Свайно-ростверковый фундамент. его особенности, плюсы и минусы

Конструирование и расчет

Перед проектированием фундамента необходимо провести ряд важных инженерных расчетов. Полученная информация позволит правильно выбрать характеристики основания, тем самым обеспечив устойчивость и долгий срок службы возводимой конструкции.

Расчет свайно-ростверкового фундамента представляет собой следующие математические операции:

Расчет массы сооружения с учетом веса кровли, перекрытий, стяжки, стропильной системы, а также удельного веса одного квадратного метра строительных материалов.
Определение полезной нагрузки. Параметр включает вес мебели, облицовки стен, людей и прочее. Согласно актуальным строительным нормативам, полезная нагрузка на один квадратный метр жилого дома принимается равной 100 кг.
Расчет снеговых нагрузок на всю площадь кровли.
Нахождение суммарной нагрузки на фундамент.
Расчет несущей способности одной опоры по формуле.
Определение количества свай путем деления общей нагрузки дома на несущую способность одного столба.
Расчет ростверка включает: определение нагрузок, глубины закладывания, габаритов фундамента, несущей способности, сил давления на боковые поверхности, изгибающих моментов на основание и т.д.

Для обеспечения надежности основания выбирают минимальное расстояние между столбами – от 1,5 до 2,5 м. Как правило, ширина ростверка больше толщины свай на 250 мм, при этом его ось должна совпадать с разбивочной осью сооружения.

Расчет свайно-ростверкового фундамента представляет собой совокупность сложных математических вычислений. Получить исходные данные, описывающие особенности грунта, можно из геологических изысканий.

Малейшие ошибки в расчетах и неправильно подобранные коэффициенты приведут к нарушению технологии и снижению срока службы фундамента. Как правило, проектирование фундаментов под сооружения I и II класса ответственности доверяют профессионалам.

Много важной и полезной информации о свайно-ростверковом фундаменте найдете в этом разделе

Устройство монолитного ростверка

Устройство ростверка производится в несколько этапов:

возведение опалубки;
армирование;
заливка бетоном

Устройство опалубки

Рассмотрим наиболее распространенный способ устройства опалубки монолитного ростверка:

размечаются края будущей опалубки. По линиям разметки с шагом 50-90 см в грунт забиваются бруски сечением 50х50 мм (строго вертикально!). Получится два ряда колышков, вбитых по периметру будущего ростверка;
каждую пару колышков, стоящих напротив друг друга, надо соединить такими же брусками (поверху);
на каждую полученную П-образную конструкцию из брусков набить доску шириной 3-4 см. ее верхний срез должен располагаться на уровне днища будущей опалубки;
укладываются горизонтальные доски, в которых предварительно вырезаются отверстия под сваи;
устанавливаются вертикальные стенки опалубки и приколачиваются гвоздями к брускам, стоящим вертикально;
собранная опалубка изнутри выстилается полиэтиленовой пленкой.

Вы хотите узнать как расчитать расстояние между сваями фундамента?

Свайный фундамент с ростверком

Вас очень интересует устройство теплого пола электрического под плитку.

Армирование ростверка

Арматурный каркас должен быть полностью утоплен в бетон со всех сторон. Поэтому, прежде чем приступать к армированию, надо на дно опалубки (в поперечном направлении) уложить бруски любой ширины, но одинаковой толщины – от 30 до 50 мм.

Нижний ряд арматурных стержней укладывается на бруски и связывается между собой. Связи должны обеспечивать одинаковое расстояние между стержнями.

Верхний ряд (пояс) арматурного каркаса подвешивается к поперечным брускам, которыми мы связали стойки опалубки. Далее верхний и нижний пояса связываются между собой.

В результате получается каркас, подвешенный на проволочках.

Количество арматуры

Необходимое количество арматуры можно подсчитать, исходя из соотношения площади поперечного сечения ростверка и суммы сечений всех стержней. Оно составляет 1000:1. Порядок расчета следующий:
— умножьте ширину ростверка на его высоту и поделите результат на 1000;
— полученное число разделите на площадь сечения одного стержня.
В результате таких несложных расчетов вы определите минимально необходимое количество арматуры».

При этом следует учесть, что между рядами арматуры должно быть не более 150 мм.

Заливка ростверка

Для заливки ростверка применяются бетоны марок М300 и М350. Во время заполнения опалубки бетонной смесью ее обязательно штыкуют, чтобы выгнать воздух, который может оказаться «запертым» в толще бетона.

Это можно делать при помощи арматурного прутка. Более прогрессивный метод – применение специального вибратора. Покупать его дорого, да и нет смысла – не так уж часто частный домовладелец занимается строительными работами. Но это оборудование можно взять в аренду.

Вот, собственно, и весь перечень работ, которые придется выполнить домашнему мастеру при устройстве свайно-ростверкового фундамента. После затвердения бетона можно приступать к возведению здания.

Видео строительства фундамента на буронабивных сваях с монолитным ростверком.

https://youtube.com/watch?v=or8Mo7tTqh0

Расчёт

Чтобы произвести расчёт, надо собрать всю информацию о территории, на которой планируется возведение конструкции.

Для расчётов нужны сведения о:

физико-географических условиях;
геологическом строении;
гидрологических условиях;
физических свойствах грунта.

На основе этой информации:

определяются параметры ростверка;
вычисляются нагрузки;
рассчитывается глубина заложения;
определяется необходимое количество опор;
вычисляется диаметр свай или столбов.

Эту работу желательно поручить специалистам, так как минимальный промах в расчетах ведёт к плачевным последствиям.

Классификация ростверка по виду применяемого стройматериала

Рассмотрим, из какого материала можно сделать ростверк. Для изготовления ростверковой обвязки применяются различные стройматериалы:

бетон, усиленный арматурной решеткой;
металлопрокат различного сечения;
высушенная и обработанная древесина;
марочный бетон без арматуры.

Монолитный железобетонный ростверк

По эксплуатационным характеристикам конструкции из железобетона прочнее бетонных.

Ростверк железобетонный благодаря прочной арматурной решетке обладает следующими достоинствами:

повышенной нагрузочной способностью;
продолжительным периодом эксплуатации;
высоким уровнем надежности;
достаточной жесткостью;
способностью воспринимать увеличенные сжимающие нагрузки.

Для армирования применяются стальные прутки, соединенные в общий каркас, а также готовые пространственные решетки.

Монолитный ростверк представляет собой цельную конструкцию, заливаемую непосредственно на строительной площадке

Конструкция из металла

Силовой пояс из металлопроката позволяет обеспечить требуемый запас прочности. Технология сооружения предусматривает выполнение следующих операций:

Нарезку заготовок из швеллера или двутавра.
Установка профильного проката на торцы колон.
Сварку отдельных балок в общий контур.

Для повышения стойкости к воздействию коррозии нанесите защитное покрытие.

Ростверковая основа из древесины

Прочность древесины позволяет воспринимать массу легких деревянных или каркасных строений. Для обеспечения долговечности деревянных брусьев:

тщательно высушите материал;
пропитайте древесину антисептиками;
гидроизолируйте поверхность балок рубероидом.

Ресурс эксплуатации зависит от качества подготовки материала.

Бетонный ростверк

Последовательность действий по обустройству ростверкового фундамента из бетона аналогична сооружению железобетонного пояса. Основное отличие – бетонирование силовой обвязки без арматурных каркасов. Восприимчивость бетона к воздействию растягивающих усилий и изгибающих моментов ограничивает область использования бетонного ростверка.

https://youtube.com/watch?v=OYFQiCON_5Q

Плюсы и минусы свайно-ростверкового фундамента

Принцип проектирования любого фундамента заключается в обеспечении несущей способности, снижении сил пучения. Другими словами – если поставить здание на рыхлый грунт, оно просядет в землю, неравномерное вспучивание накренит его набок, сделав эксплуатацию невозможной.

Первая проблема решается прохождением насыпных или нестабильных горизонтов грунта и расположение подошвы фундамента на пласт с достаточной несущей способностью. От сил пучения избавляются несколькими способами:

выемка грунта для замены нерудным материалом, уплотненным послойно (обратная засыпка пазух скважины или шурфа);
сохранение геотермального тепла недр под зданием (утеплитель под основанием фундамента, боковой отмосткой и на всю высоту фундамента, от подошвы до верха цоколя с продолжением на стены);
осушение периметра коттеджа (кольцевой дренаж + ливневка в отмостке).

Недостатки любого из указанных методов по умолчанию заключаются в увеличении бюджета строительства.

Если выбрать глубокий ленточный фундамент, придется бурить скважины ниже отметки промерзания, закупить несколько самосвалов песка для обратной засыпки и подушки. При заливке плиты, обладающей максимальной опорной поверхностью, придется заказать несколько миксеров, потратить средства на огромное количество арматуры.

Сваи лишены большинства этих недостатков по умолчанию:

их погружают ниже отметки промерзания, до уровня несущего пласта;
несущая способность увеличивается боковыми силами трения;
выдергивающие усилия пучнистых грунтов для цилиндров небольшого диаметра гораздо меньше, чем для ленты или плиты;
ленточный фундамент по их оголовкам, называемый ростверком, воспринимает конструкционные и эксплуатационные нагрузки от здания, равномерно распределяя их на свайное поле.

Таким образом, при нормальной устойчивости свайно-ростверковый фундамент почти не испытывает сил пучения и опрокидывания, обладает запасом несущей способности.

Сваи имеют следующие плюсы:

низкий бюджет строительства – минимально возможный у винтовых, чуть дороже у буронабивных модификаций свай;
время возведения – производительность погружения винтовых свай 20 – 30 за смену, буронабивных в 1,5 раза ниже, что на порядок превосходит любую другую технологию;
ландшафт – для коттеджей на слонах и болотистой местности это практически единственное решение;
геология – при выборе этих технологий геологические изыскания можно не делать (экономия от 30 тысяч рублей), заменив их пробным вкручиванием винтовых свай в пятне застройки;
уровень грунтовых вод (УГВ) – ограничения полностью отсутствуют, причалы и дома могут нависать над водой;
ремонтопригодность – 100%, все прочие фундаменты реставрируются именно винтовыми сваями.

Фундамент на буронабивных сваях с железобетонным ростверком

Пошаговая инструкция по устройству ж/б ростверка:

Подготовка инструментов и материалов. Заказа бетона класса В17,5…22,5. При необходимости можно выполнить подсыпку из мелкого щебня или гравия под будущую обвязку.
Монтаж опалубки. Высота опалубки должна быть на 10 см выше высоты ленточного ростверка. Для опалубки можно использовать доски или щиты, которые должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать нагрузку бетона.
Армирование и связка свайной части и ростверка. Арматурный каркас из стержней создается на специальных подставках, позволяющих расположить стержни в пространстве. Вязка армокаркасапроизводится вручную при помощи специального крючка или пистолета. Продольные и поперечные стержни связываются проволокой сечением 0,8…1,5 мм. Проволоку рекомендуется нарезать заранее. Армокаркас устанавливается в опалубку, где происходит его связывание с арматурой свай. Соединение должно быть максимально жестким.
Заливка опалубки с армокаркасом бетонной смесью. Чтобы правильно залить бетон нужно смесь распределять равными горизонтальными слоями толщиной 10-15 см. Каждый слой после заливки утрамбовывается виброинструментом. Затем заливается следующий слой.
Уход за бетоном в период затвердевания. Конструкцию необходимо защищать от ветра, осадков и УФ-лучей. При сухой погоде и температуре выше +22 С бетон следует периодически увлажнять.
Разборка опалубки. В первую очередь демонтируются распорки и крепления, а затем доски. Опалубка должна легко отходить от застывшего бетона, если этого не происходит, то смесь окончательно не застыла и не набрала прочность.

При самостоятельном замесе бетона важно точно следовать рецептуре для выбранного класса. Например, для приготовления смеси В22,5 (М300) необходимо соблюдать пропорцию цемент/песок/щебень = 1,2/4,4/3, а для соотношения вода/цемент = 0,53…0.55/0,60

Что такое свайно-ростверковый фундамент

Свайный фундамент, наверное, представляют себе все: это некоторое количество свай, заглубленных в грунт до уровня несущего слоя или ниже уровня промерзания. В чистом виде этот тип фундамента используется редко. Виной тому своеобразная конструкция, которая не позволяет перераспределять между сваями нагрузку от дома. Потому свайный фундамент в основном делают под срубы из бревна или бруса, иногда — под каркасные постройки. Эти типы стройматериала, из-за своих особенностей, сами перераспределяют нагрузку. С домами из других материалов они совместимы плохо.

Зато их усовершенствованный вид — свайный фундамент с ростверком — лишен многих недостатков и может использоваться и под кирпичные, и под блочные постройки. В них все опоры завязаны при помощи ленты из металла или железобетона (бетона) в единую конструкцию. Эта лента и называется ростверком.

Так выглядит свайно-ростверковый фундамент вынутый из земли

Ростверк — это часть фундамента, объединяющая оголовки свай и служащая опорой для стен. Именно ростверк принимает, и за счет замкнутой конструкции, перераспределяет нагрузку, передавая ее на сваи. Он может быть металлическим, деревянным, бетонным или железобетонным. По типу исполнения бетонные (железобетонные) ростверки бывают низкими и высокими.

Различают свайные фундаменты с высоким и низки ростверком

Высокий ростверк находится выше уровня земли. Чаще всего его делают из металла — швеллеров большого сечения или квадратных металлических труб. Еще делают такой ростверк из бетона, но его устройство сложнее: приходится придумывать, как залить ленту на расстоянии от земли.

Как работает ростверк и что он дает

Любой дом в разных частях будет давать разную нагрузку: отделка, мебель, санфаянс, другие вещи размещены неравномерно. Следовательно, и нагрузка от разных его частей будет разной. Ростверк принимает на себя эти неравномерные нагрузки и перераспределяет их. Сваям уже передается «выровненная» нагрузка.

Чем отличаются свайные и свайно-ростверковые фундаменты (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Чем это хорошо? Тем, что при одинаковой нагруженности свай, меньше шансов на то, что они будут усаживаться неравномерно. А неравномерная усадка ведет, как известно, к трещинам в фундаменте и стенах. Потому свайно-ростверковый фундамент более стабилен. Хотя главный недостаток свайных фундаментов остается: мы не можем знать, что за грунт находится под каждой из свай. Потому спрогнозировать их поведение нереально. Именно поэтому их не очень любят архитекторы: гарантировать многолетнюю эксплуатацию дома невозможно.

Ленточный фундамент на сваях

Более предсказуемы в этом плане низкие ростверки. Они начинаются обычно ниже уровня земли и отливаются из армированного (или нет — зависит от проекта) бетона. Причем арматура свай связывается с арматурой ростверка.

В этом случае ростверк — это мелкозаглубенный ленточный фундамент и изготавливается он по той же технологии. Отличается тем, что имеет жесткую связь со сваями, что в разы повышает надежность и устойчивость конструкции. Еще такие фундаменты называют ленточными на сваях или свайно-ленточными. Такая конструкция является почти идеальной: сочетает в себе плюсы свайного и ленточного фундамента, в значительной мере компенсируя их недостатки.

Устройство свайно-ленточного фундамента (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Как он работает? Нагрузка от дома передается на ленту. Благодаря наличию продольной арматуры перераспределяется по всей площади. Так как лента опирается и на грунт, то часть нагрузки передается ему, остальная приходится на сваи. При этом нагрузка и усадка равномерны: их «выравнивает» лента.

О монолитных ленточных фундаментах можно прочесть в этой статье.

В зимнее время, когда начинают на фундамент воздействовать силы пучения, проявляются все плюсы свайно-ленточного фундамента. Если дом стоит на пучнистых грунтах, их глубина заложения ниже уровня замерзания, очень сложно представить условия, при которых дом перекости или он даст неравномерную усадку.

При воздействии сил пучения на ленту, «пятки» свай, да и они сами, не дают возможности грунтам сдвинуть фундамент. Потому ленточно-свайные фундаменты — 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.

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.

Сергей Юрьевич

Строительство домов, пристроек, террас и веранд.

Задать вопрос

Длина ростверка — это сумма периметра фундамента и несущих стен. Формула подходит для расчета ширины повышенного и заглубленного основания. Еще один способ вычисления ширины обвязочнойленты без использования формулы: ширина равна диаметру используемых свай плюс 25-35 см. Ширина висячего ростверка определяется в ходе сложных расчетов, которые можно произвести при помощи специальных инженерных программ.

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.

Создание свайно-ростверкового фундамента своими руками

Сооружение свайно-ростверкового фундамента вполне возможно сделать своими руками. Для строительства небольших зданий (беседки, дачные домики) выбирают ростверк на столбчатом основании, свайный вариант подходит для зданий постоянной эксплуатации. Работы лучше всего выполнять в конце весны, в самом начале лета либо ранней осенью. Сначала готовят площадку, очищая от растительности и мусора, потом реализуют дальнейшие этапы выполнения работ.

Предварительно нужно подготовить материалы и инструменты, заказать бетон класса прочности В17.5-22.55 либо закупить ингредиенты, из которых он будет приготовлен в бетономешалке. Под будущую обвязку в случае необходимости нужно подсыпать гравий или мелкий щебень.

Опалубка

Опалубка монтируется выше на 10 сантиметров, чем высота ленточного ростверка. Опалубку делают из деревянных щитов или досок достаточного уровня прочности для того, чтобы не треснуть и не разойтись под весом бетона.

Как выполняется армирование

Сборно-монолитный ростверк обязательно должен армироваться. Для армирования выбирают стальные прутья сечением 12-18 миллиметров, глубина зависит от проекта, но сетку закладывают равномерно, с шагом в 15-30 сантиметров. Обвязка монтируется по всему периметру основания ленты.

Проволоку нарезают заранее, каркас устанавливается в смонтированную опалубку, там связывают с арматурой свай максимально жестко. В проступающей над уровнем почвы верхней части свай сверлят отверстия, через них пропускают закладные, к ним крепят продольные хлысты арматуры. Стальные прутки заводятся внутрь свай, хлысты связывают между собой, с верхними хлыстами. Внутрь свай арматура укладывается слоем в 2-3 прутка.

Бетон

Заливка бетона осуществляется равными горизонтальными слоями, толщина которых должна составлять 10-15 сантиметров. После заливки каждый слой последовательно трамбуется виброинструментом, потом лишь заливается следующий.

Для заливки ростверка подойдет марка бетона М300 или М350.

Ростверк: погода и температурно-влажные условия

Устройство ростверка осуществляется в жаркую погоду, безветренную желательно, без осадков. Прямые солнечные лучи попадать на поверхность тоже не должны. Если температура воздуха отрицательная, бетону нужно обеспечить минимальные потери тепла на всех этапах – от приготовления до укладки. Если работы выполняются на пучинистых грунтах, землю сначала прогревают до плюсовой температуры, защищают от промерзания.

Разборка опалубки

После завершения заливки бетона опалубку демонтируют, сначала снимая крепления и распорки, лишь после этого доски. Опалубочные щиты должны легко отходить от застывшего монолита, если же такой ситуации не наблюдается, это говорит о том, что раствор еще не застыл и нужной прочности не набрал.

Сушка и уход

Когда залит бетонный ростверк, нужно обеспечить правильный уход за монолитом. Конструкция надежно защищается от солнечных лучей, ветра, осадков. Поверхность накрывают полиэтиленовой пленкой, периодически увлажняют водой, если температура воздуха превышает отметку в +22С.

Гидроизоляция

Бетонный ростверк должен быть гидроизолирован, особенно актуально это при сооружении свайно-ростверковых фундаментов заглубленного типа. Также желательно изолировать от влаги повышенные ростверки.

Варианты гидроизоляции:

Проникающая – специальный раствор с прекрасными адгезионными характеристиками покрывает фундамент.
Обмазочная – обвязку покрывают битумной мастикой.
Напыляемая – жидкие составы с высокими водоотталкивающими свойствами наносят при помощи пульверизатора.
Рулонная – ленту обмазывают мастикой, сверху кладут рулонный материал.

Выбор метода и материала для гидроизоляции зависит от типа грунта, уровня грунтовых вод, вида ростверка, финансовых возможностей и других факторов.

https://youtube.com/watch?v=6kTvaRF97w4