Монолитный фундамент с винтовыми сваями

Монолитная плита на винтовых сваях

Статья расскажет об особенностях проектирования, устройства монолитной плиты на винтовых сваях.

Содержание статьи:

1. Проектирование монолитной плиты на винтовых сваях

1.1. Определение грунтовых условий

Прежде чем приступить к проектированию монолитной плиты, необходимо собрать информацию о грунтовых условиях участка предполагаемого строительства. Почему это так важно?

Когда речь заходит о свайно-винтовом фундаменте, часто используется выражение «несущая способность винтовой сваи». Однако, важно понимать, что это не вполне корректно.

Независимо от типа сооружения, способность свайно-винтового фундамента к восприятию проектных нагрузок будет определяться в первую очередь несущей способностью грунтов, и только потом – конструктивными и геометрическими параметрами, которые опять же в обязательном порядке будут назначаться с учетом данных о грунтовых условиях конкретной стройплощадки и данных о нагрузках на основание. Таким образом, говорить о несущей способности винтовых свай любых конструкций и типоразмеров бессмысленно, если нет понимания, в какие грунты они будут впоследствии установлены (подробнее – «Несущая способность винтовой сваи»).

Но какого объема исследований будет достаточно для получения всей необходимой информации?

Заказ полноценных инженерно-геологических изысканий (ИГИ) – довольно дорогое решение. В соответствии с требованиями нормативных документов при проведении ИГИ получается, а затем анализируется большой объем информации, что требует привлечения большого числа специалистов, применения специализированного оборудования. В результате на изучение грунтовых условий участка может потребоваться больше денег, чем на строительство самого фундамента.

Это тем более нецелесообразно, что далеко не вся полученная в ходе подобных исследований информация может пригодиться при строительстве фундамента индивидуального жилого дома. К примеру, каким образом будут использованы данные о происхождении, возрасте грунтов, о тектоническом строении участка? Все, что действительно представляет ценность – это данные о физико-механических и коррозионных свойствах грунтов.

Из этого следует вполне логичный вывод: объем исследований можно сократить (что, кстати, подтверждается мировой практикой). Достаточно будет использовать такие скоростные методы исследования и анализа, как зондирование грунтов, а также измерение коррозионной агрессивности грунтов.

Зондирование – полевой метод испытания грунтов (ГОСТ 19912-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием»), который дает наиболее достоверные сведения о свойствах изучаемых грунтов, а также сопротивляемости фундаментов в таких грунтах на конкретной площадке. Оно позволяет оценивать грунт в состоянии его естественного залегания (in situ) с максимальной эффективностью. А благодаря простоте и значительному снижению временных затрат на проведение исследования стоимость зондирования не высока (к примеру, цена за проведение динамического зондирования и измерения коррозионной агрессивности грунтов специалистами компании «ГлавФундамент» для дома с размерами в плане 8х8 м, как правило, составляет от 3 до 5 тысяч рублей), что отлично подходит для объектов ИЖС.

Также важно помнить, что в процессе проектирования фундамента назначаются не только конструктивные, но и геометрические параметры для элементов фундамента. Поэтому обязательный этап проектирования – определение коррозионной агрессивности грунта, на основании данных о которой подбираются толщины ствола и лопасти, а также марка стали, соответствующие либо пожеланиям заказчика к сроку службы строения, либо требованиям ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения».

1.2. Сбор нагрузок от строения

Когда вся необходимая информация о грунтах получена, можно переходить к следующему шагу – сбору всех нагрузок, которые будут воздействовать на фундамент. Они бывают постоянные Pd и временные (длительные Pl, кратковременные Pt, особые Ps).

вес частей сооружений, в том числе несущих, ограждающих строительных конструкций.

вес временных перегородок, подливок, подбетонок под оборудование, вес стационарного оборудования, заполняющих его жидкостей, твердых тел.

Кратковременные P _t

воздействия от людей (животных, оборудования) на перекрытия, от подвижного подъемно-транспортного оборудования, от транспортных средств и климатические (снеговая, ветровая).

сейсмическое, взрывное воздействие, воздействие от столкновения транспортных средств с частями сооружения, воздействия, обусловленные пожаром или деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта.

Таблица 1- Классификация нагрузок

Чтобы правильно рассчитать воздействие на фундамент, необходимо выполнить сбор всех нагрузок. Сделать это без ошибок поможет статья « Сбор нагрузок на фундамент ». В ней, в том числе приведены примеры, которые учитывают виды воздействия, которые принципиальны при расчете свайно-винтового фундамента для объектов ИЖС.

1.3. Расстановка свай в фундаменте

После определения грунтовых условий площадки предполагаемого строительства и сбора нагрузок выполняется расстановка винтовых свай согласно конструктивным особенностям здания или сооружения. При этом необходимо учитывать неравномерность распределения нагрузки по основанию, так как это позволит добиться равномерного распределения запаса прочности всего фундамента и значительно увеличит срок его эксплуатации.

Основное при подборе элементов свайно-винтового фундамента – количество, диаметр и конфигурация лопастей, так как именно от данных параметров зависит несущая способность. Толщина же стенки ствола и его диаметр обеспечивают жесткость и прочность, при этом определяющей является именно толщина стенки ствола.

После проведения проектных работ можно приступать к строительно-монтажным работам.

2. Монтаж монолитной плиты

Прежде всего необходимо установить сваи в проектное положение. Детальное описание процесса установки, а также подробную видеоинструкцию Вы найдете в разделе « Установка винтовых свай ».

После этого можно переходить к устройству опалубки. Существует два типа опалубки:

Несъемная опалубка. На сваи устанавливаются оголовки, затем поверх монтируется на ребро обвязка из швеллера или двутавра (сечение подбирается исходя из нагрузок, конструктивных особенностей объекта). На нижние полки швеллера/двутавра устанавливается профнастил. После этого вяжется арматура, выполняется заливка бетона.

Съемная опалубка. При установке обвязки для съемной опалубки допускается монтировать швеллер «плашмя» (если были выполнены соответствующие расчеты). Применять в этом случае сопряжение винтовой сваи с обвязкой через оголовок не обязательно.

Ростверк при съемной опалубке изготавливается из дерева, а после набора прочности бетона демонтируется.

Двутавр вне зависимости от опалубки крепится на винтовые сваи через оголовок на ребро.

При высоком ростверке обязательным условием является придача жесткости фундаменту путем наваривания вертикальных связей на сваи.

Если в процессе монтажа фундаментной конструкции, устройства обвязки и проведения монолитных работ целостность покрытия элементов фундамента была нарушена, то уже по завершении устройства монолитной плиты его следует восстановить.

Источник

Основы возведения монолитного фундамента на сваях: как сделать ростверк

Свайные фундаменты пользуются популярностью среди частных застройщиков ввиду того, что они обеспечивают высокую надежность конструкций при сравнительно небольших финансовых затратах. Их можно использовать не только на ровных строительных площадках, но и в условиях сложного рельефа, причем сваи всегда можно подогнать под одну горизонтальную плоскость.

Все свайные фундаменты состоят из двух ключевых элементов: сваи, сделанной из различных материалов и ростверка, представляющего собой монолитную плиту или ленту, на которой расположены несущие стены здания. Ключевой недостаток таких оснований – это сложность в постройке подвала или технического этажа, а также необходимость обеспечивать высокий уровень теплоизоляции подполья.

Основные преимущества

К достоинствам оснований на винтовых сваях относятся:

• небольшая стоимость строительных материалов, необходимых для возведений свай и монолитных плит;
• быстрота возведения, так как нет необходимости ждать пока бетон наберет свою марочную прочность;
• меньший расход бетона из расчета того, что толщина плиты меньше, чем в классическом монолитном фундаменте, а некоторые виды свай производятся стандартных размеров в заводских условиях;
• минимальные расходы на транспортную доставку, исходя из того, что практически все составные элементы фундамента можно сделать непосредственно на площадке;
• при соблюдении правильной технологии монолитный ростверк можно сделать и в зимний период, сваи легко устанавливаются в каменистый или мерзлый грунт;
• учитывая, что винтовые сваи устанавливаются на глубину ниже точки промерзания почвы и упираются в прочные пласты почвы, то просадка дома будет минимальной.

Ключевой недостаток свайно-ростверковых фундаментов с монолитной плитой – это необходимость предварительного расчета количества и типа изделий, шага их расположения и массы всей конструкции. Поэтому без предварительного проекта возводить такие основания не рекомендуется.

Виды оснований с монолитным ростверком и подготовительные работы

Висячий ростверк, который имеет зазор между плитой и грунтом не менее 70-100 мм, иногда больше. Такая конструкция полностью устраняет негативное воздействие со стороны почвы на подполье, но нижнюю часть дома придется дополнительно утеплить. Основание подходит для возведения домов из практически любых строительных материалов.

Использование монолитного цоколь-ростверка. Конструкция основания подразумевает полное отсутствие просвета между грунтом и ростверком, при этом получается небольшое техническое помещение или подвал.

Подготовительные работы при возведении свайно-ростверкового фундамента с монолитной плитой:

1. Рассчитать тип, длину и диаметр свай.
2. Подготовить строительную площадку, установить опоры и выровнять их по одной горизонтальной плоскости.
3. Поверх свай соорудить опалубку, закрепить все вместе, снаружи расстелить слой гидроизоляции.
4. Затем внутри закрепить арматуру, соединить ее вместе с пучком расположенными сваями, использовать необходимо гибкую проволоку, а не сварку.

Залить всю конструкцию бетоном в несколько равномерных горизонтальных слоев.

Как сделать монолитный ростверк на сваях?

Построить такой фундамент своими руками достаточно просто, в этом ключевое преимущество свайно-ростверковых оснований. Сделать это можно следующим образом:

• разработать эскизный проект будущего дома, посчитать нагрузку со стороны самого сооружения и монолитной плиты. По полученным данным рассчитать количество и шаг установки железобетонных свай, сделать проект будущего фундамента;
• по готовым чертежам пробурить или выкопать скважины на заданную расчетную глубину. Если выбор остановлен на заводских изделиях с наконечниками, их можно установить с помощью копрового молотка;
• как только все винтовые сваи будут установлены на заданную глубину, их нужно выровнять по горизонтали и при необходимости стесать болгаркой. Устанавливать опоры рекомендуется строго вертикально, допускается отклонение от вертикали не более 2-3 градуса;
• далее начинают изготовлять опалубку. Ее можно сделать несъемной из плит пенополистирола или съемной с древесины. Выбор типа и конструкции опалубки зависит от финансовых возможностей застройщика. Все щели и стыки должны быть закрыты, чтобы бетон не вытекал, также рекомендуется на время заливки бетонным раствором укрепить дно опалубки, чтобы она не рассыпалась от массы бетона;
• внутри опалубки установить арматурный каркас, рассчитанный по принципу, как для обычной монолитной плиты с тем исключением, что вертикальные прутья затем будут связаны с арматурой самих опорных элементов;
• если будет возведен мелкозаглубленный или заглубленный монолитный ростверк, тогда нужно предварительно выкопать траншею и в ней монтировать опалубку;

Далее заливаются бетонным раствором сваи, потом через несколько дней – сам ростверк. Ориентировочный срок, при котором бетон наберет заданную марочную прочность, в зависимости от климатических условий составляет до месяца.

Армирование монолитной плиты на сваях

Особенность армирования монолитного фундамента в том, что нужно соединить арматурный каркас несущих опор и ростверка в единую конструкцию. Для армирования необходимо создать два независимых пояса армирования, один установить сверху, другой снизу. На каждом участке нужно использовать как минимум по две продольные арматуры. Для армирования применяются прутья диаметром до 14 мм спирального типа, а для вертикальных прутьев – до 9 мм гладкие.

Поперечная арматура не имеет никакого отношения к нагрузкам, она вяжет всю конструкцию в единый каркас. Арматурный каркас полностью погружается в бетонный раствор, при установке важно всегда оставлять верхние концы прутьев – они затем соединяются с арматурой несущих опор.

Перед заливкой монолитной плиты в местах соприкосновения опалубки и внутреннего каркаса плиты делается гибкое соединение. Если используются стальные несущие опоры, тогда оголовки привариваются к нижнему арматурному поясу. При этом, нижняя кромка пояса должна быть заглублена в бетон на толщину до 5 см, чтобы защитить металл от коррозии. Каркас для плиты считается выполненным, расстояние между поясами до 10 см, а между вертикальными прутьями – до 50 см.

Сваи также нужно дополнительно армировать, особенно если это железобетонные или стальные конструкции. Деревянные и стальные опоры не армируются, они соединяются арматурой или катанкой между собой. Для надежного соединения ростверка и опор оголовки привариваются катанкой или прутьями к нижнему слою арматуры плиты. Ширина ростверка должна быть немного больше, чем внешние размеры секций для лучшего укрепления конструкций.

Виды свай для плитного ростверка

В строительстве применяются несущие опорные элементы из четырех видов материала, и у каждого есть свои особенности:

1. Деревянные столбы длиной до 8,5 м и внешним диаметром до 34 см. Они дешевые, но используются редко. Их приходится дополнительно покрывать специальными составами, чтобы препятствовать гниению.
2. Железобетонные винтовые опоры производятся из бетона марки М200 и выше, имеют огромный срок службы, но из-за большой массы установить их можно только с помощью мощной строительной техники.
3. Стальные винтовые сваи с острыми наконечниками. Они применяются чаще всего, учитывая малую массу и простоту в установке. Очень важно перед монтажом обязательно обрабатывать их специальными антикоррозийными составами.
4. Асбестоцементные трубы. Это полые конструкции, стойкие к практически любым грунтовым воздействиям, но поставляются без армирования.

Свайно-ростверковые фундаменты с монолитной плитой стоят в возведении немного дороже, чем ленточные конструкции, при этом выдерживают достаточно большую массу. Это достигается за счет использования плиты, нагрузка от несущих стен будет равномерно распределена между опорами. Основания такого типа незаменимы при возведении небольших зданий частного и хозяйственного назначения, они отлично подходят для строительства на сложных грунтах, склонных к сезонному пучению.

Источник