Все секреты свайно-ростверкового фундамента

Виды и особенности фундаментов по свайно-ростверковой технологии

Свайно-ростверковый фундамент – это вид основания, состоящий из свай, которые соединены в верхней части общим элементом – ростверком. При монтаже свайно-ростверкового фундамента сваи заглубляют в грунт ниже уровня его промерзания. Конструкция такого типа отличается долговечностью и надежностью при условии соблюдения всех стандартов при ее возведении.

Ростверк представляет собой металлическую или бетонную ленту, также его называют «оголовок». Чаще всего ростверк объединяет опоры свайно-ростверкового фундамента общей монолитной плитой перекрытия, он может располагаться на уровне грунта или чуть выше. Его функция заключается в распределении нагрузки от элементов здания на опоры и почву.

Выделяют 3 вида ростверков:

1. Сборный. Он полностью собирается из отдельных элементов, которые армируются сварным каркасом. Без привлечения крана такую конструкцию собрать не получится.
2. Монолитный железобетонный. Это неделимая плиточная или ленточная поверхность. Изготавливают ее на строительной площадке, используя бетонный раствор.
3. Сборно-монолитный. Комплексная конструкция включает в себя как сборные части, изготовленные в промышленных условиях, так и цельные элементы, которые выливают непосредственно на стройке. Все детали монтируют уже на участке с помощью замков и шпоночных соединений.

Любой из существующих видов фундамента имеет свои преимущества и недостатки. При создании проекта взвешиваются все за и против, и для строительства конкретного здания в определенных условиях выбирается самый подходящий вид фундамента для установки. Основные параметры, на которые опираются при выборе, это вероятность деформации и появления трещин в несущих элементах. Как правило, определяются среди самых популярных типов: ленточный, плитный, свайный и свайно-ростверковый. На фоне других последний имеет явные преимущества.

Свайно-ростверковые конструкции подходят:

• для возведения зданий из кирпича;
• для каркасного строительства;
• для строений из газосиликатных блоков;
• для застройки на грунтах с очень высокой плотностью;
• для строительства в условиях высокого уровня грунтовых вод;
• для застройки на неустойчивом и подвижном грунте.

При установке свайно-ростверкового фундамента можно проводить работы по настилу полов прямо по грунту без предварительного выравнивания и формирования заливки глубокой ленты. Это возможно благодаря установленным опорам разной высоты, за счет которых устраняется перепад высот. Также отличным бюджетным решением (по сравнению с ленточным и плитным фундаментами) свайно-ростверковый фундамент станет при строительстве зданий с нагрузкой более 350 тонн. Только при создании проекта нужно будет учесть повышенный коэффициент запаса прочности, равный 1,4 (а не обычный, который равен 1,2).

Мифы о свайно-ростверковых фундаментах

Самый распространенный миф о свайно-ростверковых фундаментах – это высокая стоимость постройки. Это мнение необоснованно по нескольким причинам:

Первая причина – любые другие виды фундамента при их обустройстве требуют проведения масштабных земляных работ.

В обязательном порядке придется сначала наметить план участка, вырыть котлован, вывезти лишнюю землю и т. д. При выполнении этих действий вручную уходит много времени, а заказать спецтехнику не всегда финансово возможно. Плюс ко всему мощные агрегаты могут повредить газон, на реконструкцию которого уйдет немало средств и времени.

При установке свайно-ростверковых фундаментов таких проблем не наблюдается.

Вторая причина – период возведения других типов фундаментов занимает больше месяца.

Этот период включает и все предварительные работы, и действия, связанные с возведением фундамента – заливка раствора, высыхание. Более того, неблагоприятные погодные условия также могут затянуть сроки, и есть риск, что строительство может встать из-за минусовых температур до потепления.

Однако зимние явления в виде морозов, снега и т. д. негативно влияют на недостроенные сооружения, вызывая коррозию деталей, ухудшение их качества, иногда и разрушение. Стройматериалы также не вечные, и долгое хранение отрицательно сказывается на их свойствах. Все эти факторы в итоге выливаются в финансовые и временные потери.

Третья причина – некоторые типы почв и особенности рельефа местности требуют возведения дорогих ленточных фундаментов.

Однако установка данного типа фундамента не является гарантией, что строение будет долговечным и устойчивым. Свайно-ростверковые фундаменты совершенно неприхотливы к свойствам грунта и рельефным особенностям. Их можно возводить даже на подвижных видах почв или в условиях вечной мерзлоты.

Четвертая причина – сильное влияние человеческого фактора на качество установки ленточных фундаментов.

Каждый этап возведения полностью зависит от профессионализма и добросовестности рабочих: правильно ли соблюдена технология, качественные ли приобретены стройматериалы и т. д. Чтобы свести к минимуму влияние этих факторов, необходимо изначально закладывать в проект увеличенные нормы всех показателей. Очевидно, что все это отражается на бюджете.

Свайно-ростверковые фундаменты не подвержены прямому влиянию человеческого фактора. Все работы по их установке механизированы.

Перечисленные преимущества – это только часть доводов, но уже они помогают избавиться от навязанного мнения, что такие фундаменты – это дорого.

Плюсы и минусы свайно-ростверкового фундамента

Свайно-ростверковый фундамент имеет множество плюсов по сравнению с другими видами оснований:

• можно укладывать на любой почве, даже малоустойчивой, пучинистой, с высоким уровнем грунтовых вод;
• отличный вариант для возведения строений на склонах, неровных поверхностях;
• для монтажа не нужно тратиться на дорогие стройматериалы;
• долговечный;
• установка не зависит от метеоусловий, можно монтировать даже при небольшой минусовой температуре (до -10 градусов);
• обладает хорошей несущей способностью для невысоких строений.

Есть и сложные моменты, которые можно отнести к минусам:

• конструкцию можно использовать только для строений высотой не более 2 этажей;
• обустройство подземного помещения (подвала или цоколя) практически невозможно или выльется в большие расходы из-за сложностей с проектированием;
• перед установкой свайно-ростверкового фундамента необходимо выполнить сложные высокоточные чертежи, потому как неправильно сделанные расчеты могут привести к уменьшению срока службы строения и повреждению ростверков. Крайне рекомендуется пользоваться услугами профессионалов;
• необходимо привлечение спецтехники.

Разновидности свай и ростверков для фундамента такого типа

Сваи вбивают в пробуренную механическим или ручным методом скважину. При частном виде строительства обычно бурят отверстие вручную, используя несложные в применении инструменты.

Механический способ бурения предполагает эксплуатацию специализированных приспособлений. Например, при использовании специальной технологии ТИСЭ применяют бур с откидными ножками, которые срабатывают на установленной глубине. Данный метод необходим, когда сваи имеют расширения внизу. Опоры данного вида, как правило, монтируют в пучинистые грунты, что помогает в дальнейшем избежать деформирования строения.

Правило, про которое нельзя забывать: независимо от материала изготовления все сваи должны быть установлены ниже уровня промерзания грунта на 50–60 см.

1. Металлические сваи в ростверковых фундаментах чаще всего используют для строительства небольших деревянных или каркасных строений, так как опоры данного вида не приспособлены выдерживать более высокие нагрузки.
2. Самыми надежными по праву зарекомендовали себя железобетонные опоры. Делая выбор в пользу свай из этого долговечного материала, следует помнить, что глубина их закладывания колеблется от 1,5 до 3 м и зависит от величины здания и характеристик грунта.
3. Деревянные сваи на данный момент почти изжили себя и не применяются в строительстве, так как они имеют непрочную структуру, неустойчивы к влажности и микроорганизмам.

В зависимости от техники забивания свай в грунт различают три способа установки свайно-ростверкового фундамента:

• забивной;
• буронабивной;
• винтовой.

Несмотря на то что забивной способ обеспечивает создание прочной конструкции, его редко используют при установке свайно-ростверкового фундамента, так как он требует привлечения спецтехники. При забивании опор сваебойными агрегатами весь близлежащий грунт подвергается вибрации, что негативно отражается на расположенных на нем строениях – приводит к деформации и повреждениям.

Применение буронабивного способа позволяет получить конструкцию с высокой несущей способностью. Другими словами, можно создать свайно-ростверковый фундамент, который подойдет для возведения дома из газобетона, кирпича или камня. При наличии бура для скважин погружать сваи по данной технологии можно и самостоятельно.

Винтовой способ предполагает использование винтообразных свай. Этот метод хорошо зарекомендовал себя для строений в местностях с высоким уровнем грунтовых вод. Что примечательно, при погружении опор в болотистый грунт необязательно проводить временное водопонижение, в отличие от буронабивного способа, при котором этот процесс является необходимым требованием. Кроме того, монтаж свайно-ростверкового фундамента винтовым способом – это самый бюджетный вариант из всех.

Обычно сваи устанавливают в грунт вертикально. Но в некоторых случаях, например при необходимости сопротивления горизонтальным силам (при проведении строительных работ на участках с уклоном), опоры необходимо погружать под наклоном по несколько свай в одном месте.

Если возведение свайно-ростверкового фундамента требуется для строительства навеса или другого вида перекрытия, например крыши над террасой, тогда при погружении свай используют точечный порядок, то есть располагают их прямо под опорами, которые удерживают кровлю.

При строительстве малоэтажных компактных частных домов применяется ленточное расположение свай: постановка в один ряд или в два-три, но смещенные относительно друг друга. В местах с предполагаемой интенсивной нагрузкой (например, по углам) на свайно-ростверковый фундамент практикуют кустовое расположение опор с маленьким шагом между сваями – по несколько штук на незначительной дистанции.

Чтобы превратить отдельно стоящие сваи в неразделимую жесткую конструкцию, используют ростверки. Ростверк представляет собой деревянную, металлическую или железобетонную плиту, которая укладывается на верхнюю часть фундамента. Не исключен вариант, когда свайно-ростверковый фундамент укрепляют армированием, используя готовые арматуры или комплектуя конструкцию заливными деталями.

В разных местах строения нагрузка будет неравномерной, это объясняется расстановкой мебели и внутренней отделкой. Как уже отмечалось, задача ростверка – распределять нагрузку одинаково по всем опорам. В противном случае есть риск неравномерного оседания свай, что чревато разрушением фундамента, а затем и стен здания.

Различают несколько способов расположения ростверков:

• Висячий. При таком способе ростверки располагаются на значительной высоте, что создает довольно объемное пространство под полом и обеспечивает прохладу в здании в жаркое время и в то же время холодные полы в зимний период.
• Мелкозаглубленный тип подразумевает небольшую степень погружения ростверка в грунт. Этот способ позволит избежать гуляния ветра под полом, однако не обеспечит высокую несущую способность фундаменту.
• Фундамент с бетонным ростверком заглубленного типа подобен ленточной конструкции фундамента, укрепленного сваями. Это достаточно дорогой способ укомплектования ростверками из-за сложного монтажа, поэтому он не очень популярен в сфере частного строительства. Очевидно, что для возведения обычной бани логичнее будет использовать висячий тип фундамента с естественной вентиляцией подпольного пространства.

Самыми легкими и, как правило, менее затратными в плане установки являются висячие ростверки, что объясняет их популярность в отличие от заглубленных и наземных.

Подготовка проекта свайно-ростверкового фундамента

Проектирование свайно-ростверкового фундамента и расчет всех необходимых показателей для его установки считается едва ли не самым значимым этапом, может, даже важнее, чем сам монтаж. Чтобы не ошибиться, нужно придерживаться определенной последовательности действий.

Сначала необходимо создать план строения. Затем сделать чертеж основания с отметкой мест закладывания свай, не забыв про углы и пересечения с простенками. При этом нужно сразу учитывать, что расстояние между сваями должно быть менее 3 м, иначе необходимо будет добавлять опоры. Также потребуется значение площади свай, которое рассчитывается исходя из количества опор, минимальной высоты и толщины.

Кроме того, понадобятся значения дополнительных параметров:

• примерный вес строения – для этого надо прикинуть общую массу всех стройматериалов, а также учесть элементы внутри;
• опорную площадь – ее можно посчитать исходя из значений веса конструкции и коэффициента надежности;
• размеры опор и их площадь сечения – необходимо количество свай умножить на показатель площади.

Полученные значения сравнивают с расчетными показателями и, если нужно, корректируют в меньшую или большую сторону, то есть уменьшают или увеличивают площадь опор, так как несущая способность свайно-ростверкового фундамента зависит от диаметра свай, а также типа почвы.

Пошаговая инструкция возведения свайно-ростверкового фундамента

Когда проект готов, все расчеты сделаны и тщательно проверены, можно переходить к сооружению свайно-ростверкового фундамента. Вне зависимости от его устройства необходимо провести следующие этапы работ:

1. На участке выполнить разметку, освободить площадь от мусора.
2. Пробурить скважины, выкопать траншеи.
3. Подготовить опалубку.
4. Выполнить армирование.
5. Залить бетоном и обработать места стыков.

Можно ли уверенно сказать, что свайно-ростверковый фундамент – это надежная конструкция? От того, насколько профессионально отработан каждый этап возведения основания, будет зависеть и долговечность строения. Имеет смысл контролировать качество выполнения каждого действия.

Подготовка и разметка строительного участка

Перед застройкой нужно обработать участок: очистить от мусора, выкорчевать мешающие корни и деревья, убрать крупные камни. Затем необходимо выровнять почву и срезать плодородный пласт грунта. После этого с помощью веревки или шнура и деревянных колышков разметить места, где будут располагаться сваи.

Колышки устанавливают точно по диагональным линиям. Натянутые шнуры будут равны ширине стен и фундамента. При выполнении разметки важна точность, иначе появляется риск деформации фундамента при его эксплуатировании. Кроме того, следует проверить, чтобы углы здания были равны строго 90 градусов.

Если надел не имеет сильных перепадов высот, то разметку можно выполнить собственными силами. Для гарантирования точности разметочных работ на участках, расположенных в местностях с неоднородным ландшафтом, лучше привлекать опытных специалистов.

Бурение скважин и рытье траншей

Когда с разметочными работами покончено, можно переходить к земляным. Первым делом под свайно-ростверковый фундамент выкапывают траншею по размерам ростверка, затем бурят скважины под установку свай. Как правило, для выполнения данных работ достаточно иметь в арсенале лом, бур и лопату. Но если финансы позволяют, то можно облегчить труд и привлечь специальную технику.

Размеры ростверка зависят от типа грунта и классификации здания. Для строений хозяйственного назначения допускается ширина ростверка, равная 0,25 м; для жилых зданий этот показатель достигает 0,8 м. Глубина залегания ростверка – 0,7 м.

Выкопанная траншея должна иметь ровные стены и хорошо утрамбованное дно, что можно проверить с помощью лазерного уровня. Если все нормально, на дно укладывают подушку из песка крупной фракции высотой не менее 0,2 м. Затем ее хорошо увлажняют водой и снова утрамбовывают. Следующий шаг – формирование скважин глубиной 0,2–0,3 м для погружения вертикальных свай.

И заключительным этапом в готовые отверстия монтируют опоры, одновременно выполняющие функцию опалубки, а дно покрывают гидроизоляционным материалом, чтобы не допустить попадания влаги на элементы конструкции.

Установка ростверка

Сваи погружены, можно переходить к монтированию ростверка. Как правило, для строительства используют металлические варианты, так как их можно приварить к оголовкам опор. Ростверк размещают точно горизонтально для равномерного распределения нагрузки. Если проект предполагает, что свайно-ростверковый фундамент укомплектован низким ростверком из железобетонного материала, тогда необходимо дополнительно подсыпать почву щебнем средней фракции. Действия выполняют неоднократно – в несколько слоев по 5 см и затем основательно уплотняют их.

После установки ростверка можно ставить опалубку. Ее высота рассчитывается в зависимости от параметров цоколя, а ширина ленты должна быть больше ширины стен. Установка упоров и сборка щитов для свайно-ростверкого фундамента проводится аналогично технике монтажа ленточной конструкции.

Для армирования опалубки снизу и сверху формируют два пояса из ребристой арматуры и перевязывают их между собой. Концы арматуры, которые торчат из свай, загибают, привязав один ряд к верхнему поясу, а второй – к нижнему.

Торчащие концы арматур должны быть больше на 50 мм, чем диаметр прутьев. Так, если используется арматура с сечением 12 мм, то ее нужно загнуть на 60 мм.

Укладка закладных деталей

После окончания работ по формированию основания занимаются распределением коммуникационных систем. Продумывают, где проложить короба под электричество и где разместить канализационные и водопроводные трубы. Кроме коммуникационных, также нужно позаботиться и о размещении инженерных систем и вентиляции. Данный этап обязателен к выполнению, если его игнорировать, то в любом случае придется вернуться к этому вопросу, но тогда уже надо будет пробивать отверстия в бетоне, а это может вызвать повреждение строения.

Заливка раствора

И самый последний этап установки свайно-ростверкового фундамента – укрепление раствором из бетона. Как сделать надежный свайно-ростверковый фундамент? Необходимо приготовить смесь в пропорции 1:5:3 из цемента М300, щебня и песка соответственно. Чтобы обеспечить крепкую и однородную бетонную поверхность, раствор при заливке уплотняют посредством вибрации.

Сначала заливают скважины, пробуренные под свои, затем уже опалубку. Желательно выполнять заливку бетонным раствором в один подход. Если работать пошагово, есть вероятность, что поверхность получится неровной и запузырится. Температура, при которой рекомендуется выполнять работы по заливке раствором, составляет +20 С. При выполнении этого условия опалубку можно будет убрать по истечении четырех дней. Этого времени достаточно, чтобы бетон окреп и с ним можно было работать дальше.

Если основание закладывается при температурном режиме ниже +10 С, тогда полный период высыхания бетонного раствора составит две недели. А в зимний период, чтобы добиться конечного результата, нужно будет придумывать способы подогрева и утепления бетонной смеси.

Распространенные ошибки при строительстве свайно-ростверкового фундамента

• Ростверк непрочно скреплен со сваями. Температурные перепады негативно влияют на связь деталей в конструкции и очень быстро окончательно нарушат ее в местах крепления.
• Погружение свай на недостаточную глубину. При данных обстоятельствах может произойти как очень сильная усадка фундамента, так и выдавливание незакрепленных опор из слоя, находящегося ниже уровня промерзания почвы.
• Ошибки в расчетах. Здесь сложно предугадать каким сюрпризом могут обернуться неточности, недочеты, погрешности. Лучше с самого начала строительства внимательно все проверять.

15 рекомендаций по свайно-ростверковому фундаменту

Правильно выполнить монтаж свайно-ростверкового фундамента поможет соблюдение всех стандартов при его возведении. Кроме того, следование технологии строительства является гарантией его долговечности и надежности. Начинающим специалистам по возведению таких конструкций необходимо учитывать советы профессионалов.

1. Перед возведением свайно-ростверкового фундамента необходимо выполнить расчеты показателя несущей способности конструкции. Для этого определяют, из каких пород состоит почва на участке. Самыми устойчивыми считаются скальные и каменистые составы. Важно не ошибиться в исследованиях, иначе расчет нагрузки будет выполнен с ошибками, что, в свою очередь, приведет к неправильной установке фундамента, и как следствие, пострадает вся постройка.
2. Ростверк и сваи должны быть надежно скреплены, иначе под давлением грунта существует риск повреждения конструкции или даже ее разрушения.
3. Перед тем как установить свайно-ростверковый фундамент любого вида, необходимо на уровне промерзания грунта уложить песчаную прослойку. Если этого не сделать, при минусовых температурах грунт имеет свойство расширяться, что может повредить ростверк.
4. Ростверк не должен иметь точек соприкосновения с поверхностью почвы и тем более заглубляться в нее. Чтобы этого не допустить, нужно на участке немного снять верхний слой грунта, затем монтировать опалубку, засыпать песком и залить бетоном.
5. Шаг между сваями не рассчитывается на глазок. Его вычисляют исходя из данных: нагрузка на фундамент, диаметр и количество арматуры.
6. Во время процесса армирования необходимо верно рассчитать число вентиляционных продухов. Проверить, чтобы все внутренние отделения были соединены с выходами на улицу.
7. Крайне важно не забыть утеплить и провести гидроизоляцию подполья до того, как конструкция будет залита бетоном. Не требуется создавать специальную отмостку для свайно-ростверкового фундамента, чтобы обеспечить его гидроизоляцию. Достаточно провести обработку свай и ростверка.
8. Особое внимание нужно удалить дну вырытой траншеи – оно должно быть основательно утрамбовано, без осадочных вод. Влажное дно нельзя заливать раствором. Недопустимо, чтобы со стенок котлована сыпалась земля. Откосы должны быть пологие.
9. Если почва обладает слабыми несущими характеристиками, необходимо позаботиться о ее усилении, например, с помощью свай или основательной засыпки.
10. Песок для создания воздушной подушки должен быть влажным и распределен под углом 45 градусов под контур в обрез.
11. Проверить прочность закрепления опалубки и ее отклонение от вертикали (не более чем на 5 мм), так как при заливке бетонным раствором существует большая вероятность ее повреждения при сильной нагрузке.
12. Заливать фундамент высотой на 5–7 см больше, чем указано в проекте.
13. При укреплении конструкции армированными элементами использовать качественную гладкую арматуру без следов коррозии и грязи. Суммарная площадь сечения стержней должна составлять не менее 0.1 % от площади бетонного элемента.
14. При фиксировании арматуры не использовать сварку, чтобы не нарушить связь в местах стыков.
15. Не стоит полагаться на авось при выборе бетонной смеси. Нужно опираться на климатические характеристики и свойства конструкции.

Свайно-ростверковый фундамент – это уникальная конструкция, которая прекрасно подходит в качестве основания для любых сооружений: жилых каркасных зданий, небольших объектов хозяйственного назначения, бань и других строений. Этот тип конструкции удачно сочетает в себе свойства ленточного и свайного фундаментов одновременно.