Как построить свайный фундамент с монолитным ростверком

Наиболее востребован свайно ростверковый фундамент своими руками у владельцев загородных участков. В плотной поселковой застройке невозможно использование тяжелой спецтехники (копры, сваебои) для погружения забивных свай при расчетной длине более 10 м либо для легких построек. Аренда этой техники обходится дорого, поэтому применяются короткие буронабивные сваи висячего типа с обвязкой монолитным ростверком.

Виды свайных фундаментов с ростверком

Ввиду многообразия технологий строительства, используемых материалов для свайно-ростверковых фундаментов существует специальная терминология:

  • основание – воспринимающий вертикальную нагрузку пласт, залегающий ниже отметки промерзания;
  • свая – вертикальная конструкция, изготовленная в почве или погруженная в нее;
  • поле свайное – группа свай для одного сооружения, здания;
  • ростверк – монолитная либо балочная конструкция по оголовкам свай (плита, решетка, рама или балка);
  • низкий ростверк – заглублен в почву или расположен на уровне нулевой отметки;
  • высокий (висячий) ростверк – поднят над уровнем грунта;
  • несущая способность сваи – сумма сопротивлений грунта на боковых поверхностях и под ее нижним концом.

Схема буронабивного фундамента

По материалу буронабивные сваи классифицируются следующим образом:

  • композитные – железобетон внутри стальной или полимерной несъемной опалубки (труба большого диаметра);
  • бутобетонные – в нижней части сваи в бетон утоплены камни (максимальный размер 15 см, прочность не ниже расчетной марки бетона), верхняя часть (0,5 – 0,7 м) залита чистым бетоном, армирование обычно по всей длине (кроме забутовки);
  • железобетонные – свая залита полностью из бетона с арматурой по всей длине (обычно не напряженная);
  • бетонные – арматура лишь в верхней части для обвязки с ростверком.
Виды свайных фундаментов с ростверком

Ствол сваи может изготавливаться несколькими способами даже при использовании одних и тех же материалов. Например, если бетоном наполняется отверстие в земле с помещенным внутрь арматурным каркасом, свая будет безоболочечной.

Схема сваи с расширением — ТИСЭ.

Если свая достигает несущего пласта, заливается в полимерную или металлическую трубу, которая не несет нагрузок и остается в скважине на весь период эксплуатации (несъемная), выполняя роль гидроизоляции, получается свая с оболочкой.

Если временная опалубка снимается после заливки, свая называется во временной оболочке, метод – вертикально перемещаемая труба ВПТ. Если опалубка остается внутри скважины и выполняет несущие функции, свая именуется трубобетонной.

Для повышения несущей способности подошва сваи может уширяться монолитным основанием. Подошву разбуривают специальным инструментом, взрывом либо бетонными свайками. В общем ростверке оголовок буронабивной сваи может иметь скользящее сопряжение или жесткую заделку в монолит.

Если при геологической разведке участка выявлено залегание несущего пласта глубже 3 м, буронабивные сваи-стойки обойдутся индивидуальному застройщику дороже винтового фундамента СВФ либо плавающей плиты. В этом случае эффективнее висячие сваи, несущая способность которых зависит от плотности и пористости грунта. Если сил трения на боковых поверхностях недостаточно, следует рассмотреть другие варианты фундамента.

В отличие от ленточного фундамента, глубина заложения ростверка никак не зависит от характеристик грунтов:

  • лента опирается на землю подошвой, присутствуют боковые сдвигающие нагрузки от сил пучения;
  • ростверк на грунт не опирается, создается исключительно для обвязки свай, распределения нагрузок, опирания стеновых материалов (особенно актуально для пеноблоков, кирпича).

После заливки монолитного ростверка между грунтом и его подошвой создается воздушная прослойка для компенсации сил пучения. В низких ростверках она защищается по бокам листовыми материалами во избежание осыпания земли, заполнения этого пространства пучинистым грунтом.

Виды свайных фундаментов с ростверком

С учетом вышесказанного, монолитный ростверк по оголовкам буронабивных свай эффективен в случаях:

  • легкие постройки – экономия бюджета 30 – 50% в сравнении с плитой, ленточным фундаментом для срубов, фахверковых, каркасных, панельных (СИП технология), щитовых коттеджей;
  • сложный рельеф – склоны с перепадом высот больше 1,5 м в пятне застройки;
  • высокий УГВ – сваи можно залить в оболочку при незначительном подъеме воды или путем временного откачивания ее из скважины;
  • болото, прибрежная зона – земляные работы для других типов фундаментов невозможны.

Экономически эффективны в индивидуальном строительстве сваи лишь при глубине до 3 – 5 м, что обычно достаточно для легких конструкций. При нормальной геологии на ровных участках сваи сокращают бюджет строительства кирпичных, бетонных зданий вдвое. Лишь в этом случае фундамент соответствует требованиям СП , регламентирующим проектирование свайных фундаментов.

Когда его можно использовать

Рекомендуют ставить свайно-ростверковые фундаменты в следующих случаях:

  • Когда на достаточно большую глубину уходят нестабильные и слабонесущие грунты. Это карстовые, лесовые, торфяные почвы, плывуны, растительные и плодородные почвы большой толщины (более 1,4-1,5 метра). В этом случае 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. Потому передача нагрузки при помощи свай — лучший выбор.
  • На участках с большими перепадами высот. В этом случае часто намного дешевле 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 — со сваями ТИСЭ

  • При высоком уровне грунтовых вод. Свайные фундаменты — единственные, для которых уровень грунтовых вод не имеет значение. Важно, чтобы под пяткой был грунт с несущей способностью. Уровень расположения вод влияет только на тип ростверка: если вода находится близко к поверхности, ростверк делают высоким, если она залегает глубоко — можно делать низкий.
  • При строительстве в жестких грунтах. В этом случае положительно сказываются небольшие объемы земельных работ (по сравнению с ленточными или плитными фундаментами).
  • Если вы решили строить дом по каркасной технологии. Делать под него ленту — напрасно тратить деньги: получится слишком большой запас прочности, который, в данном случае, ни к чему. В этом случае свайный или свайно-ростверковый фундамент — оптимальный выбор.
  • При большой массе здания (больше 350 тонн). Тогда получается, что лента или плита должны быть очень массивными, а, следовательно, дорогими. Более дешевым в этом случае часто оказывается свайно-ростверковый фундамент.
Когда его можно использовать

Иногда все еще проще: исходят из наименьшей стоимости. Но всегда нужно помнить, что любой тип свайного фундамента менее надежен, чем плитный и ленточный. А все потому, что мы не можем точно знать, какой грунт находится под каждой из свай. Именно поэтому при расчете параметров в конструкцию закладывается повышенный запас прочности. Не 1,2, как обычно считают, а 1,4. И все равно, гарантировать никто ничего не может.

Читайте также:  Как построить сарай своими руками – проекты

Особенности конструкции монолитного ростверка

Устройство ростверки в монолитном фундаменте.

Для обеспечения высокой прочности устройство буронабивного фундамента не допускает проведения коммуникационных каналов в его теле. Армирование выполняется как минимум в два яруса. Каждый ярус должен содержать не менее двух прутков. Ростверк испытывает нагрузку сверху от веса всего здания, а на пучинистых грунтах зимой добавляются нагрузки от движения почвы снизу. Для продольных прутков свайного фундамента используется арматура с переменным сечением диаметром до 12 мм. Поперечные прутки нагрузки не несут и служат только для сооружения арматурного каркаса. Их диаметр может быть вполовину меньше. Каркас арматуры должен быть утоплен в бетон для предотвращения контакта с окружающей средой и с целью защиты прутьев от коррозии.

Особенности конструкции монолитного ростверка

Технология устройства буронабивных фундаментов с ростверком требует уделить особое внимание соединению арматуры сваи с длинными прутьями в каркасе ленты. При подготовке оголовка прутки сваи должны выступать из верхней части. Для создания хорошей связи эти прутки загибаются и перевязываются вязальной проволокой с прутками ростверка. Чтобы залить монолитный железобетонный ростверк свайного фундамента, устанавливается деревянная опалубка.

Схема распределения вертикальных напряжений под ростверком.

В зависимости от того, как расположено тело фундамента относительно уровня почвы, существуют разные конструкционные особенности. На болотистых и других пучинистых грунтах тело фундамента выполняется приподнятым над поверхностью почвы на уровень до 150 мм. Такой высокий ростверк делается для того, чтобы при вспучивании почвы зимой предотвратить воздействие сил от грунта. В результате вспучивания грунта возможен отрыв ростверка от головок свай или вытаскивание их из почвы. Но такое расположение ростверка имеет крупный недостаток. После окончания строительства между полом дома и грунтом остается пустота, которая требует дополнительного утепления пола снизу. В конструкции такого дома отсутствует подвал.

Конструкция, при которой нижняя часть ленты находится на уровне поверхности грунта или заглублена ниже этого уровня, позволяет избежать пустоты под полом. Но этот вариант требует обеспечения воздушного зазора непосредственно под ростверком. Углубление делается на те же 150 мм.

Особенности конструкции монолитного ростверка

Для того чтобы образовавшееся пространство не заполнялось обваливающимся грунтом, устанавливают заградительные пластины из шифера или листового металла.

Для перекрытия пространства под фундаментом применяется забирка. При устройстве забирки углубление заполняется материалом, не подверженным вспучиванию и обладающим рыхлостью. Как углубление, так и дополнительные ограждения требуют лишних затрат, поэтому приподнятый фундамент в этом отношении имеет явные преимущества.

Виды обсадных труб

Естественно, что трубы отличаются по таким параметрам, как форма, овальность, разностенность, непрямолинейность, диаметр. Обсадные трубы для буронабивных свай выпускаются с такими стандартными параметрами:

  • трубы с параметрами от 33,5 до 89 мм в диаметре — погрешность составляет до 0,3 мм;
  • изделия с диаметром 108-144 мм выпускаются с пределом погрешности до 0,5 мм;
  • все трубы с большим диаметром могут иметь погрешность до 0,7 мм.
Виды обсадных труб

Чаще всего обсадные трубы для буронабивных свай изготавливаются из асбестоцемента, при этом они обычно толстостенные. Однако при этом они считаются наиболее хрупкими из всех остальных типов изделий. Большая популярность данного оборудования обусловлена тем, что стоимость деталей достаточно низкая, а продукция в общем является наиболее доступной. При работе с обсадными трубами для буронабивных свай или же любых других необходимо руководствоваться четкими правилами, описывающими поэтапность выполнения всех работ.

Читайте также:  33 красивых веранды к дому: фото и чертежи

Устройство буронабивных свай

Скважины под бетонные и железобетонные наливные сваи бурят:

Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай
  • Вручную механическим буром. Способ трудоемкий, глубина отверстия — до 90 см. Применяется для устройства фундаментов под ограждения, легкие беседки и навесы.
  • Бензиновым буром. Более продуктивный способ, позволяющий быстро проделать отверстия в грунте на глубину до 120 см. Работать с оборудованием нужно вдвоем. Корни или камни могут вывести технику из строя.
  • Специальной буровой техникой. Мощные шнеки быстро проделывают отверстия до 3 -5 м глубиной даже в вязком или плотном грунте. Нужно организовать подъезд и удобный доступ спецсредств к строительной площадке.
Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай

Устройство буронабивных свай включает:

Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай
Устройство буронабивных свай

Что представляют собой ростверки на сваях

Ростверк может принимать вид монолитного ленточного фундамента, расположенного под необходимым углом на склоне.

Расстояние между его железобетонными, металлическими или деревянными балками определяется в том случае, когда проводится расчет.

Расчет может производиться вручную, хотя удобнее использовать специально предназначенный для этого онлайн калькулятор.

Технология позволяет заглубленным опорам проникать на нужную глубину даже на пологом склоне. При возведении ростверка своими руками, расстояние между сваями должно быть рассчитано с особой тщательностью — в чем может помочь специальный калькулятор.

Технология имеет свои нюансы. Так, например, при возведении деревянных строений между фундаментом и полом рекомендуется применять деревянные балки.

Если ростверк изготовлен с применением облегченных стальных уголков, и расстояние между ними позволяет размещать конструкцию на склоне, то изделие вполне может выдержать вес небольшого одноэтажного строения.

Как монтируют ростверк на сваях

Правда, перед началом работ, рекомендуется произвести точный расчет, и в этом может помочь онлайн калькулятор. Этот же калькулятор поможет просчитать расстояние между опорами даже в том случае, если строение будет возводиться на склоне.

Недостатки при реализации такого метода практически отсутствуют, а очевидное преимущество – это надежность конструкции и значительная экономия средств.

Расстояние между опорными точками конструкции может меняться в зависимости от ее масштабов. Балки, выполненные из железобетона и металла, могут быть задействованы в том случае, если планируется возведение многоэтажного здания, которое имеет большой вес.

Те разновидности конструкций, в которых столбы в верхней части образуют столбчатый или свайный фундамент, распределят нагрузку равномерно между всеми элементами несущего типа, которые присутствуют в структуре здания.

Недостатки в этом случае практически не проявляют себя. Представленная конструкция носит название ростверка на винтовых сваях.

У такого ростверка отсутствуют недостатки и технологические излишества, а отзывы о конструкциях такого типа в большинстве своем хорошие.

Металлоконструкции свайных фундаментов (ростверки сваи)

Название конструкция получила из образования двух немецких слов, которые обозначают решетку и строение. Изначально данный строительный термин обозначал решетку, которая состояла из деревянных брусьев, которая снабжалась специальным помостом.

Раньше ростверк применялся в процессе возведения зданий, которые находились поблизости с водой. Сваи, изготовленные из дерева и каркас из того же материала надежно защищали дом от вредоносного воздействия влаги. Фундамент, в состав которого входят винтовые сваи формируется в трех случаях.

  1. При наличии сложного ландшафта строительной площадки.
  2. Из-за особых технических условий грунта.
  3. При возникновении необходимости в быстром возведении строения.

На сегодняшний день наиболее востребованным, экономически выгодным и обладающим высокой степенью надежности считается ростверк из бетона.

Он получил широкую популярность при строительстве загородных домов, которые возводятся из самых различных материалов. Швеллера на винтовых сваях применяются в:

  • Кирпичных домах;
  • Домах блочного типа;
  • Зданиях, располагающихся на железных каркасах;
  • Бревенчатых срубах.

Подвесной ростверк на сваях

Благодаря такому жестко зафиксированному швеллеру происходит объединение фундамента в одну конструкцию характеризующуюся монолитностью и высокой степенью устойчивости.

Расчет буронабивного фундамента с ростверком

В ходе разработки проектного задания выполняются расчетные действия по определению точного числа опорных свай и их размещение. Сваи выставляются рядами в соответствии с разметкой объекта, на его угловых участках, в точках пересечения стен и между этими местами.

Читайте также:  (+30 фото) Как отвести воду с участка дешевый способ

Расстояние между опорами определяется общей массой строящегося объекта: чем он тяжелее, тем больше столбов потребуется, и расстояние установки будет меньше.

Следует учесть минимально разрешенные расстояния – не меньше трех свайных диаметров. Причина заключается в том, что на слишком часто расположенные опоры снижаются несущие способности.

Устанавливая сваи собственными силами рекомендуется проверять по уровню оголовки, которые должны возвышаться над поверхностью на одной высоте.

Рассмотрим, как выполняется расчет несущей способности буронабивного фундамента с ростверком.

Чтобы определить необходимое количество опорных элементов, потребуется два исходных показателя – масса объекта и несущие возможности отдельного элемента. Определение прочности одной сваи зависит от марки применяемой бетонной смеси. Если используется М100, то опора выдержит до ста килограмм на квадратный сантиметр. Сечение сваи 200 на 200 мм создает площадь опоры в 400 см. кв. Значит, опорный столб выдержит нагрузку в сорок тонн.

Следовательно, несущие возможности почвы значительно ниже, чем свайные. Получается, что определение потребности в сваях и их несущих характеристик будет недостоверным, если не учесть показатель прочности грунтового состава.

Ростверк объединяет всю конструкцию и повышает устойчивость основы. Если буронабивной фундамент устраивается без ростверка, следует выполнить расчеты, гарантирующие установку всех опор на необходимую глубину, гарантирующую, что сооружение не просядет и не «выдавится» морозным пучением.

Расчет несущей способности

Общий вид готового буронабивного основания строения

Чтобы подсчитать требующееся количество опор, нужны два показателя − вес конструкции и несущая способность отдельно взятого элемента. Расчет прочности одной свайной опоры зависит от марки используемого бетонного раствора. Так, при изготовлении сваи из М 100, она выдерживает 100 кг на 1 см². При сечении 20 х 20 см, площадь будет равна 400 см², а опора сможет выдержать до 40 т.

Таким образом, несущая способность грунта намного меньше, чем у самой сваи. Согласно этому, расчет точного количества элементов и несущей способности всей свайно-ростверковой конструкции невозможен без учета прочности грунта. Ранее был приведен расчет для заложения опоры ниже уровня промерзания. Но при изменении сечения, совершенно другой будет площадь и несущая способность свайно-ростверкового основания.

Расчет несущей способности

Ростверк – объединяющий состав свайно-ростверковой конструкции, повышающий устойчивость основания. При выборе устройства свайного фундамента без него, потребуется расчет, который сможет гарантировать, что все элементы устанавливаются на достаточную глубину. Тогда можно быть уверенным, что конструкция не просядет, и не будет «выдавлена» влиянием сил морозного пучения.

Строительство опор для фундамента

В зависимости от типа, устройство столбов происходит по-разному. Рассмотрим на примере коротких буронабивных свай.

Пробурите скважину 15-40 см.В скважину поместите асбестоцементную трубу.

Гидроизоляция: битумная мастика или армированным трубу на 1 м. в несущий грунт, над поверхностью земли оставьте 40-50 см. для висячего ростверка.

Обрежьте лишнее болгаркой. Сделать контроль горизонтали можно с помощью оптического дальномера или трубу бетоном на 1/3. Приподнимите конструкцию, чтобы смесь «растеклась» и образовалась подошва.

Размер расширения рассчитывается установите внутренний арматурный каркас для предотвращения преломления и разрушения трубу бетоном. Заливайте равными порциями, каждый раз уплотняя смесь. Труба заливается в один верхушку из анкерного болта или стальной проволоки.

При высокой пучинистости заглубляйте сваи ниже уровня промерзания.

В камень или песок на 0,5 м. минимум. Дополнительная гидроизоляция: оцинкованная сталь, рубероид, пленка ПВХ.

Определение длины свай

Согласно положениям СНиП и его актуализированной версии СП выбор длины свай осуществляется в соответствии с параметрами грунта на строительной площадке и уровнем расположения подошвы ростверка. При этом нужно учитывать имеющееся в наличии оборудование и технологические возможности возведения фундамента.

Нижние концы свай должны быть заглублены в прочном грунте не менее, чем на 0,5-1 м. Точные данные зависят от характеристик почвы и показателей ее текучести. При возведении оснований для производственных помещений с недорогим оборудованием, складов с малоценным сырьем, деревянных построек и других зданий III класса допустимо опирать сваи на пылевато-глинистые и песчаные грунты.

Сваи длиной 8 м

Длина сваи соответствует расстоянию от подошвы ростверка до твердого грунта с поправкой на особенности рельефа участка и величину предельно допустимой осадки. Ее минимальная величина составляет:

  • для сейсмически активных районов — 4 м;
  • на территориях с насыщенными влагой песками — 8 м.

В остальных случаях минимальная длина определяется видом свай для основания зданий и сооружений. Корректировку проектных данных проводят с помощью пробной забивки, а также статистических и динамических методов испытания.