длины всех несущих стен. Количество прутьев рассчитывается индивидуально в зависимости от типа здания и его конструкции;
7. Бетонирование основания. К ростверку не предъявляется особых требований по морозостойкости. Поэтому его можно сделать из кирпичного боя, пеноблоков или газобетона и даже деревянных балок, залитых бетоном. Во время заливки ростверка нужно постоянно следить за горизонталью и вертикальными углами наклона опалубки, чтобы она не расширялась. После заливки нужно дать бетону несколько дней, чтобы он высох. Это требование не распространяется на ростверки из газобетона или пеноблоков.
8. Распалубка и удаление подушки. Когда основание высохнет, нужно удалить песчаную подсыпку. При этом образуется воздушная подушка, которую следует заштукатурить.

На рисунке – чертеж свайного фундамента, армирование стыка ростверк – свая.

Все, свайно-ростверковый фундамент под дом из дерева готов. Как правило, оптимальными будут именно конструкции с несъемной опалубкой, ведь тогда ростверки делаются из подручных строительных материалов.

Этапы работ

Поэтапная технология монтажа системы опор выглядит так:

1. Бурение ямок.
2. Установка свай.
3. Крепеж проволочного каркаса.
4. Выполнение заливки раствора.
5. Сооружение ростверка.

Сам ростверк заливают, сначала смонтировав опалубку и выполнив внутри нее армирование.

Подбор свай

Для свайных конструкций подходят различные материалы. Выбор зависит от грунта, предполагаемой нагрузки сооружения. Опоры делают бетонные, металлические либо деревянные. Они имеют прямоугольное или круглое сечение.

По способу монтажа их классифицируют так:

1. Забивные. Устанавливают, не выполняя бурение либо выемку земли. Используются при возведении многоэтажных комплексов.
2. Буронабивные. Сначала выполняют в почве скважину, в которую закрепляют опалубку и заводят арматуру. После всю конструкцию целиком заливают бетонной смесью повышенной прочности.
3. Буровые железобетонные. Сначала бурят скважины, забивая в них железобетонные изделия.
4. Винтовые. Сваи из металла, на конце которых присутствует заострение с винтовой лопастью.

Для индивидуального строительства обычно применяют буронабивные сваи.

Расчет монолита

Для выполнения самостоятельного подсчета требуемых материалов, сначала определяют длину ростверка. При использовании металлического либо деревянного пояса это значение является необходимым количеством стройматериала. При монтаже бетонного монолита расчет несколько усложнен.

После этого вычисляют объем монолита, рассчитывая вначале площадь его сечения. При параметрах ленты 0,3*0,4 м этот показатель равен 0,12 кв. м. Тогда необходимо заготовить следующий объем бетона для монолита: 38*0,12=4,56 куб. м.

Изготовление монолитно-свайно-ростверкового основания

Поскольку монолитный ростверк тяжелый, присутствуют определенные особенности его монтажа. Чтобы гарантировать максимальную прочность всего сооружения, позволить ему противостоять грунтовым подвижкам, необходимо грамотно выполнить армирование конструкции:

1. Армирование опор. Когда сваи делают непосредственно на собственной стройплощадке, требуется внутри опалубки закрепить жесткие металлические прутья вертикально, а затем соединить их горизонтальными поясами проволоки. Такие перемычки выполняют через каждые 0,5 м, соединяя их болтами. Верх арматуры обязан выступать выше опор минимум на 15 см, а лучше, еще больше.
2. Армирование монолита. Для процедуры располагают равномерно, с десятисантиметровым интервалом пояса арматуры на расстоянии в полметра по вертикали. После этого их соединяют, скрепляя с выступающими концами металла из опор.

Расчет свайно-ростверкового фундамента

Для того чтобы быть хоть отчасти уверенным в надежности фундамента его желательно хоть приблизительно рассчитать. Для этого потребуется проделать несколько не самых сложных расчетов.

1. Рассчитывается масса дома (учитываются все материала и примерный вес «начинки»).
2. Исходя из веса и коэффициента надежности, определяется необходимая опорная площадь.
3. Так как сваи уже расставлены, можем посчитать их количество.
4. Дальше подбираем площадь сечения свай. Так как мы знаем их количество, то умножив на выбранную площадь, узнаем общую.
5. Полученный результат сравниваем с рассчитанной ранее (пункт 4) опорной площадью.
6. Если площадь, которую нашли на шаге 4 больше той, которую рассчитали на шаге 2, выбранные параметры свай нам подходят.
7. Если меньше, увеличиваем планируемое сечение свай, снова перемножаем и сравниваем. Так находим требуемую площадь сваи.

Иногда выгоднее не увеличивать площадь свай, а поставить их чаще. Методика расчета при этом не изменяется.

Несущая способность свай разных диаметров в различных грунтах

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.

Виды свайного основания в зависимости от метода погружения

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

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

Преимущества свайно-ростверкового фундамента

Данная точка зрения ценна тем, что отражает опыт реальной работы специалиста. В дополнение можно лишь добавить, что для возведения данного вида фундамента не проводятся предварительные работы, такие как освобождение территории от растительности, снятие верхнего слоя земли и другие, то есть подготовительный этап отсутствует, что очень экономит время.

Свайно-ростверковый фундамент часто используют под газобетон. Это отдельная большая тема, мы ее коснемся в наших следующих публикациях.

Свайно-ростверковый фундамент

Также выделяют еще несколько плюсов:

• Фундамент можно устанавливать своими силами, не пользуясь услугами специалистов и не используя технику.
• Низкая стоимость реализации проекта, что делает данный вид фундамента очень выгодным.

Когда его можно использовать

Рекомендуют ставить свайно-ростверковые фундаменты в следующих случаях:

Когда на достаточно большую глубину уходят нестабильные и слабонесущие грунты. Это карстовые, лесовые, торфяные почвы, плывуны, растительные и плодородные почвы большой толщины (более 1,4-1,5 метра). В этом случае нагрузку нужно передать на расположенные ниже плотные грунты с нормальной несущей способностью. Докопаться до них не всегда возможно, а если и можно, то фундамент получается слишком уж дорогой. Потому передача нагрузки при помощи свай — лучший выбор.

На участках с большими перепадами высот. В этом случае часто намного дешевле использовать сваи разной высоты, чем проводить работы по выравниванию грунта или заливать глубокую ленту, которая сможет компенсировать перепад высот.

При высоком уровне грунтовых вод. Свайные фундаменты — единственные, для которых уровень грунтовых вод не имеет значение

Важно, чтобы под пяткой был грунт с несущей способностью. Уровень расположения вод влияет только на тип ростверка: если вода находится близко к поверхности, ростверк делают высоким, если она залегает глубоко — можно делать низкий.
При строительстве в жестких грунтах

В этом случае положительно сказываются небольшие объемы земельных работ (по сравнению с ленточными или плитными фундаментами).
Если вы решили строить дом по каркасной технологии. Делать под него ленту — напрасно тратить деньги: получится слишком большой запас прочности, который, в данном случае, ни к чему. В этом случае свайный или свайно-ростверковый фундамент  — оптимальный выбор.
При большой массе здания (больше 350 тонн). Тогда получается, что лента или плита должны быть очень массивными, а, следовательно, дорогими. Более дешевым в этом случае часто оказывается свайно-ростверковый фундамент.

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.

Полезные советы

Свайно-ростверковый фундамент необходимо возводить правильно, придерживаясь всех технологий строительства, – это поможет увеличить его технические и эксплуатационные характеристики.

Если строительные работы выполняются начинающими мастерами, то им нужно учесть некоторые рекомендации опытных специалистов.

• Начинать установку следует с расчетов. Для этого определяется тип грунта и глубина заложения ростверка. При недостаточной глубине закладки опоры здание может дать усадку и трещины, после чего даже разрушиться.
• Огромную роль играет исследование почвы, от которого зависит несущая способность конструкции. Самыми большими показателями обладают скальные породы и каменистые грунты. Если неправильно определить состав почвы, то это приведет к ошибкам в расчетах нагрузки конструкции, в результате чего она погрузится в землю.
• Между сваями и ростверком должна быть хорошая связь, так как под воздействием давления почвы неустойчивая конструкция может разрушиться.
• В независимости от вида фундамента на глубину промерзания следует обязательно укладывать песчаную подушку – особенно это касается эксплуатации основания в зимний период. Мерзлый грунт может расширяться и вызывать разрывы ростверка.

• Ростверк не должен соприкасаться с поверхностью земли или быть заглубленным в нее. Необходимо по всему периметру участка снять небольшой слой почвы, потом установить опалубку, засыпать песок и залить бетон.
• Следует точно рассчитывать шаг между сваями. Этот показатель определяется в соответствии с нагрузкой на фундамент, диаметром и количеством арматуры.
• Во время проведения армирования стоит предусмотреть нужное количество вентиляционных продухов. Все внутренние отсеки нужно соединить с выходами на улицу.
• Огромную роль в устройстве основания играет утепление и гидроизоляция. Их следует уложить до того, как залить фундамент бетоном.
• Дно котлована или траншеи необходимо делать утрамбованным и не разрыхленным. Нельзя допускать, чтобы на основание осыпалась земля со стенок. Кроме этого, от траншеи или котлована должны отходить осадочные воды, иначе дно намокнет и будет непригодным для заливки раствором. Недопустимо также в траншеях наличие излишней крутизны откосов.
• Слабый грунт требует усиления сваями и хорошей засыпки.

• Песок, который используется для засыпки воздушной подушки, следует обязательно увлажнять и распределять подушку под контур в обрез под углом 45 градусов.
• Опалубку необходимо надежно закрепить, так как при заливке бетоном она может не выдержать нагрузку и разрушиться. Не допускается отклонение опалубки от вертикали больше, чем на 5 мм.
• Высота фундамента делается с небольшим запасом на 5-7 см от высоты, указанной в проекте.
• Во время армирования каркаса рекомендуется использовать стержни с суммарной площадью сечения не менее 0,1% от площади бетонного элемента. При этом лучше всего выбирать гладкую арматуру, не имеющую следов ржавчины, грязи и краски.
• Нежелательно крепить арматуру с помощи сварки – это может нарушить ее прочность в местах соединения.
• Марку бетона для заливки стоит выбирать в зависимости от конструкции основания и климатических условий региона.

О том, какие бывают конструктивные особенности свайно-ростверкового фундамента, смотрите в следующем видео: