Методика расчета свайного буронабивного фундамента с ростверком

Свайный фундамент с ростверком применяется довольно часто тогда, когда возведение здания происходит на непрочном грунте, который, например, не пригоден для малозаглубленного фундамента.

Что такое ростверк

Ростверк представляет собой балки или плиточные перекрытия, служащие для объединения свай и несущих конструкций друг с другом.

Балочный фундамент с монолитным ростверком, состоящий из бетона, который армируется в опалубку, это по сути такой же ленточный фундамент, но стоящий над землей, он заслуженно называется одним из самых долгосрочных.

Балочный фундамент выполняется при помощи высокого, повышенного и заниженного ростверка. Чаще всего применяют высокий ростверк, он находится на расстоянии около 15-ти сантиметров над землей.

Такая высота помогает избежать воздействия грунта, и выворачивания свай. Ширина между землей и фундаментом обязательно утепляется.

Повышенный ростверк устанавливается прямо на землю, исключая зазорное пространство, но для исключения воздействия на него грунта, под ним снимают слой земли на 10–15 сантиметров.

Ростверк покрывает своим основанием эту яму. Заниженный ростверк устанавливают ниже уровня почвы на пару сантиметров.

Основной расчет ростверка — это объединить все сваи в одно целое, а также распределить давление по сваям, фото-проект установки свайного фундамента с ростверком можете посмотреть ниже.

Особенности свайно ростверкового фундамента

Основной особенностью свайно ростверкового фундамента является то, что поверх свай устраивается фундаментная балка – ростверк, который соединяет все сваи между собой. Ростверк соединяет весь фундамент в одно целое и этим самым способствует равномерному распределению веса дома на все сваи. Последние же, в свою очередь передают нагрузку от веса дома на наиболее прочные слои почвы.

Чаще всего, ростверк устраивается как монолитная железобетонная конструкция, прочность которой обеспечивает металлический каркас из арматуры. Для обеспечения равномерного распределения нагрузки на сваи, нижняя часть ростверка должна находиться обязательно выше нулевого уровня земли (на весу).

Виды свайных фундаментов с ростверком

Свайно ростверковые фундаменты могут быть разных видов, которые отличаются между собой, как типом используемых свай так и способом сооружения ростверка. Для устройства такого фундамента могут использоваться винтовые, забивные, висячие или буронабивные сваи. Ростверк такого фундамента может быть сборным или в виде железобетонной монолитной ленты

Преимущества и недостатки

Преимуществами таких фундаментов можно считать следующие их качества:

  • -требуют меньших затрат времени и материалов на свое устройство, особенно по сравнении с ленточным;
  • -позволяют снизить теплопотери дома через фундамент, так как ростверк не касается мерзлой почвы (при условии утепления пространства под ростверком);
  • — уменьшают уровень вибраций дома (актуально, если он строится вблизи транспортных магистралей).

Правда, такие фундаменты имеют и недостатки:

  • — необходимость сооружения свай на достаточно большую глубину;
  • — пространство под ростверком необходимо заполнять и утеплять.

Целесообразность устройства

Фундамент такого типа целесообразно сооружать для зданий из легких строительных материалов (дерево, пеноблоки, газобетон и др.) на непрочных грунтах, которые, в то же время, подвержены сильным сжатиям, то есть на тех участках, где устройство мелкозаглубленного ленточного фундамента невозможно, а заглубленного слишком затратно.

Другими словами, свайный фундамент с ростверком следует выбирать в том случае, когда:

  • есть желание сэкономить  до 30%  на возведение фундамента (хотя экономия может быть только в том случае, если  расчетное количество свай и их глубина, а следовательно и затраты на их устройство, не слишком велики);
  • характеристики грунтов и условия их залегания на участке (высокий уровень грунтовых вод, пучинистый грунт, большая глубина промерзания) не позволяют возвести другой тип основания дома за минимальный отрезок времени;
  • нагрузка от дома на фундамент относительно небольшая.

Виды свайных фундаментов с ростверком

Ввиду многообразия технологий строительства, используемых материалов для свайно-ростверковых фундаментов существует специальная терминология:

  • основание – воспринимающий вертикальную нагрузку пласт, залегающий ниже отметки промерзания;
  • свая – вертикальная конструкция, изготовленная в почве или погруженная в нее;
  • поле свайное – группа свай для одного сооружения, здания;
  • ростверк – монолитная либо балочная конструкция по оголовкам свай (плита, решетка, рама или балка);
  • низкий ростверк – заглублен в почву или расположен на уровне нулевой отметки;
  • высокий (висячий) ростверк – поднят над уровнем грунта;
  • несущая способность сваи – сумма сопротивлений грунта на боковых поверхностях и под ее нижним концом.

Схема буронабивного фундамента

По материалу буронабивные сваи классифицируются следующим образом:

  • композитные – железобетон внутри стальной или полимерной несъемной опалубки (труба большого диаметра);
  • бутобетонные – в нижней части сваи в бетон утоплены камни (максимальный размер 15 см, прочность не ниже расчетной марки бетона), верхняя часть (0,5 – 0,7 м) залита чистым бетоном, армирование обычно по всей длине (кроме забутовки);
  • железобетонные – свая залита полностью из бетона с арматурой по всей длине (обычно не напряженная);
  • бетонные – арматура лишь в верхней части для обвязки с ростверком.
Виды свайных фундаментов с ростверком

Ствол сваи может изготавливаться несколькими способами даже при использовании одних и тех же материалов. Например, если бетоном наполняется отверстие в земле с помещенным внутрь арматурным каркасом, свая будет безоболочечной.

Читайте также:  Как построить свой дом своими руками и как это сделать дешевле

Схема сваи с расширением — ТИСЭ.

Если свая достигает несущего пласта, заливается в полимерную или металлическую трубу, которая не несет нагрузок и остается в скважине на весь период эксплуатации (несъемная), выполняя роль гидроизоляции, получается свая с оболочкой.

Если временная опалубка снимается после заливки, свая называется во временной оболочке, метод – вертикально перемещаемая труба ВПТ. Если опалубка остается внутри скважины и выполняет несущие функции, свая именуется трубобетонной.

Для повышения несущей способности подошва сваи может уширяться монолитным основанием. Подошву разбуривают специальным инструментом, взрывом либо бетонными свайками. В общем ростверке оголовок буронабивной сваи может иметь скользящее сопряжение или жесткую заделку в монолит.

Если при геологической разведке участка выявлено залегание несущего пласта глубже 3 м, буронабивные сваи-стойки обойдутся индивидуальному застройщику дороже винтового фундамента СВФ либо плавающей плиты. В этом случае эффективнее висячие сваи, несущая способность которых зависит от плотности и пористости грунта. Если сил трения на боковых поверхностях недостаточно, следует рассмотреть другие варианты фундамента.

В отличие от ленточного фундамента, глубина заложения ростверка никак не зависит от характеристик грунтов:

  • лента опирается на землю подошвой, присутствуют боковые сдвигающие нагрузки от сил пучения;
  • ростверк на грунт не опирается, создается исключительно для обвязки свай, распределения нагрузок, опирания стеновых материалов (особенно актуально для пеноблоков, кирпича).

После заливки монолитного ростверка между грунтом и его подошвой создается воздушная прослойка для компенсации сил пучения. В низких ростверках она защищается по бокам листовыми материалами во избежание осыпания земли, заполнения этого пространства пучинистым грунтом.

Виды свайных фундаментов с ростверком

С учетом вышесказанного, монолитный ростверк по оголовкам буронабивных свай эффективен в случаях:

  • легкие постройки – экономия бюджета 30 – 50% в сравнении с плитой, ленточным фундаментом для срубов, фахверковых, каркасных, панельных (СИП технология), щитовых коттеджей;
  • сложный рельеф – склоны с перепадом высот больше 1,5 м в пятне застройки;
  • высокий УГВ – сваи можно залить в оболочку при незначительном подъеме воды или путем временного откачивания ее из скважины;
  • болото, прибрежная зона – земляные работы для других типов фундаментов невозможны.

Экономически эффективны в индивидуальном строительстве сваи лишь при глубине до 3 – 5 м, что обычно достаточно для легких конструкций. При нормальной геологии на ровных участках сваи сокращают бюджет строительства кирпичных, бетонных зданий вдвое. Лишь в этом случае фундамент соответствует требованиям СП , регламентирующим проектирование свайных фундаментов.

Как правильно выбрать кирпичи

Схема устройства кирпичного фундамента для теплицы.

Фундамент является сооружением, воспринимающим основную нагрузку всего строения; поэтому здесь есть свои особенности. Плюс, применяется материал, отличный от того, что используется при возведении стен, иных конструкций. Какой же материал лучше выбрать для строительства основы будущего здания?

Как правильно выбрать кирпичи
  1. Главный элемент фундамента – кирпич. Поэтому к его подбору надо подходить с особой тщательностью. Подойдет только красный, керамический камень. Силикатный не выдерживает длительного контакта с влагой и разрушается. Нужное количество керамического кирпича зависит от глубины залегания, габаритов, объемов фундамента. Первый параметр напрямую связан с точкой промерзания, которая в каждом регионе своя.
  2. Чтобы определить требуемое количество кирпичей, нужно объем фундамента, выражаемый в куб. м, умножить на число кирпичей в одном кубе кладки (примерно 400 штук одинарного материала с учетом швов). Для хорошей фундаментной кладки нужен только полнотелый кирпич. Тот, что с пустотами внутри, обладает более высокой влагопроницаемостью и меньшей прочностью, поэтому использовать его для возведения фундамента нельзя.
  3. Делать кладку необходимо с использованием кирпича определенной марки. Лучше всего подходит камень, имеющий прочность М300, М250 или М200. Также нужно обращать внимание на показатель морозостойкости F. Он должен находиться в пределах 35-50 циклов. Водопоглощение не должно превышать 15% (для кирпича, непосредственно контактирующего с грунтом). Одинарный камень имеет размеры 250х120х65 мм, полуторный – 250х125х88 мм. При покупке учитывайте, что на 1 поддон умещается от 300 до 350 штук.

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.

Устройство

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.

Этапы создания опалубки

Процесс монтажа деревянной конструкции опалубки выглядит так:

  • в зоне монтажа опалубки осуществляется зачистка грунта от растительности и мусора с помощью лопаты, топора и других инструментов. Опалубка для высокого ростверка может обойтись без этого этапа, так как она располагается над уровнем земли;
  • сваи или столбы фундамента обмазываются битумной мастикой;
  • весь периметр свайного или столбчатого фундамента засыпается песчано-гравийной смесью или песком (уровень этой подушки зависит от расчетного уровня дна ростверка). Для высокого ростверка на ножки из бруса укладываются доски под уровень. Ширина досок или подушки должна быть не менее ширины столбов или свай;
  • через каждые два метра снаружи и изнутри вбиваются колья таким образом, чтобы их высота была на 20-25 сантиметров больше, чем высота ростверка. Колья вбиваются для вертикального удержания досок опалубки. Между парой кольев по ширине соблюдается строгое выполнение расстояния, равного ширине ростверка плюс двойной толщине досок. Торцы кольев соединяются поперечными планками для обеспечения жесткости;
  • на песчано-гравийную подушку укладываются доски по ширине ростверка вдоль всей конструкции. Если предусмотрен уклон, то доски располагают соответственно. Для жесткости доски крепятся к кольям гвоздями/саморезами;
  • на нижний ряд монтируются следующие боковые доски, прибивая или привинчивая их к кольям;
  • опалубка под ростверк застилается на дне полиэтиленовой пленкой с целью гидроизоляции, а по краям прибивается гвоздями или скобами строительного степлера. Плёнка не позволяет цементному молочку впитываться в песчаную подушку и преждевременно высыхать раствору;
  • в опалубку укладывается каркас стальной арматуры, которая увязывается к арматуре столбов или свай для прочности и надежности. При необходимости можно использовать сварку. Обязательным условием является соблюдение расстояния между арматурой и дном/стенками.
Этапы создания опалубки

Монолитная опалубка ростверка позволяет получить единую жесткую конструкцию, которая равномерно распределит нагрузку будущего здания и не позволит его стенам негде проседать с течением времени. Она выполняется со строгим соблюдением герметичности и требует наличия деревянного дна.

Читайте также:  Как обшить фундамент цокольным сайдингом

Опалубка для ростверка фундамента хоть и создается простым образом, но обязательно должна быть выполнена с соблюдением всех геометрических размеров и уклонов. Расстояние между боковыми гранями и стенками наголовников не могут превышать одного сантиметра с каждой стороны, а столбы и сваи должны строго соответствовать проекту.

Конструктивные особенности ростверков

Ростверк может занимать одно из следующих пространственных положений:

  • подошва находится на уровне земли;
  • между подошвой ростверка и поверхностью земли обеспечивается гарантированный зазор;
  • подошва ростверка располагается ниже уровня земли.

Деревянный ростверк

Конструктивные особенности ростверков

Деревянный ростверк для столбчатого фундамента заглублять не рекомендуется, так как влага отрицательно влияет на древесину. Но из этого правила есть исключение: ценные породы древесины – например, лиственница – не боятся воды.

А на непучинистых грунтах при уровне грунтовых вод ниже уровня промерзания даже сосну можно поставить на землю. Слабопучнистые грунты требуют устройства песчаной подушки под бревна.

Практика показывает, что деревянный ростверк все-таки лучше приподнять над уровнем земли не менее чем на 100 мм (повышенный ростверк). Если зазор между деревом и грунтом превышает 250 мм, такой ростверк называется высоким.

Ростверк из бруса на столбчатый фундамент устраивается так же, как и из бревна. При покупке брусьев надо обратить внимание на параллельность противоположных граней: не допускается переменное сечение бруса.

Металлический ростверк

Ростверк из стальных балок – не самый лучший вариант для индивидуального строительства:

Конструктивные особенности ростверков
  • во-первых, металл стоит больших денег;
  • во-вторых, без помощи строительной техники и бригады строителей здесь не обойтись. А это весьма ощутимо повысит стоимость фундамента.

Невысока и долговечность стального ростверка: как ни обрабатывай металл, все равно рано или поздно ржавчина его разрушит.

Железобетон

Железобетонный ростверк может быть сборным или монолитным. Сборная конструкция не годится для частного строительства по причине большого веса железобетонных изделий.

Так же, как и при устройстве стальной обвязки столбов, потребуется участие спецтехники и рабочих – профессионалов.

Этих недостатков лишен столбчатый фундамент с монолитным ростверком: установить опалубку, смонтировать армирующий каркас, приготовить и залить бетон можно, имея всего одного помощника.

Конструктивные особенности ростверков

Армирование столбчато – ростверкового фундамента

Для армирования столбчатого фундамента с ростверком применяется арматура:

  • для продольных прутов — класса АIII диаметром 6 мм (для устройства каркаса ростверка) и 12 мм (для столбов);
  • для поперечных прутов – класса AI.

Поперечные стержни вяжутся через каждые 200 мм.

Наши услуги

Наша компания проводит работы по забивке свай, шпунта и лидерному бурению.

Мы готовы вам проконсультировать и провести работы по возведению фундамента, оставьте заявку:

Фундамент стаканного типа

Фундамент стаканного типа — одна из разновидностей столбчатого фундамента, которая используется в качестве основания под монтаж опорных…

Подробнее

Столбчатый фундамент

Имея земельный участок за пределами городской черты, большинство людей не знают как быстро и экономно построить жилье. А все потому, что не знают какому типу…

Подробнее

Опорно-столбчатый фундамент

Из данной статьи вы узнаете, какими преимуществами и недостатками обладают опорно-столбчатые основания, мы детально рассмотрим технологические особенности…

Подробнее

Полезные материалы

Опорно-столбчатый фундамент

Мы детально рассмотрим технологические особенности фундаментов данного типа и разберемся с основными нюансами строительства опорно-столбчатых оснований.

Читайте также:  Опорно-столбчатый фундамент своими руками

Столбчатый фундамент из блоков

На этой странице вы узнаете, где применяется столбчатый фундамент из ФБС блоков и какими преимуществами и недостатками он обладает…

Пример расчета

Чтобы лучше понять принцип выполнения вычислений, стоит изучить пример расчета. Здесь рассматривается одноэтажное здание из кирпича с вальмовой крышей из металлочерепицы. В здании предполагается наличие двух перекрытий. Оба изготавливаются из железобетона толщиной 220 мм. Размеры дома в плане 6 на 9 метров. Толщина стен составляет 380 мм. Высота этажа — 3,15 м (от пола до потолка — 2,8 м), общая длина внутренних перегородок — 10 м. Внутренних стен нет. На участке найдена тугопластичная супесь, пористость которой — 0,5. Глубина залегания этой супеси — 3,1 м. Отсюда по таблицам находим: R = 46 тонн/кв.м., fin = 1,2 тонн/кв.м. (для расчетов среднюю глубину принимаем равной 1 м). Снеговая нагрузка берется по значениям Москвы.

Сбор нагрузок делаем в форме таблицы. При этом не забываем про коэффициенты надежности.

Вид нагрузки Расчет
Стены из кирпича периметр стен = 6+6+9+9 = 30 м; площадь стен = 30 м*3м = 90 м2; масса стен = (90 м2* 684)*1,2 = 73872 кг
Перегородки изготовленные из гипсокартона не утепленные высотой 2,8 м 10м*2,8*27,2кг*1,2 = 913,92 кг
Перекрытие из ж/б плит толщиной 220 мм, 2 шт. 2шт*6м*9м*500 кг/м2 *1,3 = 70200 кг
Кровля 6 м*9 м*60 кг*1,2 /соs30ᵒ (уклон крыши) = 4470 кг
Нагрузка от мебели и людей на 2 перекрытия 2*6м*9м*150кг*1,2 = 19440 кг
Снег 6м*9м*180кг*1,4/cos30° = 15640 кг
ИТОГО: 184535,92 кг ≈ 184536 кг

Предварительно назначаем ростверк шириной 40 см, высотой 50 см. Длину сваи — 3000 мм, D сечения = 500 мм. Используем примерный шаг свай 1500 мм. Чтобы рассчитать общее количество опор нужно 30 м (длину ростверка) поделить на 1,5 м (шаг свай) и прибавить 1 шт. При необходимости значение округляется до целого числа в сторону уменьшения. Получаем 21 шт.

Площадь одной сваи = 3,14 0,52/4 = 0,196 кв.м., периметр = 2 3,14 0,5 = 3,14 м.

Найдем массу ростверка: 0,4м 0,5 м 30 м 2500 кг/куб.м. 1,3 = 19500 кг.

Найдем массу свай: 21 3 м 0,196 кв.м. 2500 кг/куб.м. 1,3 = 40131 кг.

Найдем массу всего здания: сумма из таблицы + масса свай + масса ростверка = 244167 кг или 244 тонн.

Для расчета потребуется нагрузка на пог.м ростверка = Q = 244 т/30 м = 8,1 т/м.

Расчет свай. Пример

Находим допустимое нагружение на каждый элемент по формуле указанной ранее: P = (0,7 46 тонн/кв.м. 0,196 кв.м.) + (3,14 м 0,8 1,2 тонн/кв.м. 3 м) = 15,35 т. Шаг свай принимается равным P/Q = 15,35/8,1= 1,89 м. Округляем до 1,9 м. Если шаг получается слишком большим или маленьким, нужно проверить еще несколько вариантов, меняя при этом длину и диаметр фундаментов.

Для каркасов применяются пруты D = 14 мм и хомуты D = 8 мм.

Расчет ростверка. Пример

Нужно посчитать массу здания без учета свай. Отсюда М = 204 тонн. Ширина ленты принимается равной М / (L R) = 204/ (30 75) = 0,09 м. Такой ростверк использовать нельзя. Свесы стен кирпичного здания с фундамента не должны превышать 4 см. Ширину назначаем конструктивно 400 мм. Высота остается равной 500 мм.

Армирование ростверка свайного фундамента:

  • Рабочее 0,1%*0,4*0,5 = 0,0002 кв.м. = 2 Здесь достаточно будет 4 стержней диаметром 8 мм, но по нормативным требованиям используем минимально возможный диаметр 12 мм;
  • Горизонтальные хомуты — 6 мм;
  • Вертикальные хомуты — 6 мм.

Выполнение расчетов займет определенный промежуток времени. Но с их помощью можно сберечь деньги и время в процессе строительства.

Также вы можете рассчитать фундамент при помощи онлайн калькулятора. Просто нажмите на ссылку Расчет фундамента столбчатого типа и следуйте инструкциям.

Источник ссылка

Этапы возведения свайного фундамента

Самостоятельное изготовление основания на опорах вполне возможно. Такой вариант значительно сократит финансовые затраты и выполняется без привлечения специалистов. К тому же конструкция является универсальной и может использоваться под разные объекты и на любых грунтах. Строительство свайного фундамента должно проходить строго по проекту и с соблюдением последовательности, иначе конструкция будет ненадёжной:

Этапы возведения свайного фундамента
  1. Произвести расчёты будущего фундамента.
  2. Очистить площадку, чтобы ничто не мешало процессу бурения.
  3. Составить схему и сделать разметку расположения свай. Например, для каркасного сооружения достаточно будет фундамента по периметру с расстоянием между опорами 1,2 метра.
  4. Бурение скважины. Здесь нужно определиться с видом бурения.
  5. Укладка гидроизоляции в колодец — пергамина или толи, благодаря которым бетонный раствор не уйдёт в землю.
  6. Для бурения потребуется спецтехника или оборудование, соответствующее выбранной технологии.
  7. Установить в скважину армированный каркас на расстоянии 10 см от дна и боковых стенок.
  8. Выполнить заливку колодца бетоном. Через каждые 30 см слой несколько раз проткнуть штыком, чтобы выпустить воздух из раствора.
  9. После того как бетон застынет, начать обустраивать ростверк.

Для повышения прочности и надёжности свайной конструкции следует изготовить обвязку ростверком. Ростверк чаще делается из железобетона. Ширина его определяется исходя из веса, который на ней будет. Поэтапное выполнение работ по сооружению фундамента на сваях поможет без особых усилий и очень быстро соорудить фундамент на сваях.