Свайно ростверковый фундамент под газобетон

Свайно ростверковый фундамент под газобетон технология

Чтобы правильно выбрать фундамент под газобетон, необходимо учесть геологические специфики участка. Как полагают некоторые специалисты, газобетон является чрезвычайно хрупким материалом, невзирая на его высокие эксплуатационные качества. И при маленькой деформации основы пойдут трещины по всему зданию.

Хрупкость устанавливают модулем упругости. Чем предоставленный показатель выше, тем материал менее прочный. Если посмотреть правовую документацию, то можно увидеть, что предоставленный показатель хрупкости для газобетона самый слабый среди всех часто используемых бетонов.

Достоинства и недостатки свайно-растверкового фундамента

стал использоваться повсеместно.] Достоинства:

• небольшой объем земляных работ;
• возможность сохранения благоустройства территории;
• подходит для любых типов грунтов, кроме скальных;
• небольшой объем бетонных работ;
• не требуется привлечение тяжелой техники;
• отличные эксплуатационные характеристики;
• не требуется планировка участка;
• себестоимость на 20-30% ниже, чем у монолитного основания.

К недостаткам свайно-растверкового фундамента для дома из газобетона относят:

• невозможность устройства полноценного цокольного этажа или подвала;
• потребность в качественном утеплении и гидроизоляции.

Сделать подвальное помещение в газобетонном доме на сваях можно, но при этом существенно возрастают затраты на строительство. В этом случае сваи берутся такой длины чтобы, оголовки, торчащие из земли, имели высоту не менее 1 метра. Для заглубления фундамента делается котлован глубиной 1.5-2 метра. Земляные работы требуют использования спецтехники, поэтому владельцы домов из газоблоков на сваях с ростверком, как правило, ограничиваются подвалом-погребом глубиной 0.5-0.7 метров.

Целесообразность использования

Технология по закладке свайно-ростверкового основания для газобетонного дома будет целесообразна в таких случаях:

1. Строительство планируется на слабых, переувлажненных грунтах и заболоченных местах.
2. Площадка имеет сильный уклон.
3. Существует вероятность увеличения эксплуатационных нагрузок, тогда фундамент можно усилить без существенных затрат.
4. Высокая плотность застройки участка.

Устройство основания

Свайно-ростверковый фундамент представляет собой опорную систему, в состав которой входят:

• Система свай. Это вертикальные стержни, металлические, бетонные или деревянные. Они погружаются в грунт до появления прочного контакта с твердыми слоями. Как вариант, используются т.н. «висячие» сваи, удерживаемые в грунте за счет силы трения грунта и боковых стенок ствола. Висячие сваи используются реже, поскольку требуют большой длины ствола, что возможно не всегда. Кроме того, висячие сваи склонны к постепенному оседанию, особенно в переувлажненных грунтах.
• Ростверк. Он выполняет двойную функцию — соединяет все стволы в единую жесткую систему, что многократно увеличивает несущую способность каждой единицы, а также выполняет роль опорной линии для несущих стен, наружных и внутренних. Бывают деревянные (брусовые), металлические и бетонные конструкции ростверка, используемые в связке с соответствующим типом свай и материалом стен.

Что такое свайно-ростверковый фундамент

Основным и наиболее распространенным типом фундамента является бетонная лента, расположенная под всеми несущими стенами дома. Она обладает высокой несущей способностью, погружается в грунт ниже уровня промерзания и обеспечивает надежную опору для стен дома.

Однако, создание ленточного фундамента в ряде случаев невозможно. Этому могут препятствовать:

• высокий уровень грунтовых вод;
• рыхлый и нестабильный грунт;
• торфяники, заболоченные или подтапливаемые участки, расположенные в зоне паводков;
• пучинистые грунты с прослойками рыхлого песка и глины.

Копать траншею под заливку ленты в таких условиях либо бессмысленно, либо вовсе невозможно. Одним из альтернативных вариантов является свайно-ростверковый фундамент, опирающийся на плотные слои грунта, располагающиеся на большей глубине. Он состоит из системы свай и верхней обвязки — ростверка. Это деревянный, металлический или бетонный пояс, соединяющий верхушки всех свай в единую систему и распределяющий нагрузки равномерно на все стволы. Ростверк выполняет функции ленточного основания, но отличается от него отсутствием непосредственного контакта с грунтом — пояс «висит» на сваях и удерживает постройку с помощью собственной несущей способности.

Достоинства и недостатки свайно-ростверкового фундамента

Достоинствами свайно-ростверкового фундамента принято считать:

• возможность использовать на любых проблемных грунтах, включая подтапливаемые, заболоченные, торфяники, рыхлые или неустойчивые почвы;
• способность надежно поддерживать постройки на неровных рельефах, складках или склонах. Экономия на земляных работах;
• конструкция не требует большого количества материалов в сравнении с ленточным или плитным фундаментом;
• срок службы такого фундамента составляет несколько десятилетий и вполне сопоставим с длительностью эксплуатации дома;
• работы по строительству свайно-ростверковых оснований могут проводиться при низких температурах (вплоть до -10°);
• несущая способность фундамента достаточно высока (если количество свай выбрано верно);
• опорная система практически не зависит от сезонных подвижек грунта.

Недостатки свайно-ростверковых оснований:

• высокие здания на таких опорных системах не устанавливают, только частные дома в 1-2 этажа;
• подвал или цокольный этаж чаще всего невозможно (или слишком сложно) построить;
• самостоятельный монтаж сложен, настоятельно рекомендуется поручать его опытным профессионалам;
• требуется обследование грунтовых условий участка, бурение пробных (сигнальных) сважин;
• для проведения работ необходимо участие спецтехники — бурение скважин или забивка свай производятся с помощью специализированных строительных машин.

Некоторые недостатки свайно-ростверковых фундаментов не считаются критичными, поскольку достаточно надежной альтернативы, как правило, не существует.

Разновидности свай

Опору на плотные слои грунта обеспечивает система свай. Они могут иметь разную конструкцию:

• забивные;
• буронабивные;
• винтовые;
• оболочки и т.д.

Разновидностей свай много, но в практике индивидуального строительства используют три основных вида — забивные, буронабивные и (реже) винтовые. Первые два вида преобладают, поскольку обладают высокой несущей способностью и надежностью. Винтовые сваи ограничены в своих возможностях, подвержены электрохимической коррозии и редко используются на жилых домах — как правило, их применяют для поддержки служебных построек, бань, хозяйственных сооружений и т.п. При этом, их завинчивают в грунт наподобие шурупов, что проще и не требует практически никакой подготовки.

Забивные сваи используются на торфяниках, заболоченных или подтапливаемых участках, где бурение скважин нецелесообразно. С помощью строительного копра сваю погружают на глубину залегания плотных слоев грунта. Ствол может погрузиться на довольно большую глубину, но контакт с плотными слоями ему обеспечен. Недостатком этого метода является погружение вслепую — иногда отказ сваи означает не опору на плотные слои, а контакт с валуном, попавшимся на линии установки ствола. Кроме этого, забивные сваи не всегда входят в контакт с плотными слоями — часто используется опора за счет силы трения боковых стенок сваи. Как правило, этот способ применяется при больших глубинах залегания плотных слоев, когда сопротивление забиванию сваи становится достаточным для принятия нагрузок от веса дома.

Ростверк, виды и особенности конструкции

Ростверк — это верхний пояс обвязки свай. Он соединяет верхние концы стволов, принимая вес стен дома и распределяя его равномерно по всем сваям. Материалом для изготовления ростверка служат:

• древесина. Используется для строительства служебных или хозяйственных построек, особой долговечностью не отличается;
• металл. Это прочный и самый быстрый в монтаже вариант ростверка. Используется мощный уголок, швеллер или двутавр. Недостаток — склонность к коррозии, необходимость периодического нанесения защитного покрытия;
• бетон. Это самый прочный, но весьма трудоемкий и дорогой вариант ростверка. Для заливки приходится строить опалубку и выполнять все остальные работы, как при строительстве ленточного фундамента. Единственным отличием является отсутствие траншеи и наличие воздушной прослойки между поясом и поверхностью грунта.

Для газобетона необходим мощный и неподвижный ростверк, поэтому, наиболее эффективным вариантом является бетонная лента. Она требует немалых затрат как в плане денежных средств, так и в отношении трудовложений. При этом, учитывая свойства газобетона и его требования в отношении опорных конструкций, рисковать и применять менее надежные конструкции ростверков слишком опасно.

По степени заглубленности ростверки бывают:

• высокий (висячий). Между поясом и поверхностью земли имеется промежуток;
• наземный. Ростверк нижним краем соприкасается с поверхностью грунта;
• заглубленный. Пояс уложен на песчаной подушке в грунт.

Первый вариант классический, используется на водонасыщенных грунтах и подтапливаемых участках. Как правило, высокий ростверк делают деревянным или металлическим, чтобы имелась возможность доступа для обслуживания (ремонт, нанесение защитного покрытия).

Наземный ростверк — это полоса обвязки, соприкасающаяся с грунтом, но не опирающаяся на него в полной мере — опорой являются сваи. Такой вариант делается для исключения задувания ветра или заметания снегом в зимний период, а также для создания нагретого участка грунта под домом. Это позволяет уменьшить морозное пучение и исключить расширение льда.

Заглубленный ростверк часто путают со свайно-ленточным фундаментом, весьма похожим на первый взгляд. Однако, у него нагрузка поровну распределяется между лентой и сваями, а у заглубленного ростверка опора полностью приходится на сваи. Заглубление пояса делается для образования теплого участка под домом, а также для создания дренажной системы, отводящей почвенную влагу (верховодку) от дома. Этот вариант самый сложный, так как по составу работ он равносилен установке свайного поля плюс созданию мелкозаглубленного ленточного фундамента, что не всегда экономически оправданно.

Ошибки при обустройстве

Иногда монтируя фундамент под газобетон с блоками, устанавливают свайно-ростверковую основу с допущением ряда ошибок:

• Проводят неправильный расчет фундамента под газобетонные блоки. Чтобы конечный результат расчетов был верным, учитывают полную массу сооружения и свойства почвы. На свойства грунта влияет местность и движение подземных пластов. Основа под здание из газобетонных блоков – серьезный шаг, от которого зависит прочность и долговечность дальнейшей конструкции. Важно провести правильные расчеты, для этого следует обратиться к строительным инженерам с хорошей репутацией, так как вычисления эти очень сложные и ответственные.
• Неправильный выбор между висячим и загубленным ростверком. Для плавной осадки дома с минимальными потерями используют висячий ростверк, который особо актуален при строительстве зданий на грунтах с большим количеством влаги. На сухих почвах применяют загубленный ростверк. Однако технология монтажа и подготовительные работы схожи в обоих вариантах установки ростверка. На дно ямы высыпают слой песка глубиной 0,3 метра и застилают гидроизоляционными материалами, потом заполняют раствором из бетона.
• Неправильная сборка каркаса из арматуры. Зачастую ошибка заключается в соединении арматурного каркаса со стержнем методом сварки. Важно не задеть стержень в момент сваривания деталей, поэтому соединением каркасов должны заниматься профессиональные сварщики. Не стоит забывать, что при монтаже арматуры, нужно оставлять запас 40 см, так как его отсутствие влечет за собой смещение свай или ростверка.
• Соответствующая область применения свайно-ростверковых фундаментов с газобетоном. Используют свайные конструкции с ростверком в строительстве малоэтажных зданий. Монтирование в свайных фундаментах ростверка не рекомендуется в кирпичных или каменных конструкциях из-за своей дороговизны.

Также строители допускают следующие ошибки при обустройстве ростверка в фундаменте:

• Внизу ростверка отсутствует воздушный промежуток.
• Лишение непрерывности между сваями и ростверком. Монолитность конструкции важна в холодное время года, когда за счет минусовых температур происходит расширение деталей.

Плюсы и минусы

Свайно-ростверковая основа под газобетонные блоки имеет преимущества:

• Относительно небольшая стоимость монтажных работ. Некоторые элементы строительных мероприятий выполняют самостоятельно. Например, пробурить кустарным приспособлением скважины для установки свай. Опоры возможно залить самому на месте установки.
• Возможность устройства на участках с неподходящими свойствами почвы. Свайно-ростверковый фундамент можно возвести при высоком уровне расположения почвенных вод и при глубоком проникновении в грунт низких температур.
• Сроки монтажа. Фундамент можно построить за 15—20 дней.
• Простота используемых материалов. Дает возможность самостоятельно выполнить армирование, приготовление и заливку бетона.
• Хорошие прочностные показатели. Достигаются благодаря сложной системе связки отдельных свай при помощи ростверка в единое целое, что не допускает появление перекосов и неравномерности усадки строения.

Здания со свайной основой не имеют помещений на нулевом этаже.

К минусам свайно-ростверковой основы относятся:

• Отсутствие подвального помещения. Установленные в почву сваи полностью исключают вариант обустройства внутреннего подвала.
• Большая вероятность проседания сооружения. Для отсрочки негативного явления следует периодически выполнять подсыпку для уменьшения зазора между поверхностью почвы и ростверком.
• Горизонтальная неустойчивость. Сваи смещаются в сторону при движении почвы.
• Небольшая площадь ростверковой основы. Это происходит из-за применения сваи, в которых сравнительно малое сечение.

Использование свайно-ростверкового фундамента позволяет вести строительство там, где с традиционной технологией этого сделать невозможно — на заболоченной местности, на морском побережье, в местах с низким уровнем промерзания почвы.

Ростверки классифицируют по критерию способа изготовления на следующие типы:

1. Монолитные, представляющие собой сплошные армированные ленты;
2. Сборные, монтируемые из железобетонных балок;
3. Сборно-монолитные (комбинация из двух предыдущих типов).

Также ростверки разнятся по параметру расположения над почвой. Высокие переводят физическую нагрузку постройки через опоры на более глубокий грунтовой горизонт, низкие же отчасти принимают её на себя.

Для строительства частных газобетонных домов оптимально использовать свайно-ростверковый тип фундамента с монолитной армированной лентой. Такая конструкция будет максимально прочной и устойчивой.

Возведение зданий на свайно-ростверковых фундаментах особенно актуально в случаях:

1. Рыхлости и высокой влажности почвы;
2. На крутых склонах;
3. На грунте с глубиной промерзания выше 1,5 м;
4. При постройке каркасно-щитовых зданий;

Примеры расчета глубины погружения свай

Глубину погружения рассчитывают опытным путем. А вот глубина залегания плотных слоев грунта трудно просчитывается, так как является случайной величиной. Поэтому единственно верный вариант – бурить пробную скважину либо погружать опытную сваю, позволяющую выяснить глубину залегания твердых пород почвы. Так делать требует СНиП, а остальные методы не дают достоверной информации.

Определенная пробным методом глубина – один из показателей, которые используются при выполнении последующих расчетов. Расчеты фундамента свайно-ростверкового типа также предполагают определение числа свай на конструкцию. Его получают посредством деления расчетного веса дома на несущую способность 1 опоры. Так, если условная масса дома составляет 10 тонн, а несущая способность сваи равна 1 тонне, то свай нужно 10 штук.

Схема распределения свай зависит от проекта дома – его конфигурации. Самые ответственные участки в фундаменте – углы конструкции. В процессе проектирования сначала размещают на каждый угол по свае, определяют точку примыкания к несущим стенам, другим нагруженным узлам. Далее остальные опоры равномерно распределяют для адекватного восприятия и распределения нагрузки.

Опытные проектировщики советуют предусматривать определенный запас прочности для фундамента, чтобы он мог выдержать дополнительные нагрузки от эксплуатации, пристроек.

Виды используемых свай

Для устройства свайного фундамента с ростверком под дом из газобетона применяют следующие типы опорных элементов:

• винтовые. Для их изготовления используются стальные трубы, к которым привариваются винтообразные ленты. Образно говоря, такая свая представляет собой большой шуруп, ввинчивающийся в почвенный состав с помощью специальной техники. Установка опорных элементов заканчивается заливкой в трубы бетонного раствора. Способ считается надежным, но подразумевает большие финансовые и трудовые затраты;

• набивные. Под их установку заблаговременно готовятся скважины, в которые помещаются асбестоцементные трубы с армирующими каркасами внутри, и все заливается бетонной смесью М200. Способ не требует значительных расходов, но нуждается в постоянном контроле качества выполняемых работ;
• буронабивные. От простого предыдущего варианта отличаются тем, что в качестве опор используются готовые жб опоры либо трубы;
• забивные. Свайные столбы различного сечения забиваются с помощью спецтехники. Оптимальный вариант таких столбов – опоры трубчатого вида с кольцами из железобетона.

При строительстве небольших домов рекомендуется использовать свайные опоры винтового или буронабивного типа.

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.