Свайный фундамент с монолитным ростверком

Строительство свайного фундамента с монолитным ростверком

Свайный фундамент монолитного типа, несмотря на сложную форму, широко используется в частном строительстве. Он не требует особо трудоемких земляных работ, но при этом достаточно надежен, если нужна опора для легкого и не слишком высокого дома. Устроить под ним полноценный подвал практически нереально.

Свайный фундамент, «обвязанный» поверху сплошной бетонной лентой, представляет собой несколько расставленных по определенной схеме вертикальных опор с высокой несущей способностью. Каждая из них выдерживает от 350 до 3800 кг – в зависимости от характеристик почвы и собственного диаметра. Длинные сваи легко опустить глубоко в грунт, чтобы добраться до плотных опорных слоев, даже если на поверхности он слишком слабый, сыпучий, обводненный или заболоченный.

Монолитный ростверк здесь играет роль жесткой связки, не позволяющей сваям свободно подниматься/опускаться при смещении нагрузки, подвижках либо во время зимнего пучения грунта. Это оказывается очень кстати, если дом сложен из хрупких материалов вроде газосиликата или пеноблоков, которые на разнонаправленные и изгибающие силы реагируют растрескиванием. А сплошная бетонная лента, играющая роль армопояса, принимает давление на себя, выравнивая его в каждой точке.

Характеристика свайного фундамента с монолитным ростверком

Итак, что такое свайный фундамент? Это тот фундамент, когда вся нагрузка от постройки возлагается на сваи. При формировке фундамента в качестве свай задействуют винтовые или забивные изделия. Довольно-таки часто в частном строительстве идут фундаменты из свай в комбинации с ростверком.

Для понимания, что такое монолитный ростверк, стоит охарактеризовать его. Это верхняя область свайного фундамента, которая выполняет функцию по дислокации нагрузки от несущих частей постройки. Выполнение ростверка происходит с помощью плит или балок, которые сводятся в единую систему.

Виды фундамента на сваях

Ростверк этого типа свайного фундамента выполняется из монолитного железобетона либо стального швеллера. Чаще всего используется бетонная конструкция с армированием. Нагрузки она способна выдержать значительные. Вариант, где обвязка металлическая, больше предназначен для легких строений (гаражей, хозпостроек, зданий из СИП-панелей и бань).

Свайный фундамент с металлическим обвязом

Свайный фундамент с монолитной обвязкой

По типу используемых опор свайно-ростверковый фундамент бывает двух разновидностей:

В первом случае это практически полная копия фундамента на винтовых сваях. Только на опорах у него лежит более мощный монолитный ростверк. При этом стальные “винты” для такой конструкции приходится выбирать попрочнее, у которых толщина стенок и диаметр больше.

Те, кто собираются делать основание своими руками, зачастую предпочитают использовать буронабивные сваи в несъемной опалубке в виде асбестоцементных труб. Эта технология проще и дешевле при самостоятельном исполнении.

Виды монолитного ростверка

Различают ростверки по отношению высоты устройства к уровню поверхности земли:

• Высокий или висячий — размещают выше уровня земли (10-15 см, но в индивидуальных случаях эти показатели могут быть выше). Такой тип можно применять на всех типах грунта под зданием, имеющие небольшой вес. Единственным недостатком является то, что возникает обязательная необходимость утепления пустого пространства, которое образуется между землей и ростверком.
• Наземный или промежуточный ростверк сооружают таким образом, что его подошва должна расположиться на уровне земли. Если используется такой тип, то будет отсутствовать пустота между почвой. Главной особенностью этого ростверка является использование только на слабых грунтах.

• Заглубленный ростверк отличается от предыдущих вариантов тем, что его нижнюю часть погружают в грунт, тем самым его уровень расположен ниже поверхности земли. Такой тип представляет собой обычный ленточный фундамент, но в основании, которого, расположены сваи. Такой вариант достаточно дорогой и применятся только во время строительства тяжелых объектов.

Рис. Свайный фундамент с высоким и низким ростверком

Фундамент на буронабивных сваях

Подготовка участка

Перед созданием фундамента необходимо расчистить участок, разметить его в соответствии с проектом здания, отметить места, где будут пробурены скважины. Сваи располагают по периметру строения, под внутренними несущими станами и на углах. Шаг между ними не должен превышать 2 м.

Буронабивные сваи делают, заливая бетон в подготовленные скважины. Обычно в скважины устанавливают опалубку, роль которой могут играть асбоцементные трубы, трубы из пластика, рубероид, ПВХ-пленку. Эти материалы не только придают свае форму и увеличивают ее прочность, но и выполняют гидроизолирущую функцию.

Глубина скважин зависит от глубины промерзания грунта, они должны быть на 50 см глубже этого уровня. 20 см из них приходятся на песчаную подушку. В среднем глубина будет около 10 м.

Для бурения можно нанять бригаду рабочих, можно осуществить его своими силами с помощью ручного бура. Диаметр скважины должен быть равен примерно 20 см.

После насыпания песочной подушки в скважины опускают трубы. Они должны подниматься над уровнем почвы на одинаковую высоту, это можно проконтролировать с помощью нивелира или уровня. Далее в трубы опускают арматуру. Для армирования свай используют металлические прутья, на каждую опору их нужно 3 или 4. Прутки соединяют поперечными хомутами, получается такая конструкция, как на фото.

Арматура должна подниматься над верхней частью свай на 40-50 см, чтобы ее можно было соединить с арматурой ростверка. Устанавливают ее в трубах таким образом, чтобы между арматурой и оболочкой было не менее 2 см — это позволить полностью покрыть каркас бетоном.

После этого в трубы заливают бетон. Для уплотнения используют вибратор, но если его нет, можно использовать метод штыкования с помощью металлического прута или трубы. Залитые сваи оставляют на 4 недели для застывания и набора прочности.

Железобетонный ростверк

Сначала устанавливают опалубку. Ее можно сделать из обрезной доски в виде желоба шириной не меньше, чем толщина будущих стен, и высотой примерно 30 см. Определенная сложность состоит в том, что у ростверка есть висячие части, под которые на время застывания бетона нужно будет поместить подпорки. Опалубку устанавливают на нужной высоте, после застывания бетона ее снимают. Можно использовать и несъемную опалубку, например, из пеноплекса, которая будет играть роль утеплителя и гидроизоляции.

Железобетонный ростверк также обязательно армируется. Для армирования берут металлические прутки толщиной 10-12 мм, они располагаются вдоль сторон конструкции. Между собой они связываются в два пояса поперечной арматурой толщиной 6-8 мм, можно гладкой. Из такой же арматуры делаются вертикальные ребра, соединяющие пояса. Под нижний пояс подкладывают деревянные бруски, чтобы арматура была полностью погружена в бетон. С помощью вязальной проволоки каркас ростверка связывается с выступающей частью арматуры свай, также можно их сварить.

На видео показано, как правильно армировать свайно-ростверковый фундамент.

Заливают ростверк за один раз, поэтому сразу нужно приготовить необходимое количество бетона. Важно, чтобы в слое бетона не было полостей, пузырей. После заливки бетон уплотняют.

Особенности

Технология предусматривает наличие отдельно стоящих опор и связующего элемента – ростверка. Глубина заложения свай зависит от геологических условий на участке и конструктивных особенностей здания. Бурение скважин на большое расстояние позволяет увеличить площадь соприкосновения опоры здания с грунтом. За счет этого увеличивается трение. Такие фундаменты способны выдерживать большие нагрузки.

Схема устройства

Устройство буронабивных свай обладает одним серьезным недостатком: все опоры работают по отдельности. Такой вариант увеличивает вероятность неравномерных осадок, которые опасны практически для всех видов зданий. Чтобы предотвратить разрушение стен, предусматривают железобетонный ленточный ростверк. Его армирование позволяет хорошо воспринимать изгибающие нагрузки и объединять все опоры в один фундамент. Технология изготовления ростверка может быть различной в зависимости от геологических условий.

Что это такое?

Конструкция такого фундамента содержит комплекс вертикально заглубленных свай и пояс обвязки, который принимает нагрузку, а затем передает ее на опоры.

Технология сооружения этого типа фундаментов четко описана в СНиП 2.02.03-85. Сконструированы разные типы обвязки со всевозможными сваями, материалом и габаритами ростверка.

Удачное сочетание элементов дает оптимальную конструкцию, гарантирующую требуемый спектр параметров.

Конструктивные особенности

Существует всего два варианта заливки монолита:

• связывание всех свай в цельную систему;
• последовательное соединение всех опор ростверком.

Монолитную плиту заливают под всем зданием, а ленту — лишь под несущие стены. Для частного домостроения применяют ленточный тип, поскольку особо тяжелые сооружения на загородном участке сооружают редко.

У ленточной системы несколько разновидностей:

1. Высокое расположение. Ростверк поднимают выше грунта.
2. Наземное расположение. Подошва монолита опирается на почву.
3. Низкий. Заливку выполняют, погружая ростверк в выкопанную между опорами траншею.

Большинство хозяйственных построек возводят на свайных фундаментах с ленточным ростверком — это наиболее дешевый и простой в исполнении вариант сооружения.

Целесообразность использования

Залитый из бетона ростверк на сваях рекомендовано использовать, когда плотный шар грунта залегает глубоко. Также такой вариант предпочтителен для сложных грунтов:

• высокий подъем почвенных вод;
• всевозможные торфяники;
• слишком глинистая почва.

Ограничение использования — скальные либо обломочные грунты, где сложно пробурить скважины.

Основание на опорах — единственный вариант при наклонном или рельефном горизонте участка. Не нужно в такой ситуации выполнять выравнивание грунта, достаточно оголовки опор выставить по единому уровню. Лента образует сплошной фундамент под несущими и внутренними стенами.

Фундамент практичен для легких зданий:

• деревянных,
• каркасных,
• невысоких кирпичных либо блочных домов.

Если сооружение тяжелое, рекомендовано применять заглубленный ростверк, равномерно распределяющий вес здания по всему своему периметру непосредственно на поверхность грунта. Свайные конструкции удобны при строительстве около иных объектов, поскольку не требуют переноса коммуникаций.

Преимущества и минусы

Несомненный плюс такого свайной системы — повышенная прочность. Смонтированное на таком фундаменте здание будет долгие годы стоять устойчиво.

Немало у конструкции и иных преимуществ:

1. Не много земляных работ.
2. Существенно снижен расход бетона в сравнении с традиционным фундаментом.
3. Столбы разрешено монтировать даже зимой.
4. Фундамент не проседает после морозного пучения либо подтопления.
5. Мизерный контакт основания с грунтом снижает потери тепла.
6. Устройство фундамента отнимает меньше времени.

Конструкции присущи и некоторые минусы:

• нельзя устраивать такое основание при горизонтальной подвижности почвы;
• невозможно соорудить цокольный этаж либо подвальное помещение, если не заполнить промежутки между сваями (забирка);
• не рекомендовано возводить на этом фундаменте громоздкие здания.

Подготовительные мероприятия для устройства буронабивного фундамента

Для того, чтобы фундамент в котором используются буронабивные сваи с ростверком имел высокие характеристики прочности и надёжности необходимо произвести расчёты допустимых нагрузок.
Чертёж с названия элементов буронабивной сваи



Это даёт возможность оптимально подобрать диаметр свайного основания и необходимое их количество для конкретного места строительства и типа используемого материала постройки.
При проведении расчётов используются следующие данные:

• ориентировочный вес будущего здания с допуском в большую сторону;
• конструкция возводимого здания, наличие внутренних стен, пристроек, зон с дополнительным выносом;
• тип грунта и его особенности;
• точка промерзания грунта и высота подъёма грунтовых вод;
• планируемый диаметр свай и показатель прочности цемента;
• длина и запас прочности арматурных элементов;
• коэффициенты стандартных продольных нагрузок земляного грунта на сваи.

Надо отметить и то, что в соответствии со строительными нормами при расположении свай должно быть учтено следующее:

• максимальное расстояние между сваями составляет 2 м;
• минимальное допустимое расстояние может быть не менее 3-х диаметров самой сваи.

Схема и необходимые расстояния буронабивного фундамента с ростверком


В зависимости от полученных данных выполняют составление окончательного плана и расчета фундамента с точками расположения свайных конструкций. На основании данного плана выполняют разметку непосредственно на местности с соблюдением размеров и параллельности сторон.
По факту нанесения разметки приступают к непосредственному бурению грунта для устройства свайно-набивного фундамента
Схема устройства и бурения грунта под сваи

Порядок действий:

• Подготовка. Площадь участка освобождается от посторонних предметов и растений, производится тщательная разметка. Колышками отмечаются точки установки свай.
• Подготовка скважин. На отмеченных точках производится бурение на заранее определенную глубину. Внутрь скважин сразу закладываются гильзы из пластиковых труб или свернутого рубероида. Собирается и опускается в каждую скважину арматурный каркас.
• Заливка бетона. Полости скважин заполняют бетоном, штыкуют его, удаляя пузырьки воздуха. Залитый бетон выдерживают в течение 20 дней до набора конструкционной прочности.
• Сборка опалубки. Пока застывают скважины, производится тщательная сборка опалубки под заливку ростверка. Обычно используют обрезную доску толщиной 25-40 мм. Щиты собирают и устанавливают в нужном положении, контролируя совпадение по осям и горизонтали. Внутренняя часть застилается полиэтиленом или рубероидом.
• Арматурный пояс. Каркас собирается и устанавливается внутрь опалубки. Арматура, торчащая из скважин, сваривается со стержнями ростверка, образуя единый пояс.
• Заливка ростверка. После затвердения скважин производят заливку ростверка. Используется бетон марок М200 и выше. Заливку выполняют за один раз, без длительных перерывов. После этого раствор штыкуют, накрывают полиэтиленом или мешковиной и выдерживают 28 дней до полного застывания.

Опалубку можно снимать через 10 дней после заливки. По окончании срока выдержки приступают к дальнейшим работам.

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.

Использование нивелира важно и в дальнейшем. При сравнивании горизонтальной плоскости по верхушкам вгоняемых в землю свай.

(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.

Рекомендуется особое внимание обратить на углы. Они выполняют важную функцию двойного назначения: связывают соединения по углам и отвечают за распределение равномерной тяжести постройки по всей площади основания.

(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.

В идеале должно получиться так, чтобы на все вбитые сваи была возможность уложить правильно сразу все ростверки. Если все сделано грамотно, то ростверки будут горизонтальны по всем направлениям соединений между столбами.

(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.

Применение свайного фундамента с монолитным ростверком

На таком фундаменте строят здания малой высотности, не более 2 этажей. Применение его обусловлено важными факторами качества грунта:

• наличием местности с перепадами грунта,
• многослойные почвы, где сверху торф или песчаник, а глубже залегает слой глины,
• зоны с вечной мерзлотой,
• грунт, состоящий из плитняка.

Устройство свайного фундамента освобождает от большого объёма земляных работ. Позволяет экономить до 40% материалов и затраченных на них средств по сравнению с более сложными примерами основ зданий.