Расчет столбчатого фундамента с ростверком

Столбчатые или свайные фундаменты неразделимы с понятием ростверк. Владельцам земельного участка, собирающимся возводить частный дом на такой платформе необходимо всесторонне рассмотреть приемлемость такого вида фундамента. Кроме преимущества цены, в отличие от заливного «пирога», он имеет иные достоинства и недостатки.

Различия безростверкового фундамента и ростверкового основания

Безростверковые конструкции представляют собой свайные поля или так называемые ленты из свай, имеющие сборные оголовки, на которые устанавливается здание. Для таких типов обычно применяются забивные сваи из железобетона, имеющие квадратное сечение. Эти разновидности рекомендуется применять только в нормальных сейсмических условиях.

Ростверковые свайные конструкции объединяются при помощи ленточной базы или плиты, благодаря чему нагрузка на основание и грунт распределяется равномерно. Ростверки различаются по виду конструктива на монолитные, сборные, а также сборно-монолитные.

Что такое ростверк

Ростверк — это горизонтальная часть фундамента, распределяющая вес объекта и передающая нагрузку на опоры платформы.

Единая конструкция достигается путем обеспечения жесткости ответственных узлов.

Достоинства основания в прочности, долговечности, возможности использования на любом капризном грунте – плывуны, глина, песчаник. Кроме того, из-за малого объема подготовительных этапов и отсутствия большого количества бетона, его считают самым дешевым из всех известных фундаментов.

Есть и недостатки – под объектом невозможно устроить подвал или погреб, так как крытая часть – стены – отсутствуют. Также высокий фундамент может стать проблемой в ветреную зимнюю погоду – наносы снега под полом не способствуют теплу. В этом случае выставляют забирку – кирпичный заслон, что ведет к удорожанию проекта.

Если для фундамента используют буронабивные сваи, то без строительной техники обойтись нельзя – требуется подготовить участок для въезда. Это также потребует денежных вложений.

Типы ростверков по положению ленты

По положению ленты (и монтируемой опалубки) относительно поверхности земли выделяют три вида ростверка:

  1. высокий
  2. повышенный
  3. заглубленный

Высокий ростверк

Самый рациональный – высокий ростверк, его нижняя плоскость выше уровня грунта на 10-15 см и выше. Это нужно, чтобы зимой грунт, даже поднимаясь вдоль свай, не давил на ленту. Иначе, поднимая ростверк, промерзший грунт начнет вырывать сваи или (вероятнее второе) оторвет от них ростверк.

Недостаток этого типа ростверка для российской средней полосы – незагерметизированная пустота между грунтом и нижним перекрытием. Фактически, под полом отсутствует утепляющая неподвижная воздушная подушка, поэтому его приходится дополнительно утеплять, и в доме не может быть полноценного подвала. Можно предусмотреть опускающиеся на зиму щиты, по типу швертов, закрывающие щели между ростверком и землей.

Для района субтропического климата и для деревянного строительства, наоборот, такое проветривание пространства под полом очень удобно, так как способствует снижению влажности в доме и летнему охлаждению помещения. Так строят дома в Японии и Китае. Кроме того, при высокой ленте ростверка, это удобный вариант для устройства небольшого заглубленного вентилируемого пространства под домом для непродолжительного летнего хранения инвентаря, игрушек, собранного урожая.

За счет затенения и вентиляции в этом пространстве летом довольно прохладно, а выполненная с наклоном от дома отмостка (особенно заходящая под ростверк), надежно защитит от дождя и грязи. Чтобы зайти под дом, можно сделать между двух свай небольшую арку в ростверке и выкопать под дом лестницу и траншею-коридор по типу гаражной смотровой ямы, по сторонам от которого на земле размещают инвентарь. Такой доступ в пространство под домом удобен, чтобы периодически осматривать ростверк и нижнее перекрытие, при необходимости корректировать их состояние. В деревнях это одно из любимых мест летного обитания для всякой живности вроде кур, собак и кошек, поэтому щель можно закрыть сеткой.

Повышенный ростверк

Повышенный ростверк устраивают так, что его подошва оказывается вровень с землей. Из-под опалубки выбирают 10-15 см грунта, так что готовый ростверк висит над воздушной подушкой. Это убирает щель, в которой гуляет ветер и до некоторой степени делает воздушную подушку неподвижной.

Но поскольку доступ в пространство под домом в этом случае почти невозможен, нужно обязательно защитить пространство воздушной подушки швертами или просто листами шифера, пластика и т.д., свободно установленными снаружи ростверка и доходящими до дна траншеи, от осыпания в эту полость земли. Иначе вскоре ростверк окажется лежащим на земле и на него начнет действовать зимнее пучение грунта.

Нельзя и закреплять на ростверке защитные щитки-шверты – они должны быть самостоятельны, тогда грунт сможет поднимать и опускать их, никак при этом не влияя на ростверк.

Читайте также:  Дренажные трубы для отвода грунтовых вод

Заглубленный ростверк

Фундамент с заглубленным ростверком одновременно наиболее популярен и наименее рационален. По периметру здания, непосредственно по линии проекции его будущих стен выкапывается неглубокая траншея, из дна которой оказываются торчащими оголовки свай. Затем делается опалубка-желоб, её дно расположено ниже уровня земли, но под ней также имеется воздушная подушка (можно положить желоб на бруски или отсыпать временную песчаную подушку). Такой фундамент тоже предполагает защитные шверты, и дает практически неподвижную воздушную подушку под полом, это утепляет дом.

Монолитный железобетонный ростверк для свайного и столбчатого фундамента своими руками – как правильно сделать опалубку, армирование и заливка бетоном.

Руководство по возведению свайного фундамента с ростверком – выбор типа сваи, бурение скважины, заливка и возведение ростверка.

Что учитывается при создании проекта свайного фундамента?

Чтобы фундамент на сваях не разрушался на протяжении десятилетий, перед его монтажом следует обратить внимание на очень важные для строительства рекомендации:

Комбинированный свайно-плитный фундамент в сложных условиях гористой местности.

Проектирование свайно-винтовых оснований производится на основе свода правил СП «Свайные фундаменты». Для этого разработчику понадобятся следующие сведения:

  1. Данные о физико-химических характеристиках почвы. Их получают на основе геодезических исследований, предполагающих пробуривание экспериментальных скважин в грунте и изучение его характеристик. Глубина бурения зависит от типа почвы: если она нестабильна, бурение производится до нижних слоев грунта повышенной плотности. При большой площади дома бурение производится в нескольких местах свайного поля. Этот метод позволяет также определить глубину промерзания грунта и протекания подземных вод, а также их химический состав.
  2. В проектировании непременно учитывается положение об удалении плодородных почвенных слоев и их дальнейшем применении для восстановления плодородности земель под сельское хозяйство. В проекте также предусматривают изоляцию элементов основания, соприкасающихся с почвой, при выделении газов из земли в данной местности.
  3. Для проектирования и возведения свайного основания очень важно правильно определить его физико-химические характеристики, среди которых удельная масса, плотность и влажность грунта, его пористость, коэффициент удельного сцепления, угол внутреннего трения.

Пристань на сваях, постройка которой осложнена наличием воды и типом грунта.

Назначение, типы и особенности использования ростверка в строительстве частных домов

Ростверк – конструкция, имеющая широкую сферу применения. Давайте рассмотрим, где и при каких обстоятельствах его используют.

объекта осуществляется на грунтах:

  • глинистых;
  • торфяных;
  • пучинистых;
  • лессовидных;
  • илистых;
  • суглинистых.

дома выполняется на склонах или территории с витиеватым рельефом.

конструкции осуществляется с применением каркасной технологии. Сваи или столбы будут подпирать объект снизу.

строения производится на участке, где происходит промерзание почвы на глубину более 2 м.

сооружение объекта с шириной основания более 2 м.

Как видите, ростверк – элемент универсальный.

Характеристика свайного фундамента с ростверком

Свайный фундамент – это конструкция, в которой нагрузка на грунт от сооружения передается через сваи, что представлены частично или полностью заглубленными в грунт столбами или брусьями. Для жесткой и надежной связи верхних частей свай устраивается ростверк. Данный тип фундамента рационально использовать при возведении строений на водонасыщенных слабых грунтах, на склонах, имеющих крутой уклон, в районах, где глубина промерзания грунта превышает 2 м, также, если вес будущего строения превышает 350 т.

Статья по теме:

Дренажная система вокруг дома: устройство дренажа для фундамента жилого здания

Устройство дренажа для защиты фундаментной части здания, специфичность этой процедуры, технология создания конструкции своими руками.

Сваи представляют собой металлические, деревянные или бетонные заостренные, длинные или имеющие пяту стержни круглого или квадратного сечения. Они погружаются в грунт в готовом виде или изготавливаются непосредственно в толще грунта. В готовом виде свая имеет с одной стороны острый конец, которым при помощи специальной строительной техники погружается в толщу грунта, проходя подвижные слои, упирается в твердую почву. При изготовлении свай в грунте выполняется бурение скважин, которые, впоследствии, армируются и заливаются бетоном.

Фундамент с ростверком не подойдет для многоэтажных построек

Расчёт нагрузки на свайный фундамент

Особенностью расчёта свайного основания, является необходимость выявления массы здания (P), которая делится на количество опор.

Требуется подбирать сваи с нужными показателями длины и необходимыми прочностными характеристикам, принимая во внимание геологические характеристики грунта. Так как в процессе эксплуатации свайный фундамент несет те же нагрузки, что и остальные виды фундамента — от массы здания, полезного давления, снежного покрова и ветра.

Рассчитывать нагрузку на свайный фундамент необходимо для того, чтобы в дальнейшем при проектировании ее можно было сопоставить с максимально допустимой нагрузкой на грунт строительной площадки, и при необходимости увеличить число свай либо сечение используемых опор.

Чтобы сопоставить допустимые нагрузки на свайный фундамент и грунт необходимо выполнить следующие расчеты:

  • Определить вес здания и все сопутствующие нагрузки, просуммировать их и умножить на коэффициент запаса надежности;
  • Определить опорную площадь одной сваи по формуле: «r2 * » (r- радиус сваи, 3,14 — константа), после чего вычислить общую опорную площадь основания, умножив полученную величину на количество свай в фундаменте;
  • Рассчитать фактическую нагрузку на 1 см2 грунта: массу здания разделяем на опорную площадь фундамента;
  • Полученную нагрузку сопоставить с нормативной допустимой нагрузкой на грунт.

Для примера: дом массой 95 тонн. (с учетом снеговых и ветровых нагрузок) строится на фундаменте из 50 буронабивных свай, общая опорная площадь которых составляет 35325 см2. Грунт на участке представлен твердыми глинистыми породами, которые выдерживают нагрузку в 3 кг/см2.

  • Фактическая нагрузка на грунт: 95000/35325 = 2,69 кг/см2.

Как показывают расчеты, нагрузки от здания, передаваемые фундаментов на грунт, позволяют реализовывать данный проект в конкретных грунтовых условиях.

Если бы нагрузки были больше допустимых, потребовалось бы увеличить опорную площадь фундамента, увеличив количество свай либо их сечение.

Столбчатый фундамент с ростверком: расчет материала и стоимости возведения

Одним из самых затратных пунктов в малоэтажном строительстве является фундамент, это скажет любой, кто хоть раз строил себе дом, дачу или вообще занимается строительством.

Причина проста — к фундаменту предъявляются очень высокие требования по надежности, а в климатических условиях умеренных широт, с нашими холодными зимами, этот вопрос особенно актуален.

Представьте, установили Вы мелкозаглубленный фундамент летом, в самый разгар строительства, а в начале зимы, после сильных заморозков и вспучивания земли под ним, вся геометрия строения оказалась нарушена, приходится делать ремонт и вновь вкладывать денежные средства. Поэтому вопрос выбора фундамента — это основа и экономить на нем не стоит.

Однако, с развитием строительных технологий, был придуман такой вид фундамента, как столбчатый и, улучшенный вариант, столбчатый фундамент с ростверком.

Он сочетает в себе плюсы столбчатого и ленточного, а также дешевизну и гораздо меньший объем работ по его установке.

Представляет собой он столбчатый фундамент, над которым заливает ростверк, принимающий нагрузку строения.

Благодаря более массивному основанию и равномерному распределению нагрузки, он меньше подвержен движению грунтов, над которыми возведено строение.

Расчет

Для расчета столбчатого фундамента с ростверком первым делом необходимо провести геологическое изыскание грунтов на целевом участке.

Нужно это для того, чтобы рассчитать несущую нагрузку грунта и можно ли вообще строить на этом месте.

Особенно это актуально для песчаных и болотистых почв, а также почв с сильной динамикой горизонтального смещения грунтов.

Вторым важным требованием является необходимость установки столбов подо всеми ключевыми точками здания:

  • углами,
  • местами пересечения стен,
  • на ровных участках стен не менее, чем через каждые 2-3 метра.

Сильное влияние на площадь столбов и частоту их размещения в конструкции играет вес дома.

Чем больше вес, тем тщательнее необходимо производить расчет нагрузок, дополнительно учитывая парусность дома при ветрах и нагрузку на основание дома зимой, когда к весу дома добавляется еще и снег на крыше. Обязательным является армирование столбчатого фундамента с ростверком.

Вначале устанавливаются столбы для ростверка, технология их заливки следующая:

  • выкапываются отверстия, диаметр и глубина зависят от расчетной нагрузки,
  • подготавливается каркас для столбов из арматуры с запасом по высоте и устанавливается в отверстия,
  • устанавливается опалубка, заливается бетон и через 3-5 дней, после снятия опалубки и гидроизоляции столбов, можно заливать ростверк.

При расчете ростверка, выбирают один из вариантов установки:

  • на грунте,
  • приподнятый над поверхностью.

Плюс первого в простоте заливки, плюс второго — в том, что пучение грунтов не будет на него воздействовать.

Подготовив опалубку для заливки ростверка, изготавливают каркас из арматуры для него.

При этом важно соблюдать требования ГОСТ к железобетонным фундаментам и размещать арматуру на расстоянии не ближе 50мм от внешней грани ростверка.

После заливки бетона ждут 3-5 дней и снимают опалубку. В дальнейшем ростверк покрывают гидроизоляцией, например, битумом и возводят на нем строение.

Узнайте о преимуществах и стоимости опорно-столбчатого фундамента здесь.

к оглавлению ↑

Стоимость свайно-ростверкового фундамента складывается из стоимости:

  • бетона,
  • арматуры,
  • труда, покупки или аренды опалубки и т.д.

Необходимый объем бетона считают как сумму объема столбов (а их количество мы рассчитывали в предыдущей главе) и объема ростверка, считаемую как произведение сечения ростверка на длину периметра или умножая общую длину на ширину и высоту ростверковой части фундамента.

По арматуре: рекомендуется брать стальную арматуру с диаметром минимум 10мм. Арматуры нужно достаточно большое количество, поскольку придется армировать и столбы, и сам ростверк.

Стоимость опалубки, доставки бетона или его изготовления на месте, стоимость найма рабочей силы считаются индивидуально для каждого проекта и цен на стройматериалы.

Полученную сумму желательно немного увеличить, чтобы исключить неожиданности, поскольку заливать столбы или ростверк в два приема нельзя, чтобы не было швов на стыке двух слоев бетона. Это скажется на надежности столба или ростверка и может привести к разрушению фундамента в данном месте.

Отдельно нужно напомнить, что установка столбчатого фундамента без нагрузки в межсезонье нежелательна.

За время простоя, например, за зиму, часть столбов может изменить местоположение и наклон, тогда придется их переделывать.

Подводя итог, стоит выделить три основные причины выбрать столбчатый фундамент с ростверком для вашего строительства:

  • экономичность,
  • простота изготовления,
  • возможность установки на пучинистых грунтах.
Читайте также:  Как сделать самому опалубку для ленточного фундамента

Устройство ростверка столбчатого фундамента

Материалом сооружения обычно служит монолитный железобетон или сборный. Уровень расположения ростверка над землей может варьироваться, находясь прямо на почве, зависая в воздухе, слегка углубляясь в землю. Нет единого суждения насчет лучшего варианта. Высокий ростверк находится над поверхностью почвы, что не дает силам пучения воздействовать на него и деформировать или поломать конструкцию.

Процесс изготовления происходит по определенной схеме. Необходимо установить сплошную опалубку между свайными элементами по всему периметру фундамента. Первый слой в опалубке будет служить для поднятия будущей бетонной конструкции на высоту. В качестве такой опоры используются песок, его слой должен соответствовать промежутку между поверхностью почвы и низом будущего ростверка. Песок закрывают пленкой из полиэтилена.

Дальше в опалубке необходимо связать и установить каркас (прутья 12-14 мм). Элементы каркасной сетки не должны быть ближе 5 см к краю короба. Затем в одно целое, сваривая или связывая, соединяют пруты из свай с сеткой ростверка. Весь процесс заливки опалубки осуществляется единоразово, разбивать процесс на несколько дней нельзя. Требования связаны с возможным образованием швов при перерыве. Для удаления пузырьков воздуха из залитого бетонного раствора применяют вибратор или прокалывают раствор арматурой.

О том, как вязать арматуру для фундамента, Вы узнаете прочитав эту статью.

А тут статья про возведение фундамента под теплицу.

Читайте наш сайт  и Вы узнаете много полезной информации про строительство и ремонт.

Опалубку можно удалить, как только бетон схватится (длительность ожидания 3-4 дня). Слой песка тоже убирают. Таким образом, ростверк «висит» над землей. Под будущий ростверк вместо песка можно использовать перевернутый короб (напоминает букву «п») в роли повышающего звена под конструкцию. По линии столбчатых опор устанавливают несколько временных кирпичных подпорок для монтажа на них деревянной опалубки. По истечении 3-4 дней после заливки ростверка с предварительно установленной каркасной сеткой кирпичи и деревянное сооружение убираются.

Свайный фундамент с монолитным ростверком

Для экономии времени на строительство, бюджета и одновременного придания долговечности постройке используются самые разные строительные технологии. Это касается всех элементов здания, начиная от фундамента и заканчивая кровлей.

Рассмотрим, что представляет собой свайный монолитный фундамент, выполненный при помощи монолитного ростверка. Такого рода фундаменты используются для строительства малоэтажных зданий. Свайный монолитный фундамент не такой прочный, как другие виды, но зато это компенсируется полным отсутствием земляных работ.

И еще одно преимущество – его можно начинать строить даже в зимнее время.

Свайный фундамент с монолитным ростверком применяется в основном на слабых грунтах или с высокой глубиной промерзания.

Построить свайный монолитный фундамент можно при помощи следующих этапов:

  1. Изыскательские и земляные работы.
  2. Монтаж опорных элементов (свай).
  3. Установка ростверка.
  4. Строительство цоколя.

Материалы, используемые при строительстве свайного фундамента:

Схема свайно-ростверкового фундамента: 1 – буронабивная свая из монолитного бетона и каркас из арматуры; 2-ростверк из монолитного бетона и каркаса из арматуры;3 – горизонтальная гидроизоляция; 4 – продух.

Свайный монолитный фундамент делается из различных материалов. Сваи изготавливаются из бетонной смеси. Сама конструктивная система производится из сборного либо монолитного железобетона, а также из стали с древесиной.

В целом весь процесс состоит из тех же самых этапов, что и при строительстве любого другого фундамента, но все же на каждом этапе можно встретить свои уникальные монтажные операции, характерные именно для свайного фундамента.

Земляные работы

Ручным буром можно высверливать шурфы под сваи глубиной до 5 м и диаметром не более 30 см.

Во время земельных работ для возведения свайного фундамента используется земляной бур. Он представляет собой устройство из двух штанг с рыхляще-режущей чашкой. Бур пробивает небольшие шурфы под сваи. Можно использовать ручной бур, который высверливает отверстия до 5 м. Его используют, когда диаметр опоры фундамента не более 30 см.

Моторизированный бур используется тогда, когда требуется просверлить шурф большого диаметра (от 50 см). То есть при строительстве небольшого свайного фундамента с ростверком можно использовать ручной труд, а если в конструкции будут использованы винтовые сваи, то от земляных работ можно просто отказаться.

Есть несколько разновидностей этого инструмента: ТИСЭ-Ф, ТИСЭ-2Ф, ТИСЭ-3Ф.

На одной стороне бур имеет накопитель грунта, а на другой – перекладину с ручками. Над накопителем грунта крепится откидной плуг. При бурении плуг срезает часть земли. Под воздействием собственного веса плуг срезает грунт, постепенно опускаясь вниз. Срезанный грунт попадает в накопитель и поднимается наверх. Весит такой бур 11 кг. Во время бурения следует учитывать направление.

Если, например, нужно пробурить скважину вглубь, то бур надо вращать по часовой стрелке. Если требуется анкерное расширение, то инструмент вращается против часовой стрелки.

Перед бурением следует убрать дерн. В зависимости от типа грунта, бурение можно производить как одному, так и вдвоем. Напарник привлекается, если бурение происходит на глинистых или плотных почвах.