Cвайно ростверковый фундамент плюсы и минусы

Свайно-ростверковый фундамент – это система, состоящая из свай и объединяющей монолитной плиты. Сваи вбиваются в землю ниже уровня промерзания почвы, их надземная часть объединяется с помощью ростверка (оголовка или обвязки). Последний представляет собой деревянную, металлическую или армированную бетонную ленту, которая располагается на грунте или чуть выше поверхности земли.

Благодаря ростверку сваи получают равномерную нагрузку от здания, в результате чего в стенах не образуются трещины и разломы.

На практике используют разные типы ростверка: сборный, монолитный железобетонный, сборно-монолитный. Первый является по своему строению конструкцией из нескольких свай, которые укреплены металлическим каркасом.

Железобетонный ростверк – это монолитная плита из бетона, которая заливается непосредственно на строительной площадке. Сборно-монолитный вид представляет собой нечто среднее между двумя первыми разновидностями ростверка. Его элементы изготавливают на заводе, а на стройплощадке их устанавливают на сваи и соединяют при помощи замков и шпоночных креплений.

Какие бывают виды фундамента

Опоры, которые выбирают для устройства основания, отличаются по своему качеству и способу установки в грунт. Это положено в основу классификации свайного фундамента с ростверком. Выделяют три типа:

Для винтового типа используют трубы из металла. Внутреннее пространство трубы заполняют раствором. Это придает большую устойчивость сваям во время эксплуатации здания. Работы по вкручиванию стального «винта» в грунт проводят вручную или с использованием техники.

Буронабивной тип подразумевает заливку бетонного раствора в заранее подготовленную скважину. Углубление делают с помощью бура и предварительно армируют. Буронабивной фундамент с ростверком ценится за высокую прочность и устойчивость.

Для возведения крупных объектов чаще используют забивной фундамент. Опоры погружают в грунт ударным или вдавливающим методом. Для забивания столбов используют специальные сваебойные гидравлические, паровоздушные машины или дизель-молоты. Альтернативой является заливка железобетонных опор в готовые скважины.

Фундаменты отличаются также уровнем расположения ростверка. Он может быть заглубленным, наземным и приподнятым. В последнем случае минимальная высота обвязки над землей равна 30-40 см. Заглубленный ростверк востребован при строительстве тяжелых кирпичных или газобетонных зданий.

Разнообразие типов свай

Для свайно-ростверкового фундамента используют разные виды опорных элементов. Они отличаются строением, материалом и способом установки. По качеству различают деревянные, металлические и железобетонные опоры.

Столбы из дерева применимы, если для самой конструкции используется древесина. На таких опорах устойчиво стоят дачные домики, бани, сараи, беседки. Деревянные сваи могут монтироваться поштучно или в связке по 3-4 столба.

Сваи из металла бывают винтовые, реже — забивные. Опора выглядит как металлический столб с заостренным или винтовым наконечником. Более крепкими и долговечными считаются сваи с литым наконечником. Приварной конус несколько уступает по техническим характеристикам. Стальная поверхность трубы покрыта антикоррозионным составом, который защищает металл от разрушения во влажном грунте.

Железобетонные свайные изделия производят из прочного бетона, армированного металлом. По несущей способности они превосходят металлические и, тем более, деревянные. На срок службы опор влияет качество используемого бетона. Железобетонные сваи могут удерживать вес до 60 тонн.

По технологии установки опоры делятся на три категории: винтовые, забивные, буронабивные.

Основные преимущества свайно-ростверковых конструкций

Конструкция имеет ряд объективных преимуществ, мотивирующих использовать фундамент в процессе возведения деревянных и каркасных сооружений. Ключевые позитивные моменты следующие:

• повышенная несущая способность — железобетонные сваи востребованы в процессе возведения зданий на пучинистых грунтах с высоким уровнем залегания подземных вод. Конструкции, заглубляемые в почву, достигают твёрдых слоёв, передавая нагрузку на жёсткое основание, обеспечивая устойчивость дома. Несущая способность достигает 5 тонн;
• неприхотливость к типу почвы – допускается возведение объектов на любом грунте, кроме каменистых оснований, характеризующихся повышенным содержанием твёрдых минеральных пород, препятствующих заглублению свай, отклоняя их от горизонтальной оси.
• фундамент разрешается обустраивать на участках со сложным рельефом местности. Возводятся дома на склонах, в непосредственной близости от деревьев и рядом с подземными коммуникациями. Возможность точечного заглубления свай, позволяет обустраивать основание в любой местности, независимо от состава грунта;

Рис 1. Возведение дома на склоне

• отсутствует необходимость предварительной подготовки площадки – проводить трудоёмкие земляные работы не требуется. Предварительно достаточно удалить мусор, а снимать 8 см грунтового слоя не надо. Избежав этого этапа, удастся сэкономить на привлечении спецтехники и ускорить проведение работ. Земляные работы сводятся к подготовке неглубоких лунок, в которые впоследствии ввинчиваются свайные опоры;

Рис 2. Площадка для дома не нуждается в подготовке

• повышенный ростверк исключает формирование пространства между нижней частью дома и почвой, благодаря чему существенно улучшается микроклимат и в помещениях становится намного теплее. Отсутствие контакта с грунтом исключает возникновение вертикальных нагрузок в процессе вспучивания, а это положительно сказывается на устойчивости дома и снижает нагрузку на фундамент;
• высокая степень надёжности – наличие ростверка существенно повышает устойчивость основания к поднятию грунтовых вод. Связывание свай позволяет сформировать монолитную конструкцию, служащую надёжным снованием дома.

Совет эксперта! Реализация указанных преимуществ, возможна только в случае правильной эксплуатации фундамента. Необходимо помнить о начальном предназначении основания для небольших каркасных и бревенчатых домов. Именно с этой целью тип фундамент был изобретён в Финляндии. Если построить здание с кирпичными или газобетонными стенами, то преимущества будут нивелированы, а объект окажется не долговечным.

Рис 3. Бревенчатый дом на свайно-ростверковом основании

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.

Как сделать свайный фундамент своими руками по буронабивной технологии

В общем случае сваи изготавливают в следующем порядке:

1. бурение скважины;
2. установка арматурных каркасов;
3. заливка бетоном;
4. изготовление ростверка.

Перед началом работ выполняют разбивку фундамента. Под свайный фундамент нужно отметить расположение опор и границы ростверка. Эту работу выполняют с помощью обноски и шнура. Обноску изготавливают из деревянных стоек и перемычек. Она нужна, чтобы не повредить разметку при выполнении строительных работ. Расположение опор под здание отмечают строго по расчету.

Участок до бурения скважин нужно расчистить от мусора. По разметке снимают верхний плодородный слой почвы. Толщина такого слоя обычно составляет 15—20 см.

Бурение

Скважину бурят как ручным, так и механизированным инструментом (моторизированным или электрическим). В частном строительстве распространение получил ручной метод. Это вызвано доступностью и стоимостью необходимых приспособлений. Для изготовления свай по технологии ТИСЭ (с уширением в нижней части) потребуется специальный бур с откидывающимися ножами. Свайный фундамент с ростверком по технологии ТИСЭ отлично подойдет при строительстве на пучинистых грунтах (глина, суглинок, супесь). Уширения позволяют предотвратить выдергивание здания при морозном пучении.

Все скважины должны располагаться строго вертикально. Работы выполняют по разметке. В процессе контролируют расположение бура. Под фундамент в скважину насыпают песчаную подушку толщиной 20—30 см. Сыпучий материал разравнивают и уплотняют.

Следующий этап — установка опалубки. В этом качестве используют трубу из рубероида. Материал предотвращает повреждение опоры в период затвердевания и не дает цементному молочку уходить в почву. В процессе эксплуатации рубероид будет обеспечивать дополнительную гидроизоляцию. Трубы делают самостоятельно из рулонного материала.

Рубероид в процессе бетонирования расправляется до краев ямы

Арматурный каркас

Свайный фундамент с монолитным ростверком армируется прутами класса А400 (АIII), диаметр которых зависит от расчетной нагрузки. Основа каркаса — вертикальные стержни диаметром 10—12 мм. Именно они воспринимают изгибающую нагрузку.

Горизонтальные хомуты диаметром 6—8 мм необходимы для связывания основных в единое целое. Арматурный каркас должен выходить за пределы сваи. Позже его связывают с металлом ростверка своими руками.

Рекомендуем ознакомиться с подробной статьей о расчете буронабивного фундамента.

Заливка бетоном

Технология свайного фундамента предполагает использование бетона классов В15—В20 в зависимости от нагрузки. Применять материал с большей прочностью экономически не выгодно. Бетон можно сделать самостоятельно или заказать на заводе. Второй вариант предпочтительнее, поскольку в этом случае можно быть уверенным, что полученная смесь обладает определенной прочностью. При замешивании бетона вручную обязательно изучают руководство по этому процессу. Обычно инструкция есть на упаковке с цементом.

Сваи желательно нужно заливать за один прием. Перерывы в работе по изготовлению одного элемента приведут к его ослаблению. Бетонную заливку рекомендуется выполнять при температуре наружного воздуха 15—25 градусов по Цельсию. В этом случае бетон быстрее наберет прочность и будет прочным. Через каждый 30—50 см заливки по высоте делают небольшой перерыв, во время которого раствор уплотняют вибратором или штыкованием.

На твердение материала в среднем уходит 4 недели. В дождливую и холодную погоду времени требуется больше. Делать монолитный ростверк можно после того, как бетон наберет 50—70% своей прочности.

Ошибки и рекомендации при возведении свайно-ростверкововых фундаментов

• Отсутствие надежной связи между сваями и самим ростверком. В зимний период через промерзание почвы возникает дополнительная сила, которая стремится опрокинуть сваи. Это происходит из-за естественного расширения влаги в процессе превращения в лед. Если столбы не зафиксированы или нарушено армирование, тогда в месте наибольшего воздействия столб сместится по горизонтали. В результате, на один или несколько столбов уже не будет действовать расчетная нагрузка от здания и оно в том месте просядет.
• Не предусмотрена воздушная прослойка под ростверком. Эта прослойка важную роль играет именно зимой, ведь мерзлая земля расширяется в разные стороны, вплоть до вертикали. В результате возникает избыточное давление на низ ростверка. Возможен обрыв сваи. Чтобы защитить плиту от продавливания, рекомендуется снизу наклеить несколько шаров пенополистирола, который будет исполнять роль утеплителя и искусственной амортизации.
• Ошибки в расчетах. Невнимательность, недостаток опыта или просто жажда сэкономить может обойтись боком. Если неверно рассчитаны нагрузки, тогда начнется проседание фундамента, остановить которое нельзя. Поэтому сразу нужно учитывать особенности каждого типа грунта и получить от геодезистов подробную карту почвы на месте строительства.
• Неправильно установлены сваи или малая глубина. Если такое произойдет, то за счет свободного пространства под сваей произойдет дополнительная усадка основания, соответственно, уменьшится воздушная прослойка под ростверком. Чтобы такого не произошло, сваи устанавливаются ниже глубины промерзания.

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.

Пошаговая инструкция по устройству фундамента своими руками

Расчет и подготовку проекта основания для дома, будь то свайно-ленточный фундамент, лучше всего поручить профессиональному проектировщику. Если сваи по высоте и толщине подобрать неверно, то долго железобетонная опора и здание на ней не прослужат.

Разметка на участке

При этом закладывать параметры «про запас» тоже не стоит, это приведет лишь к увеличению стоимости работ. Как таковое устройство фундамента своими руками рассматриваемого вида не должно вызвать трудностей. Ниже приведена краткая пошаговая инструкция позволит быстро разобраться во всех нюансах этого процесса.

Чтобы сделать фундамент из буронабивных свай и монолитного ростверка, необходимо:

Выбурить либо выкопать ямы под опорные столбы по схеме «по углам дома и с шагом 1–2 метра под лентой».

Бурим сваи и вставляем асбестоцементные трубы под сваи

Насыпать и утрамбовать на дне “скважин” 30-сантиметровую песчаную, а затем на ней залить из бетона подошву для опорных столбов толщиной еще на 20 см.

Опустить в землю трубы из асбестоцемента, выполнить их армирование прутками сечением 10–12 мм и залить бетонным раствором.

Вяжем арматуру под сваи

Сделать опалубку для ленты.

Уложить арматуру ростверка и залить ее бетоном.

Арматура не должна касаться краев опалубки

Нижний край опор должен находиться ниже точки промерзания грунта. При этом скважины под сваи делаются на 10–15 см шире взятых асбестоцементных труб. Чтобы столбы прочней стояли на месте, в нижней их части обустраивается расширяющаяся бетонная подошва. Ямы в земле под опоры по ширине делаются как раз под ее размеры.

Гидроизоляция бетона выполняется рубероидом либо мастикой. Подойдет даже гибкая черепица из модифицированного битума. Правда обойдется она дороже обычной толи.