Размер свайно ростверкового фундамента

Как следует возводить свайно-ростверковый фундамент + расчет ростверка и глубины промерзания грунта

01.12.2018 3,453 Просмотров

Свайные фундаменты являются радикальным методом решения проблемы слабонесущих или обводненных грунтов.

Они опираются на глубинные твердые пласты, свободно проходя сквозь поверхностные проблемные наслоения, что делает возможным строительство на торфяниках, плывунах и прочих непригодных для создания традиционных фундаментов почвах.

Учитывая распространенность подобных участков на территории России, особенно в северных регионах, можно смело утверждать, что свайные основания имеют не меньшую важность, чем ленточные фундаменты.

Нередко их используют даже на относительно устойчивых грунтах, рассматривая возможность подъема уровня грунтовых вод и подтопления в весенний период. Наиболее распространенный тип свайных оснований, о котором пойдет речь в этой статье — свайно-ростверковый фундамент.

Рассмотрим его возможности и особенности конструкции.

Что такое свайно-ростверковый фундамент?

Свайно-ростверковый фундамент — это опорная конструкция, состоящая из системы вертикальных опор (свай), входящих в жесткий контакт с плотными слоями грунта (глинистыми, крупнообломочными или скальными), и наружного пояса обвязки, несущего стены дома и передающего нагрузку на сваи.

Все вопросы и методики строительства свайно-ростверковых оснований регулируются СНиП 2.02.03-85. Существуют разные варианты конструкции, в которых используются те или иные виды свай, размеры и материал ростверка.

Сочетания этих элементов дают возможность получить наиболее подходящую конструкцию фундамента, обладающую оптимальным набором параметров для заданных условий.

С монолитным ростверком

Свайный фундамент с монолитным ростверком представляет собой систему свай, погруженных в грунт на необходимую глубину.

На верхней части устанавливается монолитный железобетонный ростверк, который имеет со сваями общий арматурный каркас и максимально жестко связан с ними.

Внешне ростверк выглядит как некое подобие традиционной ленты, но разница между ними в том, что лента передает нагрузку на поверхность грунта, а ростверк распределяет ее по системе вертикальных опор и, через них, на плотные слои грунта.

При этом, в большинстве случаев, габариты о общие параметры у ленты и ростверка мало отличаются и обладают практически равными возможностями. Свайно-ростверковый фундамент такого типа представляет собой максимально жесткую конструкцию, способную выдерживать все внешние нагрузки.

В частности, такое основание отлично себя зарекомендовало на проблемных грунтах, расположенных на склоне. Подобна конструкция — единственная, способная выполнять свои функции в подобных условиях.

Устройство

Свайно-ростверковый фундамент состоит из вертикальных опор, установленных рядами, кустами или в виде свайного поля. Порядок расположения свай определяется материалом и габаритами постройки, ее конфигурацией и сосредоточением массивных элементов, нуждающихся в прочной и надежной опорной конструкции.

Так же от расчетных параметров будущей постройки зависит глубина погружения свай, нередко их тип и материал. Погруженные сваи обрезаются на одинаковую высоту, чтобы образовалась горизонтальная площадь.

Если использованы железобетонные сваи, обрезке подлежат только бетонные части, а арматуру оставляют для сварки с армпоясом ростверка.

Если планируется металлический или деревянный ростверк, арматуру также обрезают, а на верхушки свай устанавливают специальные конструкционные элементы — оголовки, представляющие собой род колпака с посадочной площадкой под монтаж балок обвязки.

Когда следует его возводить

Свайно-ростверковый фундамент преимущественно изготавливают из железобетона. Это выдвигает вполне определенные требования к условиям строительства в части температуры воздуха — она не должна опускаться ниже +5°.

Это обеспечивает нормальный процесс застывания бетона и позволяет получить прочную отливку с заданными качествами. Поэтому оптимальным временем для строительства является теплое время года, в идеале — с конца апреля по конец октября (в некоторых регионах этот диапазон уже и ограничен тремя летними месяцами).

Не менее важными являются погодные условия, которые способны полностью испортить условия для выполнения работ — длительные дожди могут превратить строительную площадку в сплошное болото, что исключает всякую возможность строительства.

Эти особенности необходимо учитывать при планировании и определении сроков выполнения работ.

Плюсы и минусы

Достоинствами свайно-ростверкового фундамента являются:

• Возможность строиться на проблемных, обводненных или слабонесущих грунтах.
• Высокая несущая способность, прочность.
• Относительная простота конструкции, возможность самостоятельного выполнения работ.
• Многовариантность, позволяющая менять при необходимости те или иные элементы.
• Небольшие объемы земляных работ.
• Способность прочно устанавливаться на уклонах, плывунах, складках.
• Устойчивость к внешним воздействиям, переносимость морозного пучения или подвижек почвы.
• Экономичность, небольшой расход материалов. Некоторые виды свай могут быть изготовлены прямо на площадке, что снижает объемы транспортных перевозок и использования спецтехники.

Существуют и заметные минусы:

• Нет возможности создания подвала или полноценного цокольного этажа.
• Существует необходимость тщательного обследования участка с бурением пробных скважин или погружение свай.
• Необходимо строго придерживаться технологических требований и следить за качеством материалов.

Существуют разные варианты конструкции свайно-ростверковых оснований, различающихся по соответствующим признакам:

• Материал ростверка. Бывают деревянные, металлические и железобетонные конструкции. Выбор обычно бывает обусловлен весом и размерами постройки, особенностями климата и прочими внешними причинами.
• Высота конструкции. Различают погруженные в грунт и расположенные на дневной поверхности виды. С точки зрения долговечности и сохранности материалов предпочтительнее внешние конструкции, не имеющие контакта с грунтовой влагой. Погруженные в грунт — только железобетонные варианты, древесина и металл в таких условиях подолгу не служат.

Практика показывает, что погружение бетонной ленты в грунт нецелесообразно. При этом, открытый ростверк образует воздушный холодный зазор под перекрытием первого этажа, что затрудняет подвод коммуникаций и требует устройства специальных гидроизолированных траншей.

Это увеличивает трудозатраты и повышает расход материалов.

Типы свай

Существуют разные конструкции свай:

• Сваи-стойки. Вертикальные опоры, находящиеся в плотном контакте с твердыми слоями грунта. Обеспечивают максимальную устойчивость и несущую способность.
• Висячие сваи. Удерживаются за счет силы трения между боковыми стенками и грунтом, а также за счет уплотненной грунтовой подушки под наконечником. Опоры на твердые слои не имеют. Прочность обеспечивается за счет площади контакта — чем длиннее свая, тем надежнее она установлена. Способны внезапно давать осадку из-за подземных изменений гидрогеологии.

По типу погружения существуют:

• Забивные. Погружаются в грунт с помощью специальных механизмов. Имеют максимальную несущую способность и устойчивость, но создают немалую опасность при погружении для всех построек, расположенных поблизости.
• Литьевые. Эти сваи представляют собой железобетонные отливки, изготовленные непосредственно на площадке. В пробуренную скважину устанавливают арматуру и заливают бетон, получая прочный вертикальный стержень. Удобны для самостоятельного изготовления.
• Винтовые. Специфический вид свай, погружаемых в грунт путем завинчивания (наподобие шурупа). Позволяют самостоятельную установку, не требуют предварительной подготовки или земляных работ.

Материалом для свай могут служить:

• Древесина. Традиционный материал, но сегодня деревянные сваи практически сошли со сцены, уступив место более долговечным и удобным видам.
• Металл. Кроме винтовых свай, специальных конструкций не производится. Используют массивные куски швеллера, рельса, двутавра и т.д. Недостаток металлических свай — электрохимическая коррозия, от которой их практически невозможно защитить.
• Железобетон. Из него делают забивные и набивные сваи, получая прочные и устойчивые к нагрузкам опоры. Является самым распространенным материалом, устойчивым ко всем нагрузкам и практически в 3 раза более долговечным, чем металлические сваи.

Выбор типа свай обусловлен техническими требованиями и условиями строительства. Чаще всего используются забивные или буронабивные железобетонные стержни.

Как рассчитать глубину промерзания

Глубина погружения свай всецело зависит от уровня залегания плотных слоев грунта. Расчетными методами она не определяется.

Необходимо либо пробное бурение, либо погружение эталонной скважины, способные продемонстрировать истинное положение грунтовых слоев.

По результатам пробных работ выводится глубина залегания, которую используют при расчетах.

Расчет ростверка

Расчет ростверка — ответственная и крайне сложная инженерная задача. Все, что может сделать неподготовленный человек самостоятельно — вычислить количество материалов, необходимых для создания той или иной конструкции.

Для полного расчета надо обратиться в специализированную организацию. Как минимум, можно воспользоваться онлайн-калькулятором (лучше несколькими), чтобы получить определенные данные.

Для самостоятельного подсчета количества материалов требуется определить общую длину ростверка. Если планируется деревянный или металлический пояс, эта длина и будет являться нужным количеством материала. С бетонными конструкциями несколько сложнее:

Пример расчета: допустим, имеется дом 6 : 8 с двумя внутренними несущими стенами 6 и 4 м.

Тогда общая длина ростверка:

(6 + 8) · 2 + 6 + 4 = 38 м.

Затем считаем объем. Для этого надо вычислить площадь сечения.

Если лента имеет 40 см в высоту и 30 в длину, площадь сечения составит:

0,4 · 0,3 = 0,12 м 2.

Объем бетона, необходимый для отливки:

0,12 · 38 = 4,56 м3.

Технология возведения

Порядок действий:

• Подготовка. Площадь участка освобождается от посторонних предметов и растений, производится тщательная разметка. Колышками отмечаются точки установки свай.
• Подготовка скважин. На отмеченных точках производится бурение на заранее определенную глубину. Внутрь скважин сразу закладываются гильзы из пластиковых труб или свернутого рубероида. Собирается и опускается в каждую скважину арматурный каркас.
• Заливка бетона. Полости скважин заполняют бетоном, штыкуют его, удаляя пузырьки воздуха. Залитый бетон выдерживают в течение 20 дней до набора конструкционной прочности.
• Сборка опалубки. Пока застывают скважины, производится тщательная сборка опалубки под заливку ростверка. Обычно используют обрезную доску толщиной 25-40 мм. Щиты собирают и устанавливают в нужном положении, контролируя совпадение по осям и горизонтали. Внутренняя часть застилается полиэтиленом или рубероидом.
• Арматурный пояс. Каркас собирается и устанавливается внутрь опалубки. Арматура, торчащая из скважин, сваривается со стержнями ростверка, образуя единый пояс.
• Заливка ростверка. После затвердения скважин производят заливку ростверка. Используется бетон марок М200 и выше. Заливку выполняют за один раз, без длительных перерывов. После этого раствор штыкуют, накрывают полиэтиленом или мешковиной и выдерживают 28 дней до полного застывания.

Опалубку можно снимать через 10 дней после заливки. По окончании срока выдержки приступают к дальнейшим работам.

Основные ошибки при возведении

Типичными ошибками, которые часто встречаются при строительстве свайно-ростверковых оснований, являются:

• Слабое соединение свай и ростверка, снижающее устойчивость и прочность конструкции.
• Отсутствие воздушного зазора между высоким ростверком и грунтом.
• Увеличенные пролеты между сваями, вызывающие прогиб балок ростверка и появление трещин между основанием и стенами.

Все эти ошибки являются следствием недостатка опыта у строителей или неправильного расчета свайного поля, допустившего слишком большие расстояния между опорами. Все эти недочеты требуют устранения путем усиления соединений, установки дополнительных опор и создания качественного фальш-цоколя.

Работы достаточно сложные и ответственные, но совершенно необходимые, иначе срок службы дома будет значительно уменьшен.

Источник

Свайно-ростверковый

Типы свайно-ростверкового-фундамента различаются между собой по конструктивным особенностям, способу монтажа, варианту заглубления в грунт и не только.

Основные требования и правила расчетов фундамента описаны в соответствующей нормативной документации.

Ростверк на сваях — что это такое, как рассчитать ширину, высоту и другие размеры свайно-ростверкового фундамента, как построить основание своими руками? Ответы на вопросы найдете в статье.

Что это такое?

Устройство такого типа основания представляет собой свайное поле, объединенное в монолитную конструкцию единым ростверком.

Свайно-ростверковый фундамент обеспечивает лучшую устойчивость зданию, чем традиционные опоры, но при этом строительство обходится дешевле, чем глубокое закладывание железобетонной ленты или плиты.

Свайно-ростверковый фундамент выбирают для строительства:

• малоэтажных сооружений,
• кирпичных,
• щитовых,
• деревянных домов,
• построек из газобетона,
• гаражей,
• бань,
• ограждений и не только.

Одно из главных преимуществ основания – применимость практически для всех видов грунтов, кроме скальных пород, а также участков с высоким содержанием каменистых включений в почве. Опорные конструкции также обеспечивают стойкость дому на заболоченных площадках и переувлажненных грунтах.

При этом ростверк отвечает за равномерное распределение нагрузки между сваями, что значительно увеличивает прочность и надежность фундамента. Как правило, под ростверком устраивают щебневую или песчаную подушку, чтобы защитить верхнюю часть основания от морозных сил пучения.

Требования и стандарты для строительства основания

Нормативный документ СП 24.13330.2011 представляет собой актуализированную версию СНиП 2.02.03-85. Справочная информация отражает свод установленных требований, регулирующих возведение фундамента, а именно:

1. Объем геологических исследований.
2. Состав строительного проекта.
3. Особенности строительства в присадочных, набухающих и других грунтах.
4. Расчет конструктивных элементов.
5. Расчет опор на совместное действие горизонтальных и вертикальных сил.
6. Определение несущей способности фундамента.
7. Нахождение осадки свайно-ростверкового фундамента и не только.

Когда возникают проблемы с проектированием фундамента, всегда целесообразно обратиться к другим нормативным документам, связанным с представленным видом строительства:

• СНиП 2.03.01-84 регулирует проектирование железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений;
• СНиП 52-101-2003 описывает особенности заглубления опор на глубину, которая будет соответствовать габаритам анкерной арматуры;
• СП 63.13330.2012 описывает нормы проектирования бетонных и железобетонных конструкций.

Типы фундаментов по способу погружения свай в грунт

Выбирая опоры для фундамента, учитывают стоимость материала, необходимость найма спецтехники, сложность работ, требуемую несущую способность опор и т.д. По способу погружения опор в почву различают такие виды основания:

Буронабивные сваи – опорные элементы изготавливают непосредственно на строительном участке. Для увеличения прочности конструкцию усиливают армирующим каркасом.

Жесткость системы достигается благодаря прочной связи ростверка с опорами. Как правило, с такими опорами устраивают железобетонный ленточный ростверк (монолитный или сборной).

Буронабивные сваи с лентой отличаются высокой несущей способностью. Метод подходит под строительство коттеджей из пеноблоков, кирпичей и бруса на твердых и слабых грунтах.

Свайно-набивное основание с ростверком – отличается от предыдущего типа способом устройства скважин. Данный метод предполагает использование вместо буровых машин конусных или металлических оболочек. Приспособления для пробивания извлекают или оставляют внутри шурфа в качестве несъемной опалубки. Последний вариант обходится застройщику дороже, но позволяет получить более крепкие и долговечные опоры под свайно-ростверковый фундамент.

Винтовые сваи (металлические и железобетонные) – столбы, усиленные оголовками с лопастями. Благодаря винтовой части опоры можно вручную ввинтить в грунт, при этом почва уплотняется лопастями и служит дополнительной опорой. Сваи из металла комбинируют с обвязкой из двутавровых балок, швеллера или профильной трубы.

Под легковесные деревянные постройки можно выбрать ростверк из брусьев. Металлические винтовые сваи легче, дешевле и проще в монтаже, чем железобетонные конструкции, но они уступают по сроку службы и несущей способности.

Железобетонные винтовые столбы не подвержены разрушающему действию коррозии и имеют срок службы от 100 лет. Усиленный железобетонным ростверком, такой фундамент отлично подойдет под строительство кирпичных малоэтажных сооружений.

Железобетонные опоры – заводские изделия, усиленные арматурным каркасом внутри ствола. Для монтажа нанимают сваебойные установки. Из-за абразивного воздействия грунта на поверхность опоры во время установки застройщик не имеет возможности организовать гидроизоляцию нижней части фундамента. Комбинируют железобетонные сваи с ленточным (монолитным или сборным) ростверком.

Классификация свайных ростверков по степени заглубления

По отношению к поверхности земли ростверк может быть:

1. Заглубленным – лента опущена в почву на определенную глубину. Как правило, ленточный ростверк комбинируют с бетонными и железобетонными сваями, заглубленными в грунт ниже линии промерзания. Несмотря на значительные финансовые и трудовые затраты, такой фундамент может оказаться единственным подходящим вариантом для строительства тяжелых сооружений.
2. Наземный – тип ростверка, который опирается на поверхность земли. Подходит для грунтов несклонных к пучению.

В противном случае остается риск преждевременного износа фундамента в результате разрушающих сил морозного пучения почвы.
Висячий – ростверк, между нижней поверхностью которого и нулевым уровнем участка остается воздушный зазор. Такой подъем, как правило, составляет более 10 см над уровнем земли.

Благодаря висячему ростверку, вертикальные силы морозного пучения не воздействуют на ленту. В противном случае в ростверке могут образоваться трещины или произойдет разрыв между верхней и нижней частью основания.

Как рассчитывается минимальная высота и что на нее влияет?

После размещения на плане точек под опоры, переходят к проектным расчетам для ростверка фундамента. Габариты ростверка не должны быть меньше размеров конструкции, которая на него опирается.

Как правило, в частном домостроении выбирают высоту ростверка, равной: Ha + 25 см, где Ha – глубина заделки свай в верхнюю часть основания.

При проектировании сооружений I степени ответственности к расчету минимальной высоты ростверка подходят, исходя из несущей способности опорной конструкции. За основу берут условие:

где:

• a1 и a2 – безразмерные коэффициенты;
• bk и dk – размеры сечения сваи;
• c2 и c1 – расстояние от граней, соответствующей размерам и к ближайшим сваям;
• h1 – рабочая высота сечения ростверка;
• Rp – боковая поверхность пирамиды продавливания, принимая от верха арматурной сетки до дна стакана.

В малоэтажном строительстве принимают условную высоту ростверка, равную 30-40 см, на практике это величина может выходить за указанные пределы.

Фактически параметр зависит от ряда факторов:

• географических условий участка;
• климатических условий в регионе;
• конструктивных особенностей возводимого сооружения;
• материала, из которого изготовлен фундамент;
• варианта установки опорной конструкции;
• способа воздействия фундамента на грунт и т.д.

Об устройстве свайно-ростверкового фундамента и расчетах конструкции читайте в этой статье.

Необходимая ширина

Ширина ростверка принимается равной ширине цоколя или толще него. Если в доме не планируется цоколь, то ширину выбирают, основываясь на толщине внешних стен по такому же принципу. При этом ширина лента не может быть уже 40 см.

Особенности выбора и возведения основания

Широкое разнообразие вариантов устройства свайно-ростверкового фундамента усложняет выбор неопытного застройщика. Не имея навыков и знаний в этой сфере, лучше заказать проектирование у профессионалов.

Ростверк на сваях для дома из газосиликатных блоков

Когда планируется строить дом из газобетона на склонах или участках с переувлажненным грунтом, выбор в пользу свайно-ростверкового фундамента станет лучшим решением.

Поскольку пористая структура газосиликатных блоков хорошо впитывает влагу, что приводит к быстрому разрушению конструкции, рекомендуется выбирать фундамент с висячим ростверком. При этом можно использовать винтовые или буронабивные сваи.

К выбору штампованных железобетонных конструкций лучше подходить с осторожностью, поскольку способ монтажа опор исключает возможность гидроизоляции нижней части фундамента. Последний способ актуален, если хорошо обработать ростверк гидрофобными составами.

Для кирпичного сооружения

Для строительства кирпичных домов подойдет большинство видов свайно-ростверкового фундамента за исключением варианта с деревянным ростверком.

Параметры конструктивных элементов основания под малоэтажное строительство выбирают с учетом суммарных нагрузок, а также несущей способности грунта.

Чем мощнее планируется строение, тем надежное и устойчивее вбираются опоры. Как правило, для жилых домов сваи опускают ниже линии промерзания. Для переувлажненных грунтов целесообразно продумать искусственный отвод сточных вод и дренажную систему на участке.

Под гараж

Под такие легковесные постройки как гараж или баня с экономической точки зрения лучше использовать металлические винтовые сваи с такой же обвязкой. Выбранный метод отличается высокой скоростью возведения, простотой монтажа и небольшим количеством строительного мусора.

Металлические сваи подойдут для заболоченных мест, торфяных грунтов и других слабых пород, а также для участков с неравномерным рельефом.

Если проектируется гараж с надстройкой, можно увеличить количество свай или использовать железобетонные опоры. В любом случае, увеличение мощности опорной конструкции приведет к удорожанию строительства.

Как построить своими руками?

Строительство свайно-ростверкового основания начинается с разметки участка: на площадку переносят размеры будущей постройки, а также обозначают места установки опор.

Технологические этапы возведения буронабивного фундамента с ленточным ростверком:

1. Бурение скважин.
2. Устройство опалубки.
3. Монтаж каркаса из армирующих прутьев в шурфе.
4. Заливка опоры бетонным раствором.
5. Гидроизоляция верхней части опор.
6. Монтаж опалубки под ростверк.
7. Устройство гидроизоляционного материала внутри опалубки.
8. Монтаж армирующего каркаса для ленты.
9. Связка армированных прутьев свай и ростверка.
10. Заливка бетона под ростверк.

Алгоритм строительства винтового свайного-ростверкового основания с металлическими конструктивными элементами:

• ввинчивание опор на глубину ниже линии промерзания, пока конец трубы не упрется в твердые породы;
• заливка бетонном полости внутри винтовой сваи для увеличения прочности и недопущения образования конденсата в трубе;
• обрезка свай, выступающих над почвой, на одном уровне;
• приваривание оголовков;
• сваривание каркаса из металлических элементов для ростверка;
• приваривание обвязки к оголовкам, укрепление уголками и заклепками;
• покрытие металлической конструкции несколькими слоями гидроизоляции.

Порядок строительства винтовых железобетонных свай:

1. Устройство небольших углублений в почве под опоры.
2. Ввинчивание железобетонных свай.
3. Монтаж опалубки под ленту.
4. Устройство гидроизолирующего слоя внутри опалубки.
5. Монтаж армирующего каркаса под ростверк.
6. Связка армированных прутьев свай и ростверка.
7. Заливка бетона под ленту.

Строительство фундамента с применением штампованных железобетонных опор отличается необходимостью найма спецтехники, поэтому провести работы своими руками можно только частично. Когда сваи будут установлены, можно заняться обустройством опалубки под ростверк, не забывая про армирование и гидроизоляцию.

Инструкция по возведению свайно-ростверкового фундамента своими руками — в этой статье, по армированию конструкции — в этой, по гидроизоляции основания — в этой. О возведении свайного фундамента с монолитным ростверком можно узнать здесь, о стоимости строительства — тут.

Заключение

Широкое применение свайно-ростверкового основания обусловлено экономичностью, относительной простотой и высокой скоростью монтажа. Для конкретных условий целесообразно выбрать тот или иной тип фундамента. Конструктивные различия конструкций подробно описаны в настоящей статье.

При этом каждый способ предполагает проведение сложных математических расчетов. Эксперты советуют начинающим строителям, у которых нет опыта в проектирование фундаментов, заказать расчеты у специалистов.

Источник