Что такое ростверк фундамента? детальное изучение важного элемента

Общие понятия и область применения

Среди множества разновидностей фундаментов свайный тип, можно сказать, стоит немного особняком. При возведении традиционного основания под дом используются сплошные конструкции. Чаще всего фундамент делается в виде монолитной «ленты» из бетона.

В свайном типе такого не встретишь. Здесь используются отдельные точки, на которых и будет держаться все строение.

В общих чертах такой фундамент представляет собой сваи, которые углублены в грунт. Далее все элементы соединяют в единую обвязку, а поверх ведут строительство самого дома. Кроме того, очень часто сваи соединяют между собой при помощи ростверка. Такая конструкция позволяет лучше распределить нагрузки на фундамент.

Для изготовления свай могут использоваться различные материалы, а именно:

дерево. Такие сваи используются довольно редко. Древесина подвержена гниению, поэтому служит недолго (особенно если она помещена в грунт). Современные препараты, которыми обрабатывают древесину, способны продлить срок ее эксплуатации, но ненадолго. Такие сваи считаются самым дешевым вариантом;

  • стальные трубы – это довольно дорогой вариант. Такой свайный фундамент под дом требует тщательно обработки антикоррозийными средствами. Стальные трубы отличаются высокой прочностью, но вот срок эксплуатации не превышает нескольких десятков лет;
  • асбестоцементные трубы – это разновидность предыдущего варианта, только в этом случае расходы будут существенно снижены;
  • железобетон – это наиболее часто используемый материал для свайного фундамента. Сами сваи можно изготовить непосредственно на месте. Стоимость их будет ниже, чем стальной вариант. Еще один существенный плюс – это срок службы. Железобетонные сваи могут простоять сто и более лет.

Чаще всего выбирают именно последний вариант. Но и деревянные сваи тоже не такие уж редкие. Такой фундамент выгоден при строительстве легких каркасных или деревянных домов. Кроме того, древесина часто используется при возведении столбчатых оснований, которые являются упрощенной разновидностью свайных.

Кроме используемых материалов такой тип фундамента можно подразделить в зависимости от способа погружения свай в грунт:

  • забивной. В этом случае используется специальная техника – вибропогружатель или ему подобная. Сваи вбиваются в грунт;
  • буровой. При таком способе вначале пробуривается скважина. Далее в нее помещается сама свая;
  • набивной. Такой способ подразумевает заливку бетонной смеси в пробуренную скважину;
  • винтовой. В этом случае сваи (которые оснащены специальным винтовым наконечником) вкручиваются в грунт.

Каждый способ имеет свои плюсы и минусы

Но, в общем, у любого свайного фундамента есть одно важное преимущество – это возможность использования на сложных участках и грунтах. Такой тип основания применяется в следующих случаях:

  • если на вашем участке грунтовые воды близко подходят к поверхности;
  • при условии, что верхний слой земли имеет низкую несущую способность (слишком рыхлый);
  • если в вашем регионе глубина промерзания грунта достигает двух и более метров;
  • на участке имеются крутые склоны

Во всех этих случаях устойчивые грунты находятся на большой глубине (или, как в случае участка со склоном, на разных высотах). «Дотянутся» до них можно только с использованием свай. Кроме того, такой тип фундамента используется в случае строительства массивных зданий (весом в несколько сот тонн).

Ошибки и рекомендации

Несмотря на простоту технологии и доступность строительных материалов, собственники часто допускают ошибки в проектировании и монтаже:

  1. Отказ от геологического исследования грунта. Начинающие строители часто недооценивают действие сил морозного пучения, которые при минусовой температуре окружающей среды «выталкивают» фундамент из почвы.

    Устроенная под опорами песчаная подушка послужит защитой от расширения грунта. При этом слой песка нужно тщательно утрамбовать.

  2. Использование бетона низкого качества. В целях экономии некоторые застройщики покупают более дешевый бетон (М100, М150). Такой материал не способен выдержать вес массивной конструкции, поэтому эксперты рекомендуют использовать бетон марки не ниже М200.
  3. Слабая связка опор и ростверка. Соединение ленты и столбов – слабое место конструкции. При недостаточной жесткости связки под действием сил морозного пучения может произойти разрыв верхней и нижней части фундамента, что грозит обрушением сооружения.

Много важной и полезной информации о свайно-ростверковом фундаменте найдете в этом разделе

Что лучше выбрать?

Ленточный тип на сегодняшний день остается одним из популярных, надежных и долговечных фундаментов.

Но он требует грамотных расчетов, большого расхода материальных и трудовых ресурсов, а также имеет ограничения по применению в грунтах с высокой силой пучения.

Свайно-ростверковый фундамент используют для строительства на слабых почвах в тех местах, где ленточный фундамент не целесообразен, а возведение заглубленного основания – достаточно материалоемкий и поэтому более затратный процесс.

В свою очередь, свайное основание хорошо подходит для неустойчивых почв и обходится застройщику недорого, но оно способно выдержать только:

  • легковесные каркасные,
  • деревянные,
  • пенобетонные,
  • щитовые сооружения.

О возведении свайно-ленточного фундамента для дома из газобетона читайте здесь, для строения из пеноблоков — тут.

Особенности фундамента на металлических сваях

Выбор фундамента — дело серьёзное, потому что многое зависит от конструктивных особенностей будущего сооружения и грунта на участке. Поэтому перед тем, как остановить свой выбор именно на свайно-винтовом фундаменте, следует тщательно изучить его плюсы и минусы, а также основные принципы монтажа.Отличия свайного основания от плитного или ленточного состоят в следующем:

  • каждая его свая передаёт грунту сфокусированную в конкретной точке нагрузку;
  • сваи сделаны из металлических труб, которые гораздо хуже, чем железобетон, сопротивляются изгибу и подвержены воздействию коррозии;

  • вворачивание винтовых свай в грунт делает его рыхлым, а не плотным, в отличие от применения забивных свай.

Эти факторы являются определяющими при выборе такого фундамента. Соответственно, качество и срок службы свайно-винтового основания вплотную зависит от грунта. Лучшим грунтом для такого фундамента будет песок с фракциями мелкой гальки, суглинок или аллювий (намывные отложения). Входя в такой грунт, винтовой наконечник трубы проталкивает перед собой постепенно уплотняющийся конус земли, выжимая из него влагу и цементируя его мелкими фракциями глины. В итоге конус обретает прочность как у бетона, и смыкается с конусами остальных свай. Трубу заклинивает намертво, после чего её легче скрутить в штопор, чем вывернуть обратно. Таким образом, крепкое основание выполняется без нулевого цикла. Забивные сваи могут устанавливаться везде, кроме грунтов с непробивными включениями.

Винтовые сваи располагаются в шахматном порядке и обязательно выравниваются по уровню

Преимущества свайно-винтовых фундаментов

  1. Низкая стоимость. Выгода получается довольно ощутимой — свайный фундамент обходится на 20–40% дешевле всех других.
  2. Простота монтажа. Установку свай на большей части типов почв в короткий срок смогут провести три-четыре человека без использования дорогого оборудования.

  3. Быстрая установка. Понадобится лишь один-два дня, чтобы установить сваи даже на участке со сложным рельефом.
  4. Возможность установки на участках с существенным уклоном. Что интересно, на стоимость монтажа это не влияет.

  5. Отсутствие потерь времени на усадку. Строить можно сразу после ввинчивания свай.
  6. Лёгкая достройка. Наращивание фундамента или изменение проекта не требует существенных затрат и усилий.
  7. Всесезонная установка. Ввинчивать сваи можно в любое время года.

  8. Отсутствие мусора после строительства. Установка свай не повреждает окружающую среду.
  9. Возможность установки как в болото и плывуны, так и в вечную мерзлоту.
  10. Многоразовое использование. При необходимости сваи можно извлечь из грунта и установить в другом месте.

Недостатки винтовых свай

У винтового свайного фундамента имеются не только плюсы, но и минусы, которые надо учитывать:

  1. Это основание не предназначено для блочных или кирпичных домов (предпочтительны деревянные или сборно-щитовые конструкции). Даже усиленное по прочности, оно все же проигрывает бетону.
  2. Трудности с обустройством подвальных помещений — их приходится отстраивать отдельно.
  3. Сваи сложно вкручиваются рядом с соседними конструкциями, потому что для их установки используются рычаги.

  4. Сваи фундамента плохо сопротивляются коррозии. Поэтому на качественном антикоррозийном покрытии экономить нельзя, а покупать сваи следует только у добросовестных производителей. Проблемой может также оказаться некачественный металл свай.
  5. Есть грунты, на которых установить сваи будет очень сложно. Например, если твёрдый грунт находится на большой глубине, сваи придётся наращивать, а это требует дополнительных затрат.
  6. Ограниченный срок эксплуатации. Во влажных грунтах с отличной от нейтральной кислотностью сваи из металла прослужат не более 60 лет.
  7. Устройство такого фундамента требует досконального изучения грунта и специализированных расчётов. Проект должен быть индивидуальным.

Минусы такого фундамента будут малозначительными по сравнению с его плюсами, если строится:

  • временный дом из лёгких материалов для проживания на время капитального строительства, к примеру, особняка;
  • баня из дерева. Удалённость пола от земли обеспечивает приятный пар;
  • хозпостройки, беседки, сараи, навесы, веранды, заборы;
  • ворота распашного типа.

Как подготовиться к работе?

Закладка фундамента – ответственный процесс, поскольку от выбора материала и качества монтажа зависит надежность и долговечность проектной конструкции.

С чего начать?

Но, чтобы сэкономить, можно использовать справочную информацию и самостоятельно провести исследование грунта и глубины подземных источников на участке.

Что нужно знать перед проектированием?

Для расчетов железобетонного свайно-ленточного фундамента необходимо знать:

  • тип грунта;
  • степень пучения почвы;
  • точку промерзания;
  • залегание поземных источников;
  • несущую способность грунта;
  • перепады высот на участке;
  • климатические условия для региона (количество осадков).

Перед расчетами фундамента необходимо подобрать количество свай. Как правило, опоры устанавливают по углам здания и в местах, где будут пересекаться простенки в доме по проекту.

Приблизительное расстояние между опорами 1,5–3 м. Площадь сечения свай выбирается экспериментальным путем, исходя из несущей способности грунта.

Для выбора параметров рекомендуется воспользоваться справочными данными:

Диаметр буронабивных свай, см 100 150 200 250 300
Площадь основания, см2 79 177 314 490 707
Тип грунта Несущая способность
Песок крупной фракции 325 701 1350 2050 2350
Песок средней фракции 235 530 942 1472 2120
Мелкий песок, перенасыщенный влагой 197 530 748 1226 1775
Твердая глина 353 795 1413 2208 3180
Пластичная глина 197 353 628 980 1413
Крупнообломочные породы 432 1315 2168 3238 5650

Расчет опор и ростверка

Чтобы заложить надежный фундамент, необходимо провести ряд обязательных предварительных расчетов:

  1. Определить суммарные нагрузки с учетом веса стен, перекрытий, кровли, снежного настила и т.п.
  2. Найти необходимую опорную площадь, зная вес конструкции и коэффициент надежности. Формула для расчета: S опоры = (М * 1,4)/Н, где:
    • М – суммарная масса сооружения (из п.1),
    • Н – несущая способность грунта (справочная информация),
    • 1,4 – коэффициент надежности.
  3. Рассчитать суммарную площадь сечения свай, учитывая их количество.
  4. Сравнить результаты вычислений п. 2 и 3.

Если площадь сечения свай больше опорной площади, то выбранные параметры подходят, если меньше – необходимо увеличить площадь опор. Иногда целесообразно увеличить количество столбов (алгоритм расчета не поменяется).

Длину опор выбирают с учетом глубины промерзания грунта. Как правило, железобетонная конструкция должна упираться в твердый несущий слой. Для большинства российских регионов точка промерзания находится на глубине 1,5 м. К этому значению необходимо не забыть добавить высоту цоколя.

Ширина ростверка выбирается таким образом, чтобы это значение превосходило или было равным толщены цоколя или несущих стен.

Необходимые инструменты и материалы

Для строительства свайно-ростверкового фундамента понадобятся такие инструменты и материалы:

  • ручной бур или электрическая установка для устройства шурфов;
  • смесь для бетонного раствора: песок, щебень, цемент, вода;
  • щебень средней фракции для устройства дренажной подушки под ростверк;
  • бентонитовый раствор для обмазки стенок скважины;
  • листы рубероида для гидроизоляции свай;
  • листовой гидроизоляционный материал для ростверка;
  • пенополиуретановый утеплитель;
  • металлическая арматура для армирования верхней и нижней части фундамента;
  • доски, брусья, гвозди и шурупы для изготовления опалубки;
  • колышки, лески для разметки участка.

Виды фундамента на сваях

Ростверк этого типа свайного фундамента выполняется из монолитного железобетона либо стального швеллера. Чаще всего используется бетонная конструкция с армированием. Нагрузки она способна выдержать значительные. Вариант, где обвязка металлическая, больше предназначен для легких строений (гаражей, хозпостроек, зданий из СИП-панелей и бань).

Свайный фундамент с металлическим обвязом

Свайный фундамент с монолитной обвязкой

По типу используемых опор свайно-ростверковый фундамент бывает двух разновидностей:

  1. Винтовой.

  2. Буронабивной.

В первом случае это практически полная копия фундамента на винтовых сваях. Только на опорах у него лежит более мощный монолитный ростверк. При этом стальные “винты” для такой конструкции приходится выбирать попрочнее, у которых толщина стенок и диаметр больше.

Те, кто собираются делать основание своими руками, зачастую предпочитают использовать буронабивные сваи в несъемной опалубке в виде асбестоцементных труб. Эта технология проще и дешевле при самостоятельном исполнении.

Технология расположения свайных конструкций

  • одиночные конструкции – ростверк делается ленточный, соединенный армированием, несущие плиты расположены каждая над своей сваей;

  • ленточные – предусмотрено большое количество опор, расположенных по всему периметру будущего здания, а поверх будет монтироваться ленточный монолитный ростверк;
  • полосная установка – используется для массивных сооружений на почвах, склонных к сезонному смещению. Опоры связывают между собой арматурой, могут быть одиночными полосами;
  • кустами (пучком) – монтаж проводят только под конкретными опорными элементами, чаще всего на углах основания, где будет предусмотрена основная нагрузка;
  • сплошным полем под всем зданием. Практикуется, если будет строиться железобетонный монолитный ростверк.

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.

Виды свайного основания в зависимости от метода погружения

Сваи могут быть изготовлены разными способами, что определяет метод из погружения в грунт:

  • Забивные сваи погружают в землю только посредством специального оборудования или вибропогружателя.
  • Набивные сваи погружаются в скважину с помощью бура и заливаются бетонным раствором. Выполняются из бетона или железобетона.
  • Буровые сваи — это железобетонные изделия, погруженные в предварительно пробуренную скважину.
  • Винтовые сваи представляют собой металлические столбы с наконечником в виде винта. Погружение выполняется непосредственным вкручиванием сваи в грунт.

Разновидности свайного основания

В настоящее время существуют различные виды свайных фундаментов и типы ростверков. В первую очередь, они различаются материалом, из которого производятся сваи, а также технологией возведения и СНиП.

1.      Железобетонные сваи. Они изготавливаются на специализированных производствах ЖБИ с учётом СНиП и представляют собой гвозди гигантских размеров, которые забиваются в грунт при помощи механических устройств: дизельных или пневматических молотов. Перед установкой данных свай на участке необходимо предварительно сделать соответствующую разметку и разметить нужное расстояние между ними, согласно видео.

2.      Деревянные сваи. Представляют собой фундаменты с устаревшей конструкцией, ширина которых может быть различна. Для того, чтобы придать деревянным столбам дополнительную прочность и не допустить растрескивания, на один из их концов надевается металлический наконечник, а на другой металлическое кольцо, согласно СНиП. Для производства данных свай в основном используются деревья хвойных пород. Наилучшими характеристиками среди них обладает лиственница, т.к. при соприкосновении с грунтовыми водами она набирает дополнительную плотность.

3.      Винтовые сваи. Относительно современное решение, которое в последнее время становится всё более популярным, т.к. имеет очевидные плюсы. Винтовые виды фундамента пришли в гражданское строительство от военных, которые использовали их для быстрого возведения строений вблизи водоёмов. Данная конструкция представляет собой толстостенную трубу, покрытую специальным составом, и, имеющим на конце лопасти.

Монтаж свай

На расстояние до 1,2 метра винтовую сваю можно вкрутить руками, без применения специальной техники. Для этого необходимо три человека, два из которых будут её крутить, а третий контролировать вертикальность. Ознакомиться с технологией можно при помощи фото и видео. После вкручивания сваи на нужную глубину, её высота обрезается по уровню, а во внутреннюю полость заливается бетон согласно СНиП.

4.      Буронабивные сваи. Согласно СНиП, предназначены для участков, почва которых перенасыщена влагой. При минусовой температуре она замерзает и впоследствии вспучивается. В таких ситуациях имеет смысл использовать буронабивные сваи. Их установка более трудозатратна, однако, в итоге полностью себя оправдывает.

Перед тем, как устанавливать свайно-ростверковый фундамент необходимо пробурить отверстия в земле соответствующего диаметра (обычно не больше 30 см в диаметре). Далее создаётся опалубка из листового рубероида или обычной оцинкованной трубы. В центральную часть устанавливается армирующая сетка из металлического прутка по СНиП. После того, когда вся конструкция готова, она заливается бетонным раствором. По прошествии 1-1,5 месяцев бетон полностью высыхает и набирает требуемую прочность, на буронабивные сваи можно начинать устанавливать само здание.

Инструкция по устройству свайно-ленточного фундамента

При ведении строительных работ, так сказать, любителями или кустарными бригадами можно рекомендовать следующий способ возведения фундамента.

1. Очистка, планировка и разметка территории

На этом этапе проводят очистку территории от мусора и посторонних предметов, производят выравнивание площадки и делают разметку траншеи фундамента.

2. Подготовка траншеи для ростверка

Если строительство ведется на непучинистом или слабопучинистом грунте, ростверк делают мелкозаглубленным, при этом его подошва располагается на 20–40 см ниже нулевой отметки. Траншею необходимо сделать глубже сантиметров на 10–15, которые понадобятся для устройства песчано — щебневой подушки.

Необходимую ширину траншеи определяют суммированием ширины фундамента, которая должна быть на 10 см больше толщины стен с теплоизоляцией.

В условиях пучинистого грунта ростверк делают незаглубленным либо располагают выше нулевой отметки, так чтобы его ленты в пролетах между сваями находились в подвешенном состоянии.

3. Подготовка скважин под сваи

Для производства скважин применяют бур диаметром 15 см. Они должны располагаться в углах фундамента и вдоль лент ростверка через каждые 1,5 – 2 м. Скважины должны не просто упираться в твердый грунт, но заглубляться в него на 60 см.

На дне каждой скважины формируется подушка из очищенного песка крупной или средней фракции, которую следует обильно полить водой и утрамбовать.

Далее в скважины погружаем трубки, сшитые из рубероида с помощью лески, либо асбестоцементные трубы, которые будут одновременно играть роль опалубки и гидроизоляции.

Теперь остается установить в каждую скважину каркас из трех равноудаленных друг от друга стержней арматуры номинальным диаметром 10 – 12 мм. Ребра каркаса выполняют из тонкой арматуры диаметром 6 – 8 мм, к которой рабочая арматура привязывается отожженной проволокой.

4. Устройство опалубки

Чаще всего в индивидуальном строительстве для сооружения опалубки используют обрезную доску. Более ровную бетонную поверхность дает применение фанеры, но такой вариант получится слишком затратным, так как плиты должны иметь толщину не менее 15 мм.

Для того чтобы доски опалубки не были испорчены от контакта с бетоном и в дальнейшем могли быть использованы для иных нужд, их лучше обмотать пленкой. Опалубка должна иметь прочную конструкцию, для чего ее укрепляют стяжками и подкосами.

5. Теплоизоляция и гидроизоляция

Экструдированный пенополистирол, применяемый в качестве теплоизоляции, является водонепроницаемым, поэтому гидроизоляцию (рубероид) следует укладывать только вдоль дна и внутренних стенок траншеи.

Применение пенополистирола обусловлено его высокой способностью противостоять механическим нагрузкам со стороны замерзшего грунта в сезон холодов.

6. Армирование фундамента

От того, насколько правильно будет подобрана арматура и сооружен арматурный каркас, зависит прочность и долговечность всей конструкции. Еще раз отметим, что при возведении свайно-ленточного фундамента расчет его лучше доверить профессионалу, обратившись в строительную или проектную фирму.

В общем случае, если речь идет, к примеру, об устройстве свайно-ленточного фундамента для дома из газобетона либо другого легкого материала, применяют следующее правило: на долю арматуры должно приходиться 0,1% всей площади поперечного сечения фундамента.

Из арматуры диаметром 10 или 12 мм делают два пояса в верхней и нижней части фундамента, которые связываются поперечными и вертикальными стержнями диаметром 6 – 8 мм в единый каркас.

Арматурные каркасы в траншее и скважинах объединяют в единую конструкцию. Для этого их также связывают отожженной проволокой.

7. Заливка бетона

Работы по заливке свай и ростверка следует спланировать так, чтобы весь бетон был залит за один подход, только тогда фундамент будет по-настоящему монолитным. Использовать следует тяжелый бетон (М400 или выше).

Важно, чтобы в слое бетона не оставалось воздушных пузырей, поэтому после заливки его протыкают в нескольких местах арматурным прутом и только потом выравнивают. Готовый фундамент накрывают пленкой для защиты от дождя. Чтобы бетон не пересыхал, особенно при жаркой погоде, его следует периодически поливать чистой водой

Чтобы бетон не пересыхал, особенно при жаркой погоде, его следует периодически поливать чистой водой

Чтобы бетон не пересыхал, особенно при жаркой погоде, его следует периодически поливать чистой водой.

Опалубка выдерживается от 7 до 9 дней, по истечении этого срока ее можно демонтировать.

Как сделать свайно ленточный фундамент своими руками смотрите в видео