Устройству плиты свайного фундамента

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

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