Характеристика свайного фундамента с ростверком
Свайный фундамент – это конструкция, в которой нагрузка на грунт от сооружения передается через сваи, что представлены частично или полностью заглубленными в грунт столбами или брусьями. Для жесткой и надежной связи верхних частей свай устраивается ростверк. Данный тип фундамента рационально использовать при возведении строений на водонасыщенных слабых грунтах, на склонах, имеющих крутой уклон, в районах, где глубина промерзания грунта превышает 2 м, также, если вес будущего строения превышает 350 т.
Сваи представляют собой металлические, деревянные или бетонные заостренные, длинные или имеющие пяту стержни круглого или квадратного сечения. Они погружаются в грунт в готовом виде или изготавливаются непосредственно в толще грунта. В готовом виде свая имеет с одной стороны острый конец, которым при помощи специальной строительной техники погружается в толщу грунта, проходя подвижные слои, упирается в твердую почву. При изготовлении свай в грунте выполняется бурение скважин, которые, впоследствии, армируются и заливаются бетоном.
Фундамент с ростверком не подойдет для многоэтажных построек
фундамент с ростверком: что это за элемент и зачем он необходим
Рассматривать данный вопрос необходимо начать с определения: что такое ростверк фундамента. Внутренний строительный элемент представляет собой горизонтальную бетонную, стальную или деревянную перемычку, связывающую разрозненные элементы столбчатого или свайного фундамента между собой, в результате чего создается ровная площадка для монтажа окладного венца. Ростверк воспринимает нагрузку от несущих конструкций здания и равномерно распределяет ее на опоры, которые передают нагрузку на грунт.
Ростверк сэкономит время, деньги и силы на строительство основания
Такая конструкция по своей жесткости и прочности не уступает традиционному ленточному фундаменту, но цена ростверкового фундамента будет намного ниже, что связано с меньшими трудозатратами и трудоемкостью работ.
Конструкция основания создается с использованием каркасной технологии, где столбы или сваи воедино связываются между собой для образования прочного основания. Фундамент с ростверком сооружается на глинистых, торфяных, лессовидных, суглинистых, пучинистых и илистых грунтах. Строительство дома может быть выполнено на территориях с витиеватым рельефом или на склонах.
Сваи или столбы
Выбирать опоры под будущий жилой дом – ответственное занятие. Конечно, наиболее дешевыми станут столбы из кирпича или блоков. Однако, они годятся для небольших одноэтажных домиков без постоянной нагрузки – дач, например. Для объектов в несколько этажей, с круглогодичным проживанием требуется надежность – сваи. Они бывают нескольких видов:
- Железобетонные. Внешне представляют собой круглые или квадратные отлитые столбы с заострением на конце, для легкого вхождения в грунт. Для них выкапывают ямы, в которые помещают опоры и заливают бетоном. Предварительно концы свай гидроизолируют от влажности грунта, так как цемент и остальные компоненты крошатся из-за промерзания, накапливания сырости и прочих природных катаклизмов.
- Металлические винтовые. Разная длина дает возможность устраивать сваи на любую глубину – она всегда должна быть ниже точки промерзания. Удобные оголовки позволяют ввинтить ростверк в поверхность надежно и прочно.
- Деревянные. Такие сваи крайне ненадежны из-за своей расположенности к порче, гниению, плесени, растрескиванию. Либо должны выполняться из пород инертных к сырости – лиственница, кедр. Соответственно цена таких опор высокая и для бюджетного строительства неприемлемая.
Оптимальный вариант строительства – стальные винтовые или железобетонные сваи. Установить их можно вручную без привлечения строительной техники
Важно правильно подобрать количество опор, чтобы объект оставался надежным и устойчивым в любое время
Плюсы и минусы свайно-ростверкового фундамента
Подбирая основание для будущего строения необходимо изучить плюсы и минусы свайного фундамента с ростверком. Такая конструкция имеет отличную устойчивость и высокую несущую способность
Это особенно важно для строительства домов на почвах, которые склонны к подвижкам. Данный тип фундамента часто встречается в сейсмически активных зонах, когда основа останется неподвижной при небольших землетрясениях
Ростверк лишь соединяет сваи и равномерно распределяет нагрузки между ними
Важно! Классические сваи способны выдерживать нагрузку до нескольких тонн. Свайно-ростверковый фундамент целесообразно выбирать для строительства сооружений на грунтах со сложной структурой, особенно в горной местности, которая характеризуется небольшим слоем сыпучего грунта
Производители выпускают сваи различной длины, что позволяет возводить фундамент на склонах, а также создавать криволинейные объекты. Свайно-ростверковый фундамент является идеальным основанием для строительства здания из любого материала
Свайно-ростверковый фундамент целесообразно выбирать для строительства сооружений на грунтах со сложной структурой, особенно в горной местности, которая характеризуется небольшим слоем сыпучего грунта. Производители выпускают сваи различной длины, что позволяет возводить фундамент на склонах, а также создавать криволинейные объекты. Свайно-ростверковый фундамент является идеальным основанием для строительства здания из любого материала.
Благодаря тому, что ростверк не контактирует с землей, исключается вероятность подтопления сооружения грунтовыми водами, попадания в дом грызунов и различных насекомых. Для возведения свайного фундамента с ростверком нет необходимости в предварительной очистке и выравнивании площадки строительства, что уменьшает трудоемкость и себестоимость работ
Возводить фундамент можно самостоятельно без привлечения мощной строительной техники, что особенно важно в условиях плотной застройки или на небольших земельных участках
Однако данная конструкция имеет свои недостатки. При проектировании этого типа фундамента следует выполнить точные расчеты с привлечением специалиста. Здесь следует учесть длину, диаметр, вес, количество свай и их точное месторасположение.
Ростверк будет идеальным вариантом для загородного дома
Важно! Свайный фундамент не рекомендуется использовать для тяжелых, массивных сооружений даже за счет увеличения диаметра свайных элементов. Еще одним недостатком является трудоемкий ремонт основания, который потребует сооружения подпорных стенок или установки дополнительных свай
Возведение свайного фундамента с ростверком исключает устройство подвального помещения и требует дополнительного утепления нижней части здания
Еще одним недостатком является трудоемкий ремонт основания, который потребует сооружения подпорных стенок или установки дополнительных свай. Возведение свайного фундамента с ростверком исключает устройство подвального помещения и требует дополнительного утепления нижней части здания.
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 видов 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.
Монтаж ростверка своими руками
Определившись с нужным вариантом и закупив требуемое количество свай, приступают к работе. Идеальные погодные условия – ранняя осень или поздняя весна, когда земля интенсивно отдает влагу, осадков мало, температура не превышает 15 С.
Инструменты и материалы
В зависимости от выбранного варианта ростверка, потребуется следующее:
- Инструменты для земляных работ: лопаты, ломы, кирки.
- Для железобетонного ростверка: доски или фанера под опалубку, для стальных свай – ломы или длинные трубы для вкручивания.
- Для деревянного: инструменты для работы с древесиной – пилы, монтировки, топоры.
- Средства контроля и измерения: рулетка, отвес, нивелиры.
Кроме свай, бетона и материала для ростверка, приобретают обмазочную гидроизоляцию и/или антикоррозийные средства. Для деревянного ростверка покупают пропитывающие защитные составы.
Подготовка участка
Почву освобождают от растительности очень тщательно – это важное условие для любого типа фундамента. Если есть насаждения в виде кустарников и деревьев, то землю после корчевания проливают химикатами, купирующими дальнейший рост
Далее, участок выравнивают и размечают. Для этого используют колья и веревку, натянутую между ними. Когда контуры обозначены, приступают к отметке мест для вставки опор – снимают 5 см грунта для свай или выкапывают ямы под столбы железобетона.
Монтаж опор
Стальные винтовые сваи вкручивают посредством лома или длинной трубы, вставленной в оголовок. Свая должна быть точно перпендикулярна грунту. После вкручивания всех единиц, проверяют на соответствие уровню плоскость концов, и если требуется, подрезают до нужного размера.
Железобетонные столбы укладываются по-другому:
- В яму засыпают слой гравия и песка – каждого по 15 см. Они отведут подступающие грунтовые воды.
- Концы столбов оборачивают в несколько раз рубероидом или обмазывают битумной мастикой каждый раз после затвердевания слоя.
- Вставляют опоры, строго перпендикулярно грунту и заливают бетоном. Для экономии раствора и придания пущей крепости, пустоту вокруг столба заполняют строительным мусором – обломками кирпичей, камнями.
Сложность монтажа железобетонных опор состоит в подгонке их концов в одну плоскость. Может потребоваться алмазный круг для резки слоя бетона и арматуры. Монтаж ростверка на стальных сваях ведут сразу, на бетонных столбах – после окончательного затвердевания раствора.
Монтаж бетонного ростверка
После того как железобетонные сваи упрочились, выставляют опалубку из толстой влагостойкой фанеры и подпор или готовых щитов – поддержка там уже есть. Если требуется утеплить фундамент заранее, то ширину деревянных коробов рассчитывают с запасом. В готовые короба насыпают песчано-щебневую подушку, укладывают пенополистирольные плиты по стенкам, вяжут арматуру.
После всех процедур ростверк заливают. Для этого покупают готовый раствор из миксера и заливают участок за один раз – торможение строительства приведет к расслаиванию бетона. Если хочется сэкономить, то арендуют мобильный строительный миксер и замешивают раствор самостоятельно. Однако и в этом случае требуется сделать все за один день. Заливку ведут медленно, выгоняя воздух, протыкая толщу прутом, до появления на поверхности белого «молока».
Монтаж деревянного и стального ростверка
Брус, сечение не меньше 150 см, укладывают на сваи методом врубки вполдерева. Заранее просверливают отверстия в древесине для сцепления с оголовками свай
До укладки, их важно промазать битумом, дабы взаимодействие холодного металла и теплой древесины не создавало конденсата
Металлические швеллера, нужного размера одевают на сваи и привинчивают к оголовкам. Поперечины приваривают. Для надежности, по углам будущего здания, ростверк укрепляется стальными усиленными уголками. После работы, стальную конструкцию покрывают средством против возникновения коррозии.
Итак, монтаж несложен. Учитывая, что в любом строительстве создание фундамента занимает львиную долю бюджета, самостоятельная работа, вполне оправдана. Скрупулезное следование рекомендациям, сделает работу долговечной, достойной любого объекта.
Варианты расположения свай и их виды
Сваи могут быть висячими или в виде стоек. В первом варианте нагрузка на окружающий грунт передается через трение о боковые стенки. Такие сваи характеризуются развитой боковой поверхностью по всей длине с множеством выступов, что обеспечивает хорошую несущую способность конструкции. Данный тип применяется для почв с высоким уровнем грунтовых вод или имеющих толстый слой слабого грунта, под которым располагается более прочный, но он все равно не способен удержать сваю-стойку.
Сваи-стойки передают нагрузку от сооружения непосредственно на прочный грунт, который располагается под слабым слоем. Элементы характеризуются гладкой поверхностью, за которую грунт не цепляется. Самым важным критерием для данного типа свай является широкое основание, которое воспринимает более 80% от общей нагрузки.
Полезный совет! Для многоэтажных и долговечных построек целесообразно выбирать сваи-стойки ТИСЭ, имеющие значительное уширение в нижней части элемента, что позволяет исключить дальнейшую осадку.
Сваи в грунте могут располагаться по одному из способов:
- одиночному;
- ленточному;
- полосами;
- в виде куста;
- полем.
Различные варианты и виды свай
Первый способ выбирается под отдельно стоящую опору. В зависимости от особенностей рельефа свая может быть установлена наклонно. Ленточный способ предполагает размещение свай по всему периметру сооружения. Для строительства массивных многоэтажных конструкций используется установка свай в несколько рядов в виде полос.
Кустовое размещение предполагает установку элементов под несущими стенами и объектами с большой нагрузкой. Такой способ применяется для строительства навесов и сооружений с большим количеством колонн, которые удерживают кровлю. Для строения большого размера используется установка свай в шахматном порядке.
Выбор способа расположения свай зависит от проекта строительства. Элементы должны располагаться в углах и в местах пересечения простенков. Оптимальным считается расстояние между сваями в ростверке 2–3 м.
Разновидности свайных фундаментов с ростверком
По способу погружения в грунт свайный фундамент может быть набивным, забивным или винтовым. Первый вариант представлен бетонными или железобетонными конструкциями. Для их создания арматура предварительно напрягается, что увеличивает трещиностойкость фундамента. Для устройства свай в толще земли необходимо просверлить требуемое количество отверстий заданного диаметра и глубины. В каждое из них вставляется обсадная металлическая или бетонная труба. В нее опускается арматура и вся полость заливается бетоном.
Конструкция может быть выполнена с закрытым или открытым нижним концом. Главным преимуществом такого типа свайного фундамента является высокая несущая способность, простая технология, сниженная себестоимость работ, что связано с минимальными трудозатратами, отсутствие негативного воздействия и вибраций на окружающие сооружения.
Второй вариант предполагает забивание в грунт готовых железобетонных свай. В качестве специальной техники могут быть использованы копры, вибропогружатели и гидравлические сваесдавливающие агрегаты, выбор которых зависит от характеристики грунта, особенностей и глубины забивания свай. Данный тип фундамента применяется в зонах вечной мерзлоты. Забивные элементы могут быть круглой, квадратной или трапециевидной формы. Для увеличения надежности и несущих характеристик сваи могут быть оснащены дополнительными опорными кольцами.
Пример дома на сваях с ростверком
Винтовой ростверковый фундамент: что это такое
Фундамент с ростверком на винтовых сваях является одним из новых вариантов. Конструкция обладает хорошими эксплуатационными характеристиками и может устанавливаться на любом типе грунта. Свая представлена полой трубой, острым наконечником и одной или несколькими лопастями. Наконечник может быть сварным или литым.
Для каждого типа грунта используется определенный вид винтовых свай. Для каменных участков применяют узко-лопастные винтовые сваи, которые имеют особо прочные сварные наконечники и двойные лопасти, что обеспечивает надежное сцепление с грунтом и предотвращает перекос сваи. Для талых и обводненных грунтов применяются сваи с острым литым наконечником и лопастями среднего размера, что является гарантией легкого проникновения элемента в грунт без его разрыхления.
Для вечномерзлых грунтов используют сваи с лопастями небольшого размера, что способствует быстрому введению элемента в грунт без риска перекоса. Наконечник сваи имеет специальную фрезу, изготовленную из особо прочных легированных сталей. Такие элементы отличаются высокой стоимостью.
Ростверк никогда не должен опираться на грунт
Основные ошибки при возведении свайно-ростверкового фундамента
Первой ошибкой, которая может существенно повлиять на надежность и жестокость конструкции, является неправильное выполнение расчетов нагрузки на основание здания
Здесь очень важно учесть особенность типа грунта местности, где будет выполняться строительство
Следующей ошибкой считается малая глубина заложения или неправильная установка свай. В грунте под сваями может образоваться свободно пространство, что станет причиной усадки основания. Это, несомненно, приведет к уменьшению воздушной прослойки под ростверком, что может стать причиной обрыва сваи в зимнее время. Чтобы исключить такую вероятность, сваи следует монтировать ниже глубины промерзания грунта.
На практике встречаются случаи, что проектом не предусматривается создание воздушной прослойки под ростверком. Это особенно опасно в зимний период года, когда мерзлая земля значительно расширяется в разные стороны, в том числе и по вертикали. Это приведет к образованию избыточного давления на нижнюю часть ростверка, что может стать причиной его повреждения или обрыва. Чтобы это исключить, следует позаботиться об организации утеплительного слоя в виде плит пенополистирола, которые также будут исполнять роль искусственной амортизации.
Повышенным считается ростверк, у которого подошва находится на одном уровне с землей
Не менее важным моментом является создание надежной связи между ростверком и сваями. Если надежная фиксация отсутствует, это может привести к смещению столбов по горизонтали. В результате чего на них не будет воздействовать расчетная нагрузка от сооружения, которое может в этом месте просесть.
Ростверковый фундамент под дом или другое строение является наиболее популярным и экономически оправданным вариантом в современном строительстве. Он отличается универсальностью, повышенной прочностью и надежностью. Качественно выполненный ростверк, согласно нормативным требованиям, является залогом долговечной конструкции.
Виды ростверка
От того какой ростверк будет уложен на сваи или столбы, зависит долговечность жилого дома, возможность устройства нескольких этажей и несущая способность объекта в целом. Ростверк классифицируется по следующим типам:
По месту расположения
- Заглубленный. Часть ростверка уходит в грунт, ширина подошвы внушительна – от 0,5 м. такой тип фундамента характерен для объектов в несколько этажей, строящихся на грунтах, не отличающихся стабильностью.
- Незаглубленный. Нижняя подошва ростверка лежит на грунте. Оптимальный вариант для требуемой надежной устойчивости. Вся нагрузка распределена не только на опоры, но и на всю плоскость основания.
- Висящий. Высота между домом и грунтом составляет 10 и более сантиметров. Изготавливается для деревянных и стальных ростверков, дабы исключить взаимодействие с влагой грунта. Столбы или сваи внушительны и принимают вес на себя, дабы конструкции не прогибались под нагрузкой дома.
По материалу
- Железобетонный ростверк. По надежности не уступает монолитной плите. Требует большой предварительный объем работы – выставления опалубки, армирования. Сваи в этом случае расположены близко друг к другу, так как конструкция тяжеловесна. Как правило, такой ростверк никогда не бывает висящим.
- Ленточный. К нему относят стальные швеллеры, деревянный брус. Укладка происходит с помощью врубки или ввинчивания анкерных болтов.
- Комбинированный. Фундамент представляет собой сборную конструкцию – стальные винтовые сваи, железобетонные столбы и деревянная плоскость ростверка. Вкупе такая конструкция обходится дешевле, чем однородная, оттого и получила популярность среди доморощенных строителей.
По конструкции
В части монтажа различают всего три вида ростверка – монолитно-заливной, монолитно-сборный, сборный. В зависимости от собственных финансовых возможностей, усилий, наличия техники, ручной помощи, выбирают самый приемлемый.
Пошаговая инструкция свайно-ростверкого фундамента
Первый шаг – заглубление и фиксация свай в соответствии с проектом дома. Готовые сваи вводятся в грунт при помощи строительного бура или спецтехники. Буронабивные – в соответствии с технологией их возведения, которая включает бурение скважины, установку опалубки для будущей сваи, засыпку песчаной подушки, заливку бетонной смеси и погружение арматурного каркаса.
Опалубка под буронабивную сваю может быть выполнена из металла или рубероида, также ее функцию может выполнять асбестовая труба.
После установки сваи, или ее затвердевания в случае возведения буронабивной опоры, выполняется монтаж или изготовление опалубки под ростверк. Это и является вторым основным шагом возведения фундамента ростверк.
Опалубка может быть сделана из досок или материала ДСП. В данном случае возможно применение несъемной опалубки, которая выполнит также функцию дополнительной теплоизоляции для уже готового фундамента.
На следующем этапе арматурный каркас свай прочно связывается с каркасом ростверка и производится заливка бетонной смеси в опалубку под ростверк. Для удаления из заливаемой смеси воздушных мешков используется глубинный вибратор.
Для полного высыхания и набора необходимой прочности такому фундаменту понадобится не меньше месяца. В этот период его необходимо защищать от пересыхания накрыв гидроизоляционным материалом.
Расположение свай в ростверке
Существует несколько способов правильного расположения свай. Каждый из них обеспечивает надежное положение ростверка под домом
Выбирать важно в зависимости от величины объекта
- Одиночное расположение. Каждая свая будет находиться под пересечением полос ростверка. На нее приходится вес несущей стены или угла. Вполне надежный фундамент для одноэтажного объекта.
- Ленточное. Сваи располагаются с равным шагом по длине периметра ростверка. Подходит только для небольших строений – дач, бань.
- Полосами. Сваи равномерно распределены под ростверком с равным шагом по полосе. Годятся под одноэтажные объекты с большим количеством комнат или пристройками.
- Кусты. Просчитываются места самых высоких нагрузок дома, метки проецируются на грунт, где будут выкопаны ямы для установки свай.
- Поле или шахматы. Применяются для ростверка большой площади – объекты соответственны. Сваи устанавливаются в шахматном порядке или равноудаленно друг от друга.
Нельзя отклоняться от предписания проекта. Если в нем указано точное расположение свай под ростверком, значит, требуется придерживаться именно такого распределения опор.
Устройство столбчатого фундамента с ростверком
Устройство основания под будущую постройку выполняется по следующему алгоритму:
- очистка территории от растительности с последующей обработкой химикатами;
- разметка участка на основании проекта;
- создание отверстий для будущих столбов;
- трамбование грунта на дне ямы;
- создание песчаной подушки высотой не менее 15 см;
- укладка геотекстиля;
- засыпка щебнем;
- выполнение опалубки для каждой ямы;
- накрывание полиэтиленом опалубочной системы;
- создание каркаса для армирования свай;
- формирование столбов путем заливки в отверстия бетона;
- обработка поверхности столбов битумной мастикой;
- монтаж опалубки между железобетонными столбами для создания ростверка, высота которой должна превышать высоту будущей конструкции на 5-10 см;
- устройство песчаной подушки;
- бетонирование ростверка с армированием конструкции;
- создание гидро- и теплоизоляции.
Сборный ростверк применяют для возведения таких построек, где срок службы не превысит 20 лет
