Преимущества и недостатки свайно-ростверковых фундаментов

Пошаговая инструкция сооружения фундамента

Для изготовления ленточно-ростверкового фундамента необходимо подготовить сваи круглого сечения. Их установка выполняется при помощи специального инструмента – строительного бура. Когда скважины будут готовы, в них перед установочными работами создается песчаная подушка слоем 30 см. Следует иметь в виду, что это работа большого количества свай, которые устанавливают в основание стен, на углах ленты, выдержав между элементами шаг 1,8-2 м друг от друга. Не следует забывать про гидроизоляцию, в качестве которой применяются асбестоцементные или трубы, изготавливаемые из рубероида с помощью лески.

Чаще всего при возведении свайно-ростверкового фундамента выбирается вариант, при котором сваи устанавливают на глубину 2 м при шаге 3 м, при этом ростверк должен уйти на глубину 20 м. Конструкцию ростверка можно использовать для изготовления подпола на песчаной подушке или стяжке. Таким образом, можно отказаться от выполнения гидроизоляции.

Этапы работ

Этап 1. В самом начале необходимо выполнить разведывательно-изыскательные геологические работы для определения характеристик грунта на участке и степени его однородности. Если обстоятельства не позволяют воспользоваться услугами специалиста, то необходимо проделать эту операцию хотя бы самым примитивным способом. Следует учесть, что даже на небольшой площади грунт может отличаться по своим характеристикам

Следует уделить внимание и другим факторам – ветровой нагрузке, весу стройматериалов и величине уклона рельефа.
Этап 2. Выполняется изготовление песчаной подушки для железобетонной ленты основания

Эта операция поможет обеспечить максимальную защиту основания от механического воздействия грунта.
Этап 3. Изготавливается опалубка. Ее делают по той же схеме, что и в случае с ленточным фундаментом. Однако при возведении свайно-ростверкового фундамента с несъемной опалубкой имеются свои нюансы. В качестве емкости используют экструдированный пенополистирол «Пеноплекс» или «Термомонолит». Всё это позволит качественно утеплить и гидроизолировать основание. Для ликвидации мостиков холода используют стеклопластиковую арматуру и СВТ-стяжки.
Этап 4. Изготовление свай. Для их установки потребуется спецтехника, которой бурят скважины. Далее их стенки обсаживают рубероидом либо обладающим аналогичными свойствами листовым материалом. Эта работа проводится с учетом того, что верхняя часть будет находиться на уровне земли. Асбестоцементная труба в этом случае может выполнять роль обсадки. В скважину устанавливают четыре нитки арматуры, которые нужно соединить друг с другом таким образом, чтобы их верхняя часть выходила из сваи и соединялась с ростверковой арматурой. Туда впоследствии заливают бетонный раствор.

Прежде чем проводить армирование ростверка, необходимо уложить между ним и верхней частью сваи гидроизоляцию. Для расчета материала необходимо предварительно замерить площадь нуждающейся в защите поверхности. Часть арматуры, которая будет выходить из сваи, необходимо надежно соединить с арматурой ростверка. Когда конструкция наберет половину прочности, подсыпку убирают, и тогда ростверк будет располагаться полностью над землей. При этом у него не должно быть опоры на грунт.
Этап 5. Выполняется крепление ленты и сваи в единую конструкцию, после чего их заливают бетонной смесью. Лучше всего это делать строительной вибротехникой. В конечном итоге должен получиться тот самый ленточный фундамент на сваях, официально именуемый «свайным фундаментом с монолитным ростверком». Технология его установки предполагает вначале заливку сваи. Когда пройдет достаточно времени, можно переходить к бетонированию железобетонной ленты.
Обычно выжидают 7 дней – по прошествии этого времени бетон набирает 50% заявленной прочности. После этого переходят к работам по ростверку. Сперва необходимо построить опалубку, заполнить ее песком или пенополистиролом. В результате этой операции ростверк поднимется над землей и днище опалубки будет выровнено по верхней части сваи. Владельцы, которые пожелают сэкономить, могут использовать для заливки бетон собственного производства.
Обязательно нужно учитывать недостатки, которые присущи свайно-ростверковому фундаменту. Конструкция не будет иметь общего цокольного этажа с парной, основание не предназначено для тяжелых стен, выполнить расчёты свайно-ростверкового фундамента непрофессионалу достаточно сложно. Однако при возведении русской бани он является самым подходящим среди доступных вариантов.

Какие сваи использовать

В свайно-ростверковых фундаментах можно применять любые сваи. Их выбирают исходя из грунтов, планируемой нагрузки дома. Сваи делают из металла, бетона, иногда — дерева. Могут они иметь круглое или квадратное сечение. Различаются они и по способу установки:

• Забивные. Они устанавливаются без бурения или выемки грунта. Обычно — забиваются, потому так и называются. В частном строительстве используются редко: требуется специальная техника.
  Забивные железобетонные сваи используются чаще при строительстве многоэтажных домов
• Буронабивные. Сначала в грунте проделывается скважина, затем в нее устанавливается и закрепляется опалубка. В нее — арматура, повышающая прочностные характеристики. Потом вся конструкция заливается бетоном.
• Железобетонные буровые. В этом случае тоже бурятся скважины, но в них устанавливаются (забиваются, но с меньшими усилиями) готовые железобетонные сваи.
• Винтовые. Это металлические сваи, заостренные на конце и имеющие винтовые лопасти, разрезающие грунт. При больших глубинах необходима специальная техника, небольшие, длиной до 2-3 метров могут устанавливаться вручную.
  Один из видов свай — винтовые, их можно использовать с ростверками из разных материалов под разные дома

В частном строительстве чаще всего используют буронабивные сваи. Особенно популярны они при строительстве дач или бань. Могут использоваться и при строительстве небольших домов. Но если дачи и бани можно делать без расчета, то при строительстве дома очень желательно заказать проект.

Разные сваи бывают по форме: квадратного или треугольного сечения, круглые заполненные и круглые полые, иногда разрабатываются сложные формы специально под проект. По тому, как сваи передают нагрузку на грунт, они бывают:

• висячие;
• сваи-стойки.
  Чем отличаются сваи по типу работы

Висячие сваи имеют большую боковую поверхность и значительную часть нагрузки (до 60-70%) передают с ее помощью. Их используют, если несущей способности грунта на достигнутом уровне недостаточно для того, чтобы выдержать всю нагрузку, а дальнейшее углубление нецелесообразно. В этом случае наличие «пятки» почти ничего не меняет: основная нагрузка передается поверхностью, а не острием сваи.

Сваи-стойки наоборот, большую часть нагрузки передают через острие. В этом случае боковые стенки неразвитые и гладкие, а на конце сваи имеет смысл делать расширение. Один из видов этого типа — сваи ТИСЭ. Они имеют цилиндрическое расширение внизу, из-за чего передают нагрузку на большую площадь. Также пятка не дает силам пучения поднять фундамент.

Плюсы или преимущества конструкции

Преимущества и недостатки будем рассматривать только относительно второй и третьей конструкций: мелкозаглубленного и подвесного свайно-ростверкового фундамента. Заглубленная технология практически не применяется в частном строительстве вследствие высокой стоимости, а также потому, что условия, при которых нужно изготавливать такой сложный тип фундамента, встречаются крайне редко.

Плюсом незаглубленного свайно-ростверкового фундамента является ощутимая экономия средств на возведение основания, в сравнении с обустройством полноценного ленточного фундамента. С одной стороны несущая способность такой ленты будет гораздо выше, чем просто у мелкозаглубленного ленточного основания без свай, с другой суммарное количество бетона на сваи и ростверк будет гораздо меньше, чем на получение заглубленной бетонной ленты без дополнительных опор.

Prev
1of1
Next

Именно эта причина, как правило становится главной в процессе принятия решения об изготовлении основания дома из неглубокого ростверка, соединяющего опорные столбы. Других преимуществ у данной конструкции перед ленточным фундаментом нет, а сравнивая её с обычным столбчатыми опорами можно сказать только одно — опоры, соединенные ростверком, конечно, обладают большей несущей способностью, чем просто отдельные столбы или сваи.

Относительно подвесного свайно-ростверкового фундамента, то здесь также главное преимущество находится в сфере низких затрат на строительство. Кроме того при обустройстве бетонной ленты над землей, не возникает необходимости предварительно подготавливать грунт под заливку фундамента. Не нужно рыть котлован и обустраивать опорную подушку из песка.

Какие сваи использовать

В свайно-ростверковых фундаментах можно применять любые сваи. Их выбирают исходя из грунтов, планируемой нагрузки дома. Сваи делают из металла, бетона, иногда — дерева. Могут они иметь круглое или квадратное сечение. Различаются они и по способу установки:

• Забивные. Они устанавливаются без бурения или выемки грунта. Обычно — забиваются, потому так и называются. В частном строительстве используются редко: требуется специальная техника. Забивные железобетонные сваи используются чаще при строительстве многоэтажных домов
• Буронабивные. Сначала в грунте проделывается скважина, затем в нее устанавливается и закрепляется опалубка. В нее — арматура, повышающая прочностные характеристики. Потом вся конструкция заливается бетоном.
• Железобетонные буровые. В этом случае тоже бурятся скважины, но в них устанавливаются (забиваются, но с меньшими усилиями) готовые железобетонные сваи.

• Винтовые. Это металлические сваи, заостренные на конце и имеющие винтовые лопасти, разрезающие грунт. При больших глубинах необходима специальная техника, небольшие, длиной до 2-3 метров могут устанавливаться вручную. Один из видов свай — винтовые, их можно использовать с ростверками из разных материалов под разные дома

В частном строительстве чаще всего используют буронабивные сваи. Особенно популярны они при строительстве дач или бань. Могут использоваться и при строительстве небольших домов. Но если дачи и бани можно делать без расчета, то при строительстве дома очень желательно заказать проект.

Разные сваи бывают по форме: квадратного или треугольного сечения, круглые заполненные и круглые полые, иногда разрабатываются сложные формы специально под проект. По тому, как сваи передают нагрузку на грунт, они бывают:

• висячие;
• сваи-стойки. Чем отличаются сваи по типу работы

Висячие сваи имеют большую боковую поверхность и значительную часть нагрузки (до 60-70%) передают с ее помощью. Их используют, если несущей способности грунта на достигнутом уровне недостаточно для того, чтобы выдержать всю нагрузку, а дальнейшее углубление нецелесообразно. В этом случае наличие «пятки» почти ничего не меняет: основная нагрузка передается поверхностью, а не острием сваи.

Сваи-стойки наоборот, большую часть нагрузки передают через острие. В этом случае боковые стенки неразвитые и гладкие, а на конце сваи имеет смысл делать расширение. Один из видов этого типа — сваи ТИСЭ. Они имеют цилиндрическое расширение внизу, из-за чего передают нагрузку на большую площадь. Также пятка не дает силам пучения поднять фундамент.

Преимущества и недостатки

К преимуществам свайно-ростверкового фундамента можно отнести следующее:

• простая технология монтажа — работы по обустройству фундамента выполняются силами небольшой бригады рабочих, состоящей из 3–4 человек. За счёт этого снижается общая стоимость выполняемых работ;

• скорость возведения — в отличие от ленточного или блочного основания, при монтаже свайно-ростверкового фундамента используется гораздо меньшее количество материалов, что снижает срок возведения несущего основания и строения в целом;

• универсальность — фундамент прекрасно подходит для возведения строений на рельефных участках с пучинистым и подвижным типом грунта. При этом наличие высоких грунтовых вод не оказывает никакого влияния на несущую способность конструкции;
• срок службы — в зависимости от типа ростверка срок эксплуатации фундамента варьируется от 50 до 100 лет.

Свайно-ростверковый фундамент рекомендуется к обустройству не только на подвижных и слабонесущих типах грунта, но и на почвах с повышенной плотностью, когда подготовка котлована и проведение других земельных работ под ленточный или монолитный фундамент неоправданно.

Среди существенных недостатков этого фундамента можно отметить, что в возводимых домах вряд ли удастся обустроить полноценный цокольный этаж. Даже при обустройстве свайного фундамента с заглубленным ростверком потребуется вложение больших средств, чтобы получить утеплённое и функциональное помещение.

При обустройстве фундамента обязательно используется спецтехника, позволяющая забить сваи на нужную глубину. Это не относится к существенным недостаткам, но перед сооружением основания следует не только просчитать его несущую способность, но и продумать план проезда техники.

Как возвести свайный фундамент с монолитным ростверком

Устройство такого типа основания предельно простое, но при этом и отличается надежностью и качеством. Ведь каждый элемент тут делается с бетона, используется армирование в горизонтальных и вертикальных поясах. Не удивительно, что устройство такого основания считается оптимальным даже в горных районах с высокой вероятностью сейсмической активности.

Сделать такой фундамент своими руками не составит труда через его простоту. Проблемное место – это выбор опор и типа монолитного ростверка. Поэтому, поэтапная технология возведения свайно-монолитного фундамента с учетом его устройства следующая:

• Разработка подробного чертежа будущего здания. В состав этого этапа должна входить подробная карта территории, где указана структура почвы, уклон и природный рельеф. Также в проекте должны быть указаны характеристики самого здания, его масса, конструктивные элементы, размеры и все необходимые разрезы;
• Провести бурение скважин в соответствии с разработанным проектом на заданную глубину. Если устройство фундамента предусматривает использование забивных или винтовых свай, то их нужно установить строго вертикально в заданных местах;
• После монтажа опор нужно поверх сделать несущую опалубку. Тут нужно учесть ряд особенностей. Если опалубка предусматривается для мелкозаглубленного монолитного ростверка, тогда опалубку нужно сделать с достаточным углублением до уровня грунта. Если фундамент висячего типа, тогда опалубка делается П-образной с шириной в толщину будущих несущих стен;
• После установки опалубки нужно залить конструкцию бетоном, начиная от свай и заканчивая монолитом по отдельным горизонтальным слоям;
• Нужно оставить бетон засохнуть и набрать необходимую расчетную прочность и уже через несколько недель начинать возведение несущих стен здания.

Расположение свай в ростверке

В большинстве случаев опоры в грунте располагают вертикально. Иногда может потребоваться наклонная установка, причем нескольких штук в одном месте. Такой способ применяют, если могут возникнуть горизонтально направленные силы. Например, при строительстве на наклонных участках.

Расположение свай на плане дома

Сваи могут располагаться точечно — под опорами (колоннами, стойками). Такое расположение характерно при строительстве навесов или устройстве кровли над открытыми площадками. Тогда опоры ставят точно под колоннами, удерживающими кровлю.

Под частные дома небольшой этажности сваи располагают в виде ленты. Ставят их в один ряд, иногда в два или три, смещая друг относительно друга. Иногда в самых нагруженных частях, например, в углах, под участками с большой планируемой нагрузкой, их располагают кустами: несколько штук на небольшом расстоянии друг от друга.

Как расставить на плане дома самостоятельно

При проектировании свайного фундамента собственными силами обычно поступают следующим образом. На плане здания, нарисованного с соблюдением масштаба, обязательно закладывают сваи в углах и в местах пересечения с простенками. Если они отстоят друг от друга на расстоянии больше 3 метров, между ними ставят промежуточные опоры. Желательно чтобы сваи располагались одна от другой на расстоянии от 2 до 3 метров.

Сначала расставляют сваи по углам, потом под местами примыкания несущих стен

Принцип прост, но еще нужно определить необходимую площадь свай. А ее нужно рассчитать (скорее, подобрать).

Плюсы и минусы

Достоинствами свайно-ростверкового фундамента являются:

• Возможность строиться на проблемных, обводненных или слабонесущих грунтах.
• Высокая несущая способность, прочность.
• Относительная простота конструкции, возможность самостоятельного выполнения работ.
• Многовариантность, позволяющая менять при необходимости те или иные элементы.
• Небольшие объемы земляных работ.
• Способность прочно устанавливаться на уклонах, плывунах, складках.
• Устойчивость к внешним воздействиям, переносимость морозного пучения или подвижек почвы.
• Экономичность, небольшой расход материалов. Некоторые виды свай могут быть изготовлены прямо на площадке, что снижает объемы транспортных перевозок и использования спецтехники.

Существуют и заметные минусы:

• Нет возможности создания подвала или полноценного цокольного этажа.
• Существует необходимость тщательного обследования участка с бурением пробных скважин или погружение свай.
• Необходимо строго придерживаться технологических требований и следить за качеством материалов.

ВАЖНО!
При создании ростверка монолитного типа потребуется довольно большой срок выдержки бетона — 28 дней. Если сваи также отливают прямо на площадке, появляется необходимость организации одновременной заливки всего основания для экономии времени.

Технология строительства: основные этапы

Чтобы свайно-ростверковый фундамент смог выдержать эксплуатационную нагрузку, при выполнении монтажных работ следует тщательно соблюдать технологию. Предлагаем познакомиться с основными этапами и их содержанием.

Разметка и земляные работы

До начала строительных работ на участке выполняется подготовка территории. Если имеются насаждения или камни, мешающие формированию основания, их удаляют. Грунт выравнивается. Наносится разметка. Для определения положения опор свайно-ростверкового фундамента используются колышки с ниткой. Выясняется место наружной и внутренней стены. Контролируются положения диагоналей.

После выполнения разметки производятся земляные работы. Прокапывается траншея под ростверк. Её ширина зависит от назначения возводимого строения. Для жилых домов – 0,8 м, для хозпостроек – 0,25 м. Глубина траншеи – 0,7 м, отверстий под столбы 0,2–0,3 м. Сверлятся лунки под опоры. Делается это с помощью подходящего инструмента или спецтехники.

Земляные работы выполняются по предварительно выполненной разметке

Формирование песчаной подушки

Геометрия подготовленной траншеи контролируется с помощью уровня. На дно укладывается песчаная подушка толщиной не меньше 0,2 м. Для её формирования используется песок крупной фракции.

Песчаная подушка должна иметь достаточную толщину

Обустройство опалубки

Установка опалубки производится на подготовленное основание. Ширина ростверка должна быть больше толщины стен. В процессе сборки щиты следует надёжно зафиксировать, чтобы избежать смещений под массой залитого раствора.

ФОТО: skb44.ru Опалубка монтируется по всему периметру.

Монтаж свай

Выполняется монтаж свай выбранным способом. Опоры должны погружаться на достаточную глубину, чтобы исключить их смещение под действием неблагоприятных факторов.

Опоры должны располагаться вертикально

Заливка ростверка

После установки опор производится заливка ростверка. Для этого:

Утепление и гидроизоляция

Чтобы в доме было тепло и комфортно, по всему периметру возводимого дома выполняется гидроизоляция и утепление свайно-ростверкового фундамента. Чаще всего для этого используется пенопласт и монтажная пена.

Открытое пространство стоит утеплить

Свайный фундамент с высоким ростверком

Высокий ростверк – это балка, объединяющая головы свай и перераспределяющая на них нагрузку от вышерасположенных конструкций, тогда как ее подошва располагается выше поверхности грунта.

Чем больше расстояние между сваями, тем больше должно быть сечение применяемой балки.

В качестве балки могут использоваться брус, бревно, швеллер, двутавр, уголок (балки сортового проката).

Обвязка свайно-винтового фундамента брусом или бревном

Обвязочный брус (рис. 1) используется при строительстве деревянных, каркасных строений.

Рисунок 1

Сечение бруса:

• 150х150 при шаге между сваями 2500-2700 мм;

• 200х200 мм при шаге между сваями 3000 мм.

Крепление к оголовку осуществляется на шпильку.

Устройство гидроизоляции не является принципиальным, так как металл не впитывает влагу, как бетон. Однако так как на металлических поверхностях может образовываться конденсат, все же рекомендуется укладывать гидроизоляционную прокладку между опорной площадкой (оголовком) и деревянной конструкцией.

Бревно (рис. 2). Этот материал устойчив на изгиб, так как древесина сохраняет свою целостность. Оцилиндрованное бревно дает больший прогиб по отношению к необработанному, так как в этом случае нарушается целостность твердых слоев древесины.

Рисунок 2

Первый венец бревенчатого строения допускается укладывать прямо на оголовок. Если фундамент выполнен из бетона, то его стоит делать из дуба или лиственницы, так как это позволит увеличить срок службы конструкции. В случае со свайно-винтовым основанием от этих мер можно отказаться, если высота ростверка составит не менее 500 мм от уровня земли.

Обвязка брусом/бревном – самый экономичный и быстро реализуемый тип соединения. Чтобы обвязка не деформировалась, сваи должны быть расположены на одном уровне. В ином случае выравнивание выполняется частичным выпиливанием бруса/бревна.

Стыковка бруса/бревна (рис. 3). Для соединения пропорционально каждому из брусков сверху и снизу выполняются распилы, брус/бревно складывается под прямым углом. Стыки должны быть обработаны специальными растворами, защищающими от влаги, проложены джутом.

Рисунок 3

Использование антисептиков для бруса/бревна обязательно только для бетонных оснований. При строительстве основания из винтовых свай эта процедура носит рекомендательный характер, но только если высота ростверка составляет не менее 500 мм от уровня земли.

Обвязка свайно-винтового фундамента швеллером или двутавром

Конструктивное решение металлического ростверка определяется в зависимости от нагрузок на фундамент СНиП II-23-81* «Стальные конструкции», СП 53-102-2004 «Общие правила проектирования стальных конструкций».

Обвязка выполняется как вручную, так и с привлечением специальной техники (в зависимости от типоразмера швеллера/двутавра).

Швеллер (рис. 4 – 7). Укладывается плашмя или на ребро. Вариант ребром лучше работает на прогиб, но из-за возникающего момента кручения, в этом случае лучше использовать сваренный швеллер.

Рисунок 4

Рисунок 5

Рисунок 6

Рисунок 7

Если швеллер укладывается плашмя (полками вниз), то при шаге свай более 2000 мм он прогибается даже под собственным весом, поэтому при выборе этого варианта расстояние между сваями стоит проектировать не более 2000 мм.

Двутавровая балка (рис. 8). Применяется при реконструкции оснований.

Рисунок 8

В обоих случаях (швеллер или двутавр) соединение элементов конструкции сварное.

Достаточная толщина сортового проката (от 5 мм), а также подверженность этой части конструкции только атмосферной коррозии позволят обеспечить соответствие срока ее службы требованиям ГОСТ 27751-2014 «Межгосударственный стандарт. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения», даже без выполнения дополнительной антикоррозионной защиты. Тем не менее, после завершения сварных работ конструкции (хотя бы из соображений эстетики) стоит обработать антикоррозийным составом.