Наиболее востребован свайно ростверковый фундамент у владельцев загородных участков. В плотной поселковой застройке невозможно использование тяжелой спецтехники (копры, сваебои) для погружения забивных свай при расчетной длине более 10 м либо для легких построек. Аренда этой техники обходится дорого, поэтому применяются короткие буронабивные сваи висячего типа с обвязкой монолитным ростверком.
Что такое свайный фундамент ростверкового типа
Такой фундамент представляет собой конструкцию из свай, заглубленных в грунт ниже глубины промерзания почвы, и соединенных вверху при помощи металлической или бетонной ленты (ростверка). Опоры могут быть объединены одной общей плитой, расположенной на уровне грунта или чуть выше. Конструкция, возведенная по всем правилам, отличается надежностью и имеет длительный срок службы – несколько десятков лет.
Бетонный ростверк Источник domsdelat.ru
Здесь наглядно видно, что такое ростверк фундамента – это вся верхняя часть любого свайного фундамента, которая еще называется «оголовок». Задача ростверка – равномерно распределять нагрузку от несущих элементов конструкции на сваи и, соответственно, на грунт.
Существуют несколько типов ростверка:
- Сборный. Состоит из отдельных элементов, которые представляют собой конструкцию из трех свай, армированных сварным каркасом. Чтобы их установить, потребуется кран.
Сборный ростверк из балок Источник orchardo.ru
- Монолитный железобетонный. Представляет собой цельную плиту или ленту. Заливается непосредственно на стройплощадке.
Монолитно-литой железобетонный ростверк Источник 24stroim-dom.by
- Сборно-монолитный. Промежуточный вариант, изготавливаемый из сборных частей, которые в свою очередь собираются в заводских условиях, а на месте уже замоноличиваются посредством замков и шпоночных соединений.
Устройство ростверка на винтовых сваях
Ж/б ростверк на опорах
Ростверк – рамная конструкция, которая передаёт вертикальную нагрузку от веса строения на свайное основание. Строение ростверка на винтовых сваях объединяет все опоры в единую систему, равномерно распределяющую все нагрузки от здания равномерно в плане всего свайного поля.
Минимальная высота верхних частей опор над уровнем земли не должна быть менее 150 мм. Поэтому такой ростверк называют висячим.
По виду материала, из которого изготавливают свайное основание, различают ростверки:
- Железобетонный;
- Бетонный;
- Металлический;
- Деревянный.
Железобетонный и бетонный ростверк
Монолитный железобетонный и бетонный ростверк на винтовых сваях на практике встречается довольно редко. Винтовые сваи обычно применяют на строительстве домов из лёгких конструкций. Железобетонные и монолитные бетонные ростверки значительно утяжеляют фундамент, что требует более мощного основания.
Посмотрите видео полного процесса монтажа железобетонной обвязки опор.
Ростверк из металлического профиля
Одни из самых распространённых опорных рамных конструкций – это ростверки из стального профиля, для которых наиболее часто применяют швеллер или уголок.
Для этого оголовники подготовленных верхних частей труб выполняют в виде приваренных металлических площадок. При этом квадратные стальные листы должны быть такой ширины, чтобы можно скорректировать незначительное осевое смещение оголовников опор.
Когда планируют возведение стен из пеноблоков, опорную конструкцию свайного основания формируют из швеллера с полками, обращёнными вверх и стенкой по ширине равной ширине пеноблока. Два параллельно уложенных полками вверх уголка вполне заменят швеллер. В процессе монтажа стального основания создаётся рамная конструкция, обеспечивающая дальнейшее возведение стен и монтаж перекрытия.
Рекомендуем посмотреть видео, рассказывающее об обвязке опор швеллером.
Как и любые стальные строительные конструкции, металлический ростверк требует качественной и надёжной антикоррозионной обработки.
Ростверк из деревянных конструкций
Деревянный ростверк предназначен для строительства домов из деревянных конструкций. Деревянные основания в основном делают из бруса. Для крепления опорного бруса используют металлические шпильки, стальные хомуты, кронштейны и болты.
Посмотрите видео, как производится монтаж обвязки из бруса.
Прежде чем начинать строить деревянное основание, все брусья и детали подвергают обработке антисептиками, которые предохранят древесину от гниения и от порчи вредными насекомыми.
Преимущества и недостатки свайно-ростверкового фундамента
Каждый из перечисленных видов фундамента обладает достоинствами и недостатками, которые учитываются при проектировании, чтобы не допустить перерасхода материалов, деформаций и трещин в несущих конструкциях. Среди самых распространенных типов фундамента у проектировщиков есть выбор между ленточным, плитным, свайно-ростверковым и свайным. Если сравнивать плюсы и минусы свайно-ростверкового фундамента, с другими разновидностями оснований, то срф во многом выигрывает.
В действительности преимущества свайно ростверкового фундамента намного перевешивают недостатки Источник lowcarb-ernaehrung.info
Свойства фундамента с ростверком определяют следующие преимущества его использования:
- применим для любых грунтов, в том числе подвижных и неустойчивых, водонасыщенных или торфяных;
- удобен при строительстве дома в местности с неоднородным рельефом (например, на склоне);
- не требует большого расхода материалов;
- имеет значительный срок службы;
- проведение монтажа слабо зависит от погодных условий – допускаются работы при температуре воздуха вплоть до -10°C;
- отличается устойчивостью и имеет неплохую несущую способность.
На водонасыщенных грунтах возведение фундамента требует особого мастерства и точных расчетов Источник termeszetvedelem.hu
Минусы:
- существуют ограничения, связанные с несущей способностью: фундамент используется только для одно- и двухэтажных зданий;
- строительство цокольного этажа или подвала возможно, но связано со сложными и затратными проектными решениями;
- монтаж требует высокой точности, поэтому настоятельно рекомендуется доверить его специалистам;
- монтажные работы предполагают использование спецтехники.
Пробуривание скважин
Высчитывается необходимое количество свай, которые будут задействованы. Их количество можно вычислить, отталкиваясь от веса будущего сооружения и общей нагрузки. Величина внутренних свай будет вычисляться исходя из нагрузки, которую создают стеновые перегородки, пол и кровля.
Производя вычисления, следует принять во внимание тот факт, что ручной бур имеет максимальный диаметр триста миллиметров. Он продается на любом строительном рынке или в магазине.
Длина стержня у бура регулируется, что допускает бурить скважины до пяти метров. Расположение режущих лопастей у бура устроено так, чтобы при работе приложенное усилие было незначительным. В промышленности стали изготавливать ручные буры, способные существенно уширять нижнюю область скважины. Кроме этого, при бурении происходит образование опоры для сваи, что в свою очередь помогает, сэкономить на бетоне, так как количество необходимых свай сокращается.
Виды свайно-ростверковых фундаментов по способу погружения в грунт
- Забивной. Опоры забиваются в грунт с помощью строительной техники.
- Набивной. Предполагает бурение скважин, которые впоследствии заливаются бетоном.
- Винтовой. Представляет собой метод вкручивания свай с помощью спецоборудования.
Особая статья расходов – применение спецтехники Источник blog-potolok.ru
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на ремонте и проектировании фундамента.
Разметка свайного поля
Обычно свайное поле фундамента в плане имеет форму прямоугольника. Длина и ширина поля определяется планом будущего здания. Разметку свайного поля производят с помощью шнура и деревянных колышков. Шнур протягивают таким образом, чтобы центры опор располагались в местах пересечения нитей.
Точки установки опор располагают на осевой линии несущих стен, по углам будущего здания в плане. Расстояние между винтовыми сваями принимают от 1,5 до 2-х метров.
Используемые типы свай
В зависимости от способа погружения выбираются сваи:
- Забивные. Для них заранее подготавливаются скважины, глубиной 1/3 от высоты сваи. Для установки применяется специальная строительная техника: вдавливающая машина, вибромолот, вибропогружатель. В качестве забивных используются деревянные, стальные, железобетонные и пустотелые опоры.
Железобетонные сваи: при соблюдении технологии установки опоры прослужат много десятилетий Источник block-gbi.ru
- Буронабивные. В скважину помещают опалубку и арматуру для прочности, затем заливают бетоном.
- Буровые. Заранее бурят скважины, в которые затем устанавливают ж/б опоры.
- Винтовые. Они представляют собой полые трубы, в нижней части которых находятся лопасти и заостренный наконечник. В грунт опоры вкручиваются с помощью специальной техники.
УБМ-85 для закручивания винтовых свай Источник stroy-dom-pravilno.ru
Сваи могут иметь прямоугольное либо круглое сечение. В качестве материала для них применяют бетон, железобетон, сталь различных марок, древесину преимущественно хвойных пород. Из пород деревьев наиболее подходящей считается лиственница, содержащая большое количество смол, защищающих сваи от гниения.
Забивные металлические сваи – одни из самых дешевых и прочных Источник blog-potolok.ru
Устройство железобетонных призматических свай
Свайные фундаменты на забивных железобетонных сваях в мостостроении, как правило, применяют железобетонные призматические сваи сечением 35х35 см и 40х40 см, длиной 6…18 м. Для свай применяют стержневую арматуру периодического профиля класса АII или АIII и бетон класса В22,5…27,5
Забивные сваи
Железобетонные забивные сваи
Монолитный фундамент на забивных сваях
В случаях больших нагрузок и слабых грунтов используют цилиндрические сваи-оболочки диаметром 60 см с толщиной стенки 10 см, с максимальной глубиной забивки до 30 м. Длина секций оболочек 4; 6; 8; 12 м.
На концах секций имеются свариваемые при стыковке стальные обечайки, перекрываемые накладками. Антикоррозийную защиту стыков осуществляют обмазочной гидроизоляцией.
Секции свай-оболочек изготавливают методом центрифугирования. Железобетонные призматические сваи изготавливают на заводах МЖБК, базах мостоотрядов или на приобъектных полигонах.
Железобетонные призматические сваи изготавливают на заводах МЖБК, базах мостоотрядов или на приобъектных полигонах [24]. Сначала изготавливают арматурные каркасы, которые состоят из продольных стержней и поперечной арматуры (хомутов).
В голове железобетонной сваи, подвергающейся ударным воздействиям, укладывают сетки из гладкой арматуры Ø5…6 мм с размерами сторон клетки не более 5 см. Затем сформированные арматурные каркасы краном укладывают в подготовленную опалубку.
На заводах МЖБК применяется стальная опалубка с гибким днищем, называемая «Ромашка». В заранее смазанную тонким слоем солидола опалубку укладывают арматурный каркас и бетонную смесь.
После предварительной выдержки в течение нескольких часов проводят тепловлажностную обработку в пропарочных камерах с максимальной температурой до 85°С. При строительстве больших мостов все свайные работы проводят в соответствии с проектом производства работ. На первой стадии выполняют подготовительные работы:
- планируют площадку
- укладывают железобетонные плиты под сваебойную машину
- завозят и складируют сваи
- проводят геодезическую разбивку свайного поля в натуре
- обозначают подземные коммуникации. На второй стадии сваебойный агрегат устанавливают в рабочее положение с точностью ±10 мм при сечении свай 35х35 см, ±20 мм при сечении свай 40х40 см. Забивку железобетонных свай проводят с наголовником, предохраняющим от разрушения бетон сваи при ударах молота.
По опыту мостостроителей для средних грунтовых условий при забивке призматических железобетонных свай и свай-оболочек Ø60 см в зависимости от длины и массы свай рекомендуется применять дизель-молоты:
| № | Сечение сваи, см | Длина сваи, м | Масса сваи, т | Тип молота |
| 1 | 35х35 | 6-8 | 1,8-2,5 | УР-1800 |
| 2 | 35х35 | 8-10 | 2,5-3,1 | УР-1800-2500 |
| 3 | 35х35 | 10-12 | 3,1-3,7 | УР-2500 |
| 4 | Ø60 | 12 | 5 | УР-2500…3500 |
| 5 | Ø60 | 12-16 | 5-6,7 | УР-3500 |
| 6 | Ø60 | 16-24 | 6,7-10 | УР-5000 |
Применяются также гидромолоты (например, фирмы UNNTAN) с ударной частью массой 6…7 т. Гидромолоты экологически чище и эффективнее дизель-молотов по скорости забивки в 3 раза, имеют плавно регулируемую высоту подъема ударной части (0,1…1,2 м) и могут производить удары с разной частотой — от одиночных до 100 ударов в минуту. Гидромолоты не надо заводить, они не глохнут в начальный период бойки при больших отказах.
У современных гидромолотов ударная часть движется по трем направляющим и состоит из литой оболочки, заполненной металлическим балластом до желаемого веса. Заполнитель оказывает положительное влияние на ударные свойства и звуковое гашение.
Большой вес ударной части позволяет работать с низкой подъемной высотой и тем самым держать скорость удара на низком уровне, что особенно важно при работе с железобетонными сваями. Ударная энергия может плавно регулироваться от 10% до 100%. Машинист сам выбирает оптимальную высоту падения в зависимости от плотности грунта.
Поэтому гидромолотом с успехом забивают призматические сваи длиной 6…14 м, цилиндрические сваи длиной 12…16 м, а также стальной шпунт. Молот приводится в действие непосредственно несущей установкой или через отдельный приводной агрегат. При применении соответствующих направляющих молот может работать на всех видах копров вертикально или под углом с максимальным уклоном 1:1.
При затруднениях забивки в плотные песчаные грунты применяют подмыв, а в плотных глинистых грунтах пробуривают лидерные скважины Ø250…350 мм.
При забивке фактический отказ определяют как среднее значение погружения сваи от последних 10 ударов молота. Перед проведением основных свайных работ забивают пробные сваи. Погружение пробных свай производят теми же механизмами, что и в последующей свайной бойке. Сваи погружают до расчетного отказа, вычисленного по формуле Н.М. Герсеванова.
О результатах динамического испытания свай составляют акт, к которому прилагают: план места забивки пробной сваи, геологический разрез места забивки сваи и журнал забивки сваи.
В тех случаях, когда сваи должны быть подвергнуты статическому испытанию, оно может быть проведено непосредственно после окончания динамических испытаний. При этом сначала проводятся испытания на вертикальную нагрузку, а после него, если требуется, на горизонтальную нагрузку.
Для испытаний на вертикальную нагрузку используют гидравлические домкраты, которые упираются в специальные траверсы или другие нагрузочные устройства
В процессе свайной бойки оформляется «Журнал забивки свай», в котором приводят следующие сведения:
- тип копра;
- характеристики молота (тип, общий вес, энергия одного удара);
- характеристики сваи (материал, длина, сечение, вес, отметка поверхности грунта, отметка острия сваи, глубина погружения, отказ от одного удара при последнем залоге, начало забивки, конец забивки).
«Журналы» в составе исполнительной документации предъявляют Заказчику при приемке моста в постоянную эксплуатацию и все время службы моста хранят в эксплуатирующей организации. Для погружения свай могут применяться также вибропогружатели с гидроприводом.
На третьей стадии сооружают железобетонную плиту свайного ростверка, которая для надежной работы под эксплуатационными нагрузками объединяет все сваи в единую конструкцию.
Обычно при забивке не удается для всех свай обеспечить одинаковую отметку верха свай, поэтому лишние верхние куски (головы) свай срубают.
Перед установкой опалубки на дне котлована отсыпают щебеночную подушку толщиной 20 см и проливают ее жидким цементно-песчаным раствором.
Классификация по степени заглубленности
В зависимости от положения относительно земли, различают 3 типа ростверка:
- Низкий или заглубленный. Его особенность заключается в том, что он устанавливается ниже уровня земли, то есть в грунт. Ростверк размещают на песчаной подушке.
- Наземный. Располагается на уровне поверхности.
- Высокий или висячий. Он находится выше уровня грунта на высоких опорах. Если грунтовые воды протекают близко к поверхности, используют именно этот тип ростверка.
Заглубленный ростверк Источник nauka-i-religia.ru
Заглубленные ростверки используют только в случае крайней необходимости, так как их монтаж по сложности сравним с установкой мелкозаглубленного ленточного фундамента: необходимо вырыть котлован, обустроить дренирующую песчаную подушку, сделать опалубку, но при этом еще и установить сваи.
В отличие от заглубленных и наземных, висячие ростверки не такие трудоемкие и, как следствие, менее затратные.
Виды
Фундамент свайно-ростверковый может быть
- висячим (с высоким ростверком),
- с заделкой свай в монолитный цоколь.
В первом случае между полом и землей имеется расстояние 0,7-1 м. Почва при этом воздействует на основание минимально.
Во втором случае ростверк располагается прямо на уровне земли (повышенный), или несколько заглублен (низкий ростверк), можно сделать небольшой цоколь. При этом ростверк никогда не опирается прямо на землю, из-под него вынимают небольшой слой почвы (10-15 см). Это делается для того, чтобы на бетонную конструкцию не действовали силы морозного пучения грунта. Если ростверк заглублен, то оголовки свай обязательно гидроизолируют. Заглубленный ростверк не делают на сильно пучинистых грунтах, которые могут увеличится в объеме больше, чем на высоту зазора, и деформировать или сломать фундамент.
Сам ростверк делают в виде ленты, поэтому такой фундамент также иногда называют свайно-ленточным, или с перекрытием в виде плиты. Второй вариант требует значительно больших затрат бетона и арматуры.
Этапы монтажа свайного фундамента с ростверком
Оборудование свайно-ростверкового фундамента делится на подготовительный этап и непосредственно сам монтаж. На каждом из этапов приходится выполнить по несколько видов работ:
Предварительные работы
- Для возведения фундамента прежде всего необходим проект, который создается на основе расчетов нагрузок, предполагаемой глубины погружения свай, из каких материалов планируется фундамент.
Проект от профессионала – гарантия безопасности, долгого срока службы, а также экономии материалов и финансов Источник nl.decorexpro.com
- Затем подготавливается участок: удаляется мусор, верхний почвенный слой и корни растений.
- Проводится разметка территории: отмечают расположение опор, ростверка, несущих конструкций перегородок.
Внимание! Отклонение от проекта это всегда причина негативных последствий, таких как искривление фундамента, возникновение непредвиденных статей расходов и не только. Поэтому важно, чтобы проект составлялся профессионалами и был привязан к местности.
Работа «профессионала» видна сразу Источник blog-potolok.ru
- Выкапывается траншея под ростверк. Ее стенки и днище проверяются на ровность нивелиром. После этого укладывается песчаная подушка и утрамбовывается.
- Бурятся скважины для опор, на дно которых тоже укладывается подушка из песка. В яму укладывается гидроизоляция: можно использовать специальную пленку, несколько слоев рубероида, пластиковые трубы.
Технология установки свайно-ростверкового фундамента
- Для ростверка используют ж/б балки или заливают монолитную ленту. Для нее подготавливают деревянную прямоугольную опалубку, которую закрепляют подпорками и перемычками. На этом этапе также стоит позаботиться о канализации и трубопроводе.
Фото свайно ростверкового фундамента — после того как бетон высохнет опалубку убирают Источник bestroof.ru
- Для повышения прочности конструкции в скважину помещают армированный каркас – по 4 стержня из металла, обвязанные проволокой. Затем заливается бетон. Ленту тоже армируют.
- Далее производится заливка бетона сначала в скважины, потом в опалубку. Схватывание бетона займет не менее 10 дней, по прошествии которых опалубка демонтируется.
Как рассчитывается потребность в материалах для фундамента
Точный расчет в силе выполнить только специалист – инженер-строитель, который будет опираться на требования СНиП и целый ряд показателей таких, как прочность опор, ростверка, несущая способность фундамента, сила сопротивления грунта, степень усадки опоры под воздействием вертикальной нагрузки и др. Специалист определит глубину погружения опор, их диаметр, количество, тип ростверка и разработает схему.
Для человека без профильного образования расчеты свайно ростверкового фундамента выглядят примерно так Источник ask.fm
При расчете количества опор исходят прежде всего из нагрузки на фундамент, которая складывается из нескольких показателей. Здесь необходимо знать массу несущих стен, перегородок, крыши, плит перекрытий, т. е. всю массу постройки над фундаментом. Учитывается также и полезная нагрузка, которую производят жильцы, предметы быта и все остальные вещи. В расчетах для частных домов используют показатель, равный 150 кг/м².
Последний параметр для определения общей нагрузки – это вес снежной массы, которая может скопиться на крыше зимой. В основном используется величина 180 кг/м², но для ряда регионов страны она несколько отличается. Полученную сумму нагрузок умножают на коэффициент запаса, который составляет 1,1 (иногда используют 1,2). Далее можно рассчитать нагрузку на одну сваю.
Нелишним будет добавить, что к распространенным в сети онлайн-калькуляторам по расчету материалов следует относиться весьма осторожно. В них может не учитываться целый ряд важных параметров.
Из чего изготавливают сваи?
К сваям можно отнести удлиненные стальные стержни, которые ввинчивают вглубь проблематичного грунта.
Свайный фундамент состоит из кучки свай, которые консолидируются ростверком. Сваи бывают железобетонные, выполненные из дерева и металлические.
Использование деревянных свай основывается при средних и малых нагрузках. Материалом для выполнения этого вида свай выступают хвойные породы деревьев, чаще всего – сосна.
Вбивание деревянных свай осуществляется посредством механического молота, дизеля – молота и вибромолота.
Железобетонные сваи создаются из бетона. Другое их название – это забивные сваи.
На стройплощадках наиболее востребованы цельные пустотелые железобетонные сваи, имеющие сечение квадратного или круглого типа.
Сваи можно разбить на подвиды: сваи-трения, которые передают главную нагрузку исключительно боковой поверхностью, а также на сваи-стойки, которые проникают вглубь грунта через неустойчивый слой и, доходя до более твердого грунта, упираясь в него, делегируют всю нагрузку.
Установка дополнительных элементов
При возведении свайно-ростверкового фундамента необходимо обустроить отверстия для вентиляции в фундаменте и заложить трубы, которые можно будет использовать для отопительной, канализационной, водопроводной систем и других коммуникаций. Если вовремя не позаботиться об инженерно-техническом оснащении дома, позже для их установки придется частично разрушить ростверк.
Для сохранности фундамента обязательно надо предусмотреть отдушины для проветривания Источник remontstroy.net
Требования для создания качественного ростверкового фундамента
Так как основными нагрузками на ростверк являются силы, направленные на изгиб, то одним из ключевых моментов при создании ростверкового фундамента является армирование, которое существенно увеличивает прочность конструкции.
Схема армирования Источник stroidominvest.ru
Второй существенный момент касается времени застывания бетонной конструкции – а это целый месяц. Ростверк сможет выдержать надлежащие нагрузки только после того, как бетон полностью затвердеет.
Армирование и заливка бетоном
Следующим шагом после бурения является формирование труб из рубероида. Их диаметр должен равняться диаметру скважины, а длина – быть на триста миллиметров больше ее глубины.
Верхняя часть у трубы выполняется из трехслойного рубероида, после чего связывается металлической проволокой. Она-то и будет использована в виде опалубки. Далее труба очень осторожно помещается в пробуренную скважину. При обнаружении незначительного количества воды в скважине можно не придавать этому значения, но, если ее больше одной четверти, то перед тем, как заливать бетон, стоит ее выкачать при помощи насоса.
Для того чтобы улучшить прочность готовых столбов, потребуется подготовить арматурный каркас. Можно обойтись самым недорогим и простым способом: для этого берется три вертикальных металлических прута диаметром около семи миллиметров, которые необходимо скрепить между собой мягкой поволокой.
После того как каркас будет установлен, в скважину заливается бетонированная смесь. Она заливается слоями, которые уплотняются при помощи вибратора.
Возможные ошибки при обустройстве фундамента
- Сваи недостаточно крепко скреплены с ростверком – температурное расширение при сезонных колебаниях температуры скоро разболтает место крепления.
- Сваи заложены на слишком малую глубину. Здесь не исключена как чрезмерная усадка фундамента, так и выдавливание незакрепленных в слое ниже промерзания земли свай силами пучения почвы. Все это может привести к разрушению здания.
- Неточно произведенные расчеты. Это просто пороховая бочка – никогда не знаешь, что может случится.
