Плюсы и минусы свайно-ростверкового фундамента

Проблема выбора основания для сооружений существует в сложных геологических условиях. Рационально использовать свайно-ростверковый фундамент, который принимает на себя 20% затрат от стоимости строительства. Подземная часть из висячих стержней повышает несущую способность почвы и обеспечивает надежность строения. Реконструкция некачественного основания требует дополнительных вложений, поэтому целесообразное проектирование является актуальным направлением.

Что это такое?

Это сборная конструкция, включающая некоторые виды элементов.

  1. Опоры. Их погружают в грунт на большую глубину, вплоть до уровня его промерзания. Опоры бывают буронабивными, винтовыми, железобетонными. Реже используют асбоцементные забетонированные трубы. Оголовки свай обязательно срезают в одной плоскости для достижения их горизонтальности.
  2. Ростверк. Изготавливают из металлопроката или железобетона. Этот элемент конструкции повышает уровень сопротивления опор к деформациям грунта. Также ростверк повышает нагрузочную способность готового фундамента.

Выбор свай

Разновидности свай по конструкции и типу монтажа

Длина сваи, диаметр зависит от нагрузки, сопротивления почвенного слоя и назначается так, чтобы элемент располагался вне зоны промерзания грунта. Протяженность скважины зависит от возможностей сверлильного оборудования. Низ ростверка определяется присутствием технического подпола, подвала, рельефом земельного надела.

Выбор свай

Проект свайного основания базируется на итогах инженерных разработок, информации о сейсмичности района. При выборе технологии учитываются экологические требования и сравниваются экономические варианты других решений. Регламент расчета приводится в нормативном документе СНиП 11.В.1 – 62.

В плане сваи ставятся с постоянным или переменным шагом, который предварительно указывается на чертеже. Висячие элементы и ростверк рассчитывается по деформациям с условием, что строение осаживается на величину, меньшую от нормативного показателя. Метод позволяет определить выгодность ростверкового основания перед устройством монолитного ленточного фундамента, сплошной бетонной плиты.

Конструкция ростверкового фундамента

Ростверк основания свайного типа, представляющий цельную железобетонную ленту, может располагаться на различном уровне относительно грунта.

Ростверк представляет собой ленточную конструкцию, соединяющую отдельно стоящие сваи между собой

Конструкция ростверкового фундамента

Для возведения стен зданий сооружаются различные виды ростверков, отличающиеся расположением относительно нулевой отметки:

  • возвышающийся. Нижняя плоскость силового контура располагается выше уровня почвы не менее чем на 15 см. Высокая конструкция сооружается для облегченных зданий, строительство которых осуществляется на всех типах грунтов. Она является незаменимой для проблемных грунтов и требует надежного усиления стальной арматурой. Это обусловлено наличием свободного пространства между поверхностью почвы и бетонной окантовкой;
  • расположенный на уровне почвы или наземный ростверк. Он формируется на песчано-щебеночной подушке без погружения в грунт. Главная особенность наземной конструкции – это касание бетонного монолита поверхности почвы с нулевым зазором. Такая конструкция применяется на стабильных почвах, которые не подвержены деформации в результате морозного пучения. При замерзании почвы велика вероятность нарушения целостности бетонного контура;
  • не глубоко заглубленный. Опорная плоскость бетонного усиления опирается на щебеночно-песчаную подсыпку, расположенную ниже нулевой отметки в глубине приямка. Конструктивно такое основание похоже на фундамент ленточного типа, который выполняется на свайных опорах. Процесс сооружения довольно трудоемкий и связан со значительными расходами. Эта конструкция используется на грунтах с пониженной несущей способностью для строительства крупных строений.
Читайте также:  Гидроизоляция фундамента рулонными материалами

Свайные фундаменты сооружают для возведения облегченных построек. Конструкция ростверка фундамента, представляющего бетонную окантовку, обеспечивает устойчивость таких строений. Ширина ленты соответствует толщине стен, а высота контура составляет не более 0,4 м.

Конструкция ростверкового фундамента

Также ростверк выступает в качестве опорной поверхности, на которой возводятся стены здания

Расчет количества свай

Сваи передают нагрузку от строения грунту через основание и боковую поверхность. При висячем ростверке вес надземной части передается точечно на заглубленные опоры. Фундаменты такого типа используют при строительстве деревянных и каркасных домов, так как несущей способности анкеров достаточно для восприятия небольших напряжений.

Заглубленная конструкция ростверка разгружает сваи, распределяет нагрузку на площадь подошвы фундамента. Такой вид основания предпочтительнее при строительстве домов из кирпича или газобетона, так как масса стен довольно значительна и требует дополнительного усиления свайно-ростверковой конструкции.

Чтобы узнать нужное количество опор, выполняют расчет свай по алгоритму:

  1. Проводят инженерно-геологические изыскания и выясняют несущую способность грунта с помощью СНиП «Грунты. Классификация», ВСН 5-71.
  2. Определяют общую постоянную нагрузку от стен, перекрытий, крыши, отделки, внутреннего оборудования. Суммируют ее с временными — от людей, мебели, наполняемых резервуаров, снега (СНиП «Нагрузки и воздействия»).
  3. Находят погонную нагрузку на метр ростверка, разделив общий вес (п.3) на длину фундамента под несущими конструкциями.
  4. По формулам, таблицам СНиП 11-17-77 или с помощью онлайн калькулятора определяют несущую способность одной сваи. Учитывают геометрические характеристики опоры, глубину заложения и сопротивление грунта.
  5. Минимальное количество опор, необходимых для свайно-ростверкового фундамента, находят делением общей нагрузки на несущую способность одной сваи. Рекомендуется применить коэффициент надежности 1,4, повышающий число анкеров на 40%.

Фактическое количество свай может отличаться в большую сторону, так как существуют правила расстановки их под основание:

  • в углах здания;
  • на пересечении стен, перегородок;
  • под тяжелое, свыше 300 кг, оборудование, например, печь;
  • расстояние между сваями не должно превышать 3 м.

Частичная и полная опалубочная конструкция

Обустройство опалубки буронабивного основания строения

Далее, выполняется установка опалубки в пробуренную скважину. Но, ее функцию может выполнять сам грунт, если он достаточно плотный и не обсыпается. Тогда выставляется только верхняя часть опалубочной конструкции для выполнения оголовков свай.

Итак, опалубкой может быть сам грунт, пробуренный наконечником в 200−250 мм на 90 и до 150 мм в глубину, с принятым в расчет состоянием почвы. Если же вследствие особенностей почвы ее приходится раскапывать, то в качестве опалубки можно брать металлические или асбестоцементные трубы соответствующего сечения. При устройстве буронабивного основания своими руками, можно свернуть рубероид, превратив его в подобие трубы.

Этот чехол специалисты называют «рубашкой», которую советуют делать на всю глубину сваи. Аргументация выполнения этого действия следующая. Приподнимающийся грунт «скользит по установленной защите или приподнимает его, оставляя само основание неподвижным». Помимо этого, «рубашка» не дает цементному молоку стечь в грунт, соответственно, не снижаются прочностные характеристики бетона.

Читайте также:  Как правильно утеплить парилку в деревянной бане

При сооружении каркаса нужно принять меры, которые не допустят его сдвига и соприкосновения арматуры с почвой. Для этого можно своими руками установить временные деревянные подпорки или клинья. Их можно будет удалять по мере заполнения скважины.

Перед укладкой бетона требуется выполнить расчет отметки нижнего края ленточного фундамента, или, говоря по-другому, ростверка. Для этого потребуется использование нивелира или строительного гидравлического уровня.

Особенности и сфера использования

Данный тип основания возводят на проблемных почвах (напр. торфяниках) и наклонных рельефах (холмы, склоны). При его возведении обязательно учитывают тип грунта для правильного выбора вида свай. Свайный фундамент по внешнему виду и конструкции напоминает ленточное основание. Главное отличие заключается в том, что у свайного с ростверком сам ростверк намного меньше и лежит на сваях, а не в грунте. Такая особенность отлично защищает «ленту» от воздействия влаги и пучения. При этом участки сезонного сжатия или расширения почвы «проходит» мимо опор.

Особенности и сфера использования
Особенности и сфера использования

Область применения:

Особенности и сфера использования
Особенности и сфера использования
  • при сооружении конструкций на ослабленных, болотистых и торфяных почвах;
  • на наклонных рельефах;
  • в прибрежных зонах озер, ре и водохранилищ;
  • для снижения стоимости работ;
  • при необходимости быстро завершить строительные работы.
Особенности и сфера использования
Особенности и сфера использования

Особенности:

Особенности и сфера использования
Особенности и сфера использования
  • позволяет начать строительство дома сразу после погружения свай;
  • пригоден для монтажа в любых климатических условиях;
  • имеет повышенный запас прочности и высокую степень надежности.
Особенности и сфера использования
Особенности и сфера использования

Особенности и сфера использования

Преимущества фундамента на сваях с ростверком

Используя фундамент на сваях ростверком, можно добиться следующих преимуществ от выбранного типа основания:

  1. Экономятся денежные средства. Придется покупать гораздо меньше бетона, в целом, экономия может составить 50 и более процентов. Кроме того, работу можно выполнить своими руками, что позволит еще больше сэкономить. Копать здесь не так много, поэтому работа будет несложной.
  2. Небольшой расход материала. Именно поэтому допускается залить основание своими руками, смешивая бетон на бетономешалке.
  3. Эксплуатационные качества такие же, как у ленточного фундамента. Мы получаем морозоустойчивое основание, которое не боится пучения грунта и внешних нагрузок. Его можно использовать под дома разной формы и с разным количеством этажей. Поэтому, отвечая на вопрос «что такое ростверковый фундамент», можно смело ответить, что это качество, надежность и уверенность в завтрашнем дне.
  4. Отсутствие вибрации. Это достигается за счет подвесной конструкции, что спасает жителей домов от дискомфорта, если их жилища расположены вблизи железной дороги.
  5. Экономит время строительства. Такие технологии нередко используются для возведения мелкозаглубленных фундаментов, что позволяет приступать к строительству уже через пару тройку дней после заливки. Таким образом, за сезон можно построить надежный, недорогой дом, под индивидуальные размеры ростверка свайного фундамента.
  6. Большой интервал времени проведения работы. Такие фундаменты можно возводить в любое время года, исключая зиму, когда температура воздуха опускается ниже — 10%. Нужно отметить низкие потери тепла, поскольку ростверк оберегает грунт, засыпанный в цоколь от прямого соприкосновения с атмосферой.

Недостатков у такого основания почти нет. Разве что здесь отмечают ограниченность эксплуатации таких фундаментов с домами, нагрузка на основание которых превышает 7 тонн. Да и цокольный этаж, а также подвал, здесь уже не оборудовать.

Последовательность возведения свайного фундамента с ростверком

Свайная конструкция с ростверком создается профессиональными строителями в соответствии с определенными этапами. Последовательность действий:

  • Расчистить участок. Необходимо снять плодородную почву, чтобы под основанием не росла трава.
  • Создать свайное поле.
  • Собрать и установить каркас арматуры ростверка. Он должен иметь минимум два ряда арматурных прутков, скрепленных вертикальными элементами через каждые 30-40 см.
  • Закрепить каркас на сваях, уделяя особое внимание углам основания. Здесь арматурные прутья должны загибаться в разные стороны. Контур каркаса полностью замыкается по всему периметру.
  • Соорудить опалубку. В нее будет залит бетон для ленты. При устройстве висячего ростверка между сваями монтируют дополнительные элементы опоры. Это относится как к ленточному, так и к монолитному ростверку из плиты.
  • На завершающем этапе устройства свайного фундамента необходимо замешать бетон и залить его в опалубку.
Последовательность возведения свайного фундамента с ростверком

Эта последовательность понятна каждому, однако тонкости некоторых операций доступны только опытным строителям.

Читайте также:  Выбираем автоматический выключатель — рассмотрим вопрос

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.
  • Заключение

    Фундамент и ростверк, как его неотъемлемая часть, имеют ключевое значение для срока службы здания. Эксперименты здесь обходятся очень дорого. Сложные грунты, холодные зимы на большей части России не прощают даже минимальных ошибок при проектировании, монтаже основы зданий.

    В домах, которые строят на продажу, стараются обойтись без ростверка, ссылаясь на опыт возведения промышленных объектов, жилых домов на забивных железобетонных сваях.

    Безростверковый фундамент существенно удешевляет строительство, сокращает его сроки: перекрытие устанавливается непосредственно на оголовки свай. Но здесь каждая свая несёт свою нагрузку. Если она превысит проектную, свая просядет.

    Соответственно увеличится нагрузка на соседние сваи. В результате затрещит весь дом, он станет не ремонтнопригодным.

    В отдельных случаях на особо сложных грунтах проектной организацией может быть принято техническое решение по фундаменту без ростверка.