Как возвести свайно плитный фундамент: особенности расчета

Свайный фундамент является наилучшим вариантом устройства несущих оснований, если строительство производится на проблемных грунтах – со слабой несущей способностью или высоким уровнем подпочвенных вод. Благодаря этому данная технология получила широкое распространение как в промышленном, так и частном строительстве. Одним из видов свайных оснований является фундамент на забивных сваях.

Выбор типа фундамента

Почему выбор пал на такой тип фундамента, а не, например, ленточный, или на бетонных блоках? Из-за возможного оседания данного ленточного фундамента под воздействием грунтовых поверхностных вод. Кроме того грунты на нашем участке слабые (стандартные грунты в нашей лесистой местности – серые подзолистые), а плита будет устойчива к смещению грунтов. Но остановится только на монолитной плите – было бы слишком просто. Было принято решение дополнительно укрепить фундамент сваями, и именно буронабивные сваи используются в неблагоприятных гидрогеологических условиях. Такой вид свай кроме основных плюсов имеет еще одно неоспоримое преимущество перед другими – низкая стоимость.

Предназначение свайно-плитного фундамента и функции

Свайно-плитный фундамент – это уникальное изобретение в сфере строительства, которое используется в основном для возведения многоэтажных объектов. Стоит обратить внимание, что оно включает в себя несколько значимых элементов: ростверки и железобетонные сваи, отличающиеся высоким уровнем прочности и повышенной устойчивостью.

Предназначение свайно-плитного фундамента и функции

Целых 85% всей нагрузки приходится, бесспорно, на сваи и только оставшиеся 15% на другую составляющую данного вида фундамента (плиту). Важно, чтобы непосредственно сама плита была, как можно толще (а значит и надежнее). К сожалению, грамотным образом не всегда возможно четко рассчитать правильное распределение нагрузки между сваями и плитой.

Ростверк: что это за элемент и зачем он необходим

Рассматривать данный вопрос необходимо начать с определения: что такое ростверк фундамента. Внутренний строительный элемент представляет собой горизонтальную бетонную, стальную или деревянную перемычку, связывающую разрозненные элементы столбчатого или свайного фундамента между собой, в результате чего создается ровная площадка для монтажа окладного венца. Ростверк воспринимает нагрузку от несущих конструкций здания и равномерно распределяет ее на опоры, которые передают нагрузку на грунт.

Ростверк сэкономит время, деньги и силы на строительство основания

Ростверк: что это за элемент и зачем он необходим

Такая конструкция по своей жесткости и прочности не уступает традиционному ленточному фундаменту, но цена ростверкового фундамента будет намного ниже, что связано с меньшими трудозатратами и трудоемкостью работ.

Конструкция основания создается с использованием каркасной технологии, где столбы или сваи воедино связываются между собой для образования прочного основания. Фундамент с ростверком сооружается на глинистых, торфяных, лессовидных, суглинистых, пучинистых и илистых грунтах. Строительство дома может быть выполнено на территориях с витиеватым рельефом или на склонах.

Особенности свайной технологии

Свайные технологии используются в строительстве с незапамятных времён: ещё в доисторические времена люди строили таким образом дома на берегах рек, озёр и морей. Главная цель такого метода – заглубление опоры-столба ниже уровня слабого грунта вплоть до крепких слоёв, способных выдерживать нагрузку здания.

Преимущества

Среди главных преимуществ свай можно отметить:

  • Абсолютную универсальность. Свайные технологии могут использоваться для возведения построек на любых грунтах и рельефах. Его можно использовать при строительстве массивного коттеджа и небольшой дачи – единственное различие в данном случае будет заключаться только в длине и сечении свай. Свайный фундамент отлично подойдёт для каркасного строительства и возведении жилого дома по технологии «экодом», так минимизирует техногенное вмешательство в окружающую среду.
  • Высокие несущие качества. При произведении правильного расчёта и установке необходимого количества свай такой фундамент может выдержать значительные нагрузки без значительной усадки даже на болотистой почве.
  • Малые трудозатраты. Устройство свайного основания исключает крупномасштабные земляные работы, как при закладке несущих оснований ленточного типа. Это позволяет сэкономить большое количество сил и рабочего времени.
  • Экономия финансовых средств. Сметная стоимость строительства с использованием свайных технологий намного меньше, чем цена ленточного или плитного оснований. В этом случае можно обойтись без дорогостоящих работ по выемке грунта и устройству дренажной системы на участке строительства.

Дом с фундаментом на сваях ЖБ

Особенности свайной технологии

Виды свайных технологий

В арсенале современных строителей имеется несколько способов монтажа свайных фундаментов:

  • Буронабивные технологии. Устройство свайных опор в данном случае подразумевает бурение скважин необходимой глубины и последующую заливку монолитных железобетонных свай.
  • Винтовой метод. Винтовые сваи изготавливаются из металла и представляют собой трубу с винтообразным лепестком в её нижней части. Заглубляются изделия в землю при помощи специальных приспособлений – механических или ручных сваекрутов.
  • Забивной фундамент. Устройство фундамента из забивных свай производится методом их заглубления в грунт посредством механической нагрузки. Забивка свайного фундамента осуществляется при помощи молотов-копров.

В данной статье будет подробнее рассмотрена технология строительства фундамента на забивных ж/б сваях.

Описание и особенности

Этот тип фундамента применяется не так давно, и относится к наиболее современным, усовершенствованным конструкциям. В масштабном строительстве комбинированный фундамент стал применяться благодаря повсеместному распространению многоэтажек.

Читайте также:  Как построить фундамент на пучинистых грунтах? 1-4ч.

Свайно-плитный фундамент состоит из двух частей: вбитых в грунт свай, и расположенной непосредственно на них массивной бетонной плиты. Эта плита выполняет роль ростверка, распределяя оптимальным образом несущую нагрузку по всему фундаменту. В результате столь продуманной технологии свайно-плитный фундамент имеет высокие несущие характеристики, способен выдержать огромный вес здания. А вот как происходит обвязка каркасного дома на ленточном фундаменте, очень подробно изложено в данной статье.

Свайно плитный фундамент

Чтобы осуществить возведение этой конструкции необходимы точные предварительные расчеты, учитывающие множество важных нюансов и деталей. Лучше всего доверить расчет специалистам, так как это, действительно, сложная работа, требующая профессионализма.

Ростверк в виде монолитной плиты соединяет все сваи в единое целое, и оптимальным образом противостоит смещению. Сваи в этом тандеме выполняют роль и опоры и своеобразного мостика, через который несущая нагрузка уходит в грунт.

Из-за такого устройства снижается уровень усадки фундамента, что немаловажно. Благодаря тому, что сваи вбиваются ниже уровня промерзания грунта, фундамент отлично справляется с пучением грунта во время морозов. Свайно-плитный фундамент обеспечивает при помощи своей жесткости необходимую надежность несущей конструкции даже при воздействии на нее сейсмическими процессами, проходящими в почве.

Сваи у такого фундамента могут быть как бурового типа, так и забивного. Способ внедрения опор в почву выбирается индивидуально, исходя из типа грунта.

На видео – свайно плитный фундамент:

Если строится небоскреб, то толщина плиты может быть даже пять метров и больше: можете представить, что это за махина. На такой плите сооружается армированный пояс, который затем будет цокольным этажом небоскреба. На этом этаже обычно оборудуются паркинги, подсобные помещения, шахты лифтов.

Область применения

Эта исключительно надежная конструкция идеально подходит для сейсмоопасных зон, местностей со сложным грунтом, и прочих районов, требующих особого подхода к строительству.

Описание и особенности

Сложная почва включает в себя такие проблемы, как:

  • пучинистый грунт;
  • присутствие грунтовых вод и подземных озер;
  • прочие водяные пласты в почве;
  • морозный климат.

Как сделать фундамент для дома из пеноблоков своими руками, можно узнать из данной статьи.

А вот как выглядит фундамент для беседки с барбекю, и как его сделать, поможет понять информация из статьи.

Как выглядит столбчатый фундамент под баню, и как его можно сделать своими руками, поможет понять видео из статьи:

Возможно вам также будет интересно узнать о том, как сделать фундамент под забор.

Местности с плохими геологическими характеристиками тоже могут застраиваться с применением комбинированного фундамента. Этот фундамент замечательно подходит для слабых грунтов сыпучего характера: но здесь требуется обязательное подкрепления конструкции дополнительными сваями.

Для строительства многоэтажек, а также зданий большого веса и значительного размера свайно-плитный фундамент предназначен наилучшим образом: в этих случаях применяется монолитная плита большой толщины.

На видео – область применения свайно плитного фундамента:

Чаще всего комбинированная конструкция служит основанием таких домов, как:

  • кирпичные;
  • бетонные;
  • из пеноблоков.

В каркасном строительстве свайно-плитный фундамент применять нецелесообразно, поскольку столь легкую постройку сможет выдержать и другое, менее затратное основание.

Определение свайно-ростверкового фундамента

Свайно-ростверковый фундамент возводится на нестабильных грунтах

Конструкция применяется для возведения зданий на нестабильных грунтах или в случае строительства крупногабаритного сооружения. В качестве основания используются сваи с заостренным окончанием, каждая из них противостоит усилию 2 – 5 т. Верх стержней объединяется балочным или плиточным поясом, который называется ростверком. Обвязка применяется под несущими стенами и ставится по периметру дома.

Для определения количества висячих элементов делается расчет, который требует характеристик:

Определение свайно-ростверкового фундамента
  • вес здания с оборудованием, людьми, снеговой и ветровой нагрузкой;
  • технические показатели почвы в месте строительства.

Ростверк распределяет статические усилия равномерно и связывает вертикальные стержни, чтобы они не сдвигались при нагрузке. Сваи делают из металла или железобетона, а для соединительных балок берут металлопрофиль, бетон, деревянные бруски.

В частном домостроении фундамент-ростверк на сваях применяется редко из-за большой затратной части. Использование такой конструкции оправдывается, если дом строится в болотистой местности или на грунтах, относящихся категории плывунов.

Используемые материалы

Особенности конструкции зданий и величины получаемых нагрузок диктуют применение материалов для создания ростверков:

  • железобетон;
  • дерево;
  • металл.

Свайные фундаменты с монолитными ростверками

Используемые материалы

Железобетонный пояс обладает высокой стабильностью, жесткостью, надежностью, долговечностью и может выдерживать высокие нагрузки. Эти качества стали причиной широкого применения свайного ростверка с монолитным перекрытием. Конструкция состоит железной арматуры, повышающей прочностные характеристики фундамента, и бетона. Укрепление монолитного ростверка на сваях может быть выполнено отельными прутьями, скрепленными в плоский каркас или объемными остовами.

Железобетонный ростверк висящего типа

Бетонные ростверки по устройству сходны с железобетонными поясами, единственным различием является отсутствие арматуры в конструкции первых. Вся нагрузка ложится и распределяется бетоном. Оголовки фундаментных свай должны быть на 100 мм утоплены в бетоне ростверка. Такие пояса применяются только в возведении одноэтажных строений.

Важно! Определяет смету и нормы на устройство монолитного ростверка – ГЭСН.

Конструкции из пиломатериала

Деревянная конструкция преимущественно используется при возведении домов из пиломатериала. Укладка деревянного ростверка на столбчатый фундамент выполняется на специальную гидроизоляционную прокладку из толи или рубероида. Также, чтобы исключить преждевременную порчу древесины, конструкцию следует обрабатывать особыми биозащитными пропитками. Фиксацию бруса на сваях выполняют посредством кронштейнов или болтов.

Используемые материалы

Деревянная конструкция ростверка

Читайте также:  Алюминиевая опалубка в строительстве стен, колонн и фундамета

Есть два варианта устройства пояса из пиломатериалов:

  • При устройстве основания здания создается одинарный или двойной настил из предварительно обработанных бревен, который устанавливается на распланированную щебневую площадку. Этот вариант раньше использовался для возведения небольших строений из пиломатериалов;
  • Выполняется крепление ростверка из бруса на столбчатом фундаменте. Однако конструкция не обладает высокой прочностью, поскольку дерево не самый надежный стройматериал, поэтому она чаще всего применяется при создании навесов и беседок.

Видео: устройство ростверка для деревянного дома 

Металлический пояс для фундамента

Используемые материалы

Металлическая обрешетка изготавливается из швеллера, двутавра или квадратного профиля и обладает высокой прочностью и жесткостью. Как правило, данная конструкция используется при устройстве свайно-винтовых оснований для одноэтажных домов. Швеллер устанавливают на оголовки опор, и фиксируют посредством сварочного соединения.

Металлический ростверк на бетонных колоннах

Пояс из металла используют в основном в висячем варианте. Однако в последнее время такие конструкции применяются очень редко, поскольку из-за тяжести материала требуется привлечение подъемной спецтехники, что экономически невыгодно. К тому же металл подвержен риску возникновения коррозийных процессов.

Срубка свай

Стоячие сваи забиваются до плотных слоёв грунта, до скальных пород. Если забить сваю ниже не получается, да и не имеет смысла, то высота нескольких свай над уровнем земли будет разной и потребуется срубка сваи. Выполняется она разными методами.

Самые простые приспособления для срубки сваи — это болгарка (большая) и отбойный молоток (большой). Отмечается необходимый уровень на всех сваях и болгаркой с диском по бетону прорезается канавка до арматуры. Далее в ход идёт отбойный молоток и бетон отбивается до арматуры. Арматуру над поверхностью сваи часто оставляют, поскольку она требуется для устройства бетонного ростверка, скрепляя его со сваей.

Срубка свай

Дом на курьих ножках?

Свайный фундамент очень сложно укладывается в систему представлений российского человека об основании дома – каркасное строение на сваях в народе называют «картонным домиком на курьих ножках»… Ведь мы строим на века (чтобы внукам и правнукам досталось), с огромным запасом прочности (на всякий случай). И всем понятно, что бетон прочнее и долговечнее даже самой лучшей стали. Значит, выбор очевиден? Ан нет.

Экономические условия меняют национальный менталитет, заставляя порой решать проблемы с жильем здесь и сейчас, для себя, а не для будущих поколений. К примеру, стоимость петербургских квартир делает строительство дома в пригороде весьма выгодным предприятием, а технологии более дешевого строительства легких деревянных домов позволяют использовать свайный фундамент, что значительно сокращает бюджет стройки. И рассуждение о долговечности постройки теперь выглядит так: «На мой век хватит».

Итак, какие возможности у свайного фундамента для деревянных домов? Во-первых, его можно возводить на любом грунте (кроме скального); во-вторых, строительство не зависит от сезона; в-третьих, происходит очень быстро (за один-два дня); в-четвертых, недорого. Дополнительную экономию может дать замена бетонного ростверка на металлическую или деревянную обвязку. И заметьте, когда строительные работы и фасадная отделка будут завершены, никто никогда не догадается, на каком фундаменте стоит ваш деревянный дом.

Текст Ольги Ворониной

Монтаж свайно-плитного фундамента

Этот тип основания предполагает использование двух технологий — свайного и плитного фундамента. Подготовительный этап одинаков для всех видов — очистка территории, разметка и планировка конструкции. Требуется уплотнение почвы для установки свай. Решаются вопросы подготовки территории к прокладке коммуникаций, создается дренажная система.

Дальнейшие этапы работы:

  1. Выемка грунта.
  2. Установка свай.
  3. Монтаж плиты.

Разметка фундамента и обустройство котлована

Монтаж свайно-плитного фундамента

Разметка выполняется по осям свайного поля. Обноски монтируются на расстоянии 1-2 м от углов сделанного котлована. По осям натягиваются шнуры. Для оконтуривания на каждой стороне котлована используется известковый раствор.

Пример залитого СПФ

Если применяется фундамент с ростверком, выемка грунта не понадобится. При технологии глубокого залегания плиты котлован забирается на глубину 2-2.5 м, с учетом глубины промерзания грунта. Малозаглубленная плита может быть установлена на глубину м, при низком наземном или подземной ростверке разработка котлована выполняется на глубину 0.5 и 0.7 м соответственно.

Во всех случаях, кроме висячего ростверка, понадобится обустройство щебневой или песочной подушки и утепленный отмосток.

Технология изготовления свайного поля

Чем больше количество опор, тем выше затраты на фундамент. Сваи должны быть под несущими стенами, по углам и в местах примыкания смежных стен. Опоры устанавливаются и под веранды и другие пристройки.

Расстояние между сваями рассчитывает отдельно в каждом конкретном случае, с учетом множества параметров. В качестве усредненного значения принимается минимальный шаг длиной в три диаметра сваи, максимальный — в шесть диаметров. Но это условные величины, нельзя недооценивать важность оптимального расчета количества свай, и лучше доверить эту часть работы профессионалам.

Монтаж свайно-плитного фундамента

Установка свай после выемки грунта.

Обустройство свайного поля включает этапы:

  • создание отверстий на проектированную глубину;
  • опалубка из рубероида, полиэтиленовых или асбестоцементных труб;
  • армирование;
  • бетонирование с подвижностью П4, уплотнение смеси.

В качестве арматуры выбираются стержни диаметром 8-14 мм переменного сечения. На каждую сваю конструкции устанавливается не менее 4 стержней. Обвязывается каркас хомутами, выполненными из гладкой арматуры. Верхние плиты обвязывающих стержней диаметром 6-8 мм изгибаются перпендикулярно поверхности земли — впоследствии эти концы связываются с сеткой ростверка или плиты.

Дальнейшие этапы можно выполнять после достижения 50%-ной прочности смеси.

Монтаж плиты

Поэтапная модель установки свайно-плитного фундамента.

Монтаж свайно-плитного фундамента

Плита изготавливается поэтапно:

  1. Стяжка без арматуры слоем до 10 см. Такая подбетонка выравнивает гидроизоляцию и предохраняет её от разрывов.
  2. Укладка гидроизоляционной пленки толщиной см.
  3. По периметру фундамента устанавливается щитовая опалубка с высотой больше проектной отметки на 5-7 см, что позволит удерживать бетонную смесь в процессе трамбовки.
  4. Армирование профилем переменного сечения с максимальным квадратом ячейки стороной 30 см. Нижняя сетка арматуры укладывается на полимерную или бетонную прокладку, толщина ее составляет до 4 см. Верхняя часть такой же конфигурации укладывается на хомуты, для связки верхней и нижней сетки по торцам устанавливаются П-образные элементы.
  5. Заливка бетоном осуществляется в едином направлении, для выравнивания используется правило. Утрамбовка выполняется вибраторами.
Читайте также:  Какой глубины должен быть фундамент под гараж

На нашем сайте скоро будет опубликована отдельная статья о плитных фундаментах:

Обзор плитных фундаментов.

В первую неделю после укладки и уплотнения смеси применяются мокрые песочные или опилочные компрессы, возможен полив бетона в жаркое время года. В холодное время используется теплоизолятор или пленка для укрывания.

Ростверк

При использовании свайно-ростверкового фундамента с плитой может использоваться два вида опалубки:

  • Несъемная из неплотного пенопласта. Такой материал не давит на ростверк, поскольку при вспучивании грунтов легко сжимается.
  • Съемная опалубка применяется только при надземном ростверке, который устанавливается на высоте до 1.2 м от поверхности земли. При наземном или подземном ростверке такой вариант невозможен, поскольку нормальная распалубка не получится.
Монтаж свайно-плитного фундамента

Свайно-ростверковый фундамент.

При использовании несъемной опалубки процесс выполняется аналогично с бетонированием монолитной армированной плиты. Подбетонка в этом случае отсутствует, вместо неё используется пенопласт.

Если применяется съемная опалубка, для фиксации палубы используются стойки, служащие основанием для опоры прогонов и балок. Варан свайно-плитного фундамента с висячим ростверком является самым затратным и к нему прибегают крайне редко.

Когда его можно использовать.

Рекомендуют ставить свайно-ростверковые фундаменты в следующих случаях:

  • Когда на достаточно большую глубину уходят нестабильные и слабонесущие грунты. Это карстовые, лесовые, торфяные почвы, плывуны, растительные и плодородные почвы большой толщины (более 1,4-1,5 метра). В этом случае нагрузку нужно передать на расположенные ниже плотные грунты с нормальной несущей способностью. Докопаться до них не всегда возможно, а если и можно, то фундамент получается слишком уж дорогой. Потому передача нагрузки при помощи свай — лучший выбор.
  • На участках с большими перепадами высот. В этом случае часто намного дешевле использовать сваи разной высоты, чем проводить работы по выравниванию грунта или заливать глубокую ленту, которая сможет компенсировать перепад высот.

Свайно ростверковый фундамент.

Когда его можно использовать.
  • При высоком уровне грунтовых вод. Свайные фундаменты — единственные, для которых уровень грунтовых вод не имеет значение. Важно, чтобы под пяткой был грунт с несущей способностью. Уровень расположения вод влияет только на тип ростверка: если вода находится близко к поверхности, ростверк делают высоким, если она залегает глубоко — можно делать низкий.
  • При строительстве в жестких грунтах. В этом случае положительно сказываются небольшие объемы земельных работ (по сравнению с ленточными или плитными фундаментами).
  • Если вы решили строить дом по каркасной технологии. Делать под него ленту — напрасно тратить деньги: получится слишком большой запас прочности, который, в данном случае, ни к чему. В этом случае свайный или свайно-ростверковый фундамент — оптимальный выбор.
  • При большой массе здания (больше 350 тонн). Тогда получается, что лента или плита должны быть очень массивными, а, следовательно, дорогими. Более дешевым в этом случае часто оказывается свайно-ростверковый фундамент.

Иногда все еще проще: исходят из наименьшей стоимости. Но всегда нужно помнить, что любой тип свайного фундамента менее надежен, чем плитный и ленточный. А все потому, что мы не можем точно знать, какой грунт находится под каждой из свай. Именно поэтому при расчете параметров в конструкцию закладывается повышенный запас прочности. Не 1,2, как обычно считают, а 1,4. И все равно, гарантировать никто ничего не может.

Технологические особенности

Главная технологическая особенность, отличающая комбинированный свайно-плитный фундамент от других видов, состоит в многовариантности конструкции. Основание состоит из двух видов опорных элементов, которые в других условиях используются как самостоятельные конструкции:

СПФ образует связанную опорную комбинацию, в которой нагрузка от веса здания равномерно распределяется между обоими элементами. Сваи обеспечивают надежную опору на плотные грунтовые слои, а плита способствует снижению удельной нагрузки на грунт за счет увеличенной площади. В результате появляется возможность снизить расчетную несущую способность свай и уменьшить толщину плиты без потери несущей способности всего фундамента.

Используются следующие виды свай:

Технологические особенности

Наиболее прочными и надежными считаются забивные бетонные сваи, изготовленные в заводских условиях с соблюдением всех норм и технологических правил. Буронабивные стволы удобны в строительстве, так как они изготавливаются прямо на стройплощадке и не требуют транспортировки и применения спецтехники для погружения (за исключением процедуры бурения скважин). Фундамент плита на винтовых сваях применяется относительно недавно и не набрал пока достаточную статистику по стабильности и долговечности. Однако, учитывая особенности стальных опорных элементов, предполагать высокую долговечность таких стволов нельзя. Кроме того, с течением времени характеристики стальных стержней меняются, что ограничивает допустимые пределы их использования.

При проектировании опорной конструкции могут быть использованы комбинации свай разного типа и плиты с определенным уровнем погружения в грунт. Выбор конкретного варианта производится по результатам гидрогеологического обследования участка и тщательного расчета конструкции.