Свайно-ростверковый фундамент: устройство, плюсы и минусы

Преимущества и недостатки

Фундамент является важнейшим элементом любого капитального строительства. Поэтому при выборе его вида следует внимательно рассмотреть все плюсы и минусы, чтобы принять взвешенное решение.

Почему стоит выбрать свайный фундамент для возведения домаИсточник stroy-dom-pravilno.ru

Преимущества свайного фундамента:

1. Простота монтажа. При установке свайного основания отсутствуют трудоемкие процессы, которые связанные с грунтовыми работами или заливкой железобетонных конструкций.
2. Не требуются предварительные работы. Перед монтажом свай не требуется специальной подготовки участка, например, утрамбовывать или выравнивать грунт.
3. Низкая стоимость. Возведение такого основания обойдется ощутимо дешевле классического бетонного основания.
4. Универсальность. Можно использовать на почвах любого типа, подтопленной грунте и в регионах со сложным климатом.
5. Быстрый монтаж в любых условиях. Устанавливать сваи можно в любое время года, вне зависимости от температуры воздуха и наличия атмосферных осадков. Монтаж занимает минимум времени, после чего можно сразу же приступать к строительству дома.
6. Отличные характеристики. При грамотных расчетах и соблюдении технологии монтажа, свайный фундамент отличается прочностью, длительным сроком службы и надежностью.

Несмотря на явные преимущества такого основание, оно обладает и некоторыми недостатками. К ним относится:

Невозможность использования для скальных пород. К тому же большое количество камней в почве также может усложнить забивания свай.

На скалистой местности очень сложно установить сваи, даже для небольшого домаИсточник pinterest.com

• Подходит для легких домов небольшой этажности. Именно поэтому такое основание приобрело популярность в каркасном строительстве.
• Коррозия металла. При забивании сваи могут повредиться, что снижает срок службы основания.

Устройство буронабивного фундамента

После завершения инженерно – геологических исследований участка для застройки необходимо подготовить место под фундамент. Для этого выбирается наиболее подходящая территория и производится разметка по периметру будущего сооружения. В зависимости от габаритов будущего здания определяется расстояние между свайными скважинами. После этого необходимо приступить к бурению скважин. Этот процесс может происходить вручную при небольшом частном строительстве или при помощи специального бура. Глубина скважин определяется согласно строительным нормами и правилам с учетом размеров здания и периметра фундамента. Кроме того, следует учесть геологические и климатические особенности строительного участка. В среднем глубина должна быть от 1,5 до 3 метров.

Важно! На дно скважины обязательно надо засыпать песок для устройства песчаной подушки. По завершению подготовки скважин необходимо выполнить заливку их бетонным раствором

С этой целью в скважину устанавливается асбестоцементная или металлическая труба подходящего диаметра. Внутрь ее заливается бетонный раствор. Сразу после заливки первой порции бетона необходимо трубу приподнять и дать бетону осесть на дно, образовав бетонную подушку. Одновременно следует производить утрамбовку бетона. Далее продолжается заливка с одновременным армированием конструкции. Для армирования применяется арматура или металлические прутья, связанные между собой проволокой или соединенные сваркой. Таким образом, постепенно заливается вся скважина

По завершению подготовки скважин необходимо выполнить заливку их бетонным раствором. С этой целью в скважину устанавливается асбестоцементная или металлическая труба подходящего диаметра. Внутрь ее заливается бетонный раствор. Сразу после заливки первой порции бетона необходимо трубу приподнять и дать бетону осесть на дно, образовав бетонную подушку. Одновременно следует производить утрамбовку бетона. Далее продолжается заливка с одновременным армированием конструкции. Для армирования применяется арматура или металлические прутья, связанные между собой проволокой или соединенные сваркой. Таким образом, постепенно заливается вся скважина.

Далее фундамент ленточный на буронабивных сваях сооружается с изготовлением либо ростверка, либо ленточного бетонного пояса. На концах бетонных свай необходимо оставить выпущенными небольшие отрезки арматуры для соединения с верхней частью фундамента. По всему периметру из ровных досок устраивается опалубка для заливки. Дно будущего фундамента необходимо выровнять. Опалубка скрепляется между собой таким образом, чтобы бетон под действием своей массы не раздвигал стенки. На низ будущей конструкции укладывается армированная сетка или же делаются армовочные пояса из металлических прутьев. Армированная конструкция должна соединяться с выпущенными из буронабивных свай отрезками арматуры.

Расчет буронабивного фундамента с ростверком

Прежде, чем начинать монтировать фундамент из буронабивных свай с ростверком, необходимо все очень тщательно просчитать. Только правильные параметры и цифры позволят добиться нужного результата и обеспечить прочность, надежность, длительный срок эксплуатации будущего здания.

Расчет буронабивных свай

В процессе расчета свай определяют такие величины: длина опор, диаметр, число и схема расположения. Диаметр обычно берут в диапазоне 15-40 сантиметров, оптимальным считается сечение в 20 сантиметров. Для более точных расчетов можно воспользоваться специальными таблицами с указанием диаметра опор и их несущей способности, актуальной для разных материалов.

Если есть значение несущей способности отдельной сваи, по формуле высчитывают расстояние между ними:

l = P/Q – тут:

• l – оптимальное расстояние между опорами
• Р – показатель несущей способности сваи
• Q – нагрузка на погонный метр основания (массу здания делят на длину самого ростверка)

Так, для дома весом 50 тонн, который строится на глинистой почве на опорах сечением 20 сантиметров, нужно 27 опор (50000 килограммов / 1884 килограмма = ). Также помнят о правиле: расстояние между сваями должно быть равно минимум трем их диаметрам. То есть, если берутся сваи сечением 20 сантиметров, расстояние между ними должно быть как минимум 60 сантиметров. Для плотного грунта цифру увеличивают на четверть.

Монтировать основание под дом нужно по предварительно составленной схеме, в основе которой лежит СНиП, требующий выполнения таких правил: сваи должны быть в углах здания, вдоль несущих стен и под входной группой.

Также желательно устанавливать опоры под тяжелыми элементами (печь, камин, котельная и т.д.). Глубина бурения зависит от того, на какой глубине обнаружены несущие грунты, от уровня промерзания почвы в регионе. Обычно бурят на глубину метра.

Расчет монолитного ростверка

Когда создается буронабивной фундамент с ростверком, технология предполагает точный просчет самого монолитного каркаса: его высоты и ширины. Чтобы получить значение ширины, используют формулу:

В = М/L*R – тут:

• В – ширина ленты
• М – вес здания
• L – показатель длины ростверка
• R – точное значение несущей способности верхнего слоя почвы

Формулу используют и для мелкозаглубленного основания, и для ростверка нулевой высоты. Висячий ростверк считают по другой технологии, достаточно сложной – в таком случае расчеты лучше предоставить выполнить профессионалам.

Ширина ростверка обычно равняется 35-50 сантиметрам. Для коттеджа средней величины вполне будет достаточно ширины в 40 сантиметров и высоты в 30-50 сантиметров, что зависит от предполагаемого заглубления.

Расчет армирования

Когда создается фундамент, буронабивные сваи с ростверком обязательно должен объединять армированный каркас. Армируют рифлеными стальными прутами диаметром 10-12 миллиметров, вяжут гладкой вязальной проволокой сечением от 6 миллиметров.

Положение СНиП диктуют такие правила:

• Число прутьев в продольном поясе – минимум 4 с расстоянием до 10 сантиметров
• Шаг между поперечными перемычками в продольном поясе – до 30 сантиметров, между соединяющими вертикальными – до 40 сантиметров
• Толщина защитного слоя бетона – минимум 5 сантиметров со всех сторон, чтобы избежать коррозии металла.

Чтобы понять, как рассчитывать количество арматуры, можно взять простой пример. Так, если создается монолитный ростверк периметром 9х7 метров, а условные габариты обвязки составляют 40х40 сантиметров, для армирования используются два продольных пояса с тремя стержнями диаметром 14 миллиметров каждый. Значение шага между прутьями равно 10 сантиметрам, пояса объединяют перемычки из прутьев диаметром 11 миллиметров с шагом в 20 сантиметров.

Выполнение расчета:

• Определение общей длины стержней в верхнем продольном поясе: 9+9+7+7 = 32 метра (периметр ростверка), 32х3 = 96 (длина трех прутьев) 96 х 2 = 192 (длина, нужная для двух поясов).
• Перемычки используются длиной 30 сантиметров, располагаются на расстоянии в 20 сантиметров. Для обоих поясов ростверка нужно: 2х(32/0.2) = 320 штук по 30 сантиметров = 96 метров.
• Длина вертикальных перемычек, объединяющих оба каркаса. Длина их такая же, 30 сантиметров, для квадратного ростверка = 96 метров.

Получается, что в данном случае нужно закупать 192 метра арматуры сечением 14 миллиметров и 96 + 96 = 192 метра сечением 11 миллиметров для перемычек.

Вязальную проволоку рассчитывают так: на одно соединение тратится 40 сантиметров материала. Количество соединений равно: 4х(32/0.2) = 640 штук по 40 сантиметров = 256 метров.

Монтаж ростверка

Ростверк делают из готовых сборных железобетонных блоков или в виде монолитной конструкции. Последний вариант более надежный и простой. Учтите, что собрать и установить отдельные элементы в одном месте достаточно трудно. Чтобы залить монолитный ростверк, сначала изготавливают опалубку из брусков, досок и других подручных материалов. Опалубку делают в виде прямоугольной коробки так, чтобы между почвой и будущем ростверком оставалось расстояние 100-120 сантиметров.

После установки опалубки прокладывают гидроизоляционные материалы и делают армирование фундамента. Помните, что арматуру скрепляют только при помощи проволоки! Затем ростверк заливают бетоном. Можно купить готовую бетонную смесь либо сделать раствор своими руками. Для самостоятельного изготовления смешайте цемент, песок и щебень в пропорции 1:3:5. Затем массу разбавьте водой в размере 60% от цемента. В жаркую погоду смесь разбавляют теплой водой, а в холодную — теплую!

Если вы используете готовый бетон, выбирайте марку не ниже М200 В15. Такая смесь подойдет для строительства бани, беседки и строений с малой нагрузкой. Для дачного дома и загородного коттеджа — берите марку М300 В22.5.

Заливку выполняют сразу плотными слоями, чтобы не появились полости. В завершении бетон разравнивают специальной лопаткой. Ростверк оставляют застывать 3-4 недели до полного засыхания. Помните, что 99% прочности фундамент набирает в первые 27 дней! Бетон покрывают пленкой, а в жаркую помогу иногда поливают водой. После затвердевания убирают песчаную подушку из-под нижней части основания. Такое пространство обеспечит нормальную вентиляцию и увеличит срок службы конструкции.

Важно, чтобы между основанием и сваями была жесткая связь, а под нижней частью ростверка оставалась воздушное пространство. Не забывайте, что в процессе установки фундамента делают монтаж коммуникаций и инженерных систем частого дома

Гидроизоляция свайно-ростверкового фундамента

Основание с ростверками нуждается в гидроизоляции, которая защищает фундамент от влаги. Особенно актуально устройство гидроизоляции для заглубленных свайно-ростверковых фундаментов. Для повышенных ростверков также желательно произвести гидроизоляцию. Различают следующие варианты гидроизоляции:

• обмазочная — обвязка покрывается слоем битумной мастики;
• рулонная — монолитная лента обмазывается тонким слоем мастики, а сверху укладывается рулонная гидроизоляция;
• напыляемая — жидкий состав с водоотталкивающими свойствами (типа «жидкая резина») наносится пульверизатором;
• проникающая – раствор с высокими адгезивными свойствами, которым обрабатывается фундамент для защиты от влаги.

Выбор гидроизоляции зависит от уровня грунтовых вод, типа почв, разновидности ростверка, финансовых возможностей и личных предпочтений владельца. У разных типов гидроизоляции существуют свои достоинства и недостатки, которые рекомендуется учитывать при выборе.

Виды фундаментов на буронабивных сваях

Фундамент на сваях, как я уже писал выше, называется свайно-ленточный или свайно-ростверковый. Такой фундамент может быть изготовлен на обычных сваях, без расширения внизу, и тогда ленту необходимо исполнять заглубленной, чтобы увеличить площадь опоры на грунт. Это один из видов мелкозаглубленного фундамента. Его основным минусом является то, что даже не смотря на заглубление сваи ниже глубины промерзания – все равно его может поднять морозным пучением из-за давления на мелкозаглубленную ленту.

Также можно применять сваи с расширением внизу. Как упоминалось выше, площадь опоры такой сваи в шесть раз выше и поэтому необходимости заглублять ленту нет. В зависимости от несущей способности грунта, буронабивная свая с расширением внизу несет нагрузку от 10 до 35 тонн, и если таких свай 30 – 100 штук, то, соответственно, они выдержат даже тяжелый кирпичный дом с бетонными перекрытиями. Конечно, эти расчеты приблизительные, и нагрузки необходимо рассчитывать индивидуально в каждом конкретном случае. Опора дома на сваю с расширением дает возможность не заглублять лету, вследствие чего исключается морозное давление на ленту, зазор между лентой и грунтом компенсирует морозное пучение и дом стоит твердо.

Еще один вид фундамента на буронабивных сваях – это отдельно стоящие сваи без бетонной ленты, их можно обвязать швеллером или деревянными балками, а можно просто на сваи поставить какое-то небольшое строение. несколько раз приходилось делать такие фундаменты и в таких случаях в договоре мы прописывали ограниченные гарантийные обязательства. Отдельно стоящие буронабивные сваи, не обвязанные общей бетонной лентой, могут отклониться от оси и подвергнутся различным подвижкам. Обвязка из металла или дерева на начальном этапе обходится дешевле, но эти материалы подвержены коррозии и гниению и довольно гибкие.

Проведение работ по утеплению фундамента

Схема утепления ростверка с помощью пеноплекса, который наносится распылителем

Железобетонный ростверк становится мостиком холода, независимо от его расположения по уровню земли. Конструкция оттягивает тепло от стен, которые возводятся непосредственно на нем. Утепление работает аналогично изоляции ленточного основания и защищает сам ростверк от потерь энергии.

Деревянная или металлическая балка оставляет пространство под домом, продуваемое ветром. Просвет закрывается утеплителем, чтобы сэкономить на отоплении дома. Канализация, водопровод также прокладывается в этом пространстве, и термоизоляция предохраняет от замерзания воды и стоков.

В открытое место под строением попадает мусор, листья, что потребует дополнительной уборки. Закрытая и красиво отделанная нижняя часть смотрится выигрышно и украшает фасад. Утепление цоколя делается одновременно с созданием изолированной отмостки снаружи по периметру стен. Варианты термоизоляции зависят от высоты цокольной части, особенностей ростверка.

Распределение нагрузки на грунт

Нужно отметить, что свайные фундаменты с монолитным ростверком являются наиболее прочными и крепкими. Но, как вы понимаете, сваи могут распределять по-разному нагрузку на грунт. Существуют такие типы:

Последние имеют довольно большую боковую поверхность.

Именно с ее помощью они передают на грунт львиную долю нагрузки (около 70%). Применяют такие конструкции в тех случаях, когда нецелесообразно заглубляться дальше, а достигнутого уровня недостаточно, чтобы можно было выдержать всю нагрузку. У конструкции имеется пятка, но ее наличие не меняет картины – вся нагрузка уходит на грунт не через острие, а посредством боковой поверхности.

А вот сваи-стойки нагрузку передают посредством острия.

Стенки гладкие и неразвитые, а вот в конце делается пятка – расширение, которое позволяет увеличить площадь опоры.Благодаря такой опоре силы пучения не могут поднять весь фундамент. Но для того чтобы опора оказалась качественной, необходимо провести расчет ростверка свайного фундамента. Доверить эту процедуру лучше опытным специалистам.

Типичные ошибки и рекомендации

Наиболее часто неопытные застройщики при сооружении свайной системы с монолитным ростверком по неопытности допускают такие ошибки:

• плохо соединяют арматуру опор и ростверка;
• делают слишком незначительный воздушный зазор при сооружении высокого варианта ростверка;
• крепят мало свай, из-за чего происходит прогиб ростверка.

Все такие ошибки требуют непременного исправления посредством усиления соединений, монтажа дополнительных опор, обеспечения качественного воздушного зазора.

Дополнительно приводим несколько рекомендаций:

1. Выполнять более заглубленный монолит, чтобы обеспечить место для подвального помещения непрактично, поскольку это значительно увеличит затраты. Целесообразнее немного выше поднять сваи, выложив между ними кирпичные стены.
2. Закрепляя в опалубке армирующий каркас, требуется понимать, что монолит постепенно будет крошиться. Прутки необходимо располагать минимум на удалении 5 см от среза бетона.
3. Для усиления бетонного монолита запрещено применять композитные изделия. Хотя их производители постоянно рекламируют достоинства пластиковой арматуры, однако они старательно замалчивают то, что надежность такого материала не успела пройти проверку временем. Поэтому явно преждевременно говорить, что композитная продукция имеет вековую гарантию надежности.
4. Выполняя вязку каркаса, запрещено использовать сварку. Соединять прутки необходимо только посредством их увязывания мягкой проволокой. При резком температурном перепаде изменяется внутренняя структура металла, поэтому армирование становится не таким прочным и менее надежным.

Этапы монтажа

Строительство свайного фундамента с ростверком начинается с погружения свай в землю. Обязательное условие при работе – точно определить уровень промерзания грунта. Опоры должны быть заглублены ниже этой отметки. Далее сваи связываются ростверками. По своей природе ростверковые соединения могут быть изготовлены из следующих материалов:

• бетон;
• металл;
• дерево.

Ростверки предохраняют от смещения грунта. Они противодействуют нестабильности конструкции при замерзании-оттаивании и обеспечивают жесткую сцепку конструкционных элементов здания. Сваи монтируются в точках, где предполагается самая большая нагрузка, их длина зависит от глубины промерзания почвы.

На практике для строительства малоэтажных домов применяются опоры от 1,5 до 3 м. Расстояние между соседними элементами составляет 1-1,5 м. Отверстия под опоры обязательно обсаживаются рубероидом или подобным ему материалом. Можно проводить обсадку асбестоцементными трубами.

В отверстии вертикально закрепляют и надежно связывают 4 арматурных прута. Верхняя часть сваи обязательно должна находиться выше уровня земли. Арматурная нить, выходящая из свайной опоры, вяжется с арматурой ростверка. Проводится заливка отверстий бетонной смесью.

На протяжении недели бетон будет набирать прочность. По истечении 7 суток показатель достигнет 60 %. После этого можно приступать к работе по армированию ростверка. Процесс начинается с опалубки. В нее засыпается песок или укладывается пенополистирол. Тем самым ростверк будет поднят над землей (висеть на сваях).

Важный момент перед армированием – гидроизоляция верхней части свайных столбов. Этот этап нельзя пропустить ни в коем случае. Армирование проводится согласно общей схеме, разработанной под конкретное строительство. Это связано с тем, что положение опор и распределение нагрузок на ростверк отличается в разных местах конструкции. Подсыпку из-под ростверковой конструкции убирают после достижения бетоном половины марочной прочности (не ранее, чем через 7 суток).

С учетом того, что для каждого конкретного случая положение опор и распределение нагрузки в ростверке является разным, армирование осуществляется в индивидуальном порядке. Арматура, которая выпускается из свай, связывается с арматурой ростверка. Когда ростверк набирает более половины марочной прочности, подсыпка из-под него убирается. Ростверковая конструкция висит на сваях. Не допускается, чтобы ростверк опирался на грунт между сваями.

Плюсы и минусы свайно-ростверкового фундамента

Как и у каждой другой строительной конструкции, у свайно-ростверковой есть свои достоинства, недостатки и ограничения в применении.

Преимущества:

Краткосрочное строительство.

Предполагает минимальные затраты времени на создание фундамента при условии, что работу проводят опытные мастера со своей спецтехникой. Свайный фундамент для кирпичного дома (либо другого типа сооружения) обустраивается в кратчайшие сроки. Заказчик получает готовый объект под ключ.

Экономичность.

Предполагает использование небольшого количества бетона из-за того, что нет необходимости сооружения в земле подушки.

Энергоэффективность.

В холодное время года, когда грунт промерзает, площадь взаимодействия элементов свайно-ростверкового фундамента с замерзшей землей минимальна. Тем самым потери тепла здания также небольшие.

Наличие виброизолирующих свойств у конструкции.

Особенности соединения свай с ростверком обеспечивают надежную защиту конструкции от вибрации, связанной с близким расположением здания относительно крупных автобанов, железной дороги или метро. Свайный фундамент без ростверка в таких случаях менее эффективен.

Нужно отметить тот факт, что строительство свайно-ростверковой конструкции можно проводить практически в любое время года. Ограничение – нельзя проводить работы при температуре ниже -10 °C. Еще один плюс такого фундамента – доступность цены используемых материалов.

Недостатки и минусы:

Применение специальной техники.

Возвести фундамент данного типа самому невозможно. Технология предполагает обязательное использование спецтехники.

Наем бригады.

Своими руками обустроить такой вид фундамента практически невозможно.

Сложность возведения цокольных этажей.

Особенности и схемы расположения опор усложняют обустройство подвальных и цокольных помещений. Часто приходится заполнять пространство между сваями, что значительно увеличивает окончательную стоимость.

Низкая стойкость к опрокидыванию.

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.