Изготовление фундамента буронабивного с монолитным ростверком

Фундамент – основа любого капитального строения, от качества его обустройства зависит прочность и целостность возведенной на нем постройки. В тех случаях, когда природные свойства грунта не позволяют использовать обыкновенный вид опоры, используется свайная конструкция. Перед началом любого строительства важно знать, как правильно возвести свайный фундамент своими руками. Пошаговая инструкция, видео ролики и общее описание процесса помогут вам в этом.

Сфера применения

Основные положения и требования к проектированию и условиям применения свайных фундаментов регламентирует СП и СП 50–102–2003. В соответствии с этими нормативными документами, фундаменты проектируются на основании проведенных инженерных изысканий. Основными сферами применения (основанием для обустройства) считается наличие на участке застройки грунтов со слабой несущей способностью. К таким почвам относятся:

  • Суглинки.
  • Торфяники.
  • Песчаник.
  • Плывуны.
  • Пучинистые, растительные, лессовидные грунты.
  • Другие типы грунта с неустойчивыми или слабыми структурными связями.

Также основанием для применения свайных фундаментов считаются такие факторы:

  • Высокий уровень ГВ.
  • Болотистая местность.
  • Сезонная затапливаемость участка во время паводков.
  • Сейсмическая активность в регионе застройки.
  • Значительный перепад поверхности участка по высоте.

Кроме этого основание под здание на сваях организовывают в случаях, когда возведение других типов фундаментов нерационально с экономической точки. Например, большой объем земельных работ по выемке грунта для обустройства монолитного или плитного фундамента.

Еще одна сфера применения свайных фундаментов – строительство быстровозводимых зданий, так как скорость их обустройства позволяет сохранять высокие темпы строительства.

Что такое обвязка и почему она необходима

Каркасные дома являются облегченной конструкцией по сравнению с постройками из бетона, кирпича, бревен. В большинстве случаев они не требуют возведения тяжелых, монолитных оснований. Для надежной каркасной постройки достаточно столбчатой или свайно-винтовой модели фундамента.

Сваи и столбы удерживают постройку, предохраняют ее от контакта с землей и от влажности, позволяют деревянным конструкциям оставаться хорошо проветриваемыми. Так как они состоят из отдельных элементов, то нуждаются в общем связующем звене. Для создания правильной монолитной конструкции из отдельно стоящих свай используется ростверк – обвязка фундамента. В каркасных домах функцию обвязывания фундамента и собственно постройки производят только одной конструкцией – нижней обвязкой здания, без монтажа ростверка.

Из бруса, бревен, досок или металлических швеллеров создается обвязка, гарант прочной каркасной конструкции. Она также является основанием для элементов дома: стоек, укосин, панелей, готовых стеновых конструкций.

Нижняя обвязка каркасного дома равномерно распределяет на сваи нагрузку общего веса постройки, защищает ее от перекосов и разрушений. Если сваи под каркасным домом превышают высоту 50 см от уровня земли, нижняя обвязка варианты зданий, когда обвязка не обязательна, например, для легких построек небольшой площади, где высота свай от поверхности земли не высока, менее 50 см. Обвязка не обязательна также, если каркасный дом установлен на монолитном ленточном фундаменте.Общие требования к обвязке

Материалы и конструкции для обвязочных работ должны соответствовать определенным технологическим требованиям. Такова правильная обвязка каркасного дома.

  • Наиболее прочной получается обвязка из сдвоенных или строенных, “сплоченных” досок. Они должны быть одинаковыми, ровными, стандартных размеров, прочно соединенными между собой анкерными болтами или скобами.
  • Размер сечения обвязочных деталей, а именно, толщина досок, размеры сечения бруса или диаметр бревна для обвязки выбирается в зависимости от толщины стены будущего дома.
  • Деревья хвойных пород считаются подходящими для обвязок каркасных и деревянных домов благодаря прочности, долговечности, устойчивости к перепадам температур и влиянию погодных изменений. Смолы хвойных деревьев повышают сопротивляемость к гниению, усиливаются влагостойкость. Они меньше подвержены деформации, экономичнее по цене.
  • Пиломатериалы для обвязочных работ покрываются антисептиком для защиты от гниения и антипиренами, противопожарными составами. Обработку и просушивание проводят до начала монтажных работ.
  • Брус или доски должны быть из дерева с максимально прямолинейным стволом. Пиломатериал может не быть гладким, но ровным – обязательно.

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.
Читайте также:  Как вывести ноль на фундаменте своими руками – кирпичом и бетоном

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.

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.

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.

Обвязка швеллером

Обвязка швеллером.

Недостатком свайного фундамента (СВФ) является отсутствие сплошной опорной поверхности для мелкоформатных стеновых материалов. Если венцы сруба и брус нижней обвязки каркасного или панельного коттеджа можно уложить на оголовки СВС без особых проблем ввиду их значительной длины, кирпичную, блочную кладку без ростверка выполнить невозможно. Поэтому обвязка СВФ фундамента уголком, швеллером или двутавром применяется в случаях:

  • в проект одноэтажного здания заложены бетонные, кирпичные стены;
  • сруб, «каркасник» возводятся на склоне с перепадом высот больше 0,5 м;
  • необходимо построить двух – трехэтажный дом из СИП панелей, сруб или здание по каркасной технологии.

Обвязка металлическим ростверком свайного поля вдвое увеличивает пространственную жесткость конструкции, эксплуатационный ресурс. Технология усиления  свайно-винтового фундамента уголком имеет вид:

  • монтаж оголовков – пластины либо усиленные косынками модификации, позволяющие расширить опорную плоскость тела сваи;
  • наружный контур – уголок укладывается полкой вверх с учетом оси стены, заложенной в проекте;
  • внутренний контур – так же полкой вверх, чтобы между двумя уголками помещался стеновой материал (кирпич тычком, брус 15 х 15 см, калиброванное бревно)

При этом используется уголок 7,5 х 7,5 см с 5 мм полками либо 5 х 5 см 5 мм толщины. Сортамент металлопроката должен соответствовать ГОСТ 8509 от 1993 года. Не допускается применение б/у материалов с внутренними напряжениями, способными изменить геометрию пространственной конструкции.

При выборе швеллера существует два метода изготовления ростверка:

  • швеллер укладывается непосредственно на тело сваи стенкой вверх, стыкуется на углах под 45 градусов;
  • два швеллера, установленных на ребро, свариваются в общую балку, монтируются по головкам.

Сечение металлопроката зависит от диаметра свай, стенового материала. Например, для тяжелых стен из пеноблоков необходим швеллер 24П – 30П (25 см кладка), на 108 мм сваи без подрезки надевается швеллер 14П.

Самым мощным является ростверк из двутавровой балки. Однако они значительно утяжеляют конструкцию и обходятся дорого. Например, для бруса 15 х 15 см (сруб) потребуется 36 или 40 двутавр, шестиметровая балка из которого стоит больше 30 тысяч рублей.

При значительных габаритах свайного поля обычно требуется наращивание металлопроката по длине. Стыки должны быть расположены на сваях либо оголовках, запрещена стыковка в воздухе. Если висячий ростверк приподнят над землей больше 0,8 м, помимо верхнего ростверка дополнительно используется нижняя обвязка (0,3 – 0,5 м от земли) профильной трубой (стенка от 3 мм).

Расчет буронабивного фундамента с ростверком

Прежде, чем начинать монтировать фундамент из буронабивных свай с ростверком, необходимо все очень тщательно просчитать. Только правильные параметры и цифры позволят добиться нужного результата и обеспечить прочность, надежность, длительный срок эксплуатации будущего здания.

Расчет буронабивных свай

В процессе расчета свай определяют такие величины: длина опор, диаметр, число и схема расположения. Диаметр обычно берут в диапазоне 15-40 сантиметров, оптимальным считается сечение в 20 сантиметров. Для более точных расчетов можно воспользоваться специальными таблицами с указанием диаметра опор и их несущей способности, актуальной для разных материалов.

Если есть значение несущей способности отдельной сваи, по формуле высчитывают расстояние между ними:

l = P/Q – тут:

  • l – оптимальное расстояние между опорами
  • Р – показатель несущей способности сваи
  • Q – нагрузка на погонный метр основания (массу здания делят на длину самого ростверка)

Так, для дома весом 50 тонн, который строится на глинистой почве на опорах сечением 20 сантиметров, нужно 27 опор (50000 килограммов / 1884 килограмма = ). Также помнят о правиле: расстояние между сваями должно быть равно минимум трем их диаметрам. То есть, если берутся сваи сечением 20 сантиметров, расстояние между ними должно быть как минимум 60 сантиметров. Для плотного грунта цифру увеличивают на четверть.

Монтировать основание под дом нужно по предварительно составленной схеме, в основе которой лежит СНиП, требующий выполнения таких правил: сваи должны быть в углах здания, вдоль несущих стен и под входной группой.

Также желательно устанавливать опоры под тяжелыми элементами (печь, камин, котельная и т.д.). Глубина бурения зависит от того, на какой глубине обнаружены несущие грунты, от уровня промерзания почвы в регионе. Обычно бурят на глубину метра.

Расчет монолитного ростверка

Когда создается буронабивной фундамент с ростверком, технология предполагает точный просчет самого монолитного каркаса: его высоты и ширины. Чтобы получить значение ширины, используют формулу:

В = М/L*R – тут:

  • В – ширина ленты
  • М – вес здания
  • L – показатель длины ростверка
  • R – точное значение несущей способности верхнего слоя почвы

Формулу используют и для мелкозаглубленного основания, и для ростверка нулевой высоты. Висячий ростверк считают по другой технологии, достаточно сложной – в таком случае расчеты лучше предоставить выполнить профессионалам.

Читайте также:  Как сделать фундамент под баню — рассмотрим детально

Ширина ростверка обычно равняется 35-50 сантиметрам. Для коттеджа средней величины вполне будет достаточно ширины в 40 сантиметров и высоты в 30-50 сантиметров, что зависит от предполагаемого заглубления.

Расчет армирования

Когда создается фундамент, буронабивные сваи с ростверком обязательно должен объединять армированный каркас. Армируют рифлеными стальными прутами диаметром 10-12 миллиметров, вяжут гладкой вязальной проволокой сечением от 6 миллиметров.

Положение СНиП диктуют такие правила:

  • Число прутьев в продольном поясе – минимум 4 с расстоянием до 10 сантиметров
  • Шаг между поперечными перемычками в продольном поясе – до 30 сантиметров, между соединяющими вертикальными – до 40 сантиметров
  • Толщина защитного слоя бетона – минимум 5 сантиметров со всех сторон, чтобы избежать коррозии металла.

Чтобы понять, как рассчитывать количество арматуры, можно взять простой пример. Так, если создается монолитный ростверк периметром 9х7 метров, а условные габариты обвязки составляют 40х40 сантиметров, для армирования используются два продольных пояса с тремя стержнями диаметром 14 миллиметров каждый. Значение шага между прутьями равно 10 сантиметрам, пояса объединяют перемычки из прутьев диаметром 11 миллиметров с шагом в 20 сантиметров.

Выполнение расчета:

  • Определение общей длины стержней в верхнем продольном поясе: 9+9+7+7 = 32 метра (периметр ростверка), 32х3 = 96 (длина трех прутьев) 96 х 2 = 192 (длина, нужная для двух поясов).
  • Перемычки используются длиной 30 сантиметров, располагаются на расстоянии в 20 сантиметров. Для обоих поясов ростверка нужно: 2х(32/0.2) = 320 штук по 30 сантиметров = 96 метров.
  • Длина вертикальных перемычек, объединяющих оба каркаса. Длина их такая же, 30 сантиметров, для квадратного ростверка = 96 метров.

Получается, что в данном случае нужно закупать 192 метра арматуры сечением 14 миллиметров и 96 + 96 = 192 метра сечением 11 миллиметров для перемычек.

Вязальную проволоку рассчитывают так: на одно соединение тратится 40 сантиметров материала. Количество соединений равно: 4х(32/0.2) = 640 штук по 40 сантиметров = 256 метров.

Основные моменты перед возведением фундамента с ростверком своими руками

Началом обустройства фундамента должно стать планирование участка под постройку:

  • С помощью колышков и веревок основание строения переносится с чертежей на почву.
  • На полученной площади размечаются места будущих опор. Они устанавливаются по углам здания, на участках сопряжения стен и перегородок, под пространными жилыми площадями на расстоянии 2–2,5 м друг от друга.
  • По разметке бурятся отверстия глубиной ниже уровня промерзания.

Схема свайного фундамента

Далее следует определиться с высотой свайно-ростверкового фундамента. Ростверк может быть двух видов:

Особенности свайно-ростверкового фундамента

  • низкий – располагаемый на уровне земли или незначительно погруженный в нее;
  • высокий – обустраиваемый на некотором расстоянии выше почвы (висячий ростверк).

Используя уровень или лазерный нивелир необходимо вымерить горизонтальную плоскость, в которой будет смонтирован свайный фундамент, и сделать соответствующую разметку возле каждого отверстия под сваю.

Следует заранее подготовить инструмент и материалы, чтобы в процессе работы не возникли простои из-за отсутствия необходимого инвентаря.

Советы/рекомендации

Все металлические элементы фундамента должны быть обработаны антикоррозийным составом. Это продлит срок службы конструкции.

Выполняя крепления элементов при обвязке свайного фундамента, рекомендуется комбинировать виды соединений (болты, анкера, сварка). Благодаря такому подходу увеличивается прочность строения.

Швеллер для обвязки выбирается шириной не менее 140 мм.

Если в хозяйстве имеется двутавр, то для обвязки свайного фундамента можно использовать его. Сечение должно быть не менее 20 мм.

После соединения швеллера с оголовками свай с помощью сваривания необходимо зачистить швы и обработать стыки антикоррозийным составом, краской или битумной мастикой.

При близком расположении обвязки из швеллера по отношению к поверхности грунта рекомендуется вынуть 15-25 см почвы в пределах площади строения для замены её на смесь из песка и щебня. Это предотвратит произрастание сорной травы в подпольное пространство и промерзание в холодную пору года.

Читайте также:  Как построить столбчатый фундамент своими руками для каркасного дома

Применение швеллера для обвязки свайного фундамента придаёт зданию прочности и жёсткости. Такой ростверк идеально подходит для тех, кто отдаёт предпочтение капитальному строительству.

Основные размеры ростверков – каким образом различаются их габариты

Начиная эту непростую тему, можно сказать, что подробная информация по правилам расчета высоты ростверковых фундаментов, а также и других габаритов обычному обывателю вряд ли пригодится. Дело в том, что даже зная все необходимые для вычислений формулы, человеку, не связанному с проектированием, высчитать все правильно вряд ли удастся. Именно поэтому попробуем обрисовать такую тему, как размеры ростверка свайного фундамента, как можно проще и в общих чертах.

Попробуем понять, каким образом будет распределяться нагрузка после полного завершения строительства здания. Если обратиться к точным наукам, то при правильном возведении сооружения нагрузка должна равномерно распределиться по ростверку, который (в свою очередь) раскидает ее на все задействованные сваи. Но при этом следует понимать, что, если в сооружении присутствуют вертикальные несущие балки, они должны находиться непосредственно над сваей. В этом случае нагрузка распределится так, что не самый мощный ростверк ее с легкостью выдержит. Специалисты же свободно могут рассчитать, какие размеры необходимы свайному фундаменту в разрезе по всем габаритам.

Свайный фундамент в разрезе выглядит примерно так

Важный совет! Вполне можно обойтись без помощи инженеров в подобной работе при условии, что производится строительство бани, добротного сарая или складского помещения. Если же планируется постройка капитального дома, то лучше привлечь профессионалов.

Технология обвязки брусом

Большинство случаев использования брусовой обвязки относятся к строительству каркасных домов на буронабивных или винтовых сваях.

Порядок действий:

  • Нарезка брусьев по длине 200х200. Поскольку обычно используется соединение вполдерева, длина каждого пролета измеряется полностью, без учета толщины примыкающих брусьев.
  • Укладка периметра, соединение по углами. На каждом оголовке укладывается двойной слой рубероида. Соединения уплотняются джутовыми жгутами.
  • На оголовках брус фиксируется при помощи «глухарей» — специальных шурупов по дереву, имеющих шестигранные шляпки.
  • После укладки внешних балок приступают к монтажу внутренних пролетов, расположенных под несущими стенами. Над соответствующими сваями делаются углубления на ширину бруса (200 мм) и на половинную глубину (100 мм). В эти углубления укладываются соответственным образом подготовленные соединительные элементы внутренних пролетов.
  • Производится соединение всех параллельных пролетов дополнительными балками или досками, установленными на ребро. Для соединения используются саморезы и оцинкованные уголки с ребрами жесткости.
  • Поверхность всех деревянных деталей покрывают антисептическим и антипиреновым составом. После высыхания наносят слой гидроизоляции (горячий битум или битумная мастика).

При помощи железобетона

Создание железобетонной обвязки выполняется поэтапно.

Порядок действий:

  • Сборка опалубки. Горизонтальные щиты (дно) укладываются на поверхность оголовков, боковые стенки присоединяются к ним и прочно соединяются в верхней части поперечинами. Внутренние размеры должны соответствовать параметрам ростверка.
  • Укладка гидроизляции. Пленкой или слоем рубероида плотно устилают дно и внутренние стенки опалубки. Стыки материала делаются внахлест на 10 см с проклейкой соединения скотчем. Полотно должно полностью закрывать всю поверхность днища и стенок опалубки и плотно прилегать к поверхности, не отставая от нее.
  • Сборка арматурного пояса. Используется арматура диаметром 10 мм и гладкие прутки на 6 мм для вертикальных элементов. Армпояс вяжется с помощью мягкой проволоки, после чего устанавливается внутри опалубки в нужном положении. Необходимо обеспечить заглубление горизонтальных стержней на 2-5 см внутри бетона.
  • Заливка бетона. Она выполняется в один прием, без долгих перерывов (более суток). Заливать бетон следует с нескольких точек, чтобы не дожидаться, пока материал растечется по всей опалубке. После заливки поверхность накрывают полиэтиленом или мешковиной и выдерживают 28 дней для набора конструкционной прочности.
  • Опалубку снимают через 10 дней после заливки.
  • После окончания времени выдержки производят гидроизоляцию поверхности и переходят к дальнейшим работам.

Необходимость обвязки

Довольно нередко начинающие домашние профессионалы задаются вопросиком о том, нужна обвязка винтовых свай либо нет.

Дело в том, что фундамент на сваях – это конструкция из опор, которые углублены в грунт. Их установка может быть осуществлена очень кропотливо, но даже в этом случае они не будут отвечать требованиям прочности и надежности. При таковых критериях пол поможет перекоситься при эксплуатации дома, а вот обвязка не дозволит утратить основанию свою крепкость, делая его долговременным и надежным.

Обвязка – это соединение и крепление меж собой столбов конструкции.

Для этого следует применять очень прочные строй. К примеру, брус дозволяет получить крепкое основание, которое будет способно претерпевать впечатляющие нагрузки.

Монолитная плита с ростверком

Свайные фундаменты с монолитным ростверком представляют собой столбчатые сооружения с усиленной верхней частью. Оголовки свай объединяются цельным элементом. Существует несколько видов таких оснований, которые можно разделить по разным критериям. Зависит эта классификация от метода создания, материала изготовления и способа монтажа.

Главной задачей создания ростверка является оптимальное распределение нагрузок на основание. Поскольку сваи устанавливаются на определенном расстоянии друг от друга, чтобы зафиксировать их оголовки на одном уровне, создают соединяющую конструкцию. Благодаря этому распределяется нагрузка на опоры.

Благодаря устройству ростверка можно хорошо утеплить фундамент. Это позволяет продлить срок эксплуатации всего сооружения. Возможность движения свай исключается.

Монолитная плита относится к традиционным основаниям. Ее делают двух типов – незаглубленной или мелкозаглубленной. При выборе последнего варианта ее погружают в землю на 45 см. Обязательно армирование ростверка свайного фундамента по всей площади. Благодаря этому монолитное основание способно выдерживать значительные нагрузки во время подвижек грунта. Это актуально для местностей с проблемными почвами.