Фундамент свай ней плита

Сферы применения и этапы работ по возведению свайно-плитного фундамента

Устройство свайно-плитного фундамента совмещает преимущества обоих типов силовой конструкции.

Эта инновационная технология подходит для строительства тяжеловесных и многоэтажных сооружений на неравномерных и неизученных грунтах, а также в условиях сейсмически опасных территорий.

Устройство конструкции

Конструктивно фундамент состоит из двух несущих частей:

Верхняя часть силовой конструкции покрывает отдельно стоящие опоры. Нагрузка проектного сооружения распределяется через элементы фундамента на грунт таким образом:

• 80–85% веса принимает свайное поле;
• 15–20% – железобетонная плита.

В зависимости от исходных условий выбирают различные типы свай:

Комбинированное свайно-ростверковое основание с монолитной плитой

Свайно-плитный фундамент с ростверком – разновидность предыдущего типа опорной конструкции.

Основные элементы:

1. Опоры, заглубленные в почву.
2. Ростверк, объединяющий оголовки свай.
3. Монолитная плита, связывающая все элементы системы в единую опорную конструкцию.

Ростверк в данной системе отвечает за равномерное распределение нагрузок и связку верхней и нижней частей основания.

Устройство обоих типов фундамента практически одинаковое. Различие между конструкциями заключается в том, что свайно-плитный фундамент полностью опирается на грунт, а наличие ростверка не допускает контакт монолита с почвой. В последнем случае основание защищено от опрокидывающих сил, которые возникают в результате сезонного промерзания почвы.

Когда и какой лучше выбрать?

Плиту на сваях выбирают для строительства многоэтажных домов и промышленных объектов, когда важна жесткость и надежность силовой конструкции на неустойчивых почвах. Такое сооружение будет отличаться устойчивость по отношению к вертикальным и горизонтальным нагрузкам, возникающих в грунте.

Сфера применения свайно-ростверкового основания с плитой шире. Конструктивные особенности системы позволяют использовать фундамент в таких случаях:

• сооружение имеет много тяжелых перекрытий и перегородок, что обуславливает потребность в равномерном распределении веса на основание;
• здание опирается на просадочные и переувлажненные грунты;
• на участке подземные источники близко расположены к поверхности;
• строительство ведется в зоне повышенной сейсмической активности.

Особенности проектирования фундамента при тяжелых геологических свойствах участка описаны в СП 24.13330.2011.

Подготовка и проектирование

Перед проектированием анализируют характеристики участка, а именно:

• тип и физико-механические свойства почвы;
• степень пучения земельных масс;
• глубину сезонного промерзания грунта;
• риски подтопления, оползней и т.д.

Проводят расчеты проектных нагрузок, в том числе в процессе эксплуатации сооружения. На основе полученных данных:

1. Принимают решение о целесообразности применения свайно-плитного или свайно-ростверкового фундамента с плитой.
2. Выбирают строительные материалы (марку бетона, характеристики арматуры и т.п.).
3. Определяются с геометрическими размерами силовых элементов.
4. Рассчитывают оптимальную глубину заглубления опор.
5. Рассчитывают риски относительно осадки и различных деформаций.

Проектирование предполагает составление чертежа. Графический документ содержит сведения:

• габариты возводимой конструкции;
• сечения всех силовых элементов;
• размеры опор, плиты, ростверка, отмостки, уступов;
• места расположения свай с учетом шага;
• элементы гидроизоляции и теплоизоляции;
• особенности армирования;
• линии инженерных коммуникаций и не только.

1. Спецификации всех конструктивных элементов.
2. План установки.
3. Таблицу допустимых нагрузок.
4. Примечания относительно особенностей основания.

Чертежи свайно-плитных фундаментов:

Технологии строительства

Перед началом возведения основания рекомендуется ознакомиться с нормативными требованиями, изложенными в соответствующей документации:

При строительстве представленного типа фундамента применяют несколько технологий:

1. Для плитного основания.
2. Для опорных свай.
3. Для свайно-ростверковой силовой конструкции.

Разметка участка и обустройство котлована

По осям свайного поля делают разметку:

• вставляют в грунт обноски на расстоянии 1,5 м от углов конструкции;
• натягивают шнуры;
• размечают контур известковым раствором.

Принципы устройства котлована:

1. Технология с ростверком не предусматривает выемку грунта под монолитную часть фундамента.
2. Для заглубленной плиты роют котлован на глубину промерзания почвы (2–2,5 м).
3. Для наземной и мелкозаглубленной плиты – 0,5 – 1,0 м соответственно, подготавливая место для песчано-щебневой подушки.

Монтаж свай

Технология устройства свайного поля зависит от выбранного типа опор. Для свайно-плитного фундамента могут быть использованы такие типы свай:

• железобетонные забивные;
• буронабивные армированные;
• винтовые (металлические или железобетонные).

Этапы монтажа железобетонных забивных свай:

1. Делают небольшие углубления в местах устройства силовых элементов.
2. Забивают сваи с помощью специальной техники.
3. Выравнивают опоры на одной высоте.
4. Разбивают бетон в верхней части столба, оставляют выпуск из армированных прутьев для последующей связки с верхним элементом фундамента.

Монтаж винтовых свай:

1. Перед ввинчиванием свай их поверхность покрывают гидроизолирующим составом).
2. Вкручивают сваи на определенную глубину с помощью спецтехники (как правило, опоры имеют больше габариты и качественно вкрутить элементы ручным способом невозможно).
3. Выравнивают сваи на одном уровне по горизонтали (металлическим трубам обрезают верхнюю часть с технологическим отверстием, железобетонным – разбивают бетон для получения доступа к прутьям).
4. Металлические трубы заполняют бетонным раствором, который послужит защитой для металла от окисления.

Последовательность устройства буронабивных свай:

• роют траншеи в грунте;
• на дне шурфа устраивают утрамбованную подушку из песка;
• строят опалубку (часто используют листовой рубероид, который послужит гидроизолирующим слоем для опор);
• помещают в скважину армирующий каркас;
• заливают шурф бетоном;
• протыкают раствор прутом для удаления пузырьков воздуха.

Сваи устраивают в грунте на глубине залегания твердых пород так, чтобы силовая конструкция опиралась на устойчивый несущий пласт.

Технология монтажа свай для свайно-плитного фундамента — в видео:

Изготовление ростверка

В отличие от плиты, ростверк должен находиться на определенном уровне от земли, чтобы силы морозного пучение «не оторвали» его от свай.

Для строительства тяжеловесных конструкции целесообразно использовать железобетонный или металлический ростверки, которые выгодно отличаются повышенной прочностью и долгим сроком службы.

Этапы строительства железобетонного ростверка:

• устройство опалубки;
• укладка гидроизоляционного слоя;
• армирование;
• заливка раствором.

1. Винтовые металлические стержни: оголовки заглубляются в тело ростверка минимум на 5–10 см.
2. Железобетонные столбы: связывают армирующий каркас ленты с выпуском прутьев из нижних силовых элементов.

Монтаж металлического ростверка:

• на оголовки свай приваривают обвязку из швеллера или двутавровой балки, располагая металлический элемент «на ребро»;
• на нижние полки металлической обвязки укладывают слой профнастила.

При монтаже ростверка со съемной опалубкой можно устанавливать швеллер «плашмя», при этом приваривает его к оголовкам не обязательно. В этом случае ростверк изготавливают из дерева, а после застывания бетона его демонтируют.

Как устроена плита?

Технологические этапы строительства верхней монолитной части фундамента:

1. Устройство песчаной подушки.
2. Монтаж бетонной стяжки (подбетонка) без армирования.
3. Укладка гидроизоляционного слоя.
4. Монтаж опалубки (выше на 5–7 см проектной отметки).
5. Армирование.
6. Бетонирование.
7. После застывания – обработка плиты холодной мастикой или битумным праймером.

В зависимости от вида нижней части свайно-плитного фундамента связка арматурного каркаса плиты может быть выполнена с арматурой ростверка или свободными прутьями железобетонных опор.

Особенности устройства монолитной фундаментной бетонной плиты на винтовых сваях:

• к оголовкам труб приваривается швеллер в качестве обвязки, выдерживая один горизонтальный уровень;
• сварные швы зачищаются и покрываются слоем лакокрасочного материала;
• сверху приваривается каркас из металлического проката, создавая опорную плоскость для листов профнастила;
• строится опалубка под плиту (щели между горизонтальной и вертикальными плоскостями заделываются монтажной пеной);
• укладывается арматурный каркас;
• внутренняя часть опалубки заливается раствором;
• после застывания бетона плита обмазывается гидроизоляционным составом.

Варианты обеспечения демпферного пространства под плитой для фундамента с ростверком:

1. Монтаж несъемной опалубки из пенопласта вместо подбетонки. При вспучивании материал сжимается, не оказывая давления на силовые элементы конструкции.
2. Монтаж щитовой опалубки – вариант для висячего ростверка (1–1,5 м над землей), чтобы можно было убрать опалубки после затвердевания бетона.

Устройство плиты на сваях для свайно-плитного фундамента — в видео:

Стоимость погонного метра

Цена строительства складывается из множества факторов, поэтому предварительно обозначить стоимость не решится ни один застройщик. Ориентироваться можно на усредненную стоимость погонного метра плитного фундамента, добавленную к показателю для свайного и ростверкового основания:

Тип основания	Стоимость, руб./м3
Плита на винтовых сваях	12000
Плита на буронабивных сваях	13800
Плита на забивных ж/б сваях	15870
Плита на свайно-ростверковом фундаменте (с ж/б летной)	17800
Плита на свайно-ростверковом фундаменте (с обвязкой швеллером)	16800

Частые ошибки и советы, как их избежать

Монтаж плитно-свайного основания представляет собой сложный и трудоемкий процесс, который обычно доверяют профессиональным строителям. При этом заказчику необходимо проконтролировать, чтобы работники не допускали типичных ошибок:

Отказ от дополнительного гидроизоляционного слоя, когда плита фундамента является полом нижнего этажа.

Для уменьшения теплопотерь эксперты советуют между землей и песчаной подушкой укладывать слой глины, а непосредственно под плиту – листовой пеноплекс.
Заливка раствора в несколько этапов. Проблема связана со значительными потребностями в объеме бетона для строительства. Когда раствор подается частями, он постепенно начинает застывать и в результате образуются швы, снижающие прочность и жесткость фундамента.

Как правило, бетон подают одновременно через специальные желоба, не допуская ударов. Затем раствор подвергают вибрации для удаления воздуха и максимального уплотнения.

Применение обогревателей для скорейшего затвердевания бетона. В результате плита получается неоднородной по составу, а расчетная прочность основания снижается.

Все, что необходимо знать об устройстве и возведении свайного фундамента, найдете здесь.

Заключение

Комбинированные типы фундамента, обладающие достоинствами свайных и плитных оснований, отличаются повышенной прочностью и долговечностью. Ввиду значительных материальных и трудовых затрат, а также сложности проектных расчетов, свайно-плитное основание применяется только в тех случаях, где другие силовые конструкции не справятся в сложных геологических условиях участка.

Источник

Как выполнить расчет свайно-плитного фундамента

Такой фундамент представляет собой уникальнейшее изобретение в области строительных технологий, применяемое для строительства многоэтажек. Такое фундаментное основание состоит из таких частей, как ростверк и бетонные сваи, повышенной прочности и устойчивости.

Если грунт на застраиваемом участке подвержен вспучиваниям и подвижкам, такой фундамент является находкой.

Он позволяет сэкономить на цокольном этаже и подвале. А кроме того, такой фундамент позволяет уменьшить неравномерные осадки строения. В обязательном порядке перед началом строительства рекомендуется рассчитать данный тип фундамента. Это позволит составить предварительную смету для фундамента и заготовить правильное количество строительных материалов.

По своему устройству подобного типа основание состоит из одной плиты или из некоторого количества отдельных бетонных плит и свай. В первой случае стяжка не нужна и потому он предпочтительней.

Именно такому фундаменту и посвящена данная статья.

Общее про свайно-плитный фундамент

Это усовершенствованное фундаментное основание, славящееся хорошей эффективностью и надежностью. Связанные со строительством многоэтажных домов проблемы, возросшие нагрузки, приходящиеся на фундамент, заставили сильно продвинуться в фундаментных технологиях.

И эти изменения в строительстве привели к появлению новых комбинированных фундаментных основ.

Плитно-свайный фундамент начал использоваться сравнительно недавно, но довольно быстро стал одним из самых популярных, благодаря своим качествам.

Он состоит из одной или нескольких надежных бетонных плит и соединенных с нею свайных столбов. Такое сочетание выполняет свои функции много лучше, других фундаментов.

Чтобы правильно сделать расчет такого фундамента, необходимо учесть все важные особенности такого сочетания, а именно:

• жесткость всех включенных в основу свай;
• неравномерность расположения всех входящих в фундаментное основание свай;
• взаимодействие плиты с почвой;
• взаимодействие свай через грунт;
• взаимодействие свай с плитой через грунт;
• верный расчет прилагаемых усилий абсолютно к каждому свайному стволу.

ФОТО. Комбинированный свайно-плитный фундамент

Если сваи устанавливаются редко, то фактор взаимовлияния свай и плиты в расчет можно не брать. А вот когда сваи устанавливаются часто расчет, рассматривающий взаимовлияние сваи и плиты, обязателен. Его выполняют по формулам упругости.

Надо сказать, что сейчас такой расчет для любого фундамента не представляет трудности. С приходом компьютерной техники в строительство этот процесс значительно облегчен.

Создано много программ, позволяющих сделать расчеты без труда. Одна из таких программ называется GeoPlate.

Эта уникальная программа автоматически выполняет целый ряд вычислений:

1. Вычисление осадки фундаментной плиты.
2. Расчет осадки всего свайно-плитного фундамента.
3. Расчет угла возможного наклона фундаментной плиты.
4. Учет всех физических и геометрических свойств плиты.
5. Учет неравномерности расположения свайных стволов.

Благодаря этой программе можно учесть все мельчайшие детали и произвести выполнить грамотно правильный расчет.Такие программы есть в каждом строительном агентстве и фирме. Но при желании можно расчет провести и самому, если есть желание и хоть малейший опыт в этом деле.

Основные расчеты касаются именно плиты, потому как она несет главную нагрузку.

Расчет фундамента

Расчет основания дома должен предусматривать связь между стволами свай и почвой. Сваи размещены под монолитом, потому масса строящегося дома распределится в равной степени на все стволы свай.

Таким методом можно исключить просадку основания дома. Сроки строительства фундамента становится возможным значительно сократить, если применять в этом случае готовые плиты из железобетона. Места стыковки заливают бетоном, в результате этого получившаяся плита являет собой как бы готовый строительный плацдарм.

Современная утилита расчета фундаментного основания здания может моделировать даже поведение почвы. Общеизвестно, что строительство такой основы требует основательных земляных работ.

После подготовки котлованной выемки ее дно трамбуют и уплотняют пластом гравия, смешанного с песком. Песок увлажняют, чтобы он дал максимальную просадку.

На утрамбованном слое располагают гидроизоляционную подушку, после чего заливают тонкий пласт бетона. Потом укладывается каркасная арматура, которая необходима для большей прочности бетона. После этого кладется еще один пласт бетона. Столь большие слои стройматериалов, которые идут на формирование плиты, а также работы, связанные с подготовкой котлована, делают такое фундаментное основание очень дорогостоящим.

Самая высокая стоимость при расчете такого фундамента относится к бетону, который понадобится на создание фундаментной площадки под домом.

Чтобы определить количество бетона, который понадобится для заливки плиты фундамента, необходимо вычислить ее объем. Возьмем, например, дом 6 х 6 м и минимум толщины фундамента 10 см, тогда объем плиты будет равен 6 х 6х 0,1 = 3, 6 м 3 . Столько бетона понадобится для плиты фундамента без учета ребер жесткости. Поскольку ребра жесткости делают через три метра,в данном случае их понадобится три вдоль ребра и три поперек.

Высота каждого такого ребра должна быть равна толщине плиты, длина 6 м, а ширина 0,8-1 величины высоты. Если мы берем форму ребра в виде прямоугольника, то его объем составит 0,1 х 0,08 х 36 = 0,288 м 3 . Итак, на цельную плиту 6 м х 6 м с и шесть ребер жесткости понадобится 3,89 м 3 бетона.

Как произвести расчет толщины плиты

Выполняя расчет толщины фундаментной плиты учитывают следующее:

• величину зазора между сетками арматуры;
• толщину бетонного слоя над верхним и нижним поясами арматурной сетки;
• толщины прутьев арматуры.

Идеальной толщиной плиты для большей части построек считается 20-30 см. Но в действительности этот параметр существенно зависит весьма состава состав грунта, количества и качества свай, равномерности залегания твердых пород на строительной площадке.

Да и размеры наземной части тоже влияют на толщину плиты.Чем толще несущие стены, тем большая толщина плиты требуется. Иначе возникший изгибающий момент может привести к образованию трещин.

Определение оптимальной площади плиты

Площадь плиты зависит от суммы нагрузки и сопротивления грунтовой поверхности. Для этого дополнительно вводят еще в формулу коэффициент надежности по нагрузке.

Расчет площади проводится с помощью формулы:

План свайно-плитного фундамента

S > Kн x F/Kp x R.

Kн – равняется коэффициенту надежности плиты по нагрузке;

F – представляет полную нагрузку на плиту (этот коэффициент включает еще и общую массу будущего здания вместе с оборудованием, людьми, мебелью. И учитывает ветровую и снеговую нагрузки.);

Кр – коэффициент условий(зависит от грунта под фундаментом и берется в интервале 0,7-1,05);

R – коэффициент сопротивления грунта(зависит от типа и берется из таблиц, содержащихся в справочниках по строительству).

Рассчитав общую нагрузку и площадь, можно приступать к определению давления на 1 кв. см площади плиты. Для этого надо просто поделить первую величину на вторую. Полученный результат сравниваем с табличными данными.

Расчет толщины плиты фундамента, можно сказать окончен. Получилась предельно допустимая толщина. Превысить нельзя из-за характеристик грунта. Но в данном случае не учтен такой фактор, как прочность бетона на сжатие, который зависит от марки.

Существенно уменьшить толщину также помогают сваи.

Расчет свайной части фундамента

Расчет этой части основания дома не менее важно. Если допустить ошибку, срок службы строения сократится на несколько десятков лет.

При наличии на территории строительной площадки есть усложненные рельефы или слабые грунты, без свай не обойтись. Но их тоже следует рассчитать.

Если участок имеет алую несущую способность, то произведя правильный расчет свайной части фундамента, можно избежать рытья глубокого котлована для плиты и большой толщины самой плиты. Это облегчит массу постройки.

Для правильного расчета нужно определить глубину промерзания грунта, после чего прибавить к указанной глубине 20-25 см. Это будет глубина заложения свай. Далее, нужно установить высоту расположения грунтовых вод. Этот фактор повлияет на количество свай. Нужно также брать в расчеты следующие данные:

• насколько прочен используемый материал;
• какова несущая способность грунта;
• какие сваи будут использованы;
• есть ли перепады грунта;
• на какую глубину будут усаживаться сваи под действием плиты и дома;
• какие сезонные нагрузки будут действовать на строение.

Скриншот процесса планировки в PLAXIS 3D

Свайно-плитный фундамент должен возводиться строго по рабочему плану. По этой причине лучше будет, если рассчитывать и возводить такой фундамент будет профессионал.

К расчету усадки данного фундамента, необходимо добавить осадку «продавливания» отдельной сваи. Для подсчета такой усадки можно выделить часть грунта в форме цилиндра, поперечное сечение которого равно сечению сваи.

Затем производится два вида расчетов:

• когда сверху цилиндра находится свая и грунт;
• когда там же расположен кусочек условного материала.

Такие расчеты выполняет программа PLAXIS или специальная программа нелинейных подсчетов. Такую программу используют архитекторы для расчетов нагрузки на свайно-плитный тип фундамента.

Расчет стоимости фундаментного основания

После подсчета необходимого для строительства количества материалов, можно без труда составить и стоимость всего строительства.

Кроме чистой стоимости нужного количества материалов, следует также учесть расходы на их доставку.

Также в стоимость входит оплата техники на участке.

Аренда строительного миксера, электромешалки бетона и другой техники.

Источник