Свайно-ростверковый фундамент

Буронабивной фундамент с ростверком: устройство своими руками

Традиционные фундаменты — ленточный и плитный. Обустройство фундамента занимает до 40-50% стоимости от всей постройки. Строительство зависит от почвы, глубины промерзания (ниже 2 метров) или на нестабильных, слабонесущих  грунтах. Часто подходящим видом является ростверковый фундамент.

Что такое ростверки на свайные фундаменты?

Свайный фундамент – это определенное количество свай, заглубленных в грунт ниже уровня промерзания, до уровня несущего слоя. Такой тип фундамента используется не часто. Такая конструкция не позволяет перераспределять между сваями нагрузку от дома. Свайный фундамент применяется под срубы из бревна или бруса, а также под каркасные постройки. Стройматериалы из-за своих особенностей, сами перераспределяют нагрузку. Дома из других материалов плохо совместимы. Поэтому не экономьте на грамотном проекте дома.

Ростверковый фундамент усовершенствован т.к. может использоваться и под кирпичные и под блочные постройки.  Опоры завязаны при помощи ленты из металла или железобетона (бетона) в единую конструкцию. Связывающая лента называется ростверком.

Свайно-ростверковый фундамент в земле

Ростверк — служит опорой для стен и представляет собой часть фундамента, который объединяет оголовки свай. Ростверк принимает и перераспределяет нагрузку, передавая ее на сваи за счет замкнутой конструкции.  Он может быть бетонным, металлическим, деревянным или железобетонным.

По типу исполнения ростверки бывают бетонные (железобетонные), низкие и высокие.

Различают свайные фундаменты с высоким и низки ростверком

Выше уровня земли – находится высокий ростверк. Его делают из металла — швеллеров большого сечения или квадратных металлических труб. Такой ростверк делают из бетона заливается лента на расстоянии от земли.

Что даёт и как работает ростверк

В разных частях дом даёт разную нагрузку на грунт т.к. отделка, мебель, санфаянс и другие вещи размещены неравномерно.

Ростверк перераспределяет и принимает на себя эти неравномерные нагрузки строения, а сваям передается «выровненная» нагрузка.

Отличие свайного и свайно-ростверкового фундаментов

Плюс свайно-ростверкового фундамента, что при одинаковой нагрузке на сваи, меньше шансов на то, что они будут усаживаться неравномерно. Неравномерная усадка приводит к трещинам в фундаменте и стенах. Наиболее стабильным является свайно-ростверковый фундамент. Желательно знать, какой грунт находится под сваями для фундамента. Это нужно, чтобы спрогнозировать поведение свай для многолетней эксплуатации дома.

Ленточный фундамент на сваях

Низкие ростверки более предсказуемы, т.к. находятся ниже уровня земли и отливаются из армированного (или нет — зависит от проекта) бетона. Арматура для свай связывается с арматурой ростверка.

Изготавливается такой ростверк — мелкозаглубенный ленточный фундамент по той же технологии. Такой ростверк имеет жесткую связь со сваями, это повышает надежность и устойчивость конструкции, его называют ленточным фундаментом на сваях или свайно-ленточным. Конструкция является почти идеальной: сочетает в себе плюсы свайного и ленточного фундамента, т.к. значительно усиливается.

Устройство свайно-ленточного фундамента

Устройство свайно-ленточного фундамента состоит в том, что нагрузка от дома передается на ленту. Нагрузка перераспределяется по всей площади строения благодаря продольной арматуре. Лента опирается на грунт и часть нагрузки передается ему, остальная приходится на сваи. Нагрузка и усадка равномерны т.к. их «выравнивает» лента.

Плюсы ленточного фундамента особенно важны в зимнее время, когда на фундамент воздействуют силы пучения. Дом не даст неравномерную усадку и не перекосится если  глубина заложения свай ниже уровня замерзания и стоит на пучнистых грунтах.

Когда воздействуют силы пучения на ленту «пятки» свай, да и сами сваи не дают возможности грунтам сдвинуть фундамент. Ленточно-свайные фундаменты — это 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.

Применение ленточного фундамента

Рекомендации по устройству технологии свайно-ростверкового фундамента:

• Нестабильные и слабонесущие грунты уходят на достаточно большую глубину. На карстовых, лесных, торфяных почвах, когда большой толщины (более 1,4-1,5 метра) плывуны, растительные и плодородные почвы.  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. Передача нагрузки при помощи свай — лучший выбор.
• Большие перепады высот на участках. Практично использовать сваи разной высоты, чем проводить работы по выравниванию грунта или заливать глубокую ленту, которая сможет компенсировать перепад высот.

  Один из видов свайно-ростврекового фундамента

• Высокий уровень грунтовых вод. Свайные фундаменты — единственные, для которых уровень грунтовых вод не имеет значение. Нужно, чтобы грунт с несущей способностью был под пяткой. На тип ростверка влияет уровень расположения вод: ростверк делают высоким если вода находится близко к поверхности, а низким если она залегает глубоко.
• Строительство фундамента на жестких грунтах. Преимущества – небольшие объемы земельных работ (по сравнению с ленточными или плитными фундаментами).
• Строительство дома по каркасной технологии. Не стоит делать ленту под него т.к. получится слишком большой запас прочности, который, в данном случае, ни к чему. Лучший вариант – свайный или свайно-ростверковый фундамент.
• Большая масса здания (больше 350 тонн). Лента или плита должны быть очень массивными, а, следовательно, дорогими. Практичным и лучшим решениеме часто оказывается свайно-ростверковый фундамент.

Важно: нужно помнить, что любой тип свайного фундамента менее надежен, чем ростверк, плитный и ленточный, т.к. точно не знаем какой грунт находится под каждой из свай. Поэтому в конструкцию строения закладывается  повышенный запас прочности во время расчета параметров. Не 1,2, как обычно считают, а 1,4.

Какие сваи использовать

В свайно-ростверковых фундаментах можно применять любые сваи. Их выбирают исходя из грунтов, планируемой нагрузки дома. Сваи делают из металла, бетона, иногда — дерева. Могут они иметь круглое или квадратное сечение. Различаются они и по способу установки:

• Забивные. Они устанавливаются без бурения или выемки грунта. Обычно — забиваются, потому так и называются. В частном строительстве используются редко: требуется специальная техника.

  Забивные железобетонные сваи используются чаще при строительстве многоэтажных домов

• Буронабивные. Сначала в грунте проделывается скважина, затем в нее устанавливается и закрепляется опалубка. В нее — арматура, повышающая прочностные характеристики. Потом вся конструкция заливается бетоном.
• Железобетонные буровые. В этом случае тоже бурятся скважины, но в них устанавливаются (забиваются, но с меньшими усилиями) готовые железобетонные сваи.
• Винтовые. Это металлические сваи, заостренные на конце и имеющие винтовые лопасти, разрезающие грунт. При больших глубинах необходима специальная техника, небольшие, длиной до 2-3 метров могут устанавливаться вручную.

  Один из вид свай — винтовые. Их можно использовать с ростверками из разных материалов под разные дома

В частном строительстве чаще всего используют буронабивные сваи. Особенно популярны они при строительстве дач или бань. Могут использоваться и при строительстве небольших домов. Но если дачи и бани можно делать без расчета, то при строительстве дома очень желательно заказать проект.

Разные сваи бывают по форме: квадратного или треугольного сечения, круглые заполненные и круглые полые, иногда разрабатываются сложные формы специально под проект. По тому, как сваи передают нагрузку на грунт, они бывают:

• висячие;
• сваи-стойки.

  Чем отличаются сваи по типу работы

Висячие сваи имеют большую боковую поверхность и значительную часть нагрузки (до 60-70%) передают с ее помощью. Их используют, если несущей способности грунта на достигнутом уровне недостаточно для того, чтобы выдержать всю нагрузку, а дальнейшее углубление нецелесообразно. В этом случае наличие «пятки» почти ничего не меняет: основная нагрузка передается поверхностью, а не острием сваи.

Сваи-стойки наоборот, большую часть нагрузки передают через острие. В этом случае боковые стенки неразвитые и гладкие, а на конце сваи имеет смысл делать расширение. Один из видов этого типа — сваи ТИСЭ. Они имеют цилиндрическое расширение внизу, из-за чего передают нагрузку на большую площадь. Также пятка не дает силам пучения поднять фундамент.

Расположение свай в ростверке

В большинстве случаев опоры в грунте располагают вертикально. Иногда может потребоваться наклонная установка, причем нескольких штук в одном месте. Такой способ применяют, если могут возникнуть горизонтально направленные силы. Например, при строительстве на наклонных участках.

Расположение свай на плане дома

Сваи могут располагаться точечно — под опорами (колоннами, стойками). Такое расположение характерно при строительстве навесов или устройстве кровли над открытыми площадками. Тогда опоры ставят точно под колоннами, удерживающими кровлю.

Под частные дома небольшой этажности сваи располагают в виде ленты. Ставят их в один ряд,  иногда в два или три, смещая друг относительно друга. Иногда в самых нагруженных частях, например, в углах, под участками с большой планируемой нагрузкой, их располагают кустами: несколько штук на небольшом расстоянии друг от друга.

Как расставить на плане дома самостоятельно

При проектировании свайного фундамента собственными силами обычно поступают следующим образом. На плане здания, нарисованного с соблюдением масштаба,  обязательно закладывают сваи в углах и  в местах пересечения с простенками. Если они отстоят друг от друга на расстоянии больше 3 метров, между ними ставят промежуточные опоры. Желательно чтобы сваи располагались одна от другой на расстоянии от 2 до 3 метров.

Сначала расставляют сваи по углам, потом под местами примыкания несущих стен

Принцип прост, но еще нужно определить необходимую площадь свай. А ее нужно рассчитать (скорее, подобрать).

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.

Технология строительства

Итак, у вас готов проект, или вы сами определились с местом расположения свай, их параметрами, типом и высотой ростверка. Можно приступать к строительству.

Разметка

Сначала снимают весь плодородный слой земли, его вывозят в сад или складывают в одном из углов участка. Площадку под фундамент выравнивают. Затем, с использованием колышков и шнуров, размечают границы дома. Причем, натягивают два шнура, отмечающие внешнюю и внутреннюю поверхность стен. Обязательно проверяют геометрию, перемеряв и сравнив все диагонали попарно.

После того, как разметка закончена, можно размечать места установки свай. Они у нас прорисованы на плане и просчитаны, определены расстояния между ними.

Схематическое изображение порядка работ при строительстве свайно-ростверкового фундамента своими руками (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Земляные работы и заливка свай

Как конкретно будут проходить работы, зависит от типа используемых свай. Чаще всего при строительстве дома используют винтовые или буронабивные сваи.

Винтовые можно вкрутить вручную. При закручивании их оголовки выставляют на одном уровне. Его удобнее отмечать при помощи шнуров.

Для буронабивных потребуется или специальная техника, или ручной бур подходящего диаметра. Этими устройствами в нужных местах бурятся отверстия. В готовые скважины опускается выбранная опалубка, устанавливается арматура (четыре прутка ребристой арматуры, связанные между собой). Если фундамент свайно-ленточный, то арматура должна иметь выпуск не менее 60-70 см. Она потом свяжется с ростверком. Последний шаг на этом этапе — заливка бетона.

Свайный фундамент готов к установке опалубки для ростверка. В этом случае использована опалубка из толя или рубероида, свернутого в несколько раз

Устройство ростверка

Если выбран металлический ростверк, его приваривают к оголовкам свай. При работе важно выдерживать строгую горизонтальность: тогда нагрузка будет передаваться равномерно.

Для устройства заглубленного железобетонного ростверка (низкого) понадобится подсыпка щебнем фракции 20-60 мм и его уплотнение виброплатформой. Минимальный слой щебня — 15 см. Чтобы добиться улучшения несущей способности грунта под лентой, необходимо насыпать щебень  небольшими слоями (по 5 см) и тщательно его уплотнять виброплатформой. Вокруг свай хорошо уплотнить не получится, но это не столь важно.

На эту подсыпку устанавливается опалубка. Ширина ленты чуть больше ширины стен, высота щитов делается с учетом требуемой высоты цоколя. Сборка щитов и установка упоров в точности повторяет технологию установки опалубки для ленточного фундамента.

Схема армирования свайно-ростверкового фундамента с железобетонным ростверком (свайно-ленточного)

Армирование проводится в большинстве случаев так же, как и при строительстве ленты: два пояса вверху и внизу из ребристой арматуры, поперечные и вертикальные стойки из гладкого прутка меньшего диаметра. Все правила армирования сохраняются. Добавляется только перевязка со сваями. Выпуски арматуры из свай загибаются: один ряд привязывается к нижнему поясу, второй — к верхнему (не забудьте выпуски сделать разной длины). Они должны быть не меньшее 50 диаметров прутка (если арматура используется 12 мм, загнуть нужно 600 мм (50*12 мм)). Схема армирования примыкания сваи показана на рисунке.

Установка закладных деталей

На этом этапе необходимо оставить вентиляционные продухи и заложить трубы и короба, через которые будут подводиться инженерные коммуникации (водопровод, отопление, электричество, канализация).

Не забудьте про закладку труб под продухи, подводку инженерных систем

Если этого не сделать, придется впоследствии долбить бетон. А это для фундамента большое зло, ведь нарушается целостность монолита. Так что все хорошо продумайте: переделывать не будет возможности.

Заливка бетона

Бетон не просто заливают. Его еще и вибрируют. Без этого процесса добиться однородности и высокой прочности очень сложно. Потому обработка бетона фундамента вибратором может считаться обязательным процессом.

Если температура воздуха после заливки бетона находится в районе +20°C, то снимать опалубку можно через четыре дня. За это время бетон наберет примерно 50% от проектной прочности, чего достаточно для проведения следующих работ. Если температура была в районе +10°, ждать придется 10-14 дней. При более низких температурах, условия считаются зимними, и залитый бетон требует утепления или подогрева.

Все готово к заливке бетона: армопояс связан, опалубка выставлена и закреплена  (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

При всей своей привлекательности свайноростверковые фундаменты имеют недостатки:

• Как уже говорилось, из-за того что невозможно определить какой грунт находится под каждой из свай, прогнозированию его поведение почти не поддается.
• В таких постройках невозможно оборудование подвалов.
• При высоких ростверках требуется каким-то образом закрывать зазор: там любят селиться животные и насекомые.