Свайно-ростверковый фундамент

Свайный фундамент, усиленный ростверком, активно используется в черте городской застройки индивидуальными застройщиками, так как другие типы оснований для жилья требуют применения землеройной, копровой и подъемной спецтехники, а в расчет свайно ростверкового основания такое оборудование не входит – все работы можно сделать своими руками и с минимальными затратами. Основной элемент конструкции свайно ростверкового фундамента –буронабивные сваи небольшой длины, скрепленные между собой железобетонным ростверком.

Разновидности свайных конструкций оснований с обвязкой ростверком

Инновационные технологии стремительно развиваются, и строительная терминология пополняется новыми обозначениями. Чтобы в них не запутаться, изучите наиболее распространенные термины:

1. Основание – пласт грунта, который лежит ниже глубины промерзания грунта в регионе, и на него приходится основная вертикальная нагрузка от веса здания;
2. Свая буронабивная – вертикальная опора в виде столба, которую заливают бетоном непосредственно в грунте, или погружают в почву готовую конструкцию;
3. Свайное поле – общее количество свайных опор, которые потребуются, чтобы построить свайно ростверковый фундамент для одного здания или сооружения;
4. Ростверк – бетонная, металлическая, деревянная конструкция, которая скрепляет оголовки свайных столбов. Для буронабивных свай используют монолитный бетонный ростверк;
5. Ростверк низкий – глубина погружения такого элемента – до 0,5 м в грунт или на уровне грунта;
6. Ростверк висячий (высокий) приподнимают над нулевым уровнем на высоту, которая зависит от условий строительства – типа грунта, глубины залегания грунтовых вод, типа свай, и т.д.;
7. Несущая нагрузочная способность свайной опоры – результат суммирования значений сопротивления грунта по бокам сваи и под ее торцом внизу.

Применение разных материалов для изготовления буронабивных свай позволяет классифицировать их по этому признаку:

1. Сваи буронабивные композитные состоят из металлической или полимерной неразборной опалубки (обычно это большая труба) с армированным бетоном внутри трубы;
2. Бутобетонные опоры: нижняя часть опоры бетонируется с добавлением бута (камень, строительный бут) с максимальным размером камней ≤ 15 см. Выше свая заливается обычным раствором бетона с использованием армирующих элементов. Забутованная часть опоры не армируется;
3. Сваи из железобетона полностью заливаются раствором, предварительно полость сваи необходимо армировать прутьями ненапряженной арматуры по всей ее длине;
4. бетонные – арматура лишь в верхней части для обвязки с ростверком.

Перед строительством свайно-ростверкового фундамента проводится геологоразведка, и, несущий пласт грунта залегает ниже трёх метров, от буронабивных свай лучше отказаться, так как их применение выйдет дороже винтовых свай или плавающего плитного основания. Глубина погружения ростверка в такой конструкции не зависит от свойств грунта, так как:

1. Если монолитная лента из бетона ложится подошвой на грунт, то появляются боковые нагрузки от пучения грунта;
2. Если ростверк не ложится на почву, то он служит только для усиления группы свай, равномерного распределения нагрузи на опоры, и для создания опоры под строительные материалы, из которых будут строиться стены здания.

При создании монолитного бетонного ростверка между его нижней поверхностью и грунтом должна оставаться пустота, чтобы нивелировать воздействие сил пучения. Монолитная лента ростверка, проходящая по оголовкам свайных буронабивных опор, эффективно работает в таких случаях:

1. Для легких домиков и хозяйственных построек, так как экономится до 30-50% сметы по сравнению с плитным или ленточным основанием;
2. Для стройки на участке со сложным рельефом местности;
3. При высоком уровне грунтовых вод;
4. На болотистых и сильно увлажненных участках.

Строительство монолитного ростверка на буронабивных сваях

Для начала нужно рассчитать размеры: площадь сечения ростверка, глубину скважин под сваи, размеры армирующего каркаса и диаметр арматуры, тип конструкции опалубки, вычислить, сколько понадобится строительных материалов. Подробная пошаговая инструкция предусматривает много шагов, и первый из них – проведение геологических и геодезических изысканий, состоящих из таких мер:

1. Исследование поведения грунта под воздействием статических нагрузок;
2. Проведение пессиометрии, динамического и статического зондажа;
3. Лабораторное исследование грунтовых вод на разных уровнях залегания до трёх метров ниже расчетного уровня;
4. Выводы по влиянию объекта на соседние сооружения и экологическую обстановку в месте строительства.

По результатам изысканий и исследований составляется план послойного геологического разреза. Согласно послойному расположению устанавливается нормативная несущая способность глинистого, суглинистого, песчаного грунтов, что пригодится при расчетах несущих нагрузок для свай. На конкретном примере: двухметровый тугопластичный суглинок, метровый слой твердого суглинистого грунта и слой влажного песка позволяют использовать такие варианты буровых свайных столбов, чтобы возмести прочный фундамент свайно ростверкового типа:

1. С глубиной погружения ≥ 3 метров свай Ø 0,5 метра;
2. С глубиной погружения ≥ 3 метров свай Ø 0,4 метра;
3. С глубиной погружения ≥ 2 метров свай Ø 0,5 метра.

Для варианта №1 несущая способность сваи = 15400 кг, для варианта №2 = 10700 кг, для варианта №3 = 7000 кг. Зная, что максимальная нагрузка на сваи во всех трех решениях буде одинаковой, максимальный шаг свайного поля (расстояние между сваями) уменьшится: для варианта №2 – на 80 см, для варианта №3 – на 160 см. Вывод простой: буронабивных свай длиной 3 метра потребуется меньше, чем свай длиной 2 метра, в 2,2 раза.

Ширина бетонной ленты при заливке ростверка рассчитывается, исходя из следующих факторов:

1. От диаметра свайного столба. Сваи из бутобетона и железобетона должны быть в диаметре не менее 50 и 30 см;
2. От ширины стены дома;
3. От толщины защитного бетонного слоя арматурного каркаса – по 3 см от прутьев.

Заглубляется ростверк в зависимости от свойств грунта.

1. Висячая конструкция ростверк защищается забиркой (защита пространства между поверхностью грунта и первым этажом);
2. Под дном низкого ростверка вынимается слой грунта толщиной до 15 см;
3. При обустройстве высокого ростверка пространство подполья позволяет скомпоновать разводку инженерных коммуникаций;
4. Наземное устройство ростверка под свайно ростверковый фундамент для дома позволяет обустроить пол по поверхности грунта, чтобы не тратиться на дополнительное перекрытие.

Разметка участка, землеройные работы, разводка инженерных коммуникаций

Согласно требований строительных правил размечать участок под свайно ростверковый фундамент своими руками можно с погрешностью не более 10 мм. Пошагово:

1. Устанавливается обноска для наружных и внутренних стен;
2. Лунки под сваи размечаются мелом, краской или известью по грунту согласно плану свайного поля, начиная от центра отверстия сваи.

Сразу проводятся инженерные коммуникации – водопроводные трубы можно заглублять на 70-100 см, канализационные – на 50-70 см. Все коммуникации утепляются следующим образом:

1. Минеральной ватой;
2. Греющим воздушным кабелем;
3. Скорлупами из полистирола.

Рассчитывая высоту опалубки, нужно помнить, что оголовки свай заглубляются в тело ростверка на 5-8 см, чтобы арматуру нижнего каркаса можно было увязывать с армированием свай, которое проводится по такой технологии:

1. Раскройка как минимум четырех продольных стержней на одну опору;
2. Раскройка и изгибание хомутов;
3. Связывание стержней хомутами и проволокой;
4. Монтаж каркаса.

Армирующий каркас связывается из рифленых прутьев Ø 10-14 мм. Хомуты для связывания гнутся из гладких прутьев Ø 6-8 мм. Кроме хомутов, связывание пересечений арматуры делается и мягкой стальной проволокой Ø 3-4 мм. Горизонтальное соединение делается с шагом 30-60 см, арматура должна быть выше оголовка на 30-40 см. После демонтажа опалубки выступающие стержни загибают под углом 90⁰ параллельно стенам и соединяют с нижним армокаркасом ростверка.

Каждый слой бетона в ростверке (15-20 см) уплотняется вибратором, а опалубку можно собирать только после того, как бетон, залитый в сваи, наберет свою начальную прочность (70%). То есть, должно пройти не менее недели.

Опалубка собирается поэтапно:

1. Для висячего ростверка собирается палуба, в которой проделываются отверстия по диаметру опор. Палуба нанизывается на оголовки свай и укрепляется деревянными рейками;
2. Устанавливаются боковые щиты, и крепятся к основной палубе, одновременно щиты также укрепляются рейками. Верх боковых щитов должен быть выше уровня грунта на 5-7 см;
3. Опалубка армируется двумя поясами из рифленых стержней Ø 10-16 мм, и скрепляется хомутами.

Заливается опалубка стандартно – вручную, с помощью желобов или лотков, посредством автомиксера, и т.д. Каждый слой бетона уплотняется, после полной заливки бетон нужно увлажнять 5-7 дней подряд, чтобы верхний слой ростверка не схватился быстрее внутренних слоев, что приведет к появлению микротрещин и разрушению монолитной конструкции.