Нюансы возведения свайно-ростверкового фундамента для дома из газобетона

Типы свай

Существуют разные конструкции свай:

• Сваи-стойки. Вертикальные опоры, находящиеся в плотном контакте с твердыми слоями грунта. Обеспечивают максимальную устойчивость и несущую способность.
• Висячие сваи. Удерживаются за счет силы трения между боковыми стенками и грунтом, а также за счет уплотненной грунтовой подушки под наконечником. Опоры на твердые слои не имеют. Прочность обеспечивается за счет площади контакта — чем длиннее свая, тем надежнее она установлена. Способны внезапно давать осадку из-за подземных изменений гидрогеологии.

По типу погружения существуют:

• Забивные. Погружаются в грунт с помощью специальных механизмов. Имеют максимальную несущую способность и устойчивость, но создают немалую опасность при погружении для всех построек, расположенных поблизости.
• Литьевые. Эти сваи представляют собой железобетонные отливки, изготовленные непосредственно на площадке. В пробуренную скважину устанавливают арматуру и заливают бетон, получая прочный вертикальный стержень. Удобны для самостоятельного изготовления.
• Винтовые. Специфический вид свай, погружаемых в грунт путем завинчивания (наподобие шурупа). Позволяют самостоятельную установку, не требуют предварительной подготовки или земляных работ.

Материалом для свай могут служить:

• Древесина. Традиционный материал, но сегодня деревянные сваи практически сошли со сцены, уступив место более долговечным и удобным видам.
• Металл. Кроме винтовых свай, специальных конструкций не производится. Используют массивные куски швеллера, рельса, двутавра и т.д. Недостаток металлических свай — электрохимическая коррозия, от которой их практически невозможно защитить.
• Железобетон. Из него делают забивные и набивные сваи, получая прочные и устойчивые к нагрузкам опоры. Является самым распространенным материалом, устойчивым ко всем нагрузкам и практически в 3 раза более долговечным, чем металлические сваи.

Выбор типа свай обусловлен техническими требованиями и условиями строительства. Чаще всего используются забивные или буронабивные железобетонные стержни.

Как не допустить ошибки при выборе фундамента?

Пожалуй, сегодня, наиболее популярный тип фундамента в российском загородном домостроении — ленточный. Он считается достаточно крепким и надежным, чтобы выдержать вес любого частного дома, он достаточно теплый, а также хорошо «переносит» сложные климатические условия.

Казалось было, чего тут думать? Берем ленточный фундамент (или плитный, или другие аналоги) и начинаем стройку дома на своем участке. Но не тут то было.

Дело, в том, что на определенных типах грунта, бетонные основания окажутся крайне ненадежными и дом, в лучшем случае, покроется трещинами, а то его и вовсе перекосит.

Чтобы избежать подобных проблем, при выборе фундамента будущей постройки, следует обязательно провести геологические изыскания земельного участка, проверить качество и силу пучения почв, глубину залегания подземных вод, глубину промерзания, плотность почвенных слоев и многое другое.

В зависимости от состояния грунта, веса будущего строения и его площади, сообразуясь со своими финансовым возможностями, уже можно принимать решение о строительстве определенного типа фундамента.

Если вы обнаружите, что земля на участке суглинистая или песчаная, то имейте ввиду, что она склонна к подвижкам, а зимой она расширяется. В этом случае обычный ленточный или монолитный фундаменты – не лучшее решение.

Что такое свайно-ростверковый фундамент

Свайный фундамент, наверное, представляют себе все: это некоторое количество свай, заглубленных в грунт до уровня несущего слоя или ниже уровня промерзания. В чистом виде этот тип фундамента используется редко. Виной тому своеобразная конструкция, которая не позволяет перераспределять между сваями нагрузку от дома. Потому свайный фундамент в основном делают под срубы из бревна или бруса, иногда — под каркасные постройки. Эти типы стройматериала, из-за своих особенностей, сами перераспределяют нагрузку. С домами из других материалов они совместимы плохо.

Зато их усовершенствованный вид — свайный фундамент с ростверком — лишен многих недостатков и может использоваться и под кирпичные, и под блочные постройки.  В них все опоры завязаны при помощи ленты из металла или железобетона (бетона) в единую конструкцию. Эта лента и называется ростверком.

Так выглядит свайно-ростверковый фундамент вынутый из земли

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.

Различают свайные фундаменты с высоким и низки ростверком

Высокий ростверк находится выше уровня земли. Чаще всего его делают из металла — швеллеров большого сечения или квадратных металлических труб. Еще делают такой ростверк из бетона, но его устройство сложнее: приходится придумывать, как залить ленту на расстоянии от земли.

Как работает ростверк и что он дает

Любой дом в разных частях будет давать разную нагрузку: отделка, мебель, санфаянс, другие вещи размещены неравномерно. Следовательно, и нагрузка от разных его частей будет разной. Ростверк принимает на себя эти неравномерные нагрузки и перераспределяет их. Сваям уже передается «выровненная» нагрузка.

Чем отличаются свайные и свайно-ростверковые фундаменты (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Чем это хорошо? Тем, что при одинаковой нагруженности свай, меньше шансов на то, что они будут усаживаться неравномерно. А неравномерная усадка ведет, как известно, к трещинам в фундаменте и стенах. Потому свайно-ростверковый фундамент более стабилен. Хотя главный недостаток свайных фундаментов остается: мы не можем знать, что за грунт находится под каждой из свай.  Потому спрогнозировать их поведение нереально. Именно поэтому их не очень любят архитекторы: гарантировать многолетнюю эксплуатацию дома невозможно.

Ленточный фундамент на сваях

Более предсказуемы в этом плане низкие ростверки. Они начинаются обычно ниже уровня земли и отливаются из армированного (или нет — зависит от проекта) бетона. Причем арматура свай связывается с арматурой ростверка.

В этом случае ростверк — это мелкозаглубенный ленточный фундамент и изготавливается он по той же технологии. Отличается тем, что имеет жесткую связь со сваями, что в разы повышает надежность и устойчивость конструкции. Еще такие фундаменты называют ленточными на сваях или свайно-ленточными. Такая конструкция является почти идеальной: сочетает в себе плюсы свайного и ленточного фундамента, в значительной мере компенсируя их недостатки.

Устройство свайно-ленточного фундамента (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Как он работает? Нагрузка от дома передается на ленту. Благодаря наличию продольной арматуры перераспределяется по всей площади. Так как лента опирается и на грунт, то часть нагрузки передается ему, остальная приходится на сваи. При этом нагрузка и усадка равномерны: их «выравнивает» лента.

В зимнее время, когда начинают на фундамент воздействовать силы пучения, проявляются все плюсы свайно-ленточного фундамента. Если дом стоит на пучнистых грунтах, их глубина заложения ниже уровня замерзания, очень сложно представить условия, при которых дом перекости или он даст неравномерную усадку.

При воздействии сил пучения на ленту, «пятки» свай, да и они сами, не дают возможности грунтам сдвинуть фундамент. Потому ленточно-свайные фундаменты — отличный выбор на сильно пучнистых почвах. Затраты при этом гораздо выше, чем при строительстве обычного свайного фундамента, но намного ниже, чем при строительстве ленты ниже глубины промерзания.

Технология кладки газоблоков

Как выполняется монтаж газобетона на свайном фундаменте? Под первый блочный ряд устраивается гидроизоляционный слой, чтобы камни не впитывали в себя влагу из ростверка. После этого ряд блоков выкладывается на цементный раствор, в дальнейшем с этой целью используется клеевая смесь.

Кладочные работы выполняются от углов, между которыми натягивается шнур. При необходимости заполнения ряда полностью из цельного блока вырезают необходимый по размерам доборный элемент. Все последующие ряды выполняются с перевязкой в полблока, как в случае с кирпичной кладкой.

Клей на поверхность блоков наносится шпателем либо кареткой, ширина которой соответствует размеру камня. Шов толстым не делается, потому что клей обладает отличными сцепляющими свойствами. Для выравнивая уложенных в ряд блоков используют резиновую или деревянную киянку.

Для предотвращения на поверхности стен трещин используют метод армирования. Такая операция выполняется при строительстве любого крупного здания, а под газобетонный дом, возведенный по свайному фундаменту, она лишней не будет. Армированию подлежат не все ряды, а лишь определенные, считающиеся наиболее уязвимыми. К ним относятся участки с перемычками, опорные точки, первый кладочный ряд, зоны, находящиеся под проемами оконных блоков.

Для этого рабочего этапа разрешается использовать следующие материалы:

• двойной стальной проволочный каркас, соединенный поперечными перемычками. Укладка его выполняется в один слой;
• арматурные прутья сечением шесть – восемь миллиметров. Их укладывают двумя параллельными рядами, предварительно в блочном материале прорезав штробы.

Винтовые и буронабивные сваи: в чем отличия

В индивидуальном строительстве наибольшим спросом пользуются буронабивные и винтовые сваи, которые можно изготовить и смонтировать самостоятельно. Определение буронабивные не совсем верно для использующихся технологий, так бетонируется конструкция в пробуренное, а не продавленное в земле отверстие. Правильным названием в этом случае является буровая свая.

Несмотря на сходство конструкции, отличия все же имеются:

• минусы буронабивных (буровых) свай заключаются в увеличении трудозатрат, даже мотобуром изготовить скважину 3 м глубины диаметром 40 – 50 см очень сложно;
• свайно-ростверковый фундамент на винтовых сваях монтируется за 3 – 7 дней в зависимости от материала ростверка (металлопрокат, монолит, соответственно).

Фундамент на винтовых сваях

Недостатки буронабивных свай – ограничение глубины 3 – 5 м скважины при работе ручным инструментом, не позволяют применять эту технологию на насыпных, техногенных, подрабатываемых территориях. Для свайно-винтовых фундаментов подобные ограничения отсутствуют:

• достаточно увеличить бюджет строительства на 5 – 7 тысяч для приобретения электродрели и мультипликатора, чтобы механизировать процесс вкручивания;
• производительность повышается не намного, зато высвобождаются рабочие и увеличивается точность погружения.

Основной проблемой при выборе свайно-винтового фундамента остается поиск производителя качественной продукции. В большинстве регионов РФ фирмы выпускают винтовые сваи низкого качества, предлагая сваи из тонкостенных, б/у либо шовных труб. Лопасти имеют разные углы и шаг винта, начинаются не из нижней трети пики, а с самого тела сваи.

Поэтому специалисты рекомендуют выбирать сваи с литыми наконечниками из бесшовной трубы. При неудовлетворительной антикоррозионной обработке окрасить сваи специальными составами можно даже в пятне застройки. Это обеспечит максимальный ресурс фундамента, ремонтопригодность свайного поля.

При изготовлении монолитного ростверка по винтовым сваям необходимо качественно связать элементы фундамента из разных материалов:

• в теле сваи прожигаются отверстия на уровне поясов армирования ростверка;
• в них вставляется арматура, связываемая со стержнями горизонтальной ж/б балки.

С вмуровыванием оголовков буронабивных свай в монолитный ростверк проблем у домашнего мастера обычно не возникает. Обе технологии предельно простые, не требуется укладка утеплителя. Однако дренаж вокруг здания и отмостка с герметичным узлом сопряжения с забиркой подполья свайной конструкции все же остаются необходимым условием нормальной эксплуатации.

Таким образом, недостатки свайно-ростверковых фундаментов заключаются преимущественно в отсутствии подвала и сложности проектирования (расчетов). Достоинства превосходят все прочие типы фундаментов.

Ошибки и рекомендации по строительству

Основные промахи, которые допускают застройщики на строительстве фундамента — это:

1. Неправильный расчёт количества свай. При любом подсчёте надо руководствоваться правилом чередования опор не реже, чем через каждые 1,5 – 2 м.
2. Экономия на приобретении дешёвых марок цемента приводит к потере несущей способности СРФ. Для приготовления бетона надо использовать цемент не ниже М 400.
3. Производство работ в холодное время года. Оптимальная температура воздуха для заливки бетоном опалубки должна быть не ниже 5 – 10С.
4. Нарушение вертикальности опорных конструкций чревато разрушением фундамента. На монтаже свай необходимо пользоваться геодезическими инструментами.

Много важной и полезной информации о возведении ленточно-свайного фундамента найдете в этом разделе

Характерные ошибки

При проектировании и устройстве буронабивных фундаментов могут допускаться ошибки, о которых мы в принципе упоминали

Ещё раз обратим на них ваше внимание, и дадим несколько полезных советов:

• Сваи небольшой длины не слишком устойчивы, поэтому лучше выполнить расширение их подошвы.
• Во избежание выталкивания свай морозным пучением нужно предусмотреть хотя бы в их верхней части «рубашку» из рубероида. Она погасит трение грунта, а заодно и предупредит утрату бетоном цементного молока.
• Обсадные трубы хоть и необязательны, но они лучше всего обеспечат качественное твердение бетона и будут предохранять его на протяжении всего срока эксплуатации.
• Между ростверком и поверхностью грунта должен быть зазор хотя бы 10-15 см, который заполняется инертным к морозному пучению грунтом.
• При высоком уровне грунтовых вод нужно следить, чтобы скважина, заливаемая бетоном, не было заполнена водой. Иначе бетон будет плохо застывать, и свая получится некачественной.
• Просто залить обсадку бетоном недостаточно, надо ещё установить армирующий каркас из стержней диаметром не менее 8 мм.
• Уплотнять бетон просто необходимо, это нужно делать через каждых 50-60 см заливки.
• Скважина под сваю не должна пересекаться с траншеями для коммуникаций.

Ось скважины должна быть строго вертикальной. Максимально допустимое отклонение – не больше 1-1,5 см на метр длины сваи.

Плюсы и минусы

Как любой из типов конструкций, свайно-ростверковый также имеет свои достоинства и недостатки.

К достоинствам нужно отнести:

• устройство на любых грунтах, в том числе и там, где невозможно строительство ленточного либо плитного оснований;
• независимость возведения фундамента и зданий от рельефа местности;
• заложение фундаментов в местах, где грунтовые воды расположены близко к поверхности;
• формирование свайного поля отдельно от ростверка;
• расположение высокого ростверка в основании здания, практически исключает вероятность подтопления во время паводков;
• возможность строительства собственными руками без привлечения крупных механизмов;
• экономия при возведении такого вида основания под строительство может достигать 25% в сравнении с традиционными видами фундаментов;
• возможность строительства зданий сложных геометрических форм;
• высокая скорость строительства.

При всей видимой привлекательности у этой конструкции есть свои минусы:

• невозможность устройства подвальных помещений или нулевого (цокольного) этажа;
• ростверковый фундамент невозможно сделать в каменистых грунтах;
• для возведения такой конструкции необходимо тщательное изучение грунтов на участке;
• проблематично ведение строительных работ в местах, где присутствует горизонтальное смещение грунтов.

Как рассчитать глубину погружения свай

Глубина, необходимая для фиксации элементов определяется опытным путем, зависит от типа почвенных пород. Производят испытательное бурение для определения глубины.

Однако, существуют величины, которые не зависят от грунта – уровень промерзания почвы. В средней климатической полосе оценивается на расстоянии 1,2-1,5 от поверхности. Опора не может заглубляться выше отметки.

Важный показатель — нагрузка на сваю, чем большую величину требуется выдержать последней, тем глубже должна забуриваться.

Нужно учитывать плотность почвы. Чем глубже, тем большее давление испытывают пласты, плотнее. Слой начинается на глубине более 1,5 метров. В среднем — 1,8 метра.

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.