Фундамент монолитный железобетонный ростверк с буронабивными сваями

Изготовление фундамента буронабивного с монолитным ростверком

Фундамент буронабивной с ростверком – особая конструкция основания здания, которая предполагает наличие расположенных отдельно опор, связанных единым каркасом. Сваи закладываются на нужную глубину, которая зависит от конструктивных особенностей зданий, геологических условий участка.

Благодаря бурению скважин на большую глубину удается существенно увеличить площадь соприкосновения опор сооружения с почвой, повысить трение, сделав фундамент способным выдерживать немалые нагрузки.

Обычно фундамент на буробивных сваях с монолитным ростверком монтируют ниже уровня замерзания почвы, оборачивают двумя слоями рубероида, чтобы защитить конструкцию от пучения грунта, излишнего давления, влаги.

При обустройстве свайных фундаментов бетонный ростверк играет очень важную роль – он объединяет отдельные опоры, устраняет риск неравномерных осадок. Благодаря армированию ростверка удается повысить стойкость конструкции к изгибающим нагрузкам, создать единый надежный монолит.

Преимущества конструкции

Фундамент с буронабивными сваями и монолитным ростверком – наилучший вариант объединения двух технологий (бетонный армопояс и свайное основание), которые в тандеме обеспечивают наилучшие эксплуатационные характеристики. Прежде, чем обустраивать фундамент данного типа, необходимо изучить его особенности.

• Высокая несущая способность – конструкция выдерживает нагрузки здания из любого материала, а проложенная гидроизоляция позволяет сделать сооружение практически неуязвимым для внешних негативных факторов.
• Отсутствие разрушительного влияния процесса строительства на соседние здания – строить дом можно даже рядом с другими сооружениями.
• Возможность построить надежный прочный дом в сложных геологических условиях – на болотистых участках, в местах высокого пролегания грунтовых вод, в пучинистом грунте.
• Простота технологии, минимальный объем земляных работ.
• Отсутствие в необходимости привлекать квалифицированных специалистов (при условии умения выполнить расчеты, все продумать), тяжелую технику – все работы проводятся непосредственно на строительном объекте.
• Прочность – обеспечивается тем, что сваи забивают глубоко, ниже глубины промерзания грунта.
• Возможность обустроить фундамент на буронабивных сваях с ростверком на сложных участках – где есть уклоны, когда не хочется портить окружающий рельеф.
• Выбор любого материала для строительства здания – даже самого массивного.
• Невысокая стоимость в сравнении с другими видами фундамента с похожими свойства и параметрами.
• Высокая скорость строительства – фундамент сооружается за 4-7 дней.

Расчет буронабивного фундамента с ростверком

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

Расчет буронабивных свай

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

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

Так, для дома весом 50 тонн, который строится на глинистой почве на опорах сечением 20 сантиметров, нужно 27 опор (50000 килограммов / 1884 килограмма = 26.53). Также помнят о правиле: расстояние между сваями должно быть равно минимум трем их диаметрам. То есть, если берутся сваи сечением 20 сантиметров, расстояние между ними должно быть как минимум 60 сантиметров. Для плотного грунта цифру увеличивают на четверть.

Также желательно устанавливать опоры под тяжелыми элементами (печь, камин, котельная и т.д.). Глубина бурения зависит от того, на какой глубине обнаружены несущие грунты, от уровня промерзания почвы в регионе. Обычно бурят на глубину 1.5-3 метра.

Расчет монолитного ростверка

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

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

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

Расчет армирования

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

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

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

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

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

Монтаж

Свайное основание с бетонным ростверком может быть разным по конфигурации, особенностям исполнения, используемым материалам.

Обычно в строительстве частных домов используют опоры сплошного сечения простой конструкции.

Технология монтажа буронабивных свай: пошаговая инструкция

До начала работ тщательно изучают грунты, выполняют все важные расчеты, закупают материал, продумывают все этапы и лишь после этого приступают к сооружению буронабивного фундамента с бетонным ростверком.

Подготовка местности и разметка будущего фундамента

Сначала нужно очистить местность от мусора и всего ненужного, снять плодородный слой земли, выполнить обноску, чтобы разметка не мешала выполнению земляных работ. Обноску делают из древесины, устанавливают со стойками и перемычками по периметру сооружения на определенном расстоянии так, чтобы можно было свободно бурить скважины.

К доскам обноски крепят гвозди, к ним привязывают шнур, который обозначает оси будущего здания. Все линии должны быть строго параллельными и перпендикулярными, ровность проверяют уровнем.

Бурение скважины

Скважины бурят по разметке на глубину, высчитанную по формуле. Диаметр скважины соответствует диаметру опор. Когда бур достигает нужной глубины, его вытаскивают, из скважины удаляют рыхлую почву, трамбуют опорную часть, засыпают песчаную подушку слоем 30-50 сантиметров.

Установка обсадных труб

Обсадные трубы не позволяют сыпаться стенкам скважины, гарантируют безопасность выполнения работ. На суглинках и плотных глинистых почвах можно обойтись без труб, но если работы ведутся на болотистых участках либо все этапы реализуются своими руками, лучше устанавливать трубы. Внутри них проще создавать армирование, которое определяется несущей способностью сваи.

Армирование

Для создания армировочного каркаса используются рифленые прутья нужного диаметра. Технология простая: внутри опоры устанавливают 4-6 прутьев по окружности на 3-5 сантиметров меньше трубы. Прутья вяжут проволокой, крепят хомутами. Готовый армокаркас монтируется в скважину внутри трубы и заглубляется в почву (для этого длина прутьев должна на 30 сантиметров превышать длину труб).

Заливка бетонной смеси

Для заливки используют бетон прочностью минимум класса В12.5, оптимально брать В15. Для заливки в устье скважины устанавливают воронку, которая позволяет препятствовать появлению пустот. Смесь заливают медленно, слоями толщиной в 50 сантиметров, уплотняя на протяжении 10 минут. Через 5-7 дней можно начинать монтаж ростверка.

Устройство ростверка

В частном строительстве чаще всего используют ленточный железобетонный ростверк, который подходит для зданий из разных материалов. Ширину и высоту ростверка рассчитывают заранее.

Этапы строительства монолитного ростверка:

• Монтаж основания и опалубки – низкий ростверк предполагает применение песчано-гравийной подушки толщиной 10-20 сантиметров, на которую сверху укладывают 5 сантиметров тощего бетона и слой гидроизоляции (гидроизол или рубероид). Опалубку делают из деревянных щитов по всему периметру ростверка.
• Армирование – арматурой ростверка выступают стальные стержни, скрепленные в несколько слоев. Они связываются между собой и с опорами.
• Заливка бетоном – таким же, как и скважины. После того, как с заливкой ленты покончено, слой трамбуется, периодически увлажняется, накрывается полиэтиленом. Ростверк будет готов через 28 дней.

Утепление фундамента с ростверком

Сваи не утепляют, а вот ростверк желательно утеплить там, где он находится выше нулевого уровня. Работы выполняются в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для теплоизоляции обычно используют плиты пеноплекса либо любого иного материала данной группы. Минеральную вату использовать запрещено, так как она быстро впитывает влагу и разрушается.

• Прокладка слоя гидроизоляции (рулонный рубероид либо битум) для защиты боковых и верхних частей ростверка.
• Укладка плит утеплителя дюбель-гвоздями либо клеем.
• Заделка углов и стыков жидким полиуретаном либо монтажной пеной.
• Отделка штукатуркой (или иным способом) боковых стен ростверка.

При условии выполнения верных расчетов, подбора качественных материалов и соблюдении технологии здание, сооружение на буронабивном фундаменте с монолитным ростверком способно прослужить около 100 лет. При этом, фундамент не потребует дополнительных расходов на уход или ремонт.

Источник

Фундаменты на буронабивных сваях с монолитным ростверком

Строительство домов на свайных фундаментах в России более-менее освоено только в области возведения многоэтажных зданий и частично промышленных объектов. Увеличивающаяся плотность городской и пригородной застройки заставляет строить дома на участках, прежде считавшихся непригодными из-за слабого грунта или сложного рельефа местности. Сегодня фундамент на буронабивных сваях оказался универсальным способом построить полноценный частный дом, не прибегая к дорогостоящей помощи специалистов-фундаментщиков.

Что представляет собой фундамент из буронабивных свай

Технология построения фундаментной системы на опорах или сваях существует не одну сотню лет, но до недавнего времени большинство свайных столбов или опор изготавливали в виде отдельных закладных элементов, которые впоследствии забивались, вворачивались или вкапывались в грунт на необходимую глубину.

После широкого распространения железобетона строители установили фундамент на буронабивные сваи с ростверком, и тем самым получили систему опор для дома, не зависящую от состояния поверхности почвы. Это хороший пример того, как появление новых материалов может кардинально улучшить старую и, казалось бы, исчерпавшую себя схему.

Фундамент с опорой на буронабивных сваях получают в три этапа:

• Выполняется бурение скважин на рабочую глубину ниже уровня промерзания;
• С помощью обсадной трубы и опалубки сваи формируются набивкой бетонной смеси в полость разбуренной скважины;
• Оголовки и части буронабивных свай, выступающие над грунтом, связывают с промежуточным, например, монолитным каркасом, воспринимающим вес здания и равномерно распределяющим его на все опоры.

К особенностям фундамента с буронабивными сваями относится высокая гибкость конструкциик характеристикам грунта и рельефа. В условиях нестабильной подмокающей почвы, когда ленточные фундаменты теряют несущую способность, системы на буронабивных сваях сохраняют устойчивость даже при большой нагрузке на торфяной основе.

Практика использования буронабивных свай и монолитного ростверка

Жесткость фундамента на 70% зависит от состояния грунта,и еще 30% дает собственная конструкция фундамента. Оба фактора приходится учитывать при проектировании домов так, чтобы избежать необоснованных затрат на заливку бетона, и в то же время обеспечить высокую прочность конструкции.

Преимущества сочетания монолитного ростверка и буронабивных свай

Свайная система позволяет получить отличные показатели несущей способности, но только в вертикальном направлении. Железобетонные опоры способны выдержать практически любой вес здания, даже самого тяжелого, необходимо только точно рассчитать их количество и глубину погружения в грунт. В отличие от ленточной схемы, свайная опора может легко достать наиболее плотные и стабильные пласты, что дает возможность строить дома даже на болотистом грунте. Чтобы выровнять нагрузку, создаваемую массой дома, достаточно связать оголовки свай прочной ленточной конструкцией, равномерно распределяющей нагрузку от веса стен между всеми опорами.

Но возникает одно обстоятельство.

Сваи не способны противостоять горизонтальной или опрокидывающей нагрузке на свайный фундамент. Например, сильный ветер при разрушении части внешних свайных опор или локальном изменении несущей способности пластов, на которые они опираются, может привести к возникновению на коробке здания опрокидывающего момента. Если высота выступающей части опоры с оголовком больше двух поперечных диаметров, то собственной жесткости сваи уже недостаточно для компенсации горизонтальных усилий, и основная часть нагрузки придется на коробку здания.

Чтобы избежать разрушения постройки, используется схема фундамента на буронабивных сваях с монолитным ростверком. Преимущества такой системы налицо:

1. Отливка из армированного железобетона обладает высокой жесткостью, при относительно небольшом весе и стоимости. Можно изготовить ростверк из металлопроката и получить аналогичные характеристики поперечной жесткости буронабивного фундамента, но стоимость такой конструкции будет на порядок дороже;
2. Для формирования единой монолитной конструкции из буронабивных свай и балки ростверка достаточно правильно связать арматуру и оголовки свай с прутьями железобетонной ленты и залить связку бетонным раствором;
3. При формировании монолитного каркаса из свай и ленты ростверка все зазоры между горизонтальной балкой и оголовками разных свай будут компенсированы в ходе заливки бетоном. Если устанавливать ростверк из металла, потребуется изготавливать массивный закладной элемент из проката, который будет связывать бетонное тело буронабивной сваи и стальной ростверк.

Технология изготовления монолитного ростверка на буронабивных сваях

Большинство работ по изготовлению ростверка практически не отличается, а в чем-то даже проще укладки его аналога – ленточного мелкозаглубленного фундамента. Перед началом работ по строительству фундамента потребуется выполнить проверочный расчет на количество и размер буронабивных свай. Исходными данными для расчета являются:

• Сечение или площадь опорной поверхности пятки сваи;
• Несущая способность грунта или максимальный вес, который сможет удержать свайная буронабивная опора на данном типе почвы;
• Полный вес здания и характер материала, из которого сложены стены.

Сечение сваи обычно привязывается к размеру ростверка и к глубине забуривания опоры в грунт. Поэтому перед расчетом выполняют забор образцов с предполагаемого уровня, на который будет погружена опора. Таким образом, проверяется наличие воды на участке, и определяют, на какую несущую способность буронабивной сваи можно рассчитывать.

Зная характер грунта и диаметр опоры, из таблиц получают оптимальную нагрузку, которую можно передать на одну свайную опору. Рассчитав полный вес здания, разделив на табличную нагрузочную характеристику, получим количество свайных опор. Шаг между опорами можно получить, разделив периметр стен на число буронабивных элементов.

Закладка буронабивных свай

После разметки контура фундамента на строительном плане участка необходимо тщательно выверить точки расположения скважин под заливку буронабивных опор. Чтобы добиться максимальной точности установки опор, проще всего вдоль каждой цепочки скважин натянуть шнуры, имитирующие ширину ростверка. Чаще всего диаметр сваи равен ¾ ширины ленты ростверка, или совпадает с ней по размеру.

Количество буронабивных свай в одном фундаменте может достигать нескольких десятков штук, например, для простенького домика в 8х8 м с каменной стеной количество свайных опор диаметром в 150 мм может составить 60-80 штук. Бурильный станок может пробить скважину за 40 мин, автомобильный вариант установки — за 5 мин, при работе ручным инструментом на бурение может уйти пару часов, в зависимости от плотности грунта.

После завершение бурильных работ необходимо на дно скважины отсыпать подушку из гравия и песка, толщиной в 10-15 см, и тщательно утрамбовать ее. Далее в скважину необходимо уложить гидроизоляцию стен и установить опалубку на горловину. В качестве изолирующего материала чаще всего используется качественный рубероид, свернутый в трубу. В качестве опалубки для формирования верхней части буронабивной сваи фундамента применяются деревянные ящики или отрезки асбоцементных труб. Поэтому заглубленная в грунт свайная часть фундамента всегда круглая, а верхние фрагменты могут иметь круглое или квадратное сечение, в зависимости от используемой конструкции опалубки.

На следующем этапе выполняется заливка подошвы буронабивной сваи фундамента. Для этого внутрь скважины заливается небольшое количество бетона, 5-7 литров, с бутовым камнем, и хорошо трамбуется. Далее устанавливаем каркас из стальной арматуры. Прутки необходимо перевязать мягкой проволокой так, чтобы после закладки в скважину они были равноудалены от стен скважины.

В промышленном варианте заливка опор фундамента и уплотнение бетона выполнялось слоями. В нашем возможность «набивать» бетон зависит от схемы укладки стальной арматуры. Проще всего это делать, заливая бетонную смесь в пространство скважины небольшими порциями и уплотняя массу ручной трамбовкой.

Чтобы было легче определить уровень, на который необходимо залить буронабивную сваю, на верхние части оголовков опор устанавливают доску, в дальнейшем она будет служить донной частью опалубки при отливке ростверка. Верхние концы арматурного каркаса сваи выпускают на 15-20 см над уровнем бетона для дальнейшей перевязки с арматурой горизонтальной балки фундамента.

Сборка монолитного ростверка

В зависимости от размера и высоты вылета тела сваи над уровнем грунта ростверк может быть поднятым над грунтом или полупогруженным. Выбор того или иного варианта во многом зависит от требуемой жесткости и прочности фундамента.

В первом случае монолитную балку поднимают на 5-10 см, тем самым защищая жесткую конструкцию ростверка от возможного повреждения вспученной поверхностью грунта. Перед изготовлением опалубки пространство под доской и между оголовками буронабивных свай засыпают слоем песка. Таким образом, после заливки бетонной смеси донная часть опалубки не будет прогибаться под весом раствора. Боковые стенки и дно деревянной опалубки выстилают полиэтиленовой пленкой, но так, чтобы гидроизоляция не перекрывала верхний торец сваи.

Наиболее ответственным моментом будет вязка горизонтального арматурного каркаса ростверка. Сделать это нужно по схеме, приведенной на рисунке.

Заглубленный вариант ростверка фундамента изготавливают по технологии постройки мелкозаглубленного фундамента. В траншею фундамента потребуется уложить подушку из смеси щебня и песка, выполнить гидроизоляцию и утепление, установить опалубку и арматурные прутья, связав их с выпуском арматуры свай.

Можно заливать бетон.

Заключение

Особое внимание следует уделить качеству заполнения опалубки фундамента бетонной смесью. В идеале заливку ростверка фундамента необходимо выполнять одновременно одним составом раствора. Это позволит снизить напряжение в бетоне и выровнять усадочные процессы. Если выполнить бетонирование в один прием не получается, сделать нужно в полном объеме не позже, чем через 12 часов. До застывания бетона поверхность фундамента закрывают пленкой, в сильную жару рекомендуется обрызгивать водой в течение первых суток затвердевания.

Источник