Нуждается ли винтовой сваевый фундамент в ростверке

Свайный фундамент для частного дома в ряде случаев просто необходим для обустройства надежного основания.

Определение

Свайный фундамент — это конструкция, передающая грунту нагрузку от здания. Сейчас свайное поле используют для построек на земле, которая двигается или сжимается. У подобных конструкций много преимуществ и главным из них является надежность.

Технология строительства свайного фундамента легче, чем  столбчатого, поскольку не нужно рыть ямы. Самая распространенная технология возведения свайного фундамента – бурение. При помощи бура делают скважины. Сваи опускают в почву машинами или руками.

Общее описание свайного фундамента

Свайный фундамент относится к фундаментам глубокого заложения – передача нагрузки на основание происходит не только по подошве, но и по боковым граням сваи, что происходит за счет трения и сцепления с грунтом основания. Устройство такого фундамента – довольно сложный процесс, требующий значительных трудозатрат, а также применения специальных технологий, оборудования и механизмов. Проектировать свайный фундамент целесообразно в случаях, если:

  • строительный участок имеет сложные геологические условия;
  • несущая способность основания недостаточна для устройства фундаментов мелкого заложения – ленточных, столбчатых или плитных.

К сложным горно-геологическим условиям можно отнести такие типы сжимаемых оснований: просадочные, насыпные или пучинистые грунты, а также условия вечной мерзлоты, болотистую местность. Свайный фундамент менее подвержен деформациям, связанным с изменениями характеристик грунтов при их намокании, проседании, сдвиге геологических слоев. Такой тип фундамента является более стабильным, он менее подвержен перемещениям при нагрузке, осадке и крену.

Необходимость устройства свайного фундамента также может возникнуть, если грунты основания имеют низкую несущую способность. При выполнении расчета, может оказаться, что площади подошвы плитного фундамента недостаточно или плита требуемых размеров значительно выступает за контур здания. Свайный фундамент в подобном случае позволит использовать в качестве основания нижележащие слои.

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

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.

Читайте также:  Как забивают сваи: машины и технология установки

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.

О монолитных ленточных фундаментах можно прочесть в этой статье.

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.

Введение

Настоящий свод правил устанавливает требования к проектированию фундаментов из разных типов свай в различных инженерно-геологических условиях и при любых видах строительства. Разработан НИИОСП — институтом ОАО "НИЦ "Строительство": д-ра техн. наук , и канд. техн. наук — руководители темы; д-ра техн. наук: , , ; кандидаты техн. наук: , , , , , , , , , , , , , инженеры , , при участии инженера Изменение N 2 разработано институтом АО "НИЦ "Строительство" — НИИОСП (руководители темы — д-р техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук ; исполнители — д-р техн. наук , д-р техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , наук ) при участии д-ра техн. наук , д-ра техн. наук Изменение N 3 к своду правил подготовлено АО "НИЦ "Строительство" — НИИОСП (руководители темы — д-р техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , д-р техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , при участии д-ра техн. наук , д-ра техн. наук ). (Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

Справка: Что такое ростверк

Верхняя часть свайно-винтового или столбчатого фундамента, функциональное предназначение которой заключается в перераспределении нагрузки от несущих конструкций здания – это и есть ростверк. Как вариант, эта часть фундамента может быть в виде железобетонной заглубленной конструкции.

Вообще же бывают ростверки нескольких видов:

  • высокий;
  • повышенный;
  • заглубленный.

Также эти конструкции бывают монолитными или сборными

Читайте также:  УКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ МЕТОДОМ РАСКАТКИ

Важно! Пересечение или разрезание ростверка канализационным или любым другим коммуникационным трубопроводом недопустимо.

Расчет материала для буронабивного фундамента с ростверком

Для приготовления бетона потребуется одна часть цемента не ниже М400, 0,5 части воды, три – крупного промытого речного песка, пять – щебня фракции 2-3 см.

Опалубку для ростверка можно изготовить из доски 10-15 см шириной, 4 толщиной либо из ДСП, фанеры. Ширина доски/листовой заготовки должна быть немного больше, чем у стены.

Опалубка для ростверка

Арматура:

  • для армирования свай изготавливают каркас из 4 прутков сечением до 14 миллиметров (не менее сантиметра), которые связывают шестимиллиметровой проволокой;

Армирование свай

  • ростверк можно усиливать ребристыми прутками 1-1,2 см, соединенными гладкой арматурой около 8 мм. Армированные пояса устанавливают через 20-40 см и соединяют вертикальными прутами;
  • для соединения оголовков свай с ростверком можно использовать стержень с Т-образным профилем: горизонтальная часть бетонируется в верхнюю часть сваи, вертикальная выступает на 30 см и входит в балку ростверка.

Армированние ростверка и соединения оголовков свай с ростверком

Расчет фундамента свайного с ростверком состоит из следующих этапов:

  1. Определение проектной нагрузки. Вычисляется масса сооружения (сам дом, коммуникации, люди, мебель, снеговая нагрузка и др.), к ней добавляют 30 процентов на запас прочности.
  2. Глубина зависит от линии промерзания грунта.
  3. Исходя из нагрузки определяют сечение и шаг свай.

Пример расчета свайного фундамента с ростверком

  • сечение сваи: 30 см;
  • высота: 2 метра;
  • погружение: полтора метра;
  • площадь 15 * 15: равна 787,5 кв. см;
  • суммарная длина стен: 40 м;
  • число свай: 27;
  • шаг: полтора метра;
  • суммарная опорная площадь – 21262,5.

Нагрузка на грунт определяется как суммарный вес сооружения, поделенный на последнюю цифру. Несущая способность грунта берется из таблиц СНиП. Если полученная величина превышает несущую способность, опорную площадь необходимо увеличивать за счет числа или сечения свай.

Расчет ростверка свайного фундамента осуществляется в соответствии с нормами CHиП Минимальная высота – 30 сантиметров, ширина – 40. Для устройства одного кубометра конструкции потребуется:

  • цемент: 350 килограммов;
  • щебень, песок: по 1050 кг;
  • арматура: 7,1 кг (при четырехрядной укладке).

[goo_r]

Виды и описание ростверков

Что такое свайные фундаменты мы уже разобрались, теперь несколько слов следует сказать о ростверках.

Ростверки – верхняя часть свайных фундаментов, связывающая их в единую жесткую конструкцию. Могут быть деревянными, металлическими, из готовых железобетонных изделий или заливными армированными бетонными.

По способу расположения относительно уровня земли бывают висячими, мелкоуглубленными или углубленными.

Висячие ростверки имеют большой зазор над уровнем земли, подполье не изолировано.

Мелкозаглубленные немного «погружаются» в землю. Дополнительную нагрузку не воспринимают, служат только для защиты подполья от сквозняков.

Загубленные ростверки по своему устройству напоминают ленточные фундаменты, усиленные сваями. Увеличивают устойчивость фундамента, но одновременно намного усложняют его и повышают стоимость. Используются редко.

Для строительства бань можно считать оптимальным висячий тип ростверков, он самый дешевый, его можно сделать максимум за два-три дня. Кроме того, для бань важна вентиляция элементов половых покрытий. Этот вариант как раз и обеспечивает такую вентиляцию, на нем и остановимся.

Особенности расположения и изготовления свай

По материалу свай выделяются такие разновидности:

  1. Деревянные сваи. Они используются редко из-за пониженной прочности и долговечности. Иногда их можно устанавливать под легкие постройки. Применяется древесина дуба, лиственницы, сосны.
  2. Стальные сваи. Наиболее привлекательны специальные готовые изделия, особенно винтовые сваи. Можно использовать и другой металлический профиль – трубы, швеллер, рельсы.
  3. Железобетонные сваи. В частном строительстве они находят наиболее широкое применение из-за доступной цены на готовые изделия и возможности сделать своими руками. Чаще всего, применяются квадратные сваи, армированные стальной арматурой. Нижний конец их заостряется для упрощения погружения в грунт. Для изготовления применяется бетон с повышенной водонепроницаемостью и морозостойкостью классом не ниже W и F150 соответственно.
Читайте также:  Как рассчитать количество цемента на фундамент

Расположение опор в фундаментной системе может быть различным:

  1. Одиночные сваи. Для небольших построек опоры устанавливаются только в наиболее нагруженных местах – углы сооружения и примыкание внутренней стены.
  2. Рядовое расположение. Сваи размещаются по всему периметру дома на определенном расстоянии друг от друга (шаг – 1,5-3 м).
  3. Поле. Опоры размещаются равномерно по всей площади дома. Такая система предназначена для монтажа плиточного, монолитного ростверка.

Наполненные сваи различаются по способу заполнения раствором и его составу. Наиболее распространенный буронабивной вариант предусматривает использование стандартного бетона марки не ниже М300 жидкой консистенции.

Полые сваи могут заполняться с помощью специального оборудования, т.е. буроинъекционным способом, когда раствор подается под давлением. Наконец, иногда применяется экономичный грунтоцементный раствор, представляющий собой смесь грунта и цемента.

Основные ошибки при возведении свайно-ростверкового фундамента

Первой ошибкой, которая может существенно повлиять на надежность и жестокость конструкции, является неправильное выполнение расчетов нагрузки на основание здания. Здесь очень важно учесть особенность типа грунта местности, где будет выполняться строительство.

Следующей ошибкой считается малая глубина заложения или неправильная установка свай. В грунте под сваями может образоваться свободно пространство, что станет причиной усадки основания. Это, несомненно, приведет к уменьшению воздушной прослойки под ростверком, что может стать причиной обрыва сваи в зимнее время. Чтобы исключить такую вероятность, сваи следует монтировать ниже глубины промерзания грунта.

На практике встречаются случаи, что проектом не предусматривается создание воздушной прослойки под ростверком. Это особенно опасно в зимний период года, когда мерзлая земля значительно расширяется в разные стороны, в том числе и по вертикали. Это приведет к образованию избыточного давления на нижнюю часть ростверка, что может стать причиной его повреждения или обрыва. Чтобы это исключить, следует позаботиться об организации утеплительного слоя в виде плит пенополистирола, которые также будут исполнять роль искусственной амортизации.

Повышенным считается ростверк, у которого подошва находится на одном уровне с землей

Не менее важным моментом является создание надежной связи между ростверком и сваями. Если надежная фиксация отсутствует, это может привести к смещению столбов по горизонтали. В результате чего на них не будет воздействовать расчетная нагрузка от сооружения, которое может в этом месте просесть.

Ростверковый фундамент под дом или другое строение является наиболее популярным и экономически оправданным вариантом в современном строительстве. Он отличается универсальностью, повышенной прочностью и надежностью. Качественно выполненный ростверк, согласно нормативным требованиям, является залогом долговечной конструкции.

Заливка скважин. Армирование свай фундамента

Перед заливкой бетоном каждая из скважин армируется. Арматура раскладывается продольно по всей длине сваи. Для каждой из столбовых опор достаточно 4-6 прутьев диаметром 12-10 мм. Для придания устойчивости каждая из арматур предварительно сваривается между собой проволокой. Получается своеобразный каркас (закладная), который вставляется в подготовленную скважину. Арматура обязательно должна выступать над сваей – ее длина должна быть такова, чтобы сцепление с ростверком было достаточным. Расстояние от стен скважины (в случае установки опалубки – от стен опалубки) до прута   – не менее 5 см.

Во избежание появления воздушных карманов бетонирование должно осуществляться послойно по 25-30 см. Каждый последующий слой плотно утрамбовывается лопатой-штыковкой или вибратором. Чтобы не допустить швов на стыках, заливка каждого последующего слоя производится до высыхания предыдущего.