Свайно-ростверковый фундамент: конструктивные особенности и технология монтажных работ

Для строительства зданий жилого и промышленного назначения используется фундамент различных видов, но особого внимания заслуживает свайно-ростверковая конструкция. Ее обычно выбирают в тех случаях, когда на земельном участке наблюдаются резкие перепады рельефа, пучинистый и слабый грунт. Хорошо подходит этот тип основания и для застроек местностей, расположенных в зоне вечной мерзлоты.

Как устроено основание?

Опорной конструкцией такого типа называют отдельно стоящие сваи, связанные в единую систему благодаря ростверку. Сваи могут быть изготовлены из дерева, железобетона, бетона, пенобетона, металла.

В частном домостроении обычно делают железобетонное основание, но для удешевления строительства можно использовать пенобетон или неармированный бетон.

На текущий момент широкую популярность приобретают металлические винтовые сваи за счет их надежности и высокой скорости монтажа.

По способу устройства сваи делят на следующие типы:

• Буронабивные опоры – изготавливаются на стройплощадке. В готовой скважине устраивается опалубка и армирующий каркас, затем свая бетонируется.
• Железобетонные столбы – штампуются на заводе. Погружаются в заранее подготовленные небольшие углубления в грунте.
• Металлические винтовые сваи. Стальные трубы благодаря лопастям в нижней части быстро и глубоко ввинчиваются в породу.
• Буровые железобетонные – готовые стволы с винтовой частью. Как и винтовые стальные сваи, буровые железобетонные опоры с резьбой ввинчиваются в грунт.

По принципу взаимодействия с почвой опоры делят на висячие столбы и сваи-стойки. К конструкциям первого типа относятся все столбы, которые опираются на сжимаемые породы и передают нагрузку конструкции на грунт через нижний конец и боковую площадь поверхности.

Сваи-стойки, напротив, опираются на скальные и мало сжимаемые породы, поэтому силы трения почвы о боковую поверхность столба в расчетах не учитываются.

Установленные нормативы по проектированию свайных фундаментов подробно изложены в разделе №6 документа СП 50-102-2003.

Конструктивные особенности и принцип работы

Свайно-ростверковый фундамент состоит из свай и ростверка. Последний – это плиты либо балки, соединяющие опоры между собой. Монтируется над поверхностью земли. Бывает монолитным, сборно-монолитным, сборным.

ФОТО: montag-rb.ru Свайно-ростверковый фундамент состоит из опор и ростверка.

Соединение опор между собой с помощью ростверка способствует равномерному распределению нагрузки. Это актуально при строительстве блочных либо кирпичных строений.

ФОТО: teremforum.ru Ростверк равномерно распределяет нагрузку.

Устройство свайного фундамента с ростверком

Фундамент свайный с монолитным ростверком

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

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

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

Также они подбираются по материалу, ведь под конкретный тип почвы покупаются или делаются свои сваи.

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

Виды

Опоры, которые используются при строительстве свайно-ростверкового основания, выбираются в соответствии с нагрузкой здания, видом почвы и климатическими условиями. Их могут изготавливать как из металла, бетона, дерева, так и из комбинированных материалов.

Поэтому в зависимости от характеристик свай и способа их установки различают некоторые разновидности фундамента.

• Винтовой. Его делают из полых металлических труб с открытым концом. Работы выполняются вручную или с помощью специальной техники. Чтобы конструкция на винтовых опорах получилась прочной, и трубы были защищены от окисления, их полую часть заливают раствором.
• Буронабивной. Формируется на земельном участке путем заливки бетона в ранее подготовленную армированную скважину, расположенную на забивных сваях. Набивной фундамент обладает высокой прочностью.
• Железобетонный. Монтаж осуществляется при помощи готовых железобетонных опор, устроенных в скважину.
• Забивной. Как правило, такие основания выбирают для строительства крупных объектов. Опоры забиваются при помощи специальной техники, после чего заливается бетонный раствор.

Помимо этого, фундамент может отличаться глубиной заложения ростверка и бывает:

• заглубленным;
• наземным;
• поднятым над землей на высоту от 30 до 40 см.

Заглубленный ростверк обычно используют при установке свай, предназначенных под тяжелые строения из газобетона или кирпича. В таком случае дополнительно выполняют обвязку плитой, и фундамент может служить цокольным этажом здания. Что же касается строительства деревянных конструкций, то для них идеально подходит фундамент с поднятым ростверком – это позволяет экономить средства на строительном материале, и приподнятая постройка будет защищать от пучения грунта.

Пошаговая инструкция по устройству фундамента своими руками

Расчет и подготовку проекта основания для дома, будь то свайно-ленточный фундамент, лучше всего поручить профессиональному проектировщику. Если сваи по высоте и толщине подобрать неверно, то долго железобетонная опора и здание на ней не прослужат.

Разметка на участке

При этом закладывать параметры «про запас» тоже не стоит, это приведет лишь к увеличению стоимости работ. Как таковое устройство фундамента своими руками рассматриваемого вида не должно вызвать трудностей. Ниже приведена краткая пошаговая инструкция позволит быстро разобраться во всех нюансах этого процесса.

Чтобы сделать фундамент из буронабивных свай и монолитного ростверка, необходимо:

• Выбурить либо выкопать ямы под опорные столбы по схеме «по углам дома и с шагом 1–2 метра под лентой».

Бурим сваи и вставляем асбестоцементные трубы под сваи

• Насыпать и утрамбовать на дне “скважин” 30-сантиметровую песчаную, а затем на ней залить из бетона подошву для опорных столбов толщиной еще на 20 см.
• Опустить в землю трубы из асбестоцемента, выполнить их армирование прутками сечением 10–12 мм и залить бетонным раствором.

Вяжем арматуру под сваи

• Сделать опалубку для ленты.

Собираем опалубку

• Уложить арматуру ростверка и залить ее бетоном.

Арматура не должна касаться краев опалубки

Заливаем

• Выполнить гидроизоляцию.

Нижний край опор должен находиться ниже точки промерзания грунта. При этом скважины под сваи делаются на 10–15 см шире взятых асбестоцементных труб. Чтобы столбы прочней стояли на месте, в нижней их части обустраивается расширяющаяся бетонная подошва. Ямы в земле под опоры по ширине делаются как раз под ее размеры.

Гидроизоляция бетона выполняется рубероидом либо мастикой. Подойдет даже гибкая черепица из модифицированного битума. Правда обойдется она дороже обычной толи.

Технология расположения свай

Чаще всего свайные конструкции устраивают в почве вертикально. Когда в грунте действуют горизонтально направленные силы (например, на крутых склонах), целесообразно устанавливать опоры под наклоном.

Способы расположения свай:

• Точечно – опоры устраивают под колоннами и стойками. Вариант расположения свай характерен для строительства павильонов, навесов и т.д.
• Лентой – опоры устанавливают в несколько рядов с некоторым смещением относительно друг друга. Метод подходит для возведения малоэтажных домов.
• Кустами – в местах с планируемой значительной нагрузкой, например, в углах здания, устанавливают по несколько стоек с коротким шагом.

В частном домостроении технология расположения свайной конструкции предполагает следующее:

• сваи обязательно закладывают под углами сооружения, а также в местах пересечения несущих перегородок;
• если расстояние между несколькими опорами превышает 3 метра, ставят промежуточные сваи.

Расположение конструктивных элементов фундамента выбирается на этапе проектирования. В процессе строительства придерживаются выбранной схемы. Любые изменения должны быть согласованы с инженером, который проводил расчеты.

Конструкция ростверка

Ростверком называют верхнюю часть фундамента, которая объединяет между собой сваи и служит опорой для несущих стен сооружения.

Как правило, нагрузка, которую оказывает здание на грунт, по всей опорной площади будет различной. Это связано с неравномерным расположением мебели и других тяжелых конструкций внутри дома.

Ростверк, в свою очередь, принимать на себя вес сооружения и перераспределят его между сваями. Это особенность обеспечивает фундаменту большую устойчивость и необходимую несущую способность.

По материалу изготовления различают такие виды ростверка:

• Металлические – крепятся к оголовкам винтовых свай.
• Деревянные – подходят под строительство домов из бруса.
• Бетонные – связаны с буронабивными и железобетонными сваями.
• Железобетонные – конструктивные элементы, армированные стальным каркасом для улучшения прочностных характеристик.

По типу устройства относительно поверхности почвы ростверк может быть:

• высоким – между верхней частью фундамента и грунтом есть воздушный зазор;
• повышенным – ростверк заглублен в почву, но на небольшую высоту выступает над уровнем земли;
• заглубленным – верхняя плоскость фундамента полностью погружена в грунт.

Эксперты советуют в частном домостроении использовать высокий ростверк. Зазор между землей и основанием минимизирует риск давления грунта на конструкцию под действием сил пучения.

Расчёт необходимого количества материалов

До начала монтажных работ следует приобрести всё необходимое. Количество свай рассчитывается по разработанной схеме. Материал для изготовления ростверка закупается с учётом его параметров. Для этого определяется необходимый объём бетонного раствора.

ФОТО: stroyfora.ru Необходимое количество материала рассчитывается для конкретной конструкции.

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.

Главной особенностью фундамента считается то, что ростверки, входящие в его устройство, отлично выдерживают неравномерные нагрузки, обеспечивая основанию жесткое сопряжение. Ростверки перераспределяют нагрузку, в результате чего на сваи передается уже «выровненный» вес здания, и постройка защищается от образования трещин в стенах.

Расчет опор и ростверка

Свайный фундамент с ростверком

Особенность конструкции свайно-ростверковых оснований в том, что тут нужно правильно проводить расчеты количества, способа расположения, глубины заложений и несущего типа опор. В традиционном строительстве на обычных почвах расстояние между опорами составляет до 1.5 метра, а глубина погружения 1.5-2.0 метра с выступом над верхней кромкой поверхности до 3 метров.

Но опоры часто используются фабричные с уже готовыми техническими данными и длиной, поэтому теперь нужно пристальное внимание обратить на расчет ростверка.

Расчет ростверка – это целая технология, где предусмотрен даже изгиб от влияния атмосферных сил и деформация или смещение за счет подвижек почвы. Как правило, для небольших сооружений используется ростверк высотой не менее 25 см и шириной минимум 40 см (но не меньше ширины несущих стен будущего здания).

Отдельно нужно сделать расчет ростверка на изгиб. Он делается по граням колонн в сечениях, по ступеням ростверка и наружным граням конструкции. После получения всех отдельно взятых результатов они суммируются и умножаются на поправочный коэффициент 1.2.

Предназначение

В отличие от других видов оснований, свайно-ростверковый фундамент идеально распределяет несущие нагрузки от строений на грунт, поэтому выбирая его, можно быть уверенным, что новое здание надежно прослужит не один десяток лет и будет защищено не только от резких перепадов температуры, но и от сейсмической активности. Подобные конструкции широко применяются как для общественного, так и для индивидуального строительства. Особенно хорошо подходят для участков, расположенных на склоне с пучинистой вечномерзлой почвой и сложным рельефом.

Кроме этого, такие фундаменты рекомендуются:

• для постройки кирпичного дома;
• в каркасном строительстве;
• для сооружений из газосиликатных блоков;
• на почвах с повышенной плотностью;
• при высоком размещении грунтовых вод;
• на нестабильной почве с плывунами.

Свайно-ростверковая конструкция позволяет также настилать полы непосредственно по грунту без выполнения дополнительного выравнивания поверхности и заливки глубокой ленты, так как установленные различной высоты сваи компенсируют все неровности, устраняя перепад высот. Можно использовать такой фундамент и при строительстве зданий с весом, превышающим 350 тонн, – он получится намного надежнее и экономичнее, чем ленточное или плиточное основание. Но в этом случае придется в проект заложить повышенный коэффициент запаса прочности, который должен составлять не 1,2, как обычно, а 1,4.

Достоинства и недостатки

Свайно-ростверковый фундамент является единой системой, состоящей из ростверка и опор.

Благодаря наличию в конструкции бетонной основы, укрепленной армированными элементами, основание выступает надежной опорой для зданий и характеризуется некоторыми преимуществами.

• Высокая экономическая выгода. Установка не требует больших финансовых затрат, так как земельные работы сводятся к минимуму.
• Устойчивость. Большая несущая способность дает возможность возводить многоэтаж