Свайный фундамент с ростверком: устройство своими руками

Технические характеристики

Свайно-ростверковый фундамент представляет собой железобетонное, деревянное или стальное основание, залитое бетоном, в котором все элементы соединены в единую конструкцию. Его устройство может быть как с монолитным видом закладки (перекрытое плитой), так и выстроенное с помощью висячей ростверки. Висячий фундамент характеризуется открытым зазором между поверхностью почвы и ростверком, его необходимо дополнительно утеплять и накрывать гидроизоляцией. Что же касается монолитного варианта, то он формируется из бетонного каркаса, в котором высота платформ выравнивается сваями разной длины.

Так как во время укладки основания используются сваи, заглубленные в грунт между несущим слоем и нижним уровнем промерзания, то распределить нагрузку здания между ними сложно. Поэтому часто свайно-ростверковый фундамент выполняется сборным из швеллера и бруса. Все опоры такой конструкции крепятся в узел с помощью специальных лент и бетона. Стоит заметить, что комбинация ростверка и свай придает несущему основанию надежность и устойчивость.

В зависимости от того, какой закладывается фундамент (деревянный, металлический, бетонный или железобетонный), основание под застройку приобретает разные технические характеристики. Согласно предписаниям СНиП, допускается строительство конструкций с низкими и высокими ростверками, которые располагают выше уровня земли. Их обычно делают из металлических труб большого сечения или из бетона. При этом изготавливать ростверки из бетона намного сложнее, так как необходимо точно рассчитывать место заливки ленты от почвы.

Конструкция фундамента на буронабивных сваях

Конструкция буронабивного фундамента проста. В пробуренные в грунте скважины устанавливаются сваи, на которых создается монолитный ростверк. Он и является основанием для возведения дома. Глубина скважин рассчитывается исходя из показателей промерзания грунта в данной местности. Сваи углубляются на 1−1,5 метра ниже этой отметки. Это позволяет исключить их выдавливание под воздействием низкой температуры. Диаметр свай зависит от степени нагрузки, то есть от вида строительного материала, который используется в возведении здания. Также учитывается состав и плотность грунта.

При необходимости, создать фундамент на буронабивных сваях на неровной местности можно используя вариант с висячим ростверком. Между ним и грунтом имеется пространство. Разная высота свай дает возможность создать идеальную горизонтальную основу для возведения дома. Такой вид фундамента позволяет избежать воздействия на ростверк в случае вспучивания почвы. Выполнить такую опалубку способны только опытные профессиональные специалисты.

Ростверк может углубляться в почву. Избежать деформаций, связанных с вспучиванием грунта позволяет созданная под ним песчаная подушка. Определяя ее толщину, нужно учитывать характер почвы, но она должна составлять не менее одного метра. В ростверке устраиваются продухи, для чего используются канализационные трубы.

Расчет свайно-ростверкового фундамента

Расчет комбинированного основания с железобетонным ростверком состоит из двух частей:

Расчет свайного поля

Структура и принцип расчета зависит от типа используемых опор. Для винтовых опор при расчете определяется их диаметр, размер лопастей, глубина заложения, расстояние между сваями. Рассчитывая буронабивные опоры необходимо определить глубину, диаметр и шаг, а также произвести дополнительный расчет армирования.

Расчет железобетонного монолитного ростверка

Цель расчета монолитного ростверка свайного фундамента заключается в вычислении продавливания конструкции, ее возможности противостоять изгибающим нагрузкам и определении прочности сечения при воздействии поперечных сил. Процесс расчета подробно описан в СНиП 3.03.01-87, СП «Проектирование и устройство свайных фундаментов» и ГОСТ Р 52086-2003. В сфере частного домостроения производить эти сложные расчеты не целесообразно. Достаточно определить основные размеры обвязки для свайного фундамента:

Глубина заложения ростверка

Глубина заложения напрямую зависит от того, какой тип фундамента был выбран. Напомним, что относительно уровня земли свайно-ростверковый фундамент может быть висячим, повышенным, мелко- и глубоко заглубленным. Свайная часть комбинированного свайно-ростверкового фундамента закладывается как минимум на глубину промерзания почв. Оптимальная глубина заложения ростверка — 10-30 см ниже нулевого уровня. Чем тяжелее масса дома, тем больше должен заглубляться ростверк.

Если ростверк недостаточно заглублен, то фундамент может дать усадку, которая приведет к исчезновению воздушной прослойки между грунтом и монолитной лентой.

Ширина ростверка свайного фундамента

Ширина обвязочной монолитной ленты определяется по формуле:

В = М/L*R

где: В — ширина ленты;М — масса дома (материалы + нагрузки);L — длина ростверка;R – коэффициент несущей способности грунта, определяемый по таблицам в СНиП.

Высота ростверка свайного фундамента

Высота зависит от типа стройматериала, из которого будет возводиться дом. Под газобетон достаточно высоты 40 см, для силикатных блоков — 50 см, более тяжелых материалов — 60 см. Относительно ширины высота ростверка должна составлять 90-110%.

Если ростверк будет одновременно являться цоколем дома, то следует сделать его повыше — 50-60 см. Это необходимо для устройства продухов, которые располагаются на высоте 30-40 см от нулевой отметки.

Пример расчета ростверка для свайного фундамента: строится дом из газобетона с длиной несущих стен 100 м на плотных песках с использованием винтовых опор диаметром 108 мм. Масса дома составляет 55 т. Заглубление ростверка, учитывая массу строения, принимаем 0,2 м. Рассчитываем ширину: В = 55 т/100 м * 75. Ширина составляет 41 см (по другому расчету 10,8 см + 30 см = 40,8 см). Высота ростверка будет составлять 40 см, из которых 20 см будет заглублено под землю.

Ленточный фундамент на сваях

Свайно-ленточный фундамент представляет собой конструкцию из отдельно стоящих опор, жестко связанных друг с другом. Ростверк не дает конструкции неравномерно просаживаться. Лента может изготавливаться из:

• дерева (только под деревянный или каркасный дом);
• металла;
• железобетона.

Каждый ленточный фундамент имеет свои плюсы и минусы

При выборе материала на ленточный фундамент со сваями стоит обратить внимание на материал опор и стен здания. Для деревянного дома — деревянный ростверк

По металлическим сваям разумно сделать конструкцию из металлопроката или древесины, по железобетонным — из бетона.

Ленточный фундамент по сваям

Обвязка завершает столбчато-ленточный фундамент. В первую очередь определяется глубина заложения ростверка. Он может быть:

• заглубленным;
• наземным;
• висячим.

Выбор во многом зависит от характеристик грунта

Особенное внимание стоит уделить столбчато-ленточному фундаменту своими руками на пучинистом грунте. В этом случае велика вероятность повреждения конструкции при морозном пучении

Ростверк не должен контактировать с почвой. Пользуются двумя методами:

• висячая обвязка (для этого на грунт насыпают 10—15 см песка, по нему заливают элемент, после чего сыпучий материал убирают);
• заглубленная обвязка с подушкой из пенопласта низкой плотности.

Устройство свайного фундамента и монолитного ростверка не отличается высокой сложностью. При условии грамотного выполнения расчетов и соблюдении технологии с работой справится даже непрофессионал.

Расчеты комбинированного свайно-плитного фундамента

Расчет СПФ состоит из двух частей:

1. расчет свайного фундамента;
2. расчет параметров бетонной плиты.

При расчете свайного фундамента определяется диаметр свай, их количество, расстояние между сваями, глубина залегания. Данный расчет не представляет сложности — его легко провести самостоятельно. Результатом расчетов станет схема, на которой указано расположение свай.

Расчет плитной части более сложный. Он учитывает следующие факторы:

1. планируемая нагрузка на плитное основание;
2. глубина промерзания грунта;
3. наличие дренажной системы;
4. наличие и толщина подушки между подземными водами и основанием;
5. неравномерность свайного фундамента;
6. условия взаимодействия плиты с грунтом и пр.

При наличии определенных знаний для расчета СПФ можно использовать профессиональную программу GeoPlate, которая позволит не только точно определить параметры бетонной плиты, но рассчитает осадку с учетом всех физических и геометрических данных.

Точные инженерные расчеты в обязательном порядке проводятся при строительстве многоэтажных сооружений. При возведении частного малоэтажного дома и учета того, что нагрузка на СПФраспределяется следующим образом: 85% — на сваи и 15% — на плиту, а также небольшой массы здания, сложными расчетами плитной части можно пренебречь.

Толщина монолитной плиты зависит от марки бетонной смеси, используемой для ее заливки, площади сооружения и его массы. Для дома 10х10 из тяжелых строительных материалов (кирпич керамический, железобетон) оптимальная толщина плиты будет составлять 30-40 см. Строение такой же площади, но возведенное из легких материалов нуждается в основании толщиной 20-30 см. Для легких конструкций и небольших домиков 6х6 м достаточно плиты толщиной 10 см.

Зная площадь основания и толщину плиты легко вычислить требуемое количество бетонной смеси для устройства СПФ: площадь основания х толщина в метрах = кол-во бетона (м3).

Дом из какого материала Вам нравится больше всего?

Дом из бруса 24.44%

Дом из кирпича 18.37%

Бревенчатый дом 14.35%

Дом из газобетонных блоков 16.99%

Дом по канадской технологии 11.33%

Дом из оцилиндрованного бревна 3.7%

Монолитный дом 4.02%

Дом из пеноблоков 3.49%

Дом из сип-панелей 3.32%

Проголосовало: 3408

Расчет осадки

Расчет осадки также производится в профессиональных инженерных программах типа PLAXIS. При строительстве дома массой до 12-15 тонн осадка фундамента будет составлять не более 1-3%, поэтому производить сложные расчеты осадки необязательно. Однако если строительство ведется на пучинистых почвах, то расчет лучше произвести и с его учетом продолжать строительство.

Можно ли самостоятельно рассчитать осадку СПФ? При наличии инженерного опыта, специальных знаний и всех исходных данных произвести расчет можно самому, руководствуясь нормативами СП 24.13330.2011. Из всех способов расчета рекомендуется использовать самый простой — метод послойного суммирования с вычислением осадки каждой отдельной сваи. В идеале расчет осадки лучше заказать проектной организации вместе с разработкой проекта дома.

Технология строительства СПФ

Общая технология строительства описана в СП 22.13330. В соответствии с нормативами процесс обустройства свайно-плитного основания включает следующие этапы:

Подготовительные работы

Под этим понятием подразумевается расчистка участка от мусора, выравнивание, выполнение разметки расположения свай по схеме. Также на данном этапе решается вопрос с покупкой или изготовлением бетонной смеси для плиты. Учитывая, что заливку фундаментной плиты лучше производить за один раз, бетон лучше заказать на ближайшем РБУ. Замесить такое количество бетона самостоятельно практически нереально, однако если у вас есть соответствующее оборудование, опыт и несколько помощников, можно изготовить смесь на участке.

Монтаж свай

Сваи монтируются разными способами в зависимости от их типа, глубины залегания, особенностей участка и пр. В сфере частного домостроения самый востребованный вариант — винтовые сваи. Они имеют множество преимуществ: доступная цена, широкий выбор типоразмеров, простота монтажа. Плитный фундамент на винтовых сваях прослужит не менее 20 лет, а при благоприятных условиях до 50 лет.

Монтаж винтовых свай может осуществляться ручным или механическим способом. После того, как сваи погружены в грунт до нужной глубины проводится их выравнивание путем обрезки. Дальше на готовое свайное поле устанавливается плитная часть основания.

Подготовительные работы

Начинают с составления плана будущей конструкции и подсчета ее основных параметров. Высота ростверка для основания зависит от материала стен. Для бетонных, блочных, кирпичных строений достаточно сделать его в 20 см над уровнем грунта, для деревянных – до 60 см. В регионе с большим количеством осадков зимой уровень ростверка должен превышать среднюю высоту сугробов.

В проект обязательно включают точное расположение свай. Они должны находиться под колоннами и стойками (для хозяйственных построек) или лентой, в один-три ряда (для домов). В перегруженных зонах (например, в углах) сваи нередко размещают «кустами» по 3-5 штук. В ходе планирования действуют так:

• на чертеже опоры расставляют по углам и в точках пересечения с простенками;
• если расстояние между опорами получится более 3 м, предусматривают дополнительные элементы.

Проверить точность составленного плана можно другим способом – путем расчета нагрузки на свайный фундамент. Для этого складывают массу будущего здания со снеговой нагрузкой и перемножают с коэффициентом надежности (1,4). При делении полученной цифры на несущую способность одной сваи можно получить их примерное количество для основания.

Ошибки и рекомендации

Ошибки, допущенные при монтажных работах, могут нарушить прочность вашего здания

Возникают большие минусы функциональности фундамента, в том случае, если отсутствует связь между ростверком и сваей. При наступлении зимнего сезона образованная сила может пошатнуть сваю. Стоит отметить, что такая ситуация естественна и происходит из-за расширения почвы. Ошибки, допущенные при монтажных работах, могут нарушить прочность вашего здания и тогда все усилия и средства будут потрачены зря. Для избегания такой неприятной ситуации, мы и ознакомимся с основными ошибками при установке такого фундамента:

Отсутствует воздушная прослойка между основанием и ростверком. Особенно актуален такой нюанс для зимнего сезона, так как при ее отсутствии, давление усилится и может произойти смещение элементов стройки.

• Неправильно выполненные расчеты. Данная ошибка может привести к просадке основания постройки. Решение этой проблемы процесс не дешевый, поэтому лучше подойти к строительству ответственно.
• Нарушение монтажных правил при установке сваи. Для избегания ошибок, их монтаж должен происходить на глубине, ниже промерзания почвы.

Преимущества свайных оснований с ростверком

К плюсам основания на сваях с ростверком относится повышенная прочность конструкции. Возведенный на нем дом окажется долговечным и устойчивым. Другие преимущества таких фундаментов:

• Минимум земляных работ.
• Незначительный расход материалов. Бетона потребуется меньше, чем при возведении традиционного ленточного основания.
• Возможность работать зимой. Сваи устанавливают даже при температуре -10 градусов.
• Грунт не просаживается при подтоплении или во время морозного пучения.
• Снижение теплопотерь – площадь контакта фундамента с грунтом небольшая.
• Сокращение расходов на возведение фундамента на 20%.
• Ускорение работ.

Буронабивной фундамент с ростверком занимает достойное место среди остальных видов оснований. Он представляет собой надежную конструкцию, имеющую большой запас прочности.Поскольку выносливость монолитной конструкции существенно выше, следует оборудовать ростверк как единую ленту. Такой фундамент на железобетонных сваях является надежным, простым в возведении и недорогим.

Монтаж свайно-плитного фундамента

Этот тип основания предполагает использование двух технологий — свайного и плитного фундамента. Подготовительный этап одинаков для всех видов — очистка территории, разметка и планировка конструкции. Требуется уплотнение почвы для установки свай. Решаются вопросы подготовки территории к прокладке коммуникаций, создается дренажная система.

Дальнейшие этапы работы:

1. Выемка грунта.
2. Установка свай.
3. Монтаж плиты.

Разметка фундамента и обустройство котлована

Разметка выполняется по осям свайного поля. Обноски монтируются на расстоянии 1-2 м от углов сделанного котлована. По осям натягиваются шнуры. Для оконтуривания на каждой стороне котлована используется известковый раствор.

Пример залитого СПФ

Если применяется фундамент с ростверком, выемка грунта не понадобится. При технологии глубокого залегания плиты котлован забирается на глубину 2-2.5 м, с учетом глубины промерзания грунта. Малозаглубленная плита может быть установлена на глубину 0.7-1 м, при низком наземном или подземной ростверке разработка котлована выполняется на глубину 0.5 и 0.7 м соответственно.

Технология изготовления свайного поля

Чем больше количество опор, тем выше затраты на фундамент. Сваи должны быть под несущими стенами, по углам и в местах примыкания смежных стен. Опоры устанавливаются и под веранды и другие пристройки.

Расстояние между сваями рассчитывает отдельно в каждом конкретном случае, с учетом множества параметров. В качестве усредненного значения принимается минимальный шаг длиной в три диаметра сваи, максимальный — в шесть диаметров

Но это условные величины, нельзя недооценивать важность оптимального расчета количества свай, и лучше доверить эту часть работы профессионалам

Установка свай после выемки грунта.

Обустройство свайного поля включает этапы:

• создание отверстий на проектированную глубину;
• опалубка из рубероида, полиэтиленовых или асбестоцементных труб;
• армирование;
• бетонирование с подвижностью П4, уплотнение смеси.

В качестве арматуры выбираются стержни диаметром 8-14 мм переменного сечения. На каждую сваю конструкции устанавливается не менее 4 стержней. Обвязывается каркас хомутами, выполненными из гладкой арматуры. Верхние плиты обвязывающих стержней диаметром 6-8 мм изгибаются перпендикулярно поверхности земли — впоследствии эти концы связываются с сеткой ростверка или плиты.

Дальнейшие этапы можно выполнять после достижения 50%-ной прочности смеси.

Монтаж плиты

Поэтапная модель установки свайно-плитного фундамента.

Плита изготавливается поэтапно:

1. Стяжка без арматуры слоем до 10 см. Такая подбетонка выравнивает гидроизоляцию и предохраняет её от разрывов.
2. Укладка гидроизоляционной пленки толщиной 0.15 см.
3. По периметру фундамента устанавливается щитовая опалубка с высотой больше проектной отметки на 5-7 см, что позволит удерживать бетонную смесь в процессе трамбовки.
4. Армирование профилем переменного сечения с максимальным квадратом ячейки стороной 30 см. Нижняя сетка арматуры укладывается на полимерную или бетонную прокладку, толщина ее составляет до 4 см. Верхняя часть такой же конфигурации укладывается на хомуты, для связки верхней и нижней сетки по торцам устанавливаются П-образные элементы.
5. Заливка бетоном осуществляется в едином направлении, для выравнивания используется правило. Утрамбовка выполняется вибраторами.

В первую неделю после укладки и уплотнения смеси применяются мокрые песочные или опилочные компрессы, возможен полив бетона в жаркое время года. В холодное время используется теплоизолятор или пленка для укрывания.

Ростверк

При использовании свайно-ростверкового фундамента с плитой может использоваться два вида опалубки:

• Несъемная из неплотного пенопласта. Такой материал не давит на ростверк, поскольку при вспучивании грунтов легко сжимается.
• Съемная опалубка применяется только при надземном ростверке, который устанавливается на высоте до 1.2 м от поверхности земли. При наземном или подземном ростверке такой вариант невозможен, поскольку нормальная распалубка не получится.

Свайно-ростверковый фундамент.

При использовании несъемной опалубки процесс выполняется аналогично с бетонированием монолитной армированной плиты. Подбетонка в этом случае отсутствует, вместо неё используется пенопласт.

Если применяется съемная опалубка, для фиксации палубы используются стойки, служащие основанием для опоры прогонов и балок. Варан свайно-плитного фундамента с висячим ростверком является самым затратным и к нему прибегают крайне редко.

Фундамент на забивных железобетонных сваях

Железобетонные сваи – это основания, которые представляют собой один из наиболее прочных типов фундаментов. Он характеризуется высокой несущей способностью. Устойчивость конструкции обеспечивается прохождением подвижных слоев и упором в жесткую породу. Основой для разделения свайных фундаментов на типы является материал, из которого производятся опоры. Согласно этому выделяют:

1. Железобетонные сваи промышленного производства.
2. Буронабивные опоры.

Основание на железобетонных сваях

Для установки забивных свай на точку его вертикального расположения и последующего погружения, необходимо использование специальной строительной техники, которая называется копровой установкой. Буронабивные сваи создаются точно в точке закладки, путем заливания раствором созданной скважины.

Основной ситуацией, при которой следует прибегнуть к свайно-набивному основанию, является та, при которой на пятне застройки имеются неустойчивые грунты. Ленточный фундамент, в таком случае, не может обеспечить необходимой устойчивости будущего строения, так как слои грунта не имеют достаточной прочности. Возникает необходимость дойти до твердого основания, для чего и применяют свайные основания.

Конструкция свайного фундамента представляет собой забитые в грунт опоры, которые заглублены на определенную глубину или вплоть до отказа сваи при ее забивании. Кроме этого, вокруг каждой опоры создается особая ленточная конструкция, называемая ростверком. Он опоясывает контур и выполняет задачу связывания всех опор в единый элемент. За счет оборудования ростверка создается дополнительная устойчивость к горизонтальным движениям грунтов, а также равномерное распределение нагрузки, создаваемой зданием.

Вариантов производства ростверка множество и конкретный тип определяется в зависимости от параметров строения и типа свай. Для буронабивных опор допустимо использование заготовленного бруса или металлопроката-швеллера, а также двутавровой балки. В редких случаях может быть создан монолитный ростверк – в той ситуации, если будущее строение имеет большую массу и сложную конфигурацию. Для забивных свай применяются исключительно монолитные варианты ростверков.

Свайные фундаменты относятся к числу универсальных оснований, которые могут быть использованы для возведения зданий и сооружений любого типа и сложности. Для определенного объекта выполняется комплекс расчетов с целью установления точных параметров для строительства. При проектировании обязательны детальные данные по геологическому строению участка.

Этапы строительства свайно-ростверкового фундамента

Сначала следует убедиться, что именно такой фундамент подходит для конкретного участка и проекта дома. Что другая основа нежелательна и не подходит из-за вспучивания и колебаний грунта.

(1) Если решено строить именно свайно-ростверковый тип основания, первым делом следует произвести разметку под стройку. Разметка делается при помощи колышков, веревок и нивелира.

(2) Когда участок под дом размечен, следует наметить места, где они будут находится.

Перед этим желательно снять дерн и насыпать песчаную подушку. Это обеспечит лучшие условия для работы.

(3) Под несущими стенами необходимо наметить установку столбов. В зависимости от площади стройки их можно устанавливать на расстоянии через 1,5 или 2 метра.

Под стены внутри дома, где тоже будут проложены узлы ростверков, отметки под столбы можно наметить чуть реже.

(4) После этапов разметки и подготовки начинается само строительство. Сваи вгоняют на глубину 1,5 или 2 метра. Сверху, обычно, делают выступ столбов над поверхностью высотой в 40–50 см.

Изделия ввинчивают или вбивают техникой. И обязательно следят за точностью вертикального вхождения в грунт, а также отмечают нивелиром горизонт верхней плоскости столбов.

(5) На заключительном этапе ростверки скрепляются друг с другом:

• Деревянные ростверки просверливают в нужных местах и впритирку сажают на штыри;
• Бетонные – приваривают арматурными выступами;
• Металлические тоже крепят при помощи сварки.

Получившийся каркас должен крепко сидеть в земле и быть хорошо скреплен во всех своих сочленениях.

Другие типы ростверков

Иногда строят фундамент для дома на так называемых заливных ростверках. В этом случае, между сваями прокладываются горизонтальные опалубки, внутрь которых укладывается в определенном порядке связанная арматура и заливается бетон необходимой марки.

Есть способ укладки ростверков на почву. Это когда запроектированный дом будет иметь небольшой вес, и для него не страшен возможный дисбаланс связки ростверки–свая.

Тогда между сваями прокладываются ростверки на подготовленной песчаной подушке. Они могут быть деревянные, железные, из бетонных балок.

В этом случае важно не забывать о тщательной изоляции. Соприкосновение с почвой ростверков должно быть максимально защищено от окисления (а следовательно коррозии) и других негативных разрушающих последствий