Свайно-ростверковый фундамент. Свайный фундамент с ростверком: пошаговая инструкция Свайно ростверковый фундамент в низине

Строительство свайно-ростверкового фундамента распространено в местностях с подвижными глинистыми и песчаными основаниями. Этот тип несущей конструкции применяют в основном для высотных зданий жилого, торгового и промышленного назначения, но более преобладают случаи использования и в частном домостроительстве.

Устройство свайно-ростверкового фундамента

Как ясно из названия, фундамент состоит из свай, обвязанных ростверком.

Сваи могут быть разными 2-х видов:

• Буронабивные;
• Железобетонные;
• Деревянные;
• Стальные.

На подвиды сваи разделяют по форме сечения: квадратные и круглые.

Основная их задача - перенос и распределение нагрузки от здания на основание по всей длине.

В зависимости от вида, опорные столбы вводятся в грунт по-разному:

• Винтовые ввинчиваются вручную или с использованием специальной установки;
• Буронабивные собираются прямо в земле;
• Железобетонные забиваются копром.

Винтовые можно вкручивать даже около существующих строений без риска сломать часть конструкции.

Монолитный или сборный (подвесной) ростверк играет роль несущей балки, на которую монтируются стены и перекрытия. Он перераспределяет нагрузку от конструкций над землей, передавая ее на сваи. Он может быть железобетонным или деревянным, в зависимости от материала опор и стен. Конструкция ростверка подразумевает расположение над грунтом, по земле его не располагают.

Когда целесообразно использовать свайно-ростверковый фундамент

Монтаж свай и обвязочной балки - процессы трудоемкие и финансово затратные. В каких случаях материальные и ресурсные потери будут потрачены не зря:

• При высоком уровне грунтовых вод;
• При рыхлых и слабых основаниях их песка, глины и суглинков;
• Для строительства деревянных и пенобетонных домов.

Для облегченных домов с каркасно-щитовыми стенами подойдет ростверк из швеллера, деревянного бруса. Для более тяжелых конструкций понадобится бетон монолитный или сборный.

Свайно-ростверковый фундамент для дома из газобетона просто находка: он выдержит нагрузку даже от 2-х этажного дома и сэкономит бюджет относительно выбора основания другой конструкции.

Плюсы свайно-ростверкового фундамента

Тот или иной вид фундамента принимают на основании конструктивных расчетов, где определяют максимальную нагрузку на основание, размер всех составляющих конструкцию элементов. Но все же и перед инженерами часто встает вопрос, какую конструкцию принять, опираясь на результаты исследования. Почему отдают предпочтение свайно-ростверковому фундаменту:

• Высокая несущая способность опор позволяет использовать их под здания и сооружения любого размера. Они надежно и жестко входят в рыхлый грунт, достигая его твердых слоев. При колебаниях грунта в следствии сейсмической активности или сезонных перепадов температур и влажности, почва двигается, а свая остается неподвижной. Это исключает разрушение здания и нарушение целостности его несущего остова. Из-за этой особенности данный тип фундамента широко применяют в районах, где часто происходят землетрясения.
• Облегченные стальные сваи подходят для строительства небольших домов и хозяйственных сооружений.
• Разная длина опорных столбов позволяет устраивать ровное основание для возведения строений на холмистых и гористых местностях, достаточно правильно подобрать из длину и распределить по неровному участку. Этот прием используют при создании многоуровневых домов.
• Низкая стоимость материала и работы относительно ленточного фундамента.
• Сваи не боятся грунтовых вод: в глубоких пластах, где происходит опирание, их зачастую нет. Это показатель не принимается к расчетам фундамента.
• Пренебрегают и уровнем промерзания грунта в регионе или местности, поскольку нижние слои грунтового среза не подвергаются температурным колебаниям, а ростверк с землей не соприкасается. Определять уровень зимнего промерзания бессмысленно.
• Отсутствие контакта ростверка с землей обеспечивает сухость стен и снижают риск проникновения в дом грызунов.
• Небольшой срок монтажа и легкость установки;
• Ремонтопригодность составляющих фундамент элементов;
• Фундамент не требует подготовительных грунтовых работ, участок не нужно выравнивать, что снижает затраты на его обустройство.
• Сделать монтаж несущей конструкции еще дешевле можно, заменив труд наемных рабочих на свой. Изучив некоторые инструкции, каждых застройщик сможет без труда самостоятельно обустроить сваи и собрать ростверк.

Внушительный перечень достоинств конструкции располагает к ее выбору. Чтобы не делать поспешных выводов, стоит ознакомиться с обратной стороной медали.

Минусы свайно-ростверкового фундамента

На что надо обратить внимание:

• Непросто собрать нагрузки, не зная правил расчетов. Примерный подсчет, скорее всего, приведет к перерасходу материала и средств, а недостаток столбов чреват разрушением недостроенного дома или неравномерное его оседание.
• Неприспособленность свай под тяжелые строения - значительный их минус. Чтобы повысить несущую способность, их диаметр увеличивают, но это создает потребность в серьезной технике монтажа с вытекающими затратами.
• Сложность с проектированием подвала, которого у свайных фундаментов встречаются крайне редки. При этом есть потребность в укрывании зазора между грунтом и ростверком для защиты от охлаждения, продувания и замерзания.
• На рыхлых грунтах возможно неравномерное оседание свай с последующей деформацией ростверка. Чтобы этого избежать, под основание столбов закладывают песчаные подушки, компенсирующие движение.
• При неграмотном монтаже арматуры возможно ее оголение и последующее ржавление, что ослабляет все основание. Но это, скорее, исключение из правила. То же самое качается стальной трубы: если ее материал некачественный, она начнет коррозировать в ближайшее время.

Самостоятельный расчет количества опор под дом

Инженерные расчеты - удовольствие дорогое. Если нет ни денег, ни времени, а свайно-ростверковый фундамент подходит Вам по всем параметрам, можно принять расстояние столбов самостоятельно.

1. Нарисуйте план дома в масштабе с соблюдением всех пропорций.
2. Расставьте точки в углах периметра, в местах пересечения стенок.
3. Под несущие стены сваи ставят через каждые 2-3 метра, но не более. Если расстояние между соседними столбами даже незначительно превышает норму, смело ставьте между ними еще одну точку.
4. Посчитайте количество.

Для самостоятельного определения диаметра воспользуйтесь таблицей.

Диаметр основания, мм			100	150	200	250	300	400	500
Площадь основания, см2			78,5	177	314	491	707	1256	1963
Расчетное сопротивление грунта, МПа			Несущая способность сваи
Крупные пески с любой влажностью	Средние	3,5	275	618	1099	1717	2473	4396	6869
	Плотные	4,5	353	795	1413	2208	3179	5652	8831
Пески средней крупности с любой влажностью	Средние	2,5	196	442	785	1227	1766	3140	4906
	Плотные	3,5	275	618	1099	1717	2473	4396	6869
Маловлажные мелкие пески	Средние	2	157	353	628	981	1413	2512	3925
	Плотные	3	236	530	942	1472	2120	3768	5888
Пылевидные пески, насыщенные влагой	Средние	2,5	196	442	785	1227	1766	3140	4906
	Плотные	3,5	275	618	1099	1717	2473	4396	6869
Твердые глины	Средние	3	236	530	942	1472	2120	3768	5888
	Плотные	6	471	1060	1884	2944	4239	7536	11775
Пластичные глины	Средние	1	79	177	314	491	707	1256	1963
	Плотные	3	236	530	942	1472	2120	3768	5888
Крупнообломочный грунт (щебень, галька, гравий)	Средние	5	393	1570	2453	3533	6280	3768	9813
	Плотные	6	471	1060	1884	2944	4239	7536	11775

В расчете представлены значения для наиболее часто используемых для частного строительства буронабивных свай. Соберите все нагрузки от конструкций и примерно одинаково распределите их на столбы одного куста (несущая способность). Для центральных опор полученные нагрузки делят на 4, для угловых - на 2.

Глубина забивания определяется, исходя из расчетов. В среднем:

• Буронабивные - 10-30 метров;
• Железобетонные - от 3 и 4 метров;
• Винтовые от 2-х метров.

В зависимости от условий:

• В сейсмически опасных районах опоры заглубляют не менее 4 м;
• При опирании на влажные основания - не менее 8м;
• Согласно СНиП.

По причине дороговизны и сложности в установке на уклонах и появился новый тип фундамента – свайно-ростверковый. Его особенность в том, что это комбинация ленточного и столбчатого типа фундаментов и он используется при строительстве зданий на уклонах. Для горных районов такой тип фундамента считается приоритетным, хотя и стоит довольно дорого ввиду своей конструкции и сложности проектирования.

Что это за тип фундамента

Ростверк – это плита или балка, которая связывает между собой сваи непосредственно на поверхности земли. Это фактически основной несущий железобетонный пояс, на который уже затем монтируются несущие стены самого здания. Как правило, при проектировании и расчете ростверка используются подробные чертежи всех элементов, ведь основная нагрузка ложится непосредственно на сами плиты.

Соответственно, в любой схеме такой конструкции уже предусмотрены расчеты допустимых нагрузок на каждую сваю отдельно, а также на плиты основания. Также стоит учитывать, что ширина ленточного основания существенно больше самых стен. Это делается с целью распределить массу несущих конструкций здания по всей плоскости плит и обеспечить хорошую устойчивость даже при непосредственных подвижках отдельной опоры.

Где используется ростверк?

1. При строительстве бань, технических зданий с небольшой массой несущих конструкций;
2. При строительстве жилых зданий на склонах с большим углом наклона;
3. Если необходимо сделать встроенный в глубине гараж или подвал;
4. Когда во время геодезических исследований почвы обнаружено расслоение, особенно при комбинировании глинистой и песчаной почвы;
5. При реставрации каменных и бетонных оснований зданий старой постройки, если обнаружено проседание отдельных углов. Тогда под основу подводятся специальные опоры, затем проводится заливка платформы и уже затем разносится по внешней части несущий ростверк.

Выбор свай для будущего основания

Как правило, свайно-ростверковый фундамент своими руками сделать относительно сложно, но технически возможно. Для этого сначала подбирается тип свай, а они бывают железобетонные, бетонные, металлические и даже деревянные.

Сегодня сделать заливку свайного ростверка можно даже с готовыми сваями, которые забиваются в почву пневматическими молотами, но стоит такая технология дорого и чаще используется при строительстве больших промышленных, административных и жилых зданий.

Также есть так называемые инъекционные сваи с диаметром до 120 мм и единственным арматурным прутом, но они используются исключительно для усиления и ремонта уже существующих фундаментов.

Расположение свай в ростверке

1. Одиночная свая – тут каждая свая расположена под своей опорой, а все опоры соединены в единое целое армированием;
2. Ленточное соединение. Предусмотрено равномерное распределение всех свай и их расстояние указано в чертеже;
3. Полосное расположение свай используется при строительстве массивных и больших зданий;
4. Расположение кустами. Целый пучок свай установлен в одном месте и принимает на себя повышенные нагрузки;
5. Расположение полем. Это тот случай, когда над сваями залита монолитная плита, а все сваи установлены в шахматном порядке по схеме с четкими расчетами длины каждой единицы.

Возведение свайно-ростверкового фундамента

• Определение типа грунта и его структуры. Тут желательно получить геодезический разрез почвы с подробными данными по каждому слою почвы. Ведь сваи часто забиваются на глубину до двух метров;
• Подготовка котлована или траншеи. Ее желательно делать на ровных поверхностях, на уклонах она не дает никакой эффективности. Оптимальное решение – это подготовка небольших углублений, в которых делается песчаная подушка;
• Установка опалубки. Ее можно делать, а можно и нет. Если частник готов сделать своими руками фундамент с несъемной опалубкой, тогда такой фундамент будет иметь отличные гидроизоляционные характеристики;
• Теперь можно проводить процесс углубления готовых свай или заливать арматуру бетонной смесью . Отверстия под сваи бурятся специальной техникой, затем внешние контуры закрываются рубероидом. Внутри скважин устанавливают асбестовые трубы, которые дополнительно армируют для увеличения прочности несущей конструкции. После полной установки свай начинается процедура заливки свай бетоном и создания промежуточной подсыпки;
• После того, как сваи наберут заданную прочность, проводится армирование каркаса по всему горизонтальному периметру . Армирование нужно обязательно залить бетоном.

Ошибки при проектировании и монтаже железобетонного ростверка

1. Отсутствие четкого проекта с подробным расчетом всех мест расположения свай, их толщины, длины, а также геодезической карты территории.
2. Не предусматривается четкая жесткая связь между столбами свай и несущей плитой. Если зимой грунт начинает промерзать, тогда он расширяется. В результате под нижней частью утепленного перекрытия грунт охлаждается медленнее и возникает разнонаправленная сила. Эта сила стремится опрокинуть столб, мерзлая земля давит на верхние слои столба, а нижняя берет нагрузку на себя. В результате столб начинает наклоняться, а если они не зафиксированы жестко сверху, тогда однозначно их вырвет из пазов залитого ростверка.
3. Не предусматривается в нижней части ростверка воздушная подушка. Если не удаляется подсыпка под ростверком, тогда через сезонные изменения температур на нее будет воздействовать значительная сила. Она со временем приведет к разрыву опорных площадок, повреждению ленты ростверка. Чтобы такого не случилось, во время заливки на дно котлована ложатся пенополистирольные плиты, которые играют роль амортизатора и защищают от промерзания почвы.
4. Неправильно проведенный расчет допустимой глубины погружения свай. Если они забиты не достаточно глубоко, тогда в этом месте здание даст просадку, возникнет перекос несущей конструкции и заваливание одного угла. Со временем разрушается сама плита через чрезмерные нагрузки и цоколь здания. Также через неправильные расчеты или проект конструкции ростверка возможно резкое поднятие одной или нескольких свай, а это неизбежно влечет за собой разрушение перекрытий с дальнейшим уничтожением самого здания.
5. Неправильно сделан расчет несущей способности основания. Эту ошибку часто можно встретить в начинающих проектировщиков без опыта работы и практики. Тут проблема состоит в неправильном выборе типа почвы, ведь весь расчет именно на этом и основан. Наибольшей несущей способностью обладают скальные породы и каменистые грунты, наименьшей - мелкозернистые песчаные грунты. Если ошибиться в расчетах есть риск того, что будущая постройка будет со временем постоянно погружаться в землю, и этот процесс будет очень сложно остановить. Поэтому тут нужна полноценная схема расположения, длины и диаметра каждой сваи.

В статье будет рассмотрен свайный фундамент с ростверком. Не всегда можно применить традиционные конструкции - плитные или ленточные. Иногда они становятся чересчур дорогими, только на изготовление фундамента уйдет до 50% общего бюджета. Как правило, применяют свайный фундамент такого типа в тех случаях, когда происходит строительство на территории, на которой глубина промерзания почвы более двух метров. Нередко такие фундаменты возводятся на слабонесущих и нестабильных типах грунтов.

Особенности конструкции фундамента

Что такое фундамент на сваях? Это знают все - это определенное количество столбов, которые забиваются в грунт. Причем нижний край находится на глубине промерзания грунта. Но такая конструкция в чистом виде применяется на практике довольно редко.

Причина заключается в том, что достаточно сложно распределить нагрузку, которую создает дом на все сваи. На одной окажется большая нагрузка, а на второй - меньше. Именно по этой причине свайные фундаменты применяются, как правило, в конструкциях с малым весом - под срубы из бруса или бревна, каркасные дома.

Брусья или бревна обладают одним хорошим качеством - они позволяют перераспределить нагрузку равномерно на все точки опоры. Постройки из других материалов справляются с такой задачей намного хуже. Но вот устройство свайного фундамента с ростверком таково, что в нем нет недостатков, указанных выше. Поэтому его можно без проблем применять в конструкциях из кирпича или блока. Конструкция состоит из нескольких свай и ленты (обычно изготавливается из чистого бетона или с применением металлической арматуры), которая связывает все точки опор. Именно такую ленту и называют ростверком.

Особенности ростверка

Ростверк является частью фундамента, которая объединяет верхние части свай. Он принимает всю нагрузку, которую создает конструкция, а за счет своего устройства замкнутого типа он ее равномерно перераспределяет на все сваи. Ростверк бывает таких типов:

1. Бетонным.
2. Железобетонным.
3. Металлическим.
4. Деревянным.

Также железобетонные и бетонные можно разделить на две подкатегории - высокие и низкие.

Первые располагаются существенно выше уровня земной поверхности. Очень часто ростверки изготавливают из металла - в ход идут квадратные металлические трубы, швеллеры с большим сечением. А вот устройство бетонного ростверка оказывается намного сложнее.

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.

Стоит ли использовать сваи?

Архитекторы не очень доверяют конструкциям, в основе которых находятся сваи - заранее спрогнозировать поведение их в грунте почти нереально. Возле одной сваи грунт будет плотным, а рядом с двумя соседними - рыхлым. И произойдет неравномерная усадка всего дома.

Но существуют более предсказуемые конструкции, о которых мы поговорим дальше. В частности, с ростверком, который отличается высокой прочностью. Но и стоимость его довольно высокая.

Ленточные фундаменты на сваях

Низкие типы ростверков хороши тем, что их поведение можно предугадать. Начинаются ростверки такого типа значительно ниже уровня земли. А изготавливаются из простого бетона или армированного. Нужно отметить, что арматура, выходящая из свай, соединяется механически с арматурой самого ростверка. Стоит также отметить, что утепление ростверка свайного фундамента производится так же, как и ленточного. Материалы при этом используются те же. Конструкции очень похожи.

У нас ростверком называется ленточный фундамент мелкозаглубленного типа. Изготовление его производится по такой же технологии. А отличие в том, что дополнительно есть связь со сваями, которые существенно повышают устойчивость и надежность всей конструкции. Фундаменты такого типа называют свайно-ленточными или ленточными на сваях. Они без преувеличения считаются идеальными, так как они сочетают в себе все преимущества обоих видов фундаментов, а недостатки компенсируются.

Работа фундамента

Работа происходит следующим образом. Вся нагрузка, которую создает дом, воздействует на ленту из бетона. Так как имеется продольная арматура, силы распределяются равномерно по всей площади опоры. Частично нагрузка уходит в грунт, остальное принимают сваи. И нужно отметить одну особенность - усадка и нагрузка равномерны, так как эти параметры выравниваются при помощи ленты. Желательно, чтобы был установлен на глубину промерзания свайный фундамент с ростверком.

В зимнее время на фундамент воздействуют силы пучения - в этот момент можно увидеть все достоинства ленточной конструкции на сваях. Когда пучинистый грунт воздействует на ленту конструкции, сваи не позволяют сместиться фундаменту. В этом случае уменьшается вероятность перекоса здания. От воздействия пучинистых грунтов можно избавиться, если фундамент залить ниже точки промерзания. Но затраты на такую конструкцию довольно большие, использовать ее не рекомендуется.

В каких случаях можно применять свайно-ростверковые фундаменты

А теперь давайте поговорим о том, в каких случаях использование фундаментов такой конструкции просто необходимо:

1. В случаях, когда слабонесущие и нестабильные грунты уходят на большую глубину. Как правило, это почвы карстового, торфяного, лесового типов, а также растительные, плывуны, плодородные, у которых толщина свыше полутора метров. Нагрузку необходимо передавать на грунт более плотный, который располагается значительно ниже. Как вы понимаете, выкопать траншею и достичь грунта с высокой несущей способностью достаточно сложно. А строительство фундамента окажется достаточно дорогим - поэтому использование свай является выходом из ситуации.
2. При строительстве на участке, на котором наблюдается большой перепад высот. При сооружении фундамента оказывается проще применять сваи с различной высотой, нежели выравнивать поверхность или заливать ленту на большой глубине, дабы немного компенсировать неровности.
3. Если грунтовые воды расположены слишком высоко. В этом случае важна только высота ростверка свайного фундамента. Стоит отметить, что при возведении свайного фундамента не имеет значения, на какой глубине располагаются воды. Главное, чтобы под так называемой пяткой располагался грунт, у которого высокая несущая способность. Уровень, на котором находятся грунтовые воды, может повлиять только на вид ростверка. В случае если вода близко к поверхности, нужно делать высоким ростверк. А если воды глубоко, допускается делать и низкую конструкцию.
4. Если строится здание на жестком грунте. При возведении ленточного или плитного фундамента необходимо проделывать большой объем земляных работ. В этом случае применение свай оправдано.
5. При строительстве каркасных домов нет смысла возводить ленточный фундамент - это просто трата денег. Запас прочности оказывается неоправданно высоким, лучше всего выбрать свайно-ростверковую конструкцию.
6. Если суммарная масса сооружения свыше 350 тонн, лучше всего возвести свайный фундамент с ростверком. Ленточные или плитные конструкции будут слишком массивными, да и дорогими.

Стоит все же заметить, что самыми надежными типами фундамента считаются ленточные и плитные. Но если нет средств возводить такую сложную конструкцию, а запаса прочности большого не требуется, допускается применять свайно-ростверковый тип.

Какие бывают сваи?

Как правило, при строительстве применяют абсолютно все типы свай. При выборе нужно обращать внимание только на вид грунта и предельно допустимую нагрузку, которую создает здание. Сваи можно изготовить из бетона или металла, крайне редко их делают из древесины. Сечение либо квадратное, либо круглое. Делать армирование ростверка свайного фундамента необходимо, чтобы вся конструкция оказалась максимально прочной.

Можно выделить такие типы свай по виду установки:

1. Забивные - монтируются без использования выемки грунта или бурения. Их забивают в грунт при помощи специальной техники. Именно по этой причине в частном строительстве они применяются редко.
2. Буронабивные - в грунте необходимо проделать скважину, в которую ставится опалубка. После ее крепежа монтируется арматура (она повышает прочность конструкции. После проведенных действий внутрь заливается бетон.
3. Буровые железобетонные - как и в прошлом случае, необходимо сначала проделать скважину. После чего уже готовые сваи забиваются в нее. Усилий для этого нужно значительно меньше, нежели при установке забивных.
4. Винтовые - чем-то похожи на саморезы. Изготавливаются они из металла, концы заострены и имеются лопасти. С их помощью происходит разрезание грунта. Если необходимо на большую глубину установить сваи, без специальной техники не обойтись. Но при монтаже на глубину до трех метров можно обойтись и без нее.

При строительстве частных домов применяются чаще всего сваи буронабивного типа. Но, как правило, они устанавливаются в качестве опор под небольшие строения - сараи, бани, и т. д.

Формы свай

Отличаются сваи и по форме сечения:

1. Круглые.
2. Квадратные.
3. Треугольные.
4. Полые круглые.

Нередко разрабатываются и более сложные формы, все зависит от конкретного проекта.

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:

1. Сваи-стойки.
2. Висячие.

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.

Как располагаются сваи в ростверке

Как правило, сваи располагаются в грунте строго вертикально, но в некоторых случаях они монтируются и наклонно. Причем допускается установка нескольких свай в одном месте. Этот способ строительства применяют в случаях, когда есть вероятность возникновения горизонтально направленных сил. Хороший пример - если строительство происходит на участке с наклонами.

Также допускается точечное расположение свай под опорами. Это характерно при возведении навесов или строительстве крыши над открытой площадкой. Сваи устанавливаются под теми колоннами, которые удерживают крышу.

При строительстве частного дома небольшой этажности сваи допускается располагать как ленту. Их устанавливают в ряд, а иногда в два или три. Нередко в местах, в которых планируется наличие большой нагрузки на грунт, располагается несколько свай на маленьком расстоянии друг от друга.

В большинстве случаев, когда не ставится задача оборудования подвальных помещений, лучшим решением будет ростверковый фундамент, обладающий способностью выдерживать нагрузку больше, чем отдельные сваи.

На устойчивых, спокойных грунтах его ставят из соображений экономии материалов и времени. Там, где большая глубина промерзания, пучинистые, слабые почвы устройство фундамента на сваях с ростверком позволяет строить не только легкие каркасные сооружения, но и большие срубы, кирпичные или блочные дома.

Назначение и функции

Сваи оптимальны на участке со сложным рельефом

При проектировании собственного частного дома обязательно нужно разобраться, что это такое свайный фундамент с монолитным ростверком, и подходит ли он для этого конкретного случая.

В качестве несущих опор сваи являются оптимальным вариантом в сложных геологических условиях, когда силы пучения оказывают значительное воздействие на подземные конструкции, а большой уровень промерзания потребует заглубления монолитной ленты свыше 2 м.

На схеме показано, как работает конструкция свайного ростверка:

Технология изготовления отличается от обычной установки здания на сваи тем, что все опоры связываются в единое основание цельным поясом, принимающим и распределяющим нагрузки на столбчатые опоры.

Виды ростверка

Ростверк соединяет сваи между собой

Проектным расчетом, исходя из условий участка и общего веса здания, выбирают, какой вид свайно-ростверкового фундамента целесообразно применить.

На решение оказывает влияние необходимость устройства под венцом вентилируемого подполья, возможность подтопления паводковыми водами, уклон (рельеф) площадки.

Исходя из таких условий, определяют высоту ростверка свайного фундамента:

Низкий ростверк имеет достоинства ленточного фундамента

Низкий ростверк является комбинацией незаглубленного ленточного фундамента со сваями, что существенно повышает надежность, жесткость, устойчивость всей несущей конструкции.

Этот вариант сочетает достоинства свайного и ленточного типа фундаментов, при том, что объединение значительно компенсирует недостатки, проявляющиеся по отдельности:

• весовая нагрузка здания передается на фундаментную бетонную ленту и за счет наличия армирующего каркаса перераспределяется на всю площадь опоры;
• монолитная низкая лента опирается своей нижне частью между сваями на подушку (грунт), обеспечивая площадь контакта с опорой по всему периметру;
• зимой воздействие сил у поверхности компенсируется заглубленными столбами свай.

Повышенные ростверки применяют на сложных неустойчивых почвах

С повышением уровня грунтовых вод растет высота бетонного ростверка относительно поверхности почвы.

Повышенный тип используют на плывунах, торфяниках, карстовых, лесовых, плодородных почвах, толщиной больше 1,4 м.

Такое расположение исключает воздействие боковых сил на монолитный ростверк, а сваи являются не только опорами, но и якорем в подвижных породах.

Устройство такого фундамента сокращает объемы производства земляных работ, потребует меньшего количества материалов и денежных затрат, чем бетонная лента или плита. При монтаже монолитный железобетонный ростверк потребует точного соблюдения проектных размеров и технологии производства работ.

Материал

Деревянный брус — наиболее дешевый материал

Основой для ростверка под свайный фундамент выбирается сырье, способное по своим характеристикам длительно выдерживать постоянную и переменную нагрузки, заложенные в проектный расчет дома.

Прочный ростверк на сваях изготавливают из таких материалов:

• стальные профили (швеллер, двутавровая балка);
• деревянный брус (оцилиндрованное бревно);
• бетонное (железобетонное) литье.

Низкий свайно-заглубленный фундамент может быть только с бетонным ростверком.

Бетонные конструкции применяют для тяжелых домов

Высокими делают металлические ростверки, так как при своей большой прочности они нуждаются в защите от влаги.

Железобетонный тип, возвышающийся над землей, применяют при постройке достаточно тяжелых домов, так как на высоте бетонирование потребует хорошей опалубки.

Еще один критерий – срок службы материалов стен постройки. Выбранный ростверковый фундамент должен соответствовать или превышать по эксплуатационным качествам конструкциям, расположенным выше него.

Как опирают свайный фундамент с ростверком из разных материалов на сваи представлено на схеме:

Выбор свай

Следует рассмотреть, что такое устройство ростверка фундамента из разных видов сваи. Для таких конструкций можно применять любые виды опор, исходя из особенностей геологии площадки и общего веса материалов и внутреннего оборудования дома.

Сечение (ширина), сырье, способ установки на глубину устойчивого упора должны соответствовать расчетной нагрузке.

В частном строительстве своими руками распространено применение буронабивных свай, которые изготавливают путем заливки цементного раствора в опалубку. Практикуется установка асбоцементных труб, армированных в зависимости от Ø 4 – 6 вертикальными прутами.

Нагрузка таких опор, укрепленных металлом, может быть значительной и зависит от несущей способности природного основания:

Винтовые модели применяяют для более легких построек

При возведении легких построек (баня, сарай, одноэтажная дача) ростверковый фундамент буронабивного типа не требует сложного расчета, важен правильный выбор точек опоры.

Забивные сваи устанавливают с применением специальных механизмов без буровых и земляных работ. Их используют при строительстве больших многоэтажных зданий.

Винтовые модели вкручивают на нужную глубину и обрезают по установленному уровню. Они выпускаются длиной от 2 до 11 м с разными видами винта, поэтому на больших уклонах поверхности можно выдержать требуемые размеры ростверка, используя различные модели изделий.

Общие правила

Учесть при выборе свайно ростверкового фундамента плюсы и минусы достаточно просто. К недостаткам относится:

• необходимость в специальной технике при необходимости установки тяжелых модификаций, забивных моделей;
• требования по антикоррозийной защите к стальным изделиям, антисептической – к деревянным;
• отсутствие подземных помещений у дома. Рекомендации специалистов по устройству данного вида фундамента смотрите в этом видео:

Проектный размер ростверка по ширине должен быть чуть больше опираемой стены, балки, венца.

Согласно СНиП шаг для свай в ленточном ростверке, включая набивной фундамент, составляет не менее 3 Ø опоры. При этом выбранным расстоянием может быть и 5 Ø, если позволит прочность, которой обладает по сечению ростверковый фундамент.

Конструкция свайно-ростверковых фундаментов заметно дешевле популярных ленточных и даёт прекрасный результат по надёжности и долговечности. При этом технологический процесс настолько прост, что имеется возможность выполнить всю работу своими руками.

Свайно-ростверковые фундаменты в строительстве

Свайно-ростверковые опорные конструкции для зданий и сооружений всё активнее приходят на смену популярным ленточным. Особенно это актуально для строительства в районах Крайнего Севера, где они являются единственной возможным вариантом устройства фундамента для любой постройки.

Изготовление фундамента - дело затратное. В смете расходов на строительство эта статья составляет до 45% общей стоимости при устройстве наиболее популярного опорного основания ленточной конструкции.

Свайно-ростверковый фундамент представляет собой монолитную конструкцию (ростверк), расположенную на свайных опорах

Что такое свайно-ростверковый фундамент

Основной особенностью свайно-ростверкового фундамента является применение свай в качестве основного несущего элемента. Их погружают в грунт различными способами до достижения надёжного грунтового слоя, но в любом случае ниже уровня его максимального промерзания.

Для связки системы свай в горизонтальном направлении поверх них устанавливаются горизонтальные балки из различных материалов:

• литые бетонные. Изготавливаются одновременно с заливкой свай или отдельно. Такие фундаменты можно применять при строительстве загородных домов до двух этажей высотой;
• деревянные. Ростверки из древесины применяются при возведении бревенчатых и брусовых зданий, бань или хозяйственных строений. Они используются также при строительстве каркасных зданий и установке парников в сочетании с винтовыми металлическими сваями;
• металлические из различных профилей - балки, швеллеры и уголки крупных размеров. Они популярны при монтаже нежилых строений, таких как мастерские или гаражи.

Основным назначением ростверков, кроме горизонтального укрепления опорного основания, является равномерное распределение нагрузки от расположенного на нём строения на сваи. Такая конструкция предотвращает перекосы здания в процессе эксплуатации.

Фотогалерея: разновидности свайных фундаментов

Плюсы и минусы ростверковых фундаментов

К положительным качествам ростверковых фундаментов относятся следующие их качества:

Присущие конструкции минусы не перевешивают положительных качеств, перечисленных выше. Недостатком считают тот факт, что при таком фундаменте невозможно устроить цокольный этаж или подпол. Второй отрицательный момент - для закрытия проёма над сваями нужно устраивать забирку. Но это просто решается с использованием недорогого винилового сайдинга.

Видео: плюсы и минусы свайных фундаментов

Область применения свайно-ростверковых фундаментов

Свайные основания применяются при неблагоприятных ландшафтных или гидрогеологических условиях для постройки любых объектов от забора и надворных построек до жилых зданий небольшой этажности. Выбирать ленточный фундамент с использованием буронабивных свай в таких случаях экономически выгодно:

1. Высокий ростверк приподнимается над грунтом, пучинистая сила практически не воздействует на фундамент. Опора через сваи передаётся на грунт с высокой несущей способностью.
2. Свайное основание с металлическим ростверком из швеллера является отличным решением для возведения деревянных зданий.
3. Буронабивные сваи с монолитным бетонным ростверком хорошо справляются с нагрузкой от двухэтажных кирпичных и газобетонных строений.

Устройство свайного фундамента с ростверком

При проектировании фундаментов двумя основными задачами является обеспечение несущей способности и противодействие силам вспучивания грунта при его промерзании. Иными словами - нельзя допустить просадки строения под собственным весом и его перекоса при неравномерном пучении. Основными мерами по обеспечению устойчивости являются:

Оговоримся, что свайно-ростверковый фундамент не следует путать с ленточным, опирающимся на сваи. Разница состоит в том, что ростверк опирается только на сваи в узловых точках, а лента в полной мере опирается как на свайные устройства, так и на грунт.

Различают три вида ростверков по месту расположения:

1. Высокий. Независимо от способа изготовления и материала ростверк располагается на расстоянии от грунта. Такие конструкции применяются при строительстве эстакад, мостов, жилых домов и хозяйственных построек на склонах. Отдельной областью применения является возведение причалов или пирсов.
2. Повышенный. Подошва такого ростверка находится на уровне поверхности земли, не опираясь на грунт. Устройство опоры такой конструкции позволяет сохранить воздушную подушку под зданием, защищая её от ветра. Недостатком является отсутствие доступа к пространству под домом.
3. Заглублённый ростверк. Весьма распространённая и популярная конструкция ввиду низкой стоимости и функциональности. Отличие от других состоит в том, что лента располагается ниже уровня грунта. Заливка ленты производится в желобчатую опалубку.

В отличие от ленточного свайно-ростверковый фундамент имеет опоры только в узловых точках

Изготовление свайно-ростверкового фундамента

Свайно-ростверковый фундамент вполне по силам сделать своими руками при наличии минимального опыта выполнения строительных работ.

Изготовление свай

Вид свай выбирается исходя из конкретных гидрогеологических условий на участке. Перед началом строительства обычно производится предварительное разведочное бурение на месте возведения здания. В случае с объектами частного загородного жилья это можно сделать самостоятельно при помощи шнекового бура небольшого диаметра. Целью исследования является определение характера грунтов и глубины расположения опорного несущего слоя.

Изготовление сваи рассмотрим на примере устройства буронабивной опоры. Работы производятся в следующем порядке:

Виды стандартных свай

В строительстве применяются несколько видов свай. Если классифицировать их по материалу изготовления, основными являются:

1. Бетонные или железобетонные.
2. Металлические из различных профилей: балок, швеллеров, труб.
3. Деревянные из бруса или кругляка.
4. Пластиковые из соответствующих труб.
5. Асбоцементные.

Кроме того, сваи различают по способу их погружения в грунт:

1. Забивные - их погружение производится ударом специальных молотов, вибраторами или путём вдавливания в грунт. Молоты и вибраторы применяются только на удалении от действующих объектов или жилых домов, поскольку сотрясения грунта могут вызвать его подвижки под этими строениями.
2. Полые оболочечные сваи - погружение производится вибрационным способом с одновременным удалением грунта из внутренней полости и заменой его бетоном.
3. Буровые - устраиваются путём бурения скважины с последующим армированием и заливкой бетоном непосредственно в грунт.
4. Набивные - изготавливаются образованием полости обжатием грунта и заливкой её бетоном.
5. Винтовые - погружаются путём завинчивания в грунт с использованием специальных механизмов или вручную, если речь идёт об индивидуальном жилищном строительстве.

Говорить о недостатках или преимуществах тех или иных свай не представляется возможным. Эти опорные элементы всегда выбираются исходя из конкретных условий. Например, нельзя использовать дешёвые деревянные сваи в условиях повышенной влажности грунтов на участке, они быстро выйдут из строя. В местах с закисленными грунтами нельзя использовать сваи металлические, предпочтительны пластиковые или асбоцементные.

Фотогалерея: виды свай

Расположение свай в фундаменте

Количество свай для конкретного здания определяется весом здания и суммарной площадью опорных поверхностей. Данные о допустимой удельной нагрузке в месте строительства можно найти в интернете или получить в местных строительных организациях.

При планировании фундамента следует учитывать, что:

1. Сечение фундамента по внешнему периметру и для внутренних перегородок должно быть одинаковым.
2. Сваи устанавливаются на всех пересечениях стен.
3. Расстояние между осями соседних опор не должно быть более трёх метров для индивидуального жилищного строительства.

Расстояние между сваями может быть неодинаковым.

Расстановка свай на плане фундамента

Эту операцию нужно выполнять по методике, описанной в предыдущем пункте.

Чертёж свайного фундамента представляет собой расположение опорных точек с их привязкой к осям опорного основания. На внутренних стенах и перегородках также необходимо устанавливать опоры, соблюдая расстояние между ними.

Ростверковые фундаменты на сваях сложнее в исполнении, чем другие виды опор. Но они менее трудоёмки и экономически оправданы. При выборе такого исполнения чертёж должен содержать не только схему расположения свай, но и указание на последовательность сборки и сведения о необходимых материалах для изготовления фундамента.

Плана свайного поля должен содержать схему расположения свай, размеры и материал ростверка, а также необходимые данные о последовательности сборки элементов фундамента

Решение о характере расстановки свай принимается на основании анализа характера грунтов и их несущей способности.

Таблица: средние расчётные сопротивления грунтов

Грунт	Расчётное сопротивление, кгс/см 2
Щебень, гравий	5
Пески крупные, гравелистые	4
Пески средней крупности	3
Пески мелкие и пылеватые плотные	2
Пески мелкие средней плотности	1,5
Супеси твёрдые и пластичные	2,5
Суглинки твёрдые и пластичные	1,5
Глины твёрдые	4
Глины пластичные	1,5

Имея такие данные, можно рассчитать нагрузки на фундамент и отдельные его части и спроектировать его таким образом, чтобы все его части были нагружены одинаково. В противном случае возникнут местные напряжения в опорном основании, не способствующие длительной эксплуатации.

Способы расстановки свай

Способы расстановки свай бывают следующие:

1. Ленточный способ - все сваи выстраиваются по одной оси. Применяется для равномерного распределения нагрузки на сваи при равновесной конструкции строения.
2. Кустовой способ - сваи концентрируются на определённом участке, подвергающемся увеличенным нагрузкам в связи с особенностью исполнения верхнего строения. Для уравнивания нагрузок в этом месте делают несколько свай, объединяющихся монолитным ростверком.
3. Свайное поле - устраивается, когда невозможно применить простой ленточный фундамент, так как расчёты показывают чрезмерные нагрузки на сваи. Создаётся ряд дополнительных лент, оси которых пересекаются. Объединённые ростверком, они принимают часть нагрузок на дополнительные сваи.

В зависимости от особенностей конструкции здания для устройства фундамента под ним выбирают один из трёх способов расположения свай

Порядок расчёта свайно-ростверкового фундамента

При выполнении расчётов фундамента нужно вычислить массу всех частей здания:

1. Собственный вес свай и ростверка, включая массу бетона. Для этого нужно приблизительно выбрать диаметр свай и сечение ростверка. Затем рассчитывается объём одиночной сваи. Для вычислений используется формула: масса равна плотности, умноженной на объём.
2. Собственную массу фундамента. Для этого площадь сечения ростверка умножаем на его общую длину и на плотность бетона и складываем с массой всех свай.
3. Вес каркаса дома. Принцип тот же - определение общей площади стен и простенков, исключая проёмы дверей и окон, с последующим умножением на толщину. Удельные веса различных материалов легко найти в интернете.
4. Полную массу дома, включая перекрытия и кровлю. Производится по количеству используемых материалов на основании эскизного проекта.
5. Полную нагрузку на грунт, как сумму всех результатов, полученных на предыдущих этапах.
6. Дополнительную нагрузку от мебели и оборудования. Её можно принять равной 150 кг на каждый квадратный метр. Полученное значение прибавляем к полной массе дома.

Далее нужно определить площадь опорной поверхности. Для этого площадь поперечного сечения одной сваи умножаем на общее количество опор. Разделив суммарную массу дома на площадь опорной поверхности, получаем удельную нагрузку в тоннах на метр квадратный.

Теперь нужно сравнить этот показатель с нормативными данными для почвы в месте строительства. Если он значительно превышает рекомендуемые нагрузки, нужно поступить следующим образом:

• увеличить площадь опоры за счёт изменения опорного размера свай;
• увеличить количество опор, уменьшив расстояние между ними;
• пересмотреть размеры сечения ростверка в сторону уменьшения;
• ещё раз проанализировать конструкцию дома, изыскивая возможность снижения его веса за счёт использования других, более лёгких материалов.

Например, суммарный вес фундамента и верхнего строения дома составляет 120 тонн, площадь опорной поверхности свай равна 20 000 квадратных сантиметров. Проверочный расчёт показывает, что удельная нагрузка составляет 120 000 кг: 20 000 см 2 = 6 кг/см 2 . Опорными грунтами для свай в месте строительства являются гравелистые пески, несущая способность которых составляет 4 кг/см 2 .

Вывод: количество свай нужно увеличить в полтора раза (6: 4 = 1,5). Как рекомендовано выше, можно пересмотреть не количество, а размер свай.

Технология заливки фундамента

Порядок действий при строительстве свайно-ростверкового фундамента может выглядеть следующим образом.

Разметка участка

В отличие от разметки ленточного фундамента нанесение контура опорного основания на поверхность земли не производится. Основная операция - установка колышков на месте нахождения каждой сваи. Контрольная операция - проверка равенства длины диагоналей по угловым кольям наружного периметра и внутри каждого прямоугольника внутренних перегородок. Замеры нужно производить рулеткой соответствующей длины.

Необходимо вбить колышки в места установки свай, а затем проверить равенство диагоналей по крайним точкам фундамента

Земляные работы и заливка свай

Выемка грунта по контуру при высоком ростверке не производится. Нужно только пробурить шурфы на местах, где ранее были установлены колья. Для этого можно привлечь подрядчика с ямобуром, тогда все работы будут выполнены в течение нескольких часов. При использовании бура диаметром до 30 сантиметров шурфы можно сделать своими руками, если глубина погружения не превышает пяти метров.

Заливка каждой сваи должна производиться без перерывов. Для этого используется бетон марки 300, постоянно приготовляемый на месте выполнения работ. Подачу раствора внутрь скважины лучше производить по деревянному или металлическому лотку.

Работы выполняются в таком порядке:

1. Удаляется растительность на площадке строительства, включая траву, кусты и деревья.
2. Производится бурение скважины.

   Если глубина скважины не превышает пяти метров, её можно проделать обычным садовым буром

3. На дне скважины устраивается дренажный слой из песка (до 15 сантиметров) и гравия средней фракции (до 20 сантиметров). Слой уплотняется трамбовкой и проливается водой.
4. В скважины устанавливаются трубы из выбранного материала. Все верхние концы обсадок должны находиться на одном уровне по горизонту.

   Перед заливкой бетона необходимо выставить оголовки обсадных труб на один уровень по вертикали

5. Изготавливаются армирующие решётки и погружаются в шурфы, обеспечивая выпуск концов арматуры над срезом трубы для связи сваи с ростверком при его заливке.
6. Приготавливается бетонный раствор и заливается в трубы. Допускается перерыв в заливке свай, но нельзя прерывать формирование сваи до заполнения трубы.

   Заливку одной сваи нужно обязательно выполнить до того, как бетон внутри трубы застынет

Обязательно в процессе заливки производить его уплотнение. В противном случае в теле сваи могут образоваться пустоты.

Можно воспользоваться услугами бетононасоса, тогда к заливке нужно приготовить все скважины одновременно.

Устройство ростверка, заливка бетоном

Приступать к заливке ростверка можно спустя не менее 7 дней после окончания бетонирования свай. Поэтому времени на подготовительные работы по ростверку вполне достаточно.

По окончании заливки свай нужно приступить к установке опалубки для ростверка. Она выполняется из любого доступного материала, но чаще всего из досок. По форме опалубка представляет собой лоток, закрепляемый на весу подпорками. При её установке нужно контролировать горизонтальность верхнего края, в противном случае может получиться неровная опорная поверхность, что неминуемо скажется на эксплуатационных характеристиках здания.

Видео: изготовление свайно-ростверкового фундамента

Свайно-ростверковые фундаменты в своё время стали революционным решением для строительства самых различных зданий. Применение винтовых металлических свай вообще исключает необходимость земляных работ, что значительно сокращает трудоёмкость и сроки сооружения фундамента. Успехов вам!