Металлические сваи железобетонный фундамент

Ростверк свайного фундамента: для чего он нужен и из каких материалов его делают?

• 

В переводе с нем. Rost — решетка, Werk — строение. Ростверком называют конструкцию, связывающую элементы свайного фундамента в единое целое и формирующую основание для возведения стен. Говоря языком политэкономии, с установкой ростверка у дома появляется «базис для устойчивого роста»

Сваи или столбы — довольно частый вариант фундамента для одно-двухэтажных загородных домов, дач и бань. Устройство таких оснований, как правило, подразумевает применение специальной техники, создает сложности при создании подвала и требует тщательнейшего утепления нижнего перекрытия, но зато избавляет от большого объема земляных работ, а главное — позволяет вести строительство на проблемных грунтах и сложном рельефе. Свайные фундаменты оптимально подходят для участков с высоко залегающими подземными водами, с нестабильными, слабонесущими или пучинистыми грунтами (глины, суглинки и пр.), а также для площадок в холмистой местности или с ярко выраженным уклоном.

Чтобы отдельно стоящим сваям не грозил крен и нагрузка от дома распределялась на них равномерно, опоры должны быть жестко соединены в одну конструкцию. Этой цели и служит ростверк, являющийся контуром обвязки фундамента. Изготовить его можно из железобетона, металлопроката или дерева, — все зависит от того, какая несущая способность от него требуется. Тип ростверка, шаг и глубина установки опор определяются проектным расчетом.

Перед устройством ростверка следует убедиться, что верхняя плоскость всех свай или столбов находится строго на одном уровне, и при необходимости принять меры по их выравниванию. В любом случае в процессе монтажа обвязки важно строго следить за ее горизонталью, ведь даже небольшие перекосы могут обернуться неравномерной осадкой здания и деформацией ограждающих конструкций

Железобетонный ростверк

Такая обвязка значительно утяжеляет фундамент и требует особо прочного основания, поэтому обычно ее делают в сочетании с опорами из армированного бетона (готовыми забивными или отливаемыми прямо по месту). Это наиболее надежный вариант ростверка для массивных зданий со стенами из кирпича и блочных материалов. Фактически свайно-ростверковый фундамент данного типа представляет собой усиленную столбами бетонную ленту — со всеми присущими ей достоинствами (высокая несущая способность, прочность к изгибу) и недостатками (трудоемкость исполнения, продолжительное время застывания раствора). К сведению: для построек большой площади рекомендуется сооружать сплошное свайное поле, которое накрывают монолитной плитой.

‘ >

Железобетонный ростверк

Бетонный ростверк может быть так называемым висячим (высоким), наземным (низким) или залегающим ниже нулевой отметки. В первом случае пояс обвязки возвышается над уровнем земли не менее чем на 15 см, что из-за отсутствия контакта с грунтом исключает влияние на него сил морозного пучения. Если ростверк поднят на значительную высоту, вертикальные опоры испытывают сильные нагрузки на поперечный изгиб, и поэтому в дополнение к ним иногда ставят наклонные сваи, придающие конструкции большую жесткость и прочность.

Наземная лента покоится на песчано-гравийной подушке толщиной 15–20 см, засыпанной в траншею и тщательно утрамбованной. Дренажная прослойка не позволяет талым и дождевым водам застаиваться под ростверком, однако она не способна противостоять силам, направленным на его выталкивание, так что данное решение возможно исключительно на непучинистых грунтах. Плюс в том, что отсутствие зазора между фундаментом и поверхностью земли не дает потокам холодного воздуха свободно гулять под нижним перекрытием, а также облегчает отделку цоколя дома.

Ростверк, расположенный ниже уровня земли, по сути является малозаглубленным ленточным фундаментом, передающим нагрузку не только на опоры, но и на грунт. Это самый трудозатратный вариант бетонной обвязки, требующий устройства дренирующей подушки, гидроизоляции, отмостки и возможный только при подходящих характеристиках грунта и низком УГВ.

Помимо монолитной ленты, железобетонные опорные столбы можно соединить сборным ростверком, сложенным из армированных бетонных балок прямоугольного сечения. Между собой элементы обвязки скрепляют раствором, а с опорами — бетонированием стыка и привариванием закладных арматурных стержней столба к монтажным петлям на балке

Что такое свайный куст?

• 

В тех точках фундамента, где согласно проекту на опору будет ложиться повышенная нагрузка (например, от массивного камина с керамическим дымоходом, колонны или другой тяжелой конструкции), вместо одиночной сваи может быть установлен свайный куст. Так называется группа опор, расположенных рядом друг с другом и соединенных замкнутым ростверком, что позволяет создать стабильную и очень прочную базу, способную легко выдержать и увеличенную нагрузку, и давление грунта.

В частности, свайные кусты используют при возведении каменных заборов на подвижных грунтах (влагонасыщенных, осадочных и т. п.), где несущим стойкам будет постоянно грозить смещение. Разумеется, вбить под них не по одной, а по три сваи выйдет и дороже, и дольше, и трудозатратнее, даже если сделать это не по всей длине ограждения, а только на самых проблемных и ответственных участках. Но ради того, чтобы не увидеть свой забор завалившимся, на такие издержки все же стоит пойти.

• 

Арматурные выпуски из свай соединяют с каркасом поперечными связями

Для отливки ленты сколачивают опалубку в ширину стен дома и высотой не менее 30 см (для надежности ее укрепляют подпорками), настилают на дно рубероид или пленочную изоляцию и вяжут по всей протяженности пояса силовой каркас. Арматурные выпуски из свай (длиной от 60–70 см) загибают и соединяют поперечными проволочными связями с верхним и нижним рядами арматуры в каркасе, — данная мера послужит дополнительной фиксации ростверка на опорах и полностью исключит вероятность его смещения при подвижках грунта. Расстояние между продольными стержнями — от 15 до 35 см, между армокаркасом и стенками опалубки (а также поверхностью отливки) — минимум 5 см, диаметр прутьев — 10–12 мм.

Далее послойно заливают бетон марки М200, уплотняя массу вибромашиной или штыкованием. По завершении работ ленту накрывают пленкой и оставляют набирать прочность (периодически отливку смачивают, чтобы она не растрескалась от быстрой потери влаги). После снятия опалубки ростверк с трех сторон покрывают водозащитными рулонными или обмазочными материалами, а сверху укладывают отсечную гидроизоляцию.

Основанием для железобетонного ростверка под каменные здания могут служить также металлические винтовые сваи. Опалубку устанавливают так, чтобы ее дно было расположено ниже верхушки опор и их головы находились в толще ленты. В стволы свай опускают два-три арматурных прута, соединяют их концы поволокой и продевают ее сквозь просверленные в верхней части трубы отверстия. Эти выпуски перевязывают с силовым каркасом ростверка. Дно опалубки гидроизолируют и бетонируют сначала сваи, а затем горизонтальный пояс (в сваях смесь тоже штыкуют, чтобы не было пустот).

При строительстве свайного фундамента с монолитной железобетонной обвязкой важно заранее предусмотреть в ленте технологические отверстия для ввода в дом коммуникаций и проветривания подпольного пространства (так называемые продухи). Если этого не сделать еще перед заливкой раствора, потом придется прорубать проходы в застывшем бетоне, рискуя ослабить конструкцию

Металлический ростверк

• 

Разрез каркасного дома с обвязкой свайного фундамента из металлического швеллера

Несмотря на то, что винтовые сваи в сочетании с железобетонной лентой прекрасно справляются с нагрузкой от массивных каменных стен, все же чаще всего они служат фундаментом для более легких деревянных и каркасных построек, для чего их связывают ростверком из швеллера шириной 12–20 см (в зависимости от диаметра свай). Используют с этой целью также и стальные двутавровые балки, уголки, профильные трубы.

Элементы пояса соединяют между собой электродуговой сваркой и дополнительно стягивают болтами. Швеллер, «надеваемый» на сваю полками вниз, приваривают прямо к опоре. Если его располагают полками вверх (так формируется ложе для укладки деревянного бруса или блоков из легких ячеистых бетонов) либо ставят на боковую грань, то, как правило, на сваю крепят оголовок в виде стальной пластины. Такая площадка необходима при монтаже двутавра и уголков (к примеру, два уголка образуют раму нужной ширины вместо швеллера), а также во всех случаях, когда требуется выровнять верхнюю плоскость опоры по горизонтали.

Еще одна функция оголовка — «запечатать» пустотелый ствол, то есть перекрыть попадание в него воды, когда обвязка проходит по внешнему (или по внешнему и внутреннему) контуру свай и приваривается к ним не сверху, а по боковым стенкам.

К слову: оголовок, не только металлический, но и отлитый поверх железобетонных столбов, — главный элемент безростверковых свайных фундаментов, выполняющий функцию опорной основы для конструктива здания. Кроме того, при реконструкции старых просевших построек, когда нужно завести под них укрепляющие опоры, наиболее надежным вариантом будут сваи с оголовками.

Антикоррозионную обработку металлической обвязки следует производить уже после ее монтажа, поскольку особенно нуждаются в защите как раз сварные соединения

Деревянный ростверк

Такую обвязку выполняют в случае брусовых и каркасных строений, не оказывающих большой нагрузки на фундамент (одноэтажный дом, баня и т. п.). В основе могут лежать как металлические винтовые, так и деревянные сваи. Последние изготавливают из окоренной прямоствольной ели, сосны, лиственницы (редко из дуба или кедра). Низ бревен заостряют либо «обувают» в стальные башмаки, а сверху надевают бугель — укрепляющие кольцо. Обязательная процедура — защита от порчи специальными пропитками, обжигом и обработка препаратами на основе масел и смол. Срок службы деревянных свай — до 20 лет, поэтому под капитальные строения использовать их нет смысла, но, скажем, для беседок, террас, детских игровых комплексов такой вариант фундамента вполне приемлем. Монтаж обвязочного бруса на стойках в данном случае ничем не отличается от способа крепления горизонтальных и вертикальных элементов в деревянном домостроении.

• 

Конструкция свайного фундамента с деревянным ростверком

При устройстве деревянного ростверка по металлическим опорам его роль играет нижний венец брусовых стен или обвязочный контур «каркасника». К сваям приваривают оголовок, гидроизолируют его битумной мастикой или куском рулонного материала (дерево не должно соприкасаться с металлом) и фиксируют брусья стальными шпильками и крепежными уголками на болтах.

Перед монтажом древесину непременно нужно пропитать огнебиозащитными составами, которые повысят ее сопротивляемость возгоранию и предохранят от биопоражений. От качества такой обработки в немалой степени зависит надежность и срок службы конструкции.

Источник

Фундамент на сваях из металла

Металлические сваи применяются для изготовления фундамента на слабых грунтах, участках со сложным рельефом, вблизи и непосредственно на водоемах. Такие сваи используют и на твердых грунтах, что сокращает сроки строительства объекта и уменьшает объем земляных работ.

Фундаментное основание на сваях из металла является оптимальным вариантом для возведения легких строений. Фундаменты с применением таких конструкций считаются высокоэффективными, выгодными и, в то же время, надежными. Применяются они в любых климатических условиях. Основным преимуществом является то, что точка опоры у них находится на надежной основе и расположена ниже уровня замерзания грунта.

Винтовые сваи

Фундаментные основы на винтовых сваях используют при строительстве сооружений на разных грунтах. Чаще всего на слабых почвах, в непосредственной близости от водоемов и на грунтах с неровной поверхностью участка.

Такой фундамент является относительно недорогой конструкцией и применяется в основном для постройки легких зданий и сооружений. Такие конструкции представляют собой толстотелую металлическую трубу и приваренные к ней в нижней части металлические полоски в виде спирали.

Достоинства металлических свай:

• Объект на винтовых сваях можно сдать в более короткие сроки, чем на бетонном основании.
• Можно использовать при возведении зданий на болотистых грунтах, в местах с повышенной влажностью и сложных рельефах.
• Уменьшается объем тяжелых земляных работ и отпадает необходимость от выравнивания самого участка.
• Такой фундамент позволяет выполнять работы рядом с расположенными подземными коммуникациями, а также в условиях плотной городской застройки.
• После их установки можно сразу переходить к возведению строения.
• Установку инженерных коммуникаций можно проводить одновременно с объектом.
• Для возведения строения на металлических сваях подходит любое время года.
• В некоторых случаях они могут быть использованы повторно.
• Подлежат ремонту.
• При вдавливании в грунт исключается вибрация.
• Установку можно производить вручную с помощью 2-3 человек.

Недостатки

• При вкручивании в каменистый грунт может поцарапаться защитный слой, что послужит возникновению коррозии.
• Не исключается возникновения коррозии в связи с присутствием блуждающих электротоков в грунте.
• При самостоятельной установке может произойти отклонение от вертикальной оси.

Применение

Типы винтовых свай

Рассмотрим основные типы свай, которые применяются при строительстве

Широколопастные

Конструкции состоят из металлической трубы с одной или несколькими лопастями до полутора витков. Однолопастные применяются реже, в основном под легкие сооружения и не несущие стены строений.

Многолопастные обладают повышенной несущей способностью, как на сжатие, так и на извлечение из грунта. В связи с постоянной шириной лопастей, расположенных на сваях, увеличивается их способность выдерживать горизонтальные нагрузки.

Такой вид металлических свай используют под основные части сооружений, например, при возведении домов более двух этажей, высоких ангаров, заборов, основных стен, под строения, которые находятся на склонных участках и для закрепления грунта на склонах.

Их используют при строительстве сооружений, как на слабых грунтах, так и на твердых.

При использовании на твердых грунтах основным условием является отсутствие булыжников в самом грунте, которые могут повредить защитный слой трубы и будут способствовать отклонению ее от вертикальной оси. Это послужит уменьшению вертикальной нагрузки.

Узколопастные

Конструкции представляют собой толстотелую трубу и одну многовитковую лопасть. Длина спиральной навивки может доходить до 30% длины трубы. Такое количество небольших лопастей повышает их несущую способность, не увеличивая диаметра.

Для обычного грунта низ трубы выполняют в виде острого конца, что позволяет ввинчивать ее с меньшим сопротивлением грунта. Такой тип используют для особо твердых или каменистых грунтов.

Для грунтов с сезонными промерзаниями или вечномерзлых используют узкополосные сваи, нижний конец которых выполнен в виде фаски или зубьев. Такое окончание способствует лучшему проникновению в грунт. Лопасть выполнена из узких полосок металла, приваренных с помощью сварки к стволу.

Для обоих видов чаще всего используют не менее двух лопастей.

Существуют варианты с литым наконечником. Такие наконечники изготавливают на заводах способом литья и соединяют со сваей сваркой. Изготовленные на заводе сваи, как правило, цинкуют, что продлят срок их эксплуатации более чем в 2 раза.

Установка металлических свай

Винтовые сваи устанавливают в грунт как механизированным способом, так вручную. Механизированным образом завинчивают в особо твердых грунтах или при длине свайной трубы более 3,5м.

Вручную завинчивают свайные трубы длиной до 2,5м. Таким способом можно углубить трубу больше, чем на 2,5м, но при этом на закрученную часть следует приварить вторую трубу и дальше проводить углубление ручным способом. Для этого потребуется 3-4 человека.

Сначала надо сделать небольшое углубление и установить в него строго вертикально винтовую сваю. В качестве рычага для закручивания применяют длинную металлическую трубу, которая крепится или непосредственно к оголовку сваи с помощью троса, или на оголовок надевают специальное приспособление.

При закручивании 1-2 человека удерживают трубу строго в вертикальном положении, а два человека специальным рычагом вращают ее до проектного заглубления.

После того, как сваи закручены, верхние части труб срезают под нулевой уровень. С целью увеличения прочности, трубу заливают цементным раствором или производят армирование и заливают бетоном.

Недостатком свай из металлических труб является фактор тяжести. При монтаже свай диаметром более 10см и длине свыше 3-х метров понадобится крановое оборудование. При применении таких свай расходуется большое количество металла и требуется их антикоррозийная обработка.

По способу монтажа они относятся к забивным. Это длинный стержень с заостренным нижним концом. В связи с трудоемкостью погружения в грунт, такие сваи чаще всего применяются при строительстве промышленных зданий.

Могут они устанавливаться путем вдавливания в грунт, а также ударно-механическим способом. При слабых грунтах металлические сваи можно погружать на большую глубину, удлиняя путем сваривания по мере погружения их до нижней проектной отметки. После установки металлических свай, на их верхние части приваривают наголовники с отверстиями или анкерами. Обвязку свай выполняют при помощи швеллера или другой прочной металлической конструкцией.

Часто для придания свае дополнительной прочности ее заливают цементным раствором или бетоном. При малом диаметре труб используют несколько кусков ребристой арматуры, которые вставляют в заглубленную трубу и заливают бетоном.

При использовании в качестве свай металлических труб большого диаметра, отдельно готовят армирующий каркас и размещают его внутри всей трубы. После заливания бетоном такие сваи станут более прочными и существенно увеличат срок эксплуатации сооружения, размещенного на такой фундаментной основе.

Варианты строительства фундамента на металлических сваях

После установки металлических свай на нулевую горизонтальную отметку переходят к соединению оголовков. В зависимости от того, чем соединены сваи, фундаментные основания разделяют на несколько видов:

• С применением деревянных брусьев. Такой вид фундамента применяют при постройке небольших каркасно-щитовых домов. Это могут быть дачные и садовые домики, различные пристройки к зданию, которые не нуждаются в капитальном фундаментном основании. Для крепления брусьев используют наголовники из металла с отверстиями. Все свайные трубы соединяются между собой брусьями.
• Соединение швеллером применяют при возведении более крупных строений с большой нагрузкой на грунт. Такую обвязку применяют при строительстве причалов, мостов и в местах с повышенной влажностью
• Для фундаментов с заливкой железобетонного ростверка готовят армирующий каркас, устанавливают и связывают его с оголовками по всему периметру и по пересечениям перегородок внутри. После заливки бетоном получится единая монолитная железобетонная лента. Такой фундамент применяют при строительстве домов из газобетона, шлакоблоков, ракушечника, кирпичных домов, так как стены таких сооружений значительную нагрузку передают не только на свайный фундамент, но и на саму ленту.
• Заливка железобетонной плиты представляет собой создание единой цельной конструкции, что в итоге обеспечивает надежность опоры будущего здания. Фундамент с заливкой железобетонной плиты обеспечит надежность при резких перепадах температур, является прочным основанием при сооружении его на слабых грунтах.

Для выполнения такого фундамента по периметру и внутри него готовят армирующий каркас, связывают его с оголовками колонн и заливают бетоном. Такая конструкция не даст просесть ни одной свае, так как плита работает с ними как единое целое.

Источник