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 буронабивного фундамента с ростверком
Прежде, чем начинать монтировать фундамент из буронабивных свай с ростверком, необходимо все очень тщательно просчитать. Только правильные параметры и цифры позволят добиться нужного результата и обеспечить прочность, надежность, длительный срок эксплуатации будущего здания.
Расчет буронабивных свай
В процессе расчета свай определяют такие величины: длина опор, диаметр, число и схема расположения. Диаметр обычно берут в диапазоне 15-40 сантиметров, оптимальным считается сечение в 20 сантиметров. Для более точных расчетов можно воспользоваться специальными таблицами с указанием диаметра опор и их несущей способности, актуальной для разных материалов.
Если есть значение несущей способности отдельной сваи, по формуле высчитывают расстояние между ними:
l = P/Q – тут:
- l – оптимальное расстояние между опорами
- Р – показатель несущей способности сваи
- Q – нагрузка на погонный метр основания (массу здания делят на длину самого ростверка)
Так, для дома весом 50 тонн, который строится на глинистой почве на опорах сечением 20 сантиметров, нужно 27 опор (50000 килограммов / 1884 килограмма = ). Также помнят о правиле: расстояние между сваями должно быть равно минимум трем их диаметрам. То есть, если берутся сваи сечением 20 сантиметров, расстояние между ними должно быть как минимум 60 сантиметров. Для плотного грунта цифру увеличивают на четверть.
Монтировать основание под дом нужно по предварительно составленной схеме, в основе которой лежит СНиП, требующий выполнения таких правил: сваи должны быть в углах здания, вдоль несущих стен и под входной группой.
Также желательно устанавливать опоры под тяжелыми элементами (печь, камин, котельная и т.д.). Глубина бурения зависит от того, на какой глубине обнаружены несущие грунты, от уровня промерзания почвы в регионе. Обычно бурят на глубину метра.
Расчет монолитного ростверка
Когда создается буронабивной фундамент с ростверком, технология предполагает точный просчет самого монолитного каркаса: его высоты и ширины. Чтобы получить значение ширины, используют формулу:
В = М/L*R – тут:
- В – ширина ленты
- М – вес здания
- L – показатель длины ростверка
- R – точное значение несущей способности верхнего слоя почвы
Формулу используют и для мелкозаглубленного основания, и для ростверка нулевой высоты. Висячий ростверк считают по другой технологии, достаточно сложной – в таком случае расчеты лучше предоставить выполнить профессионалам.
Ширина ростверка обычно равняется 35-50 сантиметрам. Для коттеджа средней величины вполне будет достаточно ширины в 40 сантиметров и высоты в 30-50 сантиметров, что зависит от предполагаемого заглубления.
Расчет армирования
Когда создается фундамент, буронабивные сваи с ростверком обязательно должен объединять армированный каркас. Армируют рифлеными стальными прутами диаметром 10-12 миллиметров, вяжут гладкой вязальной проволокой сечением от 6 миллиметров.
Положение СНиП диктуют такие правила:
- Число прутьев в продольном поясе – минимум 4 с расстоянием до 10 сантиметров
- Шаг между поперечными перемычками в продольном поясе – до 30 сантиметров, между соединяющими вертикальными – до 40 сантиметров
- Толщина защитного слоя бетона – минимум 5 сантиметров со всех сторон, чтобы избежать коррозии металла.
Чтобы понять, как рассчитывать количество арматуры, можно взять простой пример. Так, если создается монолитный ростверк периметром 9х7 метров, а условные габариты обвязки составляют 40х40 сантиметров, для армирования используются два продольных пояса с тремя стержнями диаметром 14 миллиметров каждый. Значение шага между прутьями равно 10 сантиметрам, пояса объединяют перемычки из прутьев диаметром 11 миллиметров с шагом в 20 сантиметров.
Выполнение расчета:
- Определение общей длины стержней в верхнем продольном поясе: 9+9+7+7 = 32 метра (периметр ростверка), 32х3 = 96 (длина трех прутьев) 96 х 2 = 192 (длина, нужная для двух поясов).
- Перемычки используются длиной 30 сантиметров, располагаются на расстоянии в 20 сантиметров. Для обоих поясов ростверка нужно: 2х(32/0.2) = 320 штук по 30 сантиметров = 96 метров.
- Длина вертикальных перемычек, объединяющих оба каркаса. Длина их такая же, 30 сантиметров, для квадратного ростверка = 96 метров.
Получается, что в данном случае нужно закупать 192 метра арматуры сечением 14 миллиметров и 96 + 96 = 192 метра сечением 11 миллиметров для перемычек.
Вязальную проволоку рассчитывают так: на одно соединение тратится 40 сантиметров материала. Количество соединений равно: 4х(32/0.2) = 640 штук по 40 сантиметров = 256 метров.
Разновидности свайно-ростверковых фундаментов
В таких основаниях используется монолитный железобетон или стальной швеллер.
В первом варианте применяются армированные конструкции, которые выдерживают большие нагрузки. Во втором — конструкции более легкие, используются для вспомогательных строений: хозяйственных построек, гаражей, бань и других.
Свайно ростверковые фундаменты различаются по типу используемых опор. Соответственно они подразделяются на
Винтовые. Сваи загоняют в землю путем ”завинчивания” с помощью специальных приспособлений. Особенность использования связана с тем, что на них опирается мощный ростверк. Это предъявляет требования по прочности и толщине свай.
Достоинства и недостатки
Благодаря большой глубине погружения свайная конструкция придает большую устойчивость ростверку и сама является очень устойчивой и прочной.
По сравнению с железобетонным монолитным фундаментом той же высоты она обходится намного дешевле. Если к тому же опоры соединить не обвязкой в виде бетонной ленты, а металлическим ростверком, это дает возможность еще больше сэкономить на строительстве фундамента, что позволяет говорить о конструкциях такого типа как о наиболее приемлемых и экономичных.
Помимо этого, есть еще ряд положительных моментов использования ростверковых оснований для дома:
Можно строить в зонах с высоким подъемом подземных вод, а также в условиях неровного рельефа, например, на склонах холмов.
Невысокая цена постройки с ростверком.
Небольшое количество времени на возведение фундамента.
Нет необходимости привлекать сложную автомобильную технику и строительные механизмы.
Простая техника работы с винтовыми и буронабивными сваями.
Высокая устойчивость на сложных почвогрунтах, например, в случае подвижных, неустойчивых пучинистых грунтов.
По скорости строительных работ свайные конструкции с ростверком уступают лишь возведению обычного основания на винтовых опорах или из железобетонных блоков. В этих вариантах отсутствуют работы с бетоном, которые требуют времени вплоть до нескольких недель, пока материал набирает прочность и становится твердым.
Строительство домов на склонах имеет свою специфику, монолитный вариант там вообще не подойдет — заливка бетона будет проблематичной, не говоря уже о цене такой работы. А с применением свай на разной глубине можно создать ровную и устойчивую основу. Поэтому ростверковый фундамент на стройплощадке с неровным рельефом – наиболее подходящий вариант.
Еще один явный положительный момент — простота в работе.
Можно без посторонней помощи смонтировать опоры из труб и залить их раствором из бетона. Также легко выложить обвязочную ленту из стали или железобетона, которая не будет массивной и объемной.
Сложность может возникнуть, когда монтируется опалубка на весу. Она должна поддерживаться столбовыми опорами на высоте 0,3 м над почвой, поскольку при движении грунта она может “соскользнуть” с опор вместе со строением.
У свайно-ростверковых фундаментов есть и отрицательные стороны, хотя они невелики:
Невозможность обустроить подвал.
Дополнительные утеплительные работы в отношении пола.
Пространство под полом необходимо защищать от ветра и непогоды, поскольку ветер выдувает тепло, и происходит выхолаживание всего здания. Поэтому для утепления применяют различные отделочные материалы, панели для фасадной отделки, различных цветов и разной фактуры. Можно также оформить нижнюю часть дома кладкой из декоративного камня или облицовочного кирпича это и украсит, и утеплит.
Дополнительное утепление требуется и полу в таком строении. При составлении сметы на строительство расходы на эти работы имеет смысл внести в общие затраты.
Устройство своими руками
Все работы начинаем с создания проекта, расчета нагрузки, глубины заложения, выбора вида материала для основания. Затем подготавливаем участок. Проводим разметку расположения свай, ростверка. О нюансах строительства свайно-ростверкового фундамента смотрите в этом видео:
Расчет расположения свай
В местах значительной нагрузки сваи располагаются кустами
Чаще всего опоры устанавливаются вертикально, но при строительстве на участке с рельефом сваи могут устанавливаться под углом. При монтаже кровли на открытых площадках опоры устанавливаются точно под колоннами и стойками.
При строительстве частного дома их распределают по всему периметру. Под участком домостроения, который будет отличаться значительной нагрузкой опоры, устанавливают кустами.
Последовательность самостоятельного расчета:
- план домостроения делим на прямоугольники;
- в углах, местах пересечения стен отмечаем точки для установки опор.
Расчет опорной площади
Опорная площадь рассчитывается исходя из массы домостроения и коэффициента надежности.
Площадь опоры считается: массу дома умножаем на ¼ несущей способности грунта. Обязательным условием является установка ниже уровня промерзания грунта.
Подготовка участка
Полностью снимаем плодородный слой почвы, убираем корни растений. Размечаем периметр домостроения, с помощью колышков отмечаем расположение несущих конструкций и перегородок. Между кольями натягиваем веревку, проверяем, чтобы она располагалась по уровню. Подробнее о подготовке участка смотрите в этом видео:
Устройство буронабивных свай
Перед заливкой свай бетоном устанавливают каркас из арматуры
После завершения всех подготовительных работ отмечаем места установки опор.
Этапы:
- Первый слой грунта толщиной 1,5-2 м выбираем с помощью насадки на бур, затем бурим отверстие с использованием шнека.
- На дно скважины насыпаем песчаную подушку, толщиной 30-40 см.
- Устанавливаем металлический арматурный каркас, застилаем стенки рубероидом, или устанавливаем полую обсадную трубу.
- Заполняем пространство бетонным раствором без перерывов до полного заполнения. Труба по мере наполнения раствором поднимается к поверхности. При использовании рубероида он остается в скважине, обеспечивая гидроизоляцию.
- Формируем верхнюю часть сваи.
Устройство винтовых свай
Винтовые сваи применяются для монтажа фундамента под легкие постройки.
Этапы:
- Сверлим ручным буром отверстие под скважину глубиной полметра.
- Вставляем в выемку сваю, в верхнее ее отверстие продеваем рычаг для вращения. Ввинчиваем опору, через каждые несколько витков проверяем вертикальность ее монтажа.
- Головы подравниваем, чтобы все сваи расположились в горизонтальной плоскости.
Устройство свай в вечномерзлой почве
Вечномерзлый грунт представляет собой плотный несущий слой. При бурении скважины его целостность должна сохраниться. При нарушении структуры льда его свойства восстанавливают до первоначальных. Вмораживают опору до образования единого целого со слоем льда.
Устройство ростверка
Перед заливкой ростверка смонтируйте все коммуникации
После полного отвердевания опор и набора ими прочности монтируем бетонный ростверк. Предварительно проводим коммуникации, чтобы перемычки не мешали их установке.
Этапы монтажа бетонной обвязки:
- Собираем опалубку, по ширине равную толщине стен, высота ее будет зависеть от высоты цоколя.
- Внутрь опалубки насыпаем слой песка, тщательно его утрамбовываем.
- Укладываем гидроизоляционный материал.
- Монтируем металлический каркас.
- Заливаем бетон.
После застывания бетона разбираем опалубку, убираем из-под ростверка песчаный слой.
При использовании металлической обвязки двутавровую балку или швеллер срезаем болгаркой под углом 45 градусов, свариваем двойным соединением, для большей крепости соединяем болтами.
Типичные ошибки и рекомендации
Наиболее часто неопытные застройщики при сооружении свайной системы с монолитным ростверком по неопытности допускают такие ошибки:
- плохо соединяют арматуру опор и ростверка;
- делают слишком незначительный воздушный зазор при сооружении высокого варианта ростверка;
- крепят мало свай, из-за чего происходит прогиб ростверка.
Все такие ошибки требуют непременного исправления посредством усиления соединений, монтажа дополнительных опор, обеспечения качественного воздушного зазора.
Дополнительно приводим несколько рекомендаций:
- Выполнять более заглубленный монолит, чтобы обеспечить место для подвального помещения непрактично, поскольку это значительно увеличит затраты. Целесообразнее немного выше поднять сваи, выложив между ними кирпичные стены.
- Закрепляя в опалубке армирующий каркас, требуется понимать, что монолит постепенно будет крошиться. Прутки необходимо располагать минимум на удалении 5 см от среза бетона.
- Для усиления бетонного монолита запрещено применять композитные изделия. Хотя их производители постоянно рекламируют достоинства пластиковой арматуры, однако они старательно замалчивают то, что надежность такого материала не успела пройти проверку временем. Поэтому явно преждевременно говорить, что композитная продукция имеет вековую гарантию надежности.
- Выполняя вязку каркаса, запрещено использовать сварку. Соединять прутки необходимо только посредством их увязывания мягкой проволокой. При резком температурном перепаде изменяется внутренняя структура металла, поэтому армирование становится не таким прочным и менее надежным.
Назначение и функции
Сваи оптимальны на участке со сложным рельефом
При проектировании собственного частного дома обязательно нужно разобраться, что это такое свайный фундамент с монолитным ростверком, и подходит ли он для этого конкретного случая.
В качестве несущих опор сваи являются оптимальным вариантом в сложных геологических условиях, когда силы пучения оказывают значительное воздействие на подземные конструкции, а большой уровень промерзания потребует заглубления монолитной ленты свыше 2 м.
На схеме показано, как работает конструкция свайного ростверка:
Виды ростверка
Ростверк соединяет сваи между собой
Проектным расчетом, исходя из условий участка и общего веса здания, выбирают, какой вид свайно-ростверкового фундамента целесообразно применить.
На решение оказывает влияние необходимость устройства под венцом вентилируемого подполья, возможность подтопления паводковыми водами, уклон (рельеф) площадки.
Исходя из таких условий, определяют высоту ростверка свайного фундамента:
Низкий ростверк имеет достоинства ленточного фундамента
Низкий ростверк является комбинацией незаглубленного ленточного фундамента со сваями, что существенно повышает надежность, жесткость, устойчивость всей несущей конструкции.
Этот вариант сочетает достоинства свайного и ленточного типа фундаментов, при том, что объединение значительно компенсирует недостатки, проявляющиеся по отдельности:
- весовая нагрузка здания передается на фундаментную бетонную ленту и за счет наличия армирующего каркаса перераспределяется на всю площадь опоры;
- монолитная низкая лента опирается своей нижне частью между сваями на подушку (грунт), обеспечивая площадь контакта с опорой по всему периметру;
- зимой воздействие сил у поверхности компенсируется заглубленными столбами свай.
Повышенные ростверки применяют на сложных неустойчивых почвах
С повышением уровня грунтовых вод растет высота бетонного ростверка относительно поверхности почвы.
Повышенный тип используют на плывунах, торфяниках, карстовых, лесовых, плодородных почвах, толщиной больше 1,4 м.
Такое расположение исключает воздействие боковых сил на монолитный ростверк, а сваи являются не только опорами, но и якорем в подвижных породах.
Материал
Деревянный брус – наиболее дешевый материал
Основой для ростверка под свайный фундамент выбирается сырье, способное по своим характеристикам длительно выдерживать постоянную и переменную нагрузки, заложенные в проектный расчет дома.
Прочный ростверк на сваях изготавливают из таких материалов:
- стальные профили (швеллер, двутавровая балка);
- деревянный брус (оцилиндрованное бревно);
- бетонное (железобетонное) литье.
Низкий свайно-заглубленный фундамент может быть только с бетонным ростверком.
Бетонные конструкции применяют для тяжелых домов
Высокими делают металлические ростверки, так как при своей большой прочности они нуждаются в защите от влаги.
Железобетонный тип, возвышающийся над землей, применяют при постройке достаточно тяжелых домов, так как на высоте бетонирование потребует хорошей опалубки.
Еще один критерий – срок службы материалов стен постройки. Выбранный ростверковый фундамент должен соответствовать или превышать по эксплуатационным качествам конструкциям, расположенным выше него.
Как опирают свайный фундамент с ростверком из разных материалов на сваи представлено на схеме:
Особенности анализа грунта
Геологический отчет включает данные о пучинистости, толщине пластов почвы, наличии грунтовых вод и глубине их залегания. Главная характеристика – грузонесущая способность.
Обратитесь к геологу или отправьте образец не разрыхлённого грунта в строительную лабораторию. Самостоятельно вы можете узнать о типе грунта, его однородности и наличии подземных потоков. Следует учесть, что самостоятельные наблюдения субъективны.
Определите тип грунта по сравнительной таблице.
Посмотрите на асфальтовую дорогу, ведущую к участку. Если весной она покрывается трещинами – грунт неоднородный. Ямы говорят о грунтовых водах, следовательно, необходима качественная гидроизоляция столбов.
Пошаговая инструкция по монтажу своими руками
Рассмотрим порядок действий по монтажу железобетонного ростверка, расположенного на высоте 30 см над уровнем грунта (один из наиболее сложных вариантов).
Порядок действий:
Подготовка
Производится очистка и планировка участка (если это необходимо). Удаляют все посторонние предметы, растения и прочие помехи.
С помощью колышков производят разметку участка. Для забивных свай она заключается в установке одного колышка на оси опор, для буронабивных отмечаются линии внешнего и внутреннего периметра. Также для них необходимо предварительное бурение скважин, которое производится по результатам пробного бурения.
Оно определяет глубину залегания плотных слоев грунта и производится в любом случае, так как дает возможность определить длину стволов.
Установка свай
Забивка свай производится с помощью специальных машин.
Необходимо составить схему погружения, чтобы готовые сваи не отсекли точки установки следующих опор.
Обычно установку производят по спирали или змейкой, последовательно переходя от одной точки к другой.
Для буронабивных свай производят гильзование скважин (погружение трубы из свернутого рубероида или куска пластиковой трубы нужного диаметра). Затем собирают и опускают в скважину армпояс, размеры которого надо выбрать так, чтобы он легко входил в отверстие.
Длина арматуры должна превышать длину скважины, чтобы впоследствии ее можно было жестко связать с армпоясом ростверка. Затем производится заполнение скважины бетоном и выдержка в течение положенного времени (28 дней).
Строительство опалубки
Для постройки опалубки не обязательно выжидать срок затвердения бетона в скважинах. Если использованы забивные сваи, то обычно выжидают около недели, чтобы ствол «обсосало» (строительный термин, обозначающий восстановление грунта и плотное прилегание к боковым стенкам).
Опалубка представляет собой род длинного деревянного лотка, внутренние размеры которого повторяют форму будущего ростверка.
Сборку производят из обрезных досок, стараясь не допустить образования щелей и промежутков.
Высота опалубки должна несколько превышать высоту ростверка. Для жесткости нижнего отдела на землю устанавливают ряд подпорок, исключающих прогиб днища опалубки. Внутренняя часть устилается полиэтиленом, препятствующим выход воды или материала из опалубки.
Создание армпояса
Арматурный каркас создается по обычной технологии — рабочие стержни с помощью гладкой вспомогательной арматуры устанавливаются в нужном положении согласно проектной схемы и общих правил.
Важным моментом является жесткое соединение арматуры свай и армпояса ленты, для которого лучше всего использовать сварку. Остальные элементы соединяют путем вязки мягкой проволокой.
Заливка бетона
Заливку бетона производят после окончательного затвердения бетона в сваях.
Это важно, так как вес железобетонного ростверка очень велик и способен деформировать не застывший бетон. Заливку надо выполнить максимально быстро, без перерывов, чтобы получить абсолютно монолитную опору с большой степенью жесткости
Бетон выравнивают и накрывают мешковиной или полиэтиленом, первые 10 дней периодически поливают водой
Заливку надо выполнить максимально быстро, без перерывов, чтобы получить абсолютно монолитную опору с большой степенью жесткости. Бетон выравнивают и накрывают мешковиной или полиэтиленом, первые 10 дней периодически поливают водой.
Через 10 дней снимают опалубку, после чего выдерживают ленту до полного застывания, которое наступает через 28 дней после заливки.
