Фундамент с тремя сваями

Как следует возводить свайно-ростверковый фундамент + расчет ростверка и глубины промерзания грунта

01.12.2018 3,453 Просмотров

Свайные фундаменты являются радикальным методом решения проблемы слабонесущих или обводненных грунтов.

Они опираются на глубинные твердые пласты, свободно проходя сквозь поверхностные проблемные наслоения, что делает возможным строительство на торфяниках, плывунах и прочих непригодных для создания традиционных фундаментов почвах.

Учитывая распространенность подобных участков на территории России, особенно в северных регионах, можно смело утверждать, что свайные основания имеют не меньшую важность, чем ленточные фундаменты.

Нередко их используют даже на относительно устойчивых грунтах, рассматривая возможность подъема уровня грунтовых вод и подтопления в весенний период. Наиболее распространенный тип свайных оснований, о котором пойдет речь в этой статье — свайно-ростверковый фундамент.

Рассмотрим его возможности и особенности конструкции.

Что такое свайно-ростверковый фундамент?

Свайно-ростверковый фундамент — это опорная конструкция, состоящая из системы вертикальных опор (свай), входящих в жесткий контакт с плотными слоями грунта (глинистыми, крупнообломочными или скальными), и наружного пояса обвязки, несущего стены дома и передающего нагрузку на сваи.

Все вопросы и методики строительства свайно-ростверковых оснований регулируются СНиП 2.02.03-85. Существуют разные варианты конструкции, в которых используются те или иные виды свай, размеры и материал ростверка.

Сочетания этих элементов дают возможность получить наиболее подходящую конструкцию фундамента, обладающую оптимальным набором параметров для заданных условий.

С монолитным ростверком

Свайный фундамент с монолитным ростверком представляет собой систему свай, погруженных в грунт на необходимую глубину.

На верхней части устанавливается монолитный железобетонный ростверк, который имеет со сваями общий арматурный каркас и максимально жестко связан с ними.

Внешне ростверк выглядит как некое подобие традиционной ленты, но разница между ними в том, что лента передает нагрузку на поверхность грунта, а ростверк распределяет ее по системе вертикальных опор и, через них, на плотные слои грунта.

При этом, в большинстве случаев, габариты о общие параметры у ленты и ростверка мало отличаются и обладают практически равными возможностями. Свайно-ростверковый фундамент такого типа представляет собой максимально жесткую конструкцию, способную выдерживать все внешние нагрузки.

В частности, такое основание отлично себя зарекомендовало на проблемных грунтах, расположенных на склоне. Подобна конструкция — единственная, способная выполнять свои функции в подобных условиях.

Устройство

Свайно-ростверковый фундамент состоит из вертикальных опор, установленных рядами, кустами или в виде свайного поля. Порядок расположения свай определяется материалом и габаритами постройки, ее конфигурацией и сосредоточением массивных элементов, нуждающихся в прочной и надежной опорной конструкции.

Так же от расчетных параметров будущей постройки зависит глубина погружения свай, нередко их тип и материал. Погруженные сваи обрезаются на одинаковую высоту, чтобы образовалась горизонтальная площадь.

Если использованы железобетонные сваи, обрезке подлежат только бетонные части, а арматуру оставляют для сварки с армпоясом ростверка.

Если планируется металлический или деревянный ростверк, арматуру также обрезают, а на верхушки свай устанавливают специальные конструкционные элементы — оголовки, представляющие собой род колпака с посадочной площадкой под монтаж балок обвязки.

Когда следует его возводить

Свайно-ростверковый фундамент преимущественно изготавливают из железобетона. Это выдвигает вполне определенные требования к условиям строительства в части температуры воздуха — она не должна опускаться ниже +5°.

Это обеспечивает нормальный процесс застывания бетона и позволяет получить прочную отливку с заданными качествами. Поэтому оптимальным временем для строительства является теплое время года, в идеале — с конца апреля по конец октября (в некоторых регионах этот диапазон уже и ограничен тремя летними месяцами).

Не менее важными являются погодные условия, которые способны полностью испортить условия для выполнения работ — длительные дожди могут превратить строительную площадку в сплошное болото, что исключает всякую возможность строительства.

Эти особенности необходимо учитывать при планировании и определении сроков выполнения работ.

Плюсы и минусы

Достоинствами свайно-ростверкового фундамента являются:

• Возможность строиться на проблемных, обводненных или слабонесущих грунтах.
• Высокая несущая способность, прочность.
• Относительная простота конструкции, возможность самостоятельного выполнения работ.
• Многовариантность, позволяющая менять при необходимости те или иные элементы.
• Небольшие объемы земляных работ.
• Способность прочно устанавливаться на уклонах, плывунах, складках.
• Устойчивость к внешним воздействиям, переносимость морозного пучения или подвижек почвы.
• Экономичность, небольшой расход материалов. Некоторые виды свай могут быть изготовлены прямо на площадке, что снижает объемы транспортных перевозок и использования спецтехники.

Существуют и заметные минусы:

• Нет возможности создания подвала или полноценного цокольного этажа.
• Существует необходимость тщательного обследования участка с бурением пробных скважин или погружение свай.
• Необходимо строго придерживаться технологических требований и следить за качеством материалов.

Существуют разные варианты конструкции свайно-ростверковых оснований, различающихся по соответствующим признакам:

• Материал ростверка. Бывают деревянные, металлические и железобетонные конструкции. Выбор обычно бывает обусловлен весом и размерами постройки, особенностями климата и прочими внешними причинами.
• Высота конструкции. Различают погруженные в грунт и расположенные на дневной поверхности виды. С точки зрения долговечности и сохранности материалов предпочтительнее внешние конструкции, не имеющие контакта с грунтовой влагой. Погруженные в грунт — только железобетонные варианты, древесина и металл в таких условиях подолгу не служат.

Практика показывает, что погружение бетонной ленты в грунт нецелесообразно. При этом, открытый ростверк образует воздушный холодный зазор под перекрытием первого этажа, что затрудняет подвод коммуникаций и требует устройства специальных гидроизолированных траншей.

Это увеличивает трудозатраты и повышает расход материалов.

Типы свай

Существуют разные конструкции свай:

• Сваи-стойки. Вертикальные опоры, находящиеся в плотном контакте с твердыми слоями грунта. Обеспечивают максимальную устойчивость и несущую способность.
• Висячие сваи. Удерживаются за счет силы трения между боковыми стенками и грунтом, а также за счет уплотненной грунтовой подушки под наконечником. Опоры на твердые слои не имеют. Прочность обеспечивается за счет площади контакта — чем длиннее свая, тем надежнее она установлена. Способны внезапно давать осадку из-за подземных изменений гидрогеологии.

По типу погружения существуют:

• Забивные. Погружаются в грунт с помощью специальных механизмов. Имеют максимальную несущую способность и устойчивость, но создают немалую опасность при погружении для всех построек, расположенных поблизости.
• Литьевые. Эти сваи представляют собой железобетонные отливки, изготовленные непосредственно на площадке. В пробуренную скважину устанавливают арматуру и заливают бетон, получая прочный вертикальный стержень. Удобны для самостоятельного изготовления.
• Винтовые. Специфический вид свай, погружаемых в грунт путем завинчивания (наподобие шурупа). Позволяют самостоятельную установку, не требуют предварительной подготовки или земляных работ.

Материалом для свай могут служить:

• Древесина. Традиционный материал, но сегодня деревянные сваи практически сошли со сцены, уступив место более долговечным и удобным видам.
• Металл. Кроме винтовых свай, специальных конструкций не производится. Используют массивные куски швеллера, рельса, двутавра и т.д. Недостаток металлических свай — электрохимическая коррозия, от которой их практически невозможно защитить.
• Железобетон. Из него делают забивные и набивные сваи, получая прочные и устойчивые к нагрузкам опоры. Является самым распространенным материалом, устойчивым ко всем нагрузкам и практически в 3 раза более долговечным, чем металлические сваи.

Выбор типа свай обусловлен техническими требованиями и условиями строительства. Чаще всего используются забивные или буронабивные железобетонные стержни.

Как рассчитать глубину промерзания

Глубина погружения свай всецело зависит от уровня залегания плотных слоев грунта. Расчетными методами она не определяется.

Необходимо либо пробное бурение, либо погружение эталонной скважины, способные продемонстрировать истинное положение грунтовых слоев.

По результатам пробных работ выводится глубина залегания, которую используют при расчетах.

Расчет ростверка

Расчет ростверка — ответственная и крайне сложная инженерная задача. Все, что может сделать неподготовленный человек самостоятельно — вычислить количество материалов, необходимых для создания той или иной конструкции.

Для полного расчета надо обратиться в специализированную организацию. Как минимум, можно воспользоваться онлайн-калькулятором (лучше несколькими), чтобы получить определенные данные.

Для самостоятельного подсчета количества материалов требуется определить общую длину ростверка. Если планируется деревянный или металлический пояс, эта длина и будет являться нужным количеством материала. С бетонными конструкциями несколько сложнее:

Пример расчета: допустим, имеется дом 6 : 8 с двумя внутренними несущими стенами 6 и 4 м.

Тогда общая длина ростверка:

(6 + 8) · 2 + 6 + 4 = 38 м.

Затем считаем объем. Для этого надо вычислить площадь сечения.

Если лента имеет 40 см в высоту и 30 в длину, площадь сечения составит:

0,4 · 0,3 = 0,12 м 2.

Объем бетона, необходимый для отливки:

0,12 · 38 = 4,56 м3.

Технология возведения

Порядок действий:

• Подготовка. Площадь участка освобождается от посторонних предметов и растений, производится тщательная разметка. Колышками отмечаются точки установки свай.
• Подготовка скважин. На отмеченных точках производится бурение на заранее определенную глубину. Внутрь скважин сразу закладываются гильзы из пластиковых труб или свернутого рубероида. Собирается и опускается в каждую скважину арматурный каркас.
• Заливка бетона. Полости скважин заполняют бетоном, штыкуют его, удаляя пузырьки воздуха. Залитый бетон выдерживают в течение 20 дней до набора конструкционной прочности.
• Сборка опалубки. Пока застывают скважины, производится тщательная сборка опалубки под заливку ростверка. Обычно используют обрезную доску толщиной 25-40 мм. Щиты собирают и устанавливают в нужном положении, контролируя совпадение по осям и горизонтали. Внутренняя часть застилается полиэтиленом или рубероидом.
• Арматурный пояс. Каркас собирается и устанавливается внутрь опалубки. Арматура, торчащая из скважин, сваривается со стержнями ростверка, образуя единый пояс.
• Заливка ростверка. После затвердения скважин производят заливку ростверка. Используется бетон марок М200 и выше. Заливку выполняют за один раз, без длительных перерывов. После этого раствор штыкуют, накрывают полиэтиленом или мешковиной и выдерживают 28 дней до полного застывания.

Опалубку можно снимать через 10 дней после заливки. По окончании срока выдержки приступают к дальнейшим работам.

Основные ошибки при возведении

Типичными ошибками, которые часто встречаются при строительстве свайно-ростверковых оснований, являются:

• Слабое соединение свай и ростверка, снижающее устойчивость и прочность конструкции.
• Отсутствие воздушного зазора между высоким ростверком и грунтом.
• Увеличенные пролеты между сваями, вызывающие прогиб балок ростверка и появление трещин между основанием и стенами.

Все эти ошибки являются следствием недостатка опыта у строителей или неправильного расчета свайного поля, допустившего слишком большие расстояния между опорами. Все эти недочеты требуют устранения путем усиления соединений, установки дополнительных опор и создания качественного фальш-цоколя.

Работы достаточно сложные и ответственные, но совершенно необходимые, иначе срок службы дома будет значительно уменьшен.

Источник

Свайно-ростверковый фундамент: особенности и преимущества

Содержание

Одна из разновидностей оснований – свайный ростверковый фундамент. Сваи выбираются отнюдь не с целью сокращения сроков строительства: есть ситуации, когда это не просто самый оптимальный, а вообще единственно возможный вариант устройства надёжного основания. О том, что представляет собой такой фундамент, расскажем сегодня.

1. Особенности основания на сваях с ростверком

Такой фундамент представляет собой систему вертикально установленных длинномерных опор, оголовки которых в наземной части обвязаны кольцевой балкой.

На заметку

Смысл такого фундамента заключается в том, что сваи, проходя сквозь неустойчивые слои грунта, зацепляются за более прочные. Глубина их залегания неодинакова даже в радиусе пары метров –оголовки выступают на разную высоту. Чтобы сформировать обвязку опор, их приходится подрезать в один уровень.

При условии правильно подобранной длины, свайные поля являются самым надёжным видом фундаментов, устраиваемых на нестабильных грунтах. Однако сами по себе опоры не работают: чтобы передать на них нагрузки от веса здания, необходимо устроить промежуточный пояс — ленту или плиту. На фото ниже сваи обвязаны кольцевой балкой – это и есть свайно ростверковый фундамент.

1.1 ростверк на опорах: за и против

Существует ряд неоспоримых преимуществ, которыми обладает ростверковый фундамент.

• высокая прочность и сейсмическая устойчивость фундамента;
• возможность строительства в самых неблагоприятных гидрогеологических и климатических условиях;

Минусов свайный фундамент с ростверком почти не имеет. В их числе необходимость использования спецтехники, что ограничивает её применение на уже застроенных участках. На таком фундаменте нельзя построить подвал, хотя в условиях вечной мерзлоты или высокой влажности грунта такое мало кому придёт в голову.

1.2 На каком уровне закладывать фундамент

Среднее расстояние от ростверка до земли 30-40 см, но в зависимости от условий строительства эта цифра может как увеличиваться, так и иметь отрицательное значение. При проектировании ростверка свайного фундамента принимают во внимание климатические условия и качество грунта на участке.

Существует три варианта расположения ростверка. Чтобы увидеть их все – переключайте вкладки.

Высокое расположение ростверка

Ростверк с заглублением

В этом случае, удаление ростверка от земли может быть достаточно большим. Расстояние может соответствовать высоте помещения, в этом случае и получается наземный цокольный этаж. Высоко поднятый свайный ростверковый фундамент проектируют в регионах с высокой вероятностью подтопления, при строительстве на склонах.

Если на участке слабый грунт, но зимой много снега не выпадает, ростверк выполняется в наземном варианте. В этом случае он играет роль цоколя, что избавляет от необходимости закрывать расстояние между ним и землёй.

По сути — это фундаменты ленточные свайно ростверковые. Устраивают их только по забивным сваям, хотя в жилищном строительстве встречаются и в тандеме с буронабивными. В последнем случае, решение в корне неправильное, и скорее всего принимается на уровне любительских строительных бригад.

Ленточный ростверк на свайном фундаменте представляет собой комбинацию двух видов опор, которые дополняют друг друга.

2.На какие сваи опирается наземная лента

Все упомянутые выше плюсы и минусы свайного фундамента с ростверком, касаются в основном железобетонных конструкций. Для каменного дома, и даже для сруба, свайный ростверк рекомендуется выбирать бетонные сваи, которые могут иметь абсолютно разный конструктив: длину, форму сечения, геометрию подошвенной части, интенсивность армирования.

Вот из каких опор может формироваться свайно ростверковый фундамент:

Иллюстрация	Описание
Они могут заливаться прямо на объекте, либо используются изделия заводской готовности. Такие фундаменты универсальны и обладают высокой пространственной стабильностью.
Для данного вида оснований применяют обсадные трубы (обычно стальных, спиральношовных), устанавливаемых в предварительно пробуренные скважины и заливаемых бетоном. Изготовить такую сваю можно только непосредственно на объекте.
Здесь главным несущим элементом являются бетонные армированные оболочки. У них есть полость, но заполняют её не бетоном, а некрупным щебнем или гравием. Оболочки имеют заострённый конец, их просто забивают в грунт.

2.1 Способы погружения опор

Различия есть не только в структуре опор, но и в способе их погружения. По этому признаку опоры делятся на такие группы.

К ним относят только изделия заводской формовки — как полнотелые, так и оболочки. Фундаменты монтируются посредством использования специальной техники – сваебоя. В частном секторе технология практически не используется: дающая сильную вибрацию техника не может работать вблизи фундаментов существующих зданий.

В основе установки элементов этого фундамента технология воздействия на грунт вибрирующей спецтехники, в результате усилий которой свая заглубляется.

Когда вибрации ограничивают сферу применения сваебоев и вибропогружателей, для вертикальной или наклонной установки опор фундаментов используют сваевдавливающие машины. Они работают в щадящем режиме, однако техника тоже довольно громоздкая.

Винтовыми могут быть не только металлические сваи, но и бетонные. Как выглядят такие опоры для свайно ростверкового фундамента, можно видеть на фото ниже. Их завинчивают гидравлическим сваекрутом в неглубокие скважины, затем обрезают по уровню наземной ленты (бетоном не заливают).

2.2 Группировка опор

Основой свайно ростверкового фундамента, схема которого для примера представлена ниже, являются сваи, которые принимают нагрузки от обвязки и передают их на грунт. В зависимости от конфигурации и параметров вышележащих конструкций, рассчитывается как количество опор в фундаменте, так и расстояния между ними.

Примечание

В проектах домов малой этажности сваи располагают в ряд, по осям несущих стен. Таких рядов, в зависимости от конкретных условий строительства, может быть два или три. При этом поле формируется так, чтобы опоры фундамента располагались со смещением. В самых нагруженных зонах, сваи могут устанавливаться густо (кустами). Такой вариант фундамента чаще всего проектируется для многоэтажных зданий и промышленных объектов.

При расчете опор для фундамента небольшого жилого дома, отчерчивают план координатных осей в реальном масштабе. Сваи на фундамент закладывают в углах и в местах пересечения наружных стен с внутренними. Там, где длина пролётов превышает 3 м, предусматривается минимум одна промежуточная опора.

Чтобы понимать, хватит ли одного ряда опор, поле необходимо рассчитать по несущей способности. Расчёт поможет подобрать не только оптимальное сечение свай, но и их количество на фундамент. Для этого требуется определить и суммировать вес всех конструкций здания (начиная с ростверка) и его внутреннего оборудования.

Затем подсчитывают количество расставленных на схеме опор. Умножают количество на площадь сечения одной сваи, получается общая площадь опирания фундамента. Результат сравнивается с таблицей, которую мы привели выше.

3.Этапы устройства

Устройство свайного поля буронабивного фундамента предваряется сверлением скважин. Затем выполняется комплекс таких операций:

• Обсадка стволов под опоры фундамента трубами.
• Извлечение из отверстия осыпавшегося грунта.
• Послойное заполнение элемента фундамента бетоном.
• Глубинное трамбование свайного монолита.
• Осторожное извлечение обсадки после заливки каждой порции бетона.
• Сборка опалубки для ленты.
• Заливка ленты.

Свайные опоры, заливаемые буронабивным способом, обычно имеют круглое сечение. Оно чуть меньше диаметра пробуриваемых для фундамента скважин, стенки которых неровные и шероховатые. При удалении обсадной трубы, находящаяся в ней смесь полностью заполняет все зазоры. В процессе уплотнения и твердения бетона, цементное молочко проникает в грунт, и, застывая там, повышает прочность сцепления фундамента.

4. Как заказать изготовление свайного ростверкового фундамента

Для изготовления свайного фундамента с ростверком любым возможным методом необходимо наличие специального оборудования и техники. Компания «Артель и С» имеет огромный опыт (с 2003 года) изготовления фундаментов любого типа и сложности.

Источник