Как сделать свайный фундамент с монолитным ростверком

Если вы решили возводить дом на нестабильном или очень влажном грунте с большими перепадами по высоте, то применять обычные ленточные фундаменты не получиться, так как они не способны выдерживать значительные нагрузки. В таком случае необходимо задействовать свайные основания с ростверками. Особенность ростверка в том, что он берет на себе всю нагрузку от дома и одинаково распределяет ее на опорные элементы.

Описание

На сегодняшний день монолитный ростверк можно выполнить в двух видах:

  1. Плитный. Это ростверк, который объединяет в единое целой все сваи.

    Плитный монолитный ростверк

  2. Ленточный. Этот элемент предполагает последовательное соединение свай.

    Ленточный монолитный ростверк

Устройство плитного ростверка осуществляется по всей площади дома, а вот ленточного – только под несущими стенами. Чаще всего в строительстве применяют именно ленточный монолитный ростверк. Дело в том, что тяжелые частные дома возводятся редко, а плитный ростверк в этом плане считается более дорогостоящим.

При этом ленточной тип ростверка может классифицироваться на несколько видов относительно того, как он располагается в грунте:

  1. Висячий. Он сосредоточен над уровнем грунта. От подошвы до почвы дистанция 10-15 см. Этот вариант ростверка стоит задействовать при строительстве дома на пучинистой земле. А вот какой фундамент лучше для дома из пеноблоков, и как его сделать. поможет понять видео из данной статьи.

    Ленточный монолитный ростверк

  2. Наземный. Этот элемент, у которого подошва сосредоточена на одном уровне с землей. Применять такую конструкцию можно только при строительстве дома на непучинистых или слабопучинистых грунтах. Почвы, которые несильно подвергаются пучению во время морозов, могут оторвать ростверк от свай. А вот как сделать фундамент для кирпичной бани, и как происходит строительство, поможет понять данная статья.

    Наземный ленточный монолитный ростверк

  3. Низкий. Это ростверк, который располагают в земле на уровень промерзания. На более благополучных землях ростверк могут погружать на глубину 200-400 мм.

Из всего разнообразия ростверков самыми популярными в строительстве остаются висячие. Они имеют довольны высокие показатели прочности, так что являются надежной опорой для легких строений. Их устройство не предполагает выполнение земляных работ.

На видео – свайный фундамент с монолитным ростверком:

Армирование свайного фундамента

Свайный фундамент распространен не так широко, но тоже встречается нередко. Армирование фундамента из свай имеет свои интересные особенности. Армирование свайного фундамента необходимо в двух случаях:

  • при создании ростверка;
  • при обустройстве буронабивных свай.

Армирование винтовых оснований не выполняется, так как и забивных железобетонных свай, которые уже с завода идут укрепленными и полностью готовыми к эксплуатации.

Армирование буронабивных свай

Пример армирования буронабивных свай

Сначала обратимся к армированию свай буронабивного типа. А начнем разбор, выполняя расчет всех необходимых материалов и подобрав рабочее оборудование.

Расчет и необходимое оборудование

Выполняя расчет арматуры, которая потребуется для армирования буронабивных свай, необходимо выполнять, основываясь на проектной высоте и диаметре сваи.

Для примера произведем расчет металлической или стеклопластиковой арматуры, необходимой для армирования фундамента из шестнадцати буронабивных свай, расстояние между которыми условно составляет 200 см, высота одной сваи – 200 см., а диаметр – 20 см.

Для армирования сваи высотой в 2 метра нам понадобятся прутья арматуры высотой в м. 200 см из которых уйдут на подземную колонну, а 35 сантиметров – на соединения сваи и балок ростверка. Согласно требованиями СНиП, на одну буронабивную колонну должно использоваться четыре прутка арматуры, которые соединяются в один каркас.

Исходя из вышеуказанных данных, выполняем расчет: на одну буронабивную сваю уйдет 4 * = 9.4 метра рифлёной арматуры диаметром 10 мм. Общая длина арматуры, которая уйдет на фундамент составляет: 16 * 9.4 = 150,4 метра.

Также необходимо выполнить расчет вязальной проволоки, либо арматуры гладкой арматуры маленького диаметра, посредством которой прутья будут соединяться в один каркас. Существует два отвечающих требованиям СНиП способы выполнения арматурного каркаса – соединения посредством сварки, и с помощью вязальной проволоки.

Читайте также:  Изготовление столбчатого фундамента для каркасного дома своими руками

Лучше всего делать это своими руками с помощью вязальной проволоки и крючка для вязки арматуры, так как такое соединения придаст каркасу большую прочность и устойчивость к динамичным нагрузкам.

Арматурная сетка на специальных подставках

Арматурный каркас для сваи будет соединяться в трех местах, при этом на одно соединение уйдет * 20 = 62.8 см вязальной проволоки, а на три соединения 1.9 метра. Исходя из этого, делаем расчет общего количества необходимой вязальной проволоки: 1.9 *16 = 30.4 метра.

Если вы планируете выполнять армирование подошвы уширения сваи, то количество рифлёной арматуры необходимо увеличить на 10-15%, так как дополнительная длина прутьев потребуется на придание каркасу L-образной формы.

Никакое дополнительное оборудование для армирования буронабивных свай не требуется, все действия выполняются своими руками. Вам понадобятся лишь стандартное оборудование для обустройства буронабивного фундамента с ростверком – лопата, бур, бетономешалка, ведра, либо тачка, для транспортировки бетона.

Особенности процесса армирования

В первую очередь выполняется бурение скважины под сваю, и, в случае обустройства подошвы уширения, придание ей конической формы. Далее, в скважину погружается обсадная труба (существуют способы существенно сэкономить на этом этапе – например, использование скрученного своими руками рубероида в качестве обсадки сваи).

Далее, связанная в один каркас арматура погружается в скважину и фиксируется, после чего выполняется заливка скважины бетоном.

Для придания буронабивной свае большей прочности, рекомендуется позаботиться об уплотнении бетона, для этого применяются специальные вибрационные машины, но своими руками это можно сделать посредством штыкования.

Конструкция ростверка

Ростверк – это, по сути, бетонный пояс, который объединяет все несущие опоры в единую систему. Свайный фундамент с монолитным ростверком, по своей конструкции напоминает обычный ленточный, только с усиленными опорами в виде свай. Благодаря глубокому прониканию свай в грунт, такой тип ростверкового фундамента является наиболее долговечным и способен обеспечивать длительные эксплуатационные сроки всей конструкции в целом.

Ростверк изготавливают трех типов:

  • Повышенный. Бетонная конструкция располагается непосредственно на грунте. Для того чтобы уменьшить воздействие грунта в процессе подвижек, как вертикальных так и горизонтальных, под таким ростверком удаляют до 15 см почвы. Несмотря на создание канавки, сам ростверк не заглубляется в почву, а находится на ее поверхности.
  • Высокий ростверк наиболее популярный метод создания фундаментной основы, особенно в регионах с риском подтопления или с высоким горизонтом грунтовых вод. Фундамент каркасного дома такого типа монтируется над поверхностью земли с минимальным зазором в 15-20 см. Никакие изменения грунта, а также проявления воды, не воздействуют ни сам фундамент и ни всю конструкцию в целом.

    Свободное пространство между ростверком и грунтом позволяет хорошо вентилировать полздания, с одной стороны это уменьшает сырость в помещении, а с другой требует качественной гидра и теплоизоляции пола.

  • Заглубленный ростверк изготавливается внутри специально выкопанных траншей. Этот вариант подходит для домов расположенных в регионах устойчивым грунтом.

Область использования забивных ЖБ свай

В первую очередь опоры данного типа востребованы для создания фундаментов на забивных железобетонных сваях  при строительстве частных и многоквартирных домов, зданий различного назначения.

Кроме того, забивные ЖБ опоры применяют при строительстве сооружений:

  • инженерно-транспортной инфраструктуры (мосты, эстакады и т.д.);
  • гидротехнического назначения (пирсы, причалы, водозаборники и т.д.);
  • сельскохозяйственного и промышленного комплекса (ангаров, цехов, складов и т.д.).

Забивные железобетонные сваи 300х300 мм и другого сечения могут применяться при реконструкции готового свайного поля или его усиления – их установка помогает более равномерно распределить нагрузку на основание. С помощью свай круглого сечения укрепляют склоны и сооружения из насыпных материалов в ходе дорожного и железнодорожного строительства.

Плюсы и минусы конструкции

Схема свайного фундамента с ростверком

Ленточный фундамент имеет преимущества:

  • невысокая стоимость;
  • надежность;
  • возможность оборудовать подвальное помещение или погреб;
  • равномерно распределяет нагрузку по основанию;
  • подходит для сооружений из любых материалов;
  • не требует удаления грунта по всей территории основания.

Ростверк улучшает качество ленточного фундамента, делает его прочнее, увеличивает срок службы. Минусов меньше, но все же они есть:

  • нельзя монтировать на грунтах со слабой несущей способностью;
  • требует проведения трудоемкой работы.

С какой целью выполняется армирование ростверка свайного фундамента

Необходимость укрепить фундамент строения с помощью арматурной решетки связана со свойствами бетонного состава. Бетон восприимчив к влиянию деформации, вызывающей растяжение и изгиб. В результате таких деформационных процессов возможно разрушение основания, хотя материал способен воспринимать значительные сжимающие нагрузки.

Усиление стальной арматурой ростверка свайного основания укрепляет конструкцию, повышает ее устойчивость, а также положительно влияет на долговечность возводимого строения. Мощный каркас, забетонированный в бетонной ленте, повышает прочность основания, компенсирует различные виды нагрузок и крутящих моментов.

С целью повышения прочностных характеристик свайной основы необходимо также укрепить опорные колонны. Находящиеся внутри опор арматурные прутки объединяются с ростверковой лентой в общий силовой контур.

Укрепление ростверка свайной основы с помощью арматуры обеспечивает:

  • устойчивость бетонного массива, воспринимающего реакцию сил морозного пучения;
  • повышение прочностных характеристик основы, на которую действует вес здания;
  • защиту основания, которое сооружено из бетона пониженной прочности.

Используя стальную арматуру для укрепления ростверковой основы можно предотвратить влияние негативных факторов.

Потребность в укреплении монолитного ростверка арматурой обуславливается тем, что бетон как материал имеет высокую устойчивость к сжимающим нагрузкам, но при этом ему свойственно слабое сопротивление к нагрузкам на изгиб и растяжения

Предварительные работы по устройству фундамента

Устройство свайного фундамента с ростверком начинают с определения типа грунта и расчетов. Важно правильно рассчитать конструкцию и количество материалов, чтобы равномерно распределить нагрузку свай и ростверка. Иначе фундамент будет проседать, что приведет к образованию трещин и перекосу стен дома или бани. В интернете вы можете найти калькулятор расчета свайно-ростверковых фундаментов. Но чтобы получить точные и правильные результаты, лучше обратиться к специалистам!

Предварительные работы по устройству фундамента

После расчетов переходят к разметке фундамента на земельном участке. Поверхность очищают от мусора и выравнивают, затем отмечают углы будущего основания при помощи брусков. Углы соединяют веревкой. Проверяйте ровность углов, стен и диагоналей отвесом и угольников. Для более точной и быстрой разметки используют лазерные нивелиры.

Предварительные работы по устройству фундамента
Предварительные работы по устройству фундамента

Затем переходят к разметке свай. Сваи могут располагаться различными способами. При одиночном каждый столб находится под своей опорой. При ленточном расположении сваи равномерно распределяю по периметру здания. Расположение полосами подходит для массивных сооружений. В данном случае столбы располагают в шахматном порядке либо в два и более ряда под ростверком большого размера. Иногда сваи расставляют в виде куста под наиболее нагруженном местом.

Предварительные работы по устройству фундамента
Предварительные работы по устройству фундамента

Утепление ростверка

Свайно-ростверковый фундамент, как и любой другой нуждается в утеплении. Исключением являются дачи и дома предназначенные для проживания в теплое время года.

Бетонный ростверк будет служить мостиком холода, который может свести на нет всё утепление дома.

Схема утепления достаточно проста и производит ее можно после постройки дома. Для этого достаточно по наружной поверхности ростверка закрепить обычный белый пенопласт или применить более дорогой, но и более качественный экструдированный пенополистирол.

Применять мягкие утеплители, такие как каменная вата или стекловата нежелательно. Они хорошо впитывают влагу и как следствие теряют свой теплоизоляционные свойства. Пенопласты лишены подобного недостатка.

Как правило, для утепления ростверка используют пенопласт толщиной 5-10 см. Этого вполне достаточно.

Крепят его при помощи специальных дюбелей, а стыки запениваются.

Многие на этапе монтажа делают ошибку – ставят пенопласт на землю после чего крепят. Ошибка в этом случает заключается в том, что пенопласт должен находится на высоте 5-10 см от земли.

Дело в том, что на грунт действуют силы морозного пучения, которые поднимают или опускают его. Что это за силы мы писали в статье (ссылка). Так вот, если пенопласт будет располагаться на грунте, то при подъеме почвы его просто оторвет от стен или он сломается.

Многие боятся, что если не плотно прижать пенопласт к поверхности земли, полы первого этажа будут холодными. Это не так. Для того, чтобы пол был теплым его утепляют. На эту тему на нашем сайте есть пара статей «Пол по грунту».

Поверхность пенопласта часто отделывают при помощи цокольных панелей имитирующих кладку кирпича. Экструдированный пенополистирол можно оштукатурить. Но это темы другой статьи. Важно понять, что ростверк обязательно нужно утеплять. Это сэкономит деньги на отопление и сделает температуру в доме более комфортной.

Различие между свайно-ростверковым и ленточным фундаментами

Многие ошибочно считают, что свайный фундамент с ростверком и ленточный фундамент — это одно и тоже. В действительности это совершенно два разных основания.

Ленточный фундамент расположен непосредственно на земле и передает нагрузку от строения по всей площади.

Ростверк несет другую функцию. Он перераспределяет вес здания на столбы, которые в свою очередь передают нагрузку на грунт.

Важным различием является то, что ростверк не должен контактировать с поверхностью земля, иначе силы морозного пучения, о которых мы рассказывали немного выше, могут сломать его или вместе с ним вытащить из земли сваи.

Как сделать свайный фундамент с монолитным ростверком

Сделать не так сложно, что сильно отличает его от остальных разновидностей оснований для дома. Порядок действий включает в себя несколько этапов:

Схема монолитного ростверка: 1. Свая. 2. Монолитный ростверк. 3. Гидроизоляция. 4. Вентиляция.

  • сначала необходимо составить чертежи, где будет указан разрез будущего основания, разметки, данные для начала строительства;
  • согласно нанесенной на грунт разметке производится бурение шурфов для будущих свай из железобетона. Если есть уже готовые заводские сваи, то их необходимо при помощи копрового молотка просто забить в грунт на указанную глубину;
  • после этого изготавливается опалубка из обрезных деревянных досок либо при помощи специальной съемной опалубки;
  • если будет монтироваться монолитный заглубленный ростверк, то необходимо сделать траншею для выполнения последующей заливки;
  • при помощи приготовленного бетонного раствора выполняется и свай;
  • раствор надо оставить на срок до 1 месяца для полного высыхания и набора прочности.

Для этого рекомендуется использовать строительный уровень и нивелир, при помощи которых легко проверить горизонтальность и вертикальность отдельных элементов конструкции.

Чтобы своими руками, необходимы такие материалы:

Схема разновидностей ростверков.

  • железобетонные сваи в соответствии с типом грунта и особенностями работы на участке;
  • песок и щебень для устройства подушки на дне скважин (если есть необходимость);
  • техника для копки скважин и траншей (если планируется свайный фундамент с заглубленным ростверком);
  • бетонный раствор, который требуется для заливки ростверка и свай;
  • обрезные доски для опалубки, гвозди для их крепежа.

Процесс сооружения основания не столь сложен, в данном случае нет необходимости иметь тяжелую строительную технику, а сами материалы стоят не так дорого, как для обычного либо для ленточного.

Расчет

Расчёт свайно-ростверкового фундамента является комплексным и включает в себя:

  • Расчёт по первому предельному состоянию (проверка несущей способности сваи по грунту, прочности материала свай и ростверков): Производится определение длины сваи, после чего определяют её несущую способность, рассчитывают необходимое количество свай и определяют фактическую нагрузку, приходящуюся на сваю. Затем фактическая нагрузка сравнивается с допустимой. Расчёт правильный, если полученная нагрузка не превышает значений допустимой. Окончательной проверкой на данном этапе является проверка прочности куста свай.
  • Выполняется расчёт ростверка на продавливание.
  • Расчёт по второму предельному состоянию (расчёт осадок основания фундамента):
      Определяются вертикальные напряжения от собственного веса в пределах исследуемой толщи грунта. Затем полученные значения умножаются на 0,2. На основе и тех, и тех значений строится эпюра напряжений относительно существующей толщи грунта и глубины фундамента.
  • Рассчитываются дополнительные вертикальные напряжения от внешней нагрузки. Эти значения также заносят в эпюру.
  • Идёт разбивка толщи грунта на равные участки.
  • Определяется место пересечения эпюр нагрузок, которое является нижней границей сжимаемой толщи основания.
  • В пределах сжимаемой толщи грунта (от верха фундамента и до нижней границы сжимаемой толщи основания) на основе полученных значений нагрузок идёт расчёт осадок фундамента.
  • Проводится сравнение полученного значения осадки с предельно допустимым значением деформации основания. Сваи подобраны правильно в случае, когда размер осадок меньше предельно допустимых значений.
  • Особенности работы ростверка

    Как вы понимаете, дом дает разную нагрузку в помещениях. Ведь в нем мебель, отделка, различные приборы и вещи распределены неравномерно. Само собой, нагрузка на опоры тоже окажется разной. При помощи ростверка получается преобразовать все нагрузки таким образом, чтобы на сваи, установленные под ним, воздействовали одинаковые силы. Это качество очень полезно, так как позволяет добиться стабильности всей конструкции.

    Если сваи будут нагружены равномерно, то уменьшается вероятность того, что они будут по-разному усаживаться. Если фундамент будет усаживаться неравномерно, то обязательно появятся на нем и стенах трещины. Устройство свайно-ростверкового фундамента отличается высокой стабильностью. Но все равно не избавилась конструкция от основного недостатка свай – неизвестно, какой тип грунта находится возле них.