Свайно-ростверковый фундамент

Преимущества и недостатки

Ростверк — это часть свайного или столбчатого основания, поэтому строителям необходимо оценить их достоинства, узнать о недостатках. К большим плюсам ростверкового фундамента можно отнести:

• возможность возводить здания на любом проблемном грунте, на участках со сложным рельефом;
• абсолютную независимость от глубины водоносного слоя;
• отсутствие серьезных и длительных земляных работ;
• максимальную устойчивость строений.

Плюсы значимы, однако такое основание все же имеет несколько минусов. Это тоже в большей мере относится к сваям либо столбам. Среди недостатков существенны лишь два:

• сложность (чаще невозможность) сооружения подвального помещения;
• необходимость в специальном оборудовании для установки опор в грунт.

При использовании буронабивных свай последний недостаток автоматически исчезает. Минусом считают ограничение, касающееся стенового материала для дома. В этом случае большая тяжесть, создающая дополнительную нагрузку на пояс, не рекомендована. Однако нередко фундаменты с ростверком — единственный вариант для строительства зданий, поэтому эти недостатки для строителей значения не имеют. К плюсам прибавляется экономия, так как ростверковое основание обойдется дешевле, чем сооружение классического ленточного фундамента. Разница в стоимости может составить от 10 до 25%.

Таким образом, ростверк — это необходимая часть фундамента строения, вынужденного из-за особенностей рельефа или грунта опираться на колонны. Такая конструкция дает возможность построить дом, который будет защищен от возможного изменения положения («гуляния») столбов или свай, от дефектов, появляющихся в стенах при неизбежной усадке зданий, имеющих не слишком надежный фундамент.

Качественно сооруженный ростверк — это гарантия долговечности строения, поэтому перед началом строительства необходима консультация высококвалифицированного специалиста. Он поможет с выбором типа фундамента, ростверка для него, произведет точные расчеты, касающиеся количества, а также размера опор.

Почти все нюансы технологии создания ростверкового сооружения можно узнать, посмотрев это популярное видео:

Что такое свайно-ростверковый фундамент

Свайный фундамент, наверное, представляют себе все: это некоторое количество свай, заглубленных в грунт до уровня несущего слоя или ниже уровня промерзания. В чистом виде этот тип фундамента используется редко. Виной тому своеобразная конструкция, которая не позволяет перераспределять между сваями нагрузку от дома. Потому свайный фундамент в основном делают под срубы из бревна или бруса, иногда — под каркасные постройки. Эти типы стройматериала, из-за своих особенностей, сами перераспределяют нагрузку. С домами из других материалов они совместимы плохо.

Зато их усовершенствованный вид — свайный фундамент с ростверком — лишен многих недостатков и может использоваться и под кирпичные, и под блочные постройки.  В них все опоры завязаны при помощи ленты из металла или железобетона (бетона) в единую конструкцию. Эта лента и называется ростверком.

Так выглядит свайно-ростверковый фундамент вынутый из земли

Ростверк — это часть фундамента, объединяющая оголовки свай и служащая опорой для стен. Именно ростверк принимает, и за счет замкнутой конструкции, перераспределяет нагрузку, передавая ее на сваи.  Он может быть металлическим, деревянным, бетонным или железобетонным. По типу исполнения бетонные (железобетонные) ростверки бывают низкими и высокими.

Различают свайные фундаменты с высоким и низки ростверком

Высокий ростверк находится выше уровня земли. Чаще всего его делают из металла — швеллеров большого сечения или квадратных металлических труб. Еще делают такой ростверк из бетона, но его устройство сложнее: приходится придумывать, как залить ленту на расстоянии от земли.

Как работает ростверк и что он дает

Любой дом в разных частях будет давать разную нагрузку: отделка, мебель, санфаянс, другие вещи размещены неравномерно. Следовательно, и нагрузка от разных его частей будет разной. Ростверк принимает на себя эти неравномерные нагрузки и перераспределяет их. Сваям уже передается «выровненная» нагрузка.

Чем отличаются свайные и свайно-ростверковые фундаменты (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Чем это хорошо? Тем, что при одинаковой нагруженности свай, меньше шансов на то, что они будут усаживаться неравномерно. А неравномерная усадка ведет, как известно, к трещинам в фундаменте и стенах. Потому свайно-ростверковый фундамент более стабилен. Хотя главный недостаток свайных фундаментов остается: мы не можем знать, что за грунт находится под каждой из свай.  Потому спрогнозировать их поведение нереально. Именно поэтому их не очень любят архитекторы: гарантировать многолетнюю эксплуатацию дома невозможно.

Ленточный фундамент на сваях

Более предсказуемы в этом плане низкие ростверки. Они начинаются обычно ниже уровня земли и отливаются из армированного (или нет — зависит от проекта) бетона. Причем арматура свай связывается с арматурой ростверка.

В этом случае ростверк — это мелкозаглубенный ленточный фундамент и изготавливается он по той же технологии. Отличается тем, что имеет жесткую связь со сваями, что в разы повышает надежность и устойчивость конструкции. Еще такие фундаменты называют ленточными на сваях или свайно-ленточными. Такая конструкция является почти идеальной: сочетает в себе плюсы свайного и ленточного фундамента, в значительной мере компенсируя их недостатки.

Устройство свайно-ленточного фундамента (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Как он работает? Нагрузка от дома передается на ленту. Благодаря наличию продольной арматуры перераспределяется по всей площади. Так как лента опирается и на грунт, то часть нагрузки передается ему, остальная приходится на сваи. При этом нагрузка и усадка равномерны: их «выравнивает» лента.

В зимнее время, когда начинают на фундамент воздействовать силы пучения, проявляются все плюсы свайно-ленточного фундамента. Если дом стоит на пучнистых грунтах, их глубина заложения ниже уровня замерзания, очень сложно представить условия, при которых дом перекости или он даст неравномерную усадку.

При воздействии сил пучения на ленту, «пятки» свай, да и они сами, не дают возможности грунтам сдвинуть фундамент. Потому ленточно-свайные фундаменты — отличный выбор на сильно пучнистых почвах. Затраты при этом гораздо выше, чем при строительстве обычного свайного фундамента, но намного ниже, чем при строительстве ленты ниже глубины промерзания.

Виды свайно-ростверковых фундаментов по способу погружения в грунт

Свайно-ростверковый фундамент – фото

Набивные

Могут быть бетонными или железобетонными, для повышения устойчивости арматура может предварительного напрягаться.

Преднатяженная арматура позволяет существенно увеличить трещиностойкость конструкций, так как внутри нее арматура натянутая, как струна

По инженерной конструкции бывают с открытым или закрытым нижним концом. Преимущества – несколько ниже себестоимость изготовления, возможность быстрого реагирования на изменение первоначальных технических условий. Процесс установки: в земле просверливаются отверстия заданного диаметра и глубины, в отверстие ставится обсадная труба из металла или бетона, опускается арматура (для армированных свай) и полость заливается бетоном.

Забивные

В землю забиваются готовые железобетонные сваи. Такой метод устройства зданий может использоваться в зонах вечной мерзлоты. В качестве специальной техники применяются вибропогружатели, копры, гидравлические сваевдавливающие агрегаты. Выбор конкретной техники зависит от характеристик грунтов, показателей свай и глубины забивания. По виду бывают квадратными, круглыми и трапецеидальными. Могут иметь дополнительные опорные кольца – значительно увеличиваются несущие характеристики и надежность.

Винтовые

Винтовые сваи

Ростверк на винтовых сваях

Варианты устройства ростверка

Довольно новый вид фундаментов, имеют много различных вариантов

Отличаются неплохими эксплуатационными характеристиками, в последнее время пользуются заслуженным вниманием различных застройщиков. Могут устанавливаться на всех типах грунтов, для каменистых участков используются винтовые сваи с особо прочными наконечниками

Виды винтовых свай

Виды винтовых свай для различного грунта

Виды и краткие характеристики металлических винтовых свай

Конструкция винтовой сваи представляет собой полую трубу, острый наконечник и одну или несколько лопастей. Длина винтовых свай может увеличиваться за счет наращивателей – есть возможность достигать плотных глубоко лежащих слоев грунта.

Составные винтовые сваи

По виду наконечников бывают сварными (нижняя рабочая часть приваривается к трубе) или литыми – все элементы отливаются одновременно. Первый вариант более дешевый, но уступает по физическим характеристикам второму варианту. По конструкционным особенностям сваи могут быть нескольких видов.

Виды винтовых свай

1. Однолопастные (вариант №1). Устаревшего образца, имеют только одну упорную лопасть. За рубежом такой тип уже давно не производится, в нашей стране ее до сих пор продолжают изготавливать небольшие частные предприятия. По несущим характеристикам занимают последнее место среди всех остальных видов, рекомендуется использовать только под сверхлегкие бани.
2. Многолопастные (вариант №2). Отличаются значительно улучшенными эксплуатационными характеристиками, могут выдерживать вес тяжелых строений. Для строительства бань оптимальный вариант. Одна (нижняя) лопасть с переменным диаметром – облегчается процесс вкручивания, все остальные имеют постоянный диаметр.
3. Узколопастные (вариант 3). Специальные сваи для каменистых и очень твердых грунтов. Уменьшенный диаметр лопасти позволяет снизить крутящий момент во время вкручивания, а величины диаметра лопастей вполне достаточно для надежного упора на твердых грунтах.
4. Для сооружения винтовых свайных фундаментов в районах Крайнего Севера (вариант 4). Наконечник имеет специальную фрезу из особо прочных легированных сталей, лопасти уменьшенного диаметра. Применяются только в зонах вечной мерзлоты. Имеют высокую стоимость. Труба для сваи прокатывается из марок сталей с увеличенным содержанием углерода. После проката обязательна термическая обработка для повышения физических характеристик прочности.

Технология заливки фундамента

Порядок действий при строительстве свайно-ростверкового фундамента может выглядеть следующим образом.

Разметка участка

В отличие от разметки ленточного фундамента нанесение контура опорного основания на поверхность земли не производится. Основная операция — установка колышков на месте нахождения каждой сваи. Контрольная операция — проверка равенства длины диагоналей по угловым кольям наружного периметра и внутри каждого прямоугольника внутренних перегородок. Замеры нужно производить рулеткой соответствующей длины.

Необходимо вбить колышки в места установки свай, а затем проверить равенство диагоналей по крайним точкам фундамента

Земляные работы и заливка свай

Выемка грунта по контуру при высоком ростверке не производится. Нужно только пробурить шурфы на местах, где ранее были установлены колья. Для этого можно привлечь подрядчика с ямобуром, тогда все работы будут выполнены в течение нескольких часов. При использовании бура диаметром до 30 сантиметров шурфы можно сделать своими руками, если глубина погружения не превышает пяти метров.

Заливка каждой сваи должна производиться без перерывов. Для этого используется бетон марки 300, постоянно приготовляемый на месте выполнения работ. Подачу раствора внутрь скважины лучше производить по деревянному или металлическому лотку.

Работы выполняются в таком порядке:

1. Удаляется растительность на площадке строительства, включая траву, кусты и деревья.

2. Производится бурение скважины.

3. На дне скважины устраивается дренажный слой из песка (до 15 сантиметров) и гравия средней фракции (до 20 сантиметров). Слой уплотняется трамбовкой и проливается водой.

4. В скважины устанавливаются трубы из выбранного материала. Все верхние концы обсадок должны находиться на одном уровне по горизонту.

5. Изготавливаются армирующие решётки и погружаются в шурфы, обеспечивая выпуск концов арматуры над срезом трубы для связи сваи с ростверком при его заливке.

6. Приготавливается бетонный раствор и заливается в трубы. Допускается перерыв в заливке свай, но нельзя прерывать формирование сваи до заполнения трубы.

Обязательно в процессе заливки производить его уплотнение. В противном случае в теле сваи могут образоваться пустоты.

Можно воспользоваться услугами бетононасоса, тогда к заливке нужно приготовить все скважины одновременно.

Устройство ростверка, заливка бетоном

Приступать к заливке ростверка можно спустя не менее 7 дней после окончания бетонирования свай. Поэтому времени на подготовительные работы по ростверку вполне достаточно.

По окончании заливки свай нужно приступить к установке опалубки для ростверка. Она выполняется из любого доступного материала, но чаще всего из досок. По форме опалубка представляет собой лоток, закрепляемый на весу подпорками. При её установке нужно контролировать горизонтальность верхнего края, в противном случае может получиться неровная опорная поверхность, что неминуемо скажется на эксплуатационных характеристиках здания.

Опалубка выполняется в виде лотка на проектной высоте

Далее работы выполняются в следующей последовательности:

1. Производится установка арматуры, которую предварительно можно смонтировать на земле в виде параллелепипеда. В зависимости от величины ростверка применяется четырёх- или шестипрутковая конструкция.

2. Заливка ростверка бетоном. Заливка обязательно должна быть выполнена в один день. Обработка погружным вибратором в процессе заливки обязательна.
3. Время полной готовности фундамента к дальнейшим работам наступает спустя 28 дней после окончания бетонирования. До этого момента нужно укрыть его плёнкой и ежедневно смачивать водой.

Видео: изготовление свайно-ростверкового фундамента

Свайно-ростверковые фундаменты в своё время стали революционным решением для строительства самых различных зданий. Применение винтовых металлических свай вообще исключает необходимость земляных работ, что значительно сокращает трудоёмкость и сроки сооружения фундамента. Успехов вам!

Установка опалубки под ростверк

В том случае, если ростверк будет заглубленным, под него одновременно с ямами под столбы выкапывается траншея. В нее насыпается слой песка не менее 10 см, а далее устанавливается опалубка. Сбивают ее из деревянных щитов. На бруски набивают доски 2.5 мм. Шляпки гвоздей при этом должны находиться изнутри конструкции. Бруски вкапывают в землю, устанавливают щиты вертикально. Закрепляют стенки опалубки подпорками с внешней стороны и распорками изнутри, устанавливая их между щитами. Для надежности фиксации в вертикальном положении можно дополнительно использовать проволочные скрутки. Для этого связывают попарно брусья щитов, расположенных напротив друг друга. После связывания в проволоку вставляют металлический прут и начинают закручивать ее, стягивая тем самым стенки опалубки

Важно сделать распорки абсолютно одинаковыми по длине, которая должна быть равна ширине ростверка

Лучший фундамент получается, если ростверк расположен над землей. При таком решении на него не будут действовать силы весеннего пучения. Опалубка в этом случае поднимается на подпорках, и в ней дополнительно устраивается дно из досок. Перед устройством приподнятой ленты следует выждать неделю после укладки бетона в ямы.

Как открыть электрический щиток?

При эксплуатации ЩУРа часто возникает проблема проникновения внутрь устройства. В таких случаях возникает вопрос, как открыть электрический щиток без ключа. Порядок вскрытия следующий (следует помнить, что самостоятельное проникновение внутрь чревато опасными последствиями):

1. Тщательно осмотреть замок и определить его тип.
2. Если запорное устройство язычкового типа, то можно, отжав дверь монтировкой, металлической пластиной поднять или отодвинуть язычок.
3. Если замок с вкладышами типа английских, то он открывается плоской отверткой.
4. Если замок навесной, то можно перекусить или перепилить дужку. Однако понадобится замена запорного устройства.
5. Если электрический щиток имеет проушины, установленные на саморезах, их можно срезать.

Как избежать ошибок?

Расскажем подробнее.

1. Аккуратно зачистите круглошлифовальной машиной места срезов крайних по периметру свай, делайте это только по меткам, сделанным гидроуровнем.

2. Проверьте их положение, все угловые сваи должны располагаться на одной линии.
3. Прикрепите к ним натянутую веревку. Можете веревку обвязать вокруг сваи и перекинуть ее через верхние стенки. Веревка должна находиться над всем рядом.
4. Внимательно по окружности каждой сваи нарисуйте линию. Повторимся – именно по окружности, а не в нескольких местах. Только так вам удастся контролировать положение среза по всем плоскостям.
5. Отрезайте болгаркой лишнюю часть и одновременно выравнивайте ее. Такие же операции нужно проделать со всеми сваями, имеющимися на фундаменте.

6. Установите металлический оголовок точно посредине сваи, проверьте уровнем его горизонтальность. Если во время выравнивания свай совершили ошибку – при помощи металлических подставок различной толщины исправьте ее.

7. С одной стороны приварите пластину. Шов должен быть коротким, не более пяти миллиметров. Дайте ему остыть. Во время остывания пластину обязательно поведет, с противоположной стороны она немного приподнимется.

8. Молотком выровняйте пластину, еще раз проверьте ее положение уровнем. Все нормально – варите с противоположной стороны предварительно наложенного сварочного шва. Теперь пластина никуда не уйдет. В такой же последовательности повторите операции на всех оставшихся сваях.

Видео – Изготовление ростверка из бруса

Можно для полной уверенности приварить к оголовкам анкера, это полностью исключит вероятность горизонтальных подвижек здания. Длина анкеров должна быть на 2÷3 сантиметра меньше толщины бруса. Все металлические выступающие части свай следует покрыть устойчивой антикоррозионной краской. Под деревянный ростверк обязательно кладите два слоя рубероида или иного гидрозащитного материала.

Оголовки закрыты гидроизоляором

Снимите размеры фундамента и по ним заготовьте брус для ростверка. Брус должен быть ровным, без глубоких трещин, гнилых сучков, признаков поражения грибковыми заболеваниями или плесенью. Рекомендуется его пропитать специальными антисептическими средствами. Нет таких пропиток под рукой – не проблема. Брус можно несколько раз пропитать обыкновенным подсолнечным маслом. Во время укладки ростверка не забудьте просверлить отверстия под анкеры. Вот и все, свайно-ростверковый фундамент готов, можно начинать ставить сруб.

Количество свай зависит от характеристик грунтов и веса бани. Перед началом бурения специализированные компании должны сделать шурф для определения физических характеристик почв.

Для расчетов количества свай принимаются во внимание полученные значения, вес строения и его архитектурные особенности. Можно и самостоятельно решать вопросы с количеством свай, но тогда надо понимать, к каким неприятным ситуациям могут привести грубые ошибки

Расчет свайного фундамента

Расчет винтовых свай

Нужно еще несколько слов сказать о ростверках. В этой статье мы взяли пример самого дешевого, но вполне устойчивого деревянного. Но практика показала, что неплохо себя зарекомендовали и металлические ростверки.

Облегченный фундамент на винтовых сваях с металлическим ростверком

Они изготавливаются из швеллеров или двутавров соответствующих размеров.

Швеллер

Что касается бетонных армированных – мнения практиков расходятся. В некоторых случаях особо «старательные» строители могут за счет таких конструкций увеличить нагрузки на лопасти свай на 5÷10% от максимально допустимых расчетных. Применяться такой вид ростверков рекомендуется только для бань, построенных из кирпича или блоков. Для деревянных лучше использовать рассмотренный нами простой вариант.

Для всех типов бань целесообразно делать висячий ростверк. Нет смысла герметизировать за свои деньги подполье для того, чтобы потом делать в нем продухи для естественной вентиляции. Деревянные половые конструкции бани в обязательном порядке требуют вентиляции, в противном случае небольшой срок их эксплуатации станет для владельцев неприятным сюрпризом.

Существующие виды

Виды свайных фундаментов различают по типу свай.

Бывают:

• Сваи-стойки. Они погружаются в грунт до появления жесткого контакта с плотными грунтовыми слоями. Образуют самую прочную опорную конструкцию и способны нести здания любого веса и этажности.
• Висячие сваи. Несущая способность этих опор зависит от силы трения на боковых стенках и от прочности грунтовой подушки под наконечником, образующейся при погружении. Такая конструкция удобна при слишком глубоком залегании плотных слоев грунта, но способна внезапно изменять свои параметры вследствие изменений уровня грунтовых вод или прочих процессов.

Материалом для изготовления свай служат:

• Древесина. Самый древний и традиционный материал, обладающий массой недостатков. С появлением других, более устойчивых и прочных видов, деревянные сваи практически исчезли из арсенала строителей, хотя кое-где еще используются (в частном строительстве, для возведения вспомогательных построек).
• Металл. Забивные сваи специально не выпускаются, в этой роли используют отрезки рельс, швеллеров или двутавров подходящего размера. Винтовые сваи изготавливаются полностью готовыми к использованию. Специфика металла не позволяет получить долговечные опоры из-за коррозии, вызванной электрохимическими процессами и наличием блуждающих токов.
• Железобетон. Наиболее распространенный тип свай. Самыми прочными являются забивные, изготавливаемые по специальной технологии с использованием напряженной арматуры. Буронабивные сваи отливают из бетона прямо на площадке, что удобно, снижает транспортные расходы и общий уровень использования строительной техники, но значительно увеличивает срок изготовления из-за необходимости выдержки бетона для набора конструкционной прочности.

Существует три основных разновидности свайных фундаментов:

• На забивных сваях. Погружение стволов производится специальными машинами. Процесс не занимает много времени, опоры получаются прочными и надежными. Недостатком является невозможность производства работ рядом с эксплуатируемыми постройками из-за подвижек грунта, происходящих при погружении.
• На буронабивных сваях. Этот тип свай удобен тем, что не требует транспортировки, разгрузки, использования подъемной техники. В заранее подготовленную скважину опускают гильзу (род опалубки, изготовленной из рубероида или пластиковой трубы подходящего диаметра), устанавливают арматурный каркас и заливают бетон. Все операции могут быть выполнены самостоятельно, но потребуется достаточно длинный период выдержки свай для застывания бетона.
• На винтовых сваях. Они изготавливаются из стальных труб с толщиной стенок не менее 4 мм. В нижней части имеется сварной или литой заостренный наконечник и спиралевидные режущие лопасти. Погружение винтовых свай напоминает процесс завинчивания шурупа — лопасти обеспечивают погружение, острый наконечник раздвигает или раскалывает встречающиеся преграды. Винтовые сваи могут быть установлены вручную, при необходимости их извлекают и вновь используют в других местах. Срок эксплуатации зависит только от интенсивности коррозии.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Все свайные основания не могут быть созданы на скальных или крупнообломочных породах.

Заключение