Особенности установки свайных фундаментов с ростверком

Что представляют собой ростверки на сваях?

Ростверк может принимать вид монолитного ленточного фундамента, расположенного под необходимым углом на склоне.

Расстояние между его железобетонными, металлическими или деревянными балками определяется в том случае, когда проводится расчет.

Расчет может производиться вручную, хотя удобнее использовать специально предназначенный для этого онлайн калькулятор.

Технология позволяет заглубленным опорам проникать на нужную глубину даже на пологом склоне. При возведении ростверка своими руками, расстояние между сваями должно быть рассчитано с особой тщательностью — в чем может помочь специальный калькулятор.

Технология имеет свои нюансы. Так, например, при возведении деревянных строений между фундаментом и полом рекомендуется применять деревянные балки.

Если ростверк изготовлен с применением облегченных стальных уголков, и расстояние между ними позволяет размещать конструкцию на склоне, то изделие вполне может выдержать вес небольшого одноэтажного строения.

Как монтируют ростверк на сваях

Правда, перед началом работ, рекомендуется произвести точный расчет, и в этом может помочь онлайн калькулятор. Этот же калькулятор поможет просчитать расстояние между опорами даже в том случае, если строение будет возводиться на склоне.

Недостатки при реализации такого метода практически отсутствуют, а очевидное преимущество – это надежность конструкции и значительная экономия средств.

Расстояние между опорными точками конструкции может меняться в зависимости от ее масштабов. Балки, выполненные из железобетона и металла, могут быть задействованы в том случае, если планируется возведение многоэтажного здания, которое имеет большой вес.

Те разновидности конструкций, в которых столбы в верхней части образуют столбчатый или свайный фундамент, распределят нагрузку равномерно между всеми элементами несущего типа, которые присутствуют в структуре здания.

Недостатки в этом случае практически не проявляют себя. Представленная конструкция носит название ростверка на винтовых сваях.

У такого ростверка отсутствуют недостатки и технологические излишества, а отзывы о конструкциях такого типа в большинстве своем хорошие.

Металлоконструкции свайных фундаментов (ростверки сваи)

Название конструкция получила из образования двух немецких слов, которые обозначают решетку и строение. Изначально данный строительный термин обозначал решетку, которая состояла из деревянных брусьев, которая снабжалась специальным помостом.

Раньше ростверк применялся в процессе возведения зданий, которые находились поблизости с водой. Сваи, изготовленные из дерева и каркас из того же материала надежно защищали дом от вредоносного воздействия влаги. Фундамент, в состав которого входят винтовые сваи формируется в трех случаях.

1. При наличии сложного ландшафта строительной площадки.
2. Из-за особых технических условий грунта.
3. При возникновении необходимости в быстром возведении строения.

На сегодняшний день наиболее востребованным, экономически выгодным и обладающим высокой степенью надежности считается ростверк из бетона.

Он получил широкую популярность при строительстве загородных домов, которые возводятся из самых различных материалов. Швеллера на винтовых сваях применяются в:

• Кирпичных домах;
• Домах блочного типа;
• Зданиях, располагающихся на железных каркасах;
• Бревенчатых срубах.

Подвесной ростверк на сваях

Благодаря такому жестко зафиксированному швеллеру происходит объединение фундамента в одну конструкцию характеризующуюся монолитностью и высокой степенью устойчивости.

Разновидности опор

Производители свай предлагают несколько видов изделий. Они различаются по нескольким критериям:

• размерам;
• наконечникам;
• по ширине и количеству лопастей;
• типу стали (материалу изготовления);
• защитному покрытию.

По диаметру и длине

Длина опоры в каждом случае рассчитывается индивидуально

При этом важно учитывать несколько показателей:

• глубину, на которой залегает плотный грунт;
• глубину промерзания почвы в регионе;
• высоту цокольного этажа.

Диаметр и длина винтовых свай рассчитывается индивидуально. В большинстве случаев длина опоры варьируется в пределах 2500-3500 см.

Диаметр опор — от 57 мм до 130 мм. От этого показателя зависит прочность готовой конструкции и несущая способность фундамента. Производители предлагают несколько вариантов изделий:

1. Маленький диаметр опоры 57 мм. Для такой сваи нагрузка составляет 800 кг. Сфера использования такого фундамента относительно узкая: установка ограждений из сетки-рабицы или штакетника.
2. Труба диаметром 76 мм. Она подходит для строительства заборов из частого штакетника или профнастила. Максимальная нагрузка достигает 3000 кг.
3. Диаметр 89 мм. Использовать опоры можно для возведения беседок, легких гаражей, хозпостроек, веранды. Несущая способность достигает 4-5 т.
4. Диаметр 108 мм. Такие трубы рекомендуют при строительстве небольших бревенчатых срубов и каркасных домов. Опора выдерживает до 5-9 т.
5. Диаметр 133 мм. Сваи с максимальной нагрузкой 12-14 т используются в малоэтажном строительстве, когда в качестве строительных материалов используется кирпич или газосиликатные блоки.

По типу наконечников

Винтовые сваи бывают 2 видов:

1. Литые. Такие элементы изготавливаются путем литья, в результате наконечник с лопастью представляет собой единую деталь. Они характеризуются повышенной прочностью, однако их цены выше. Применять их рекомендуют на твердых каменистых почвах.
2. Сварные. Эти наконечники изготавливаются путем приваривания лопасти к наконечнику. Низкая цена объясняется относительно низкой прочностью. Если такую опору попытаться поднять из земли, есть высокий риск срыва лопасти.

Винтовые сваи бывают литые и сварные.

По количеству лопастей

Опоры бывают:

1. Однолопастными. Их рекомендуют к использованию на грунте с высокой несущей способностью. Однолопастные сваи со сварным наконечником быстро достигают критической нагрузки, что вызывает срыв лопасти.
2. Многолопастными. Наличие 2 лопастей обеспечивает повышенную стойкость к горизонтальным, вдавливающим и выдергивающим нагрузкам.

По материалу изготовления

В зависимости от применяемой стали выделяют несколько видов опор:

• сталь СТ3 — из нее производят сваи, подходящие для грунта со слабой химической агрессивностью;
• Ст20 — такой сплав рекомендуют для работ на почвах средней химической агрессивности;
• опоры из стали 30ХМА и 09Г2С подходят для высокой химической агрессивности среды.

Сваи различаются по материалу изготовления.

По типу защитного покрытия

Стальные опоры после установки будут взаимодействовать с влагой, поэтому им необходима надежная наружная защита от коррозии. Лучше всего выбирать изделия, которые уже обработаны защитным составом на заводе. Существует несколько типов покрытий. Максимальную защиту обеспечивают эпоксидные и полиуретановые составы, а также цинкование холодным способом.

По области применения

Сваи различаются шириной и расположением лопастей, строением наконечника. Эти особенности влияют на эксплуатационные характеристики. По области применения винтовые опоры делят на 4 категории:

1. Изделия с 1 широкой лопастью, которая расположена на коротком наконечнике. Они подходят для работы на любых грунтах. Для строительства частных домов из блоков следует брать опоры большого диаметра и соблюдать малый шаг при установке.
2. Сваи с 2 лопастями, расположенными на разной высоте. Для установки такого фундамента требуется специализированная техника. Опоры подходят для строительства 2-этажных дачных домов и характеризуются повышенной устойчивостью к усадке и выдергиванию.
3. Изделия многовитковые с длинным наконечником и узкими лопастями разработаны для установки в каменистый грунт.
4. Сваи без острого наконечника имеют ограниченные функции и предназначены для строительства в условиях вечной мерзлоты.

Сваи имеют разные области применения.

Что такое свайно-ростверковый фундамент

Свайный фундамент, наверное, представляют себе все: это некоторое количество свай, заглубленных в грунт до уровня несущего слоя или ниже уровня промерзания. В чистом виде этот тип фундамента используется редко. Виной тому своеобразная конструкция, которая не позволяет перераспределять между сваями нагрузку от дома. Потому свайный фундамент в основном делают под срубы из бревна или бруса, иногда — под каркасные постройки. Эти типы стройматериала, из-за своих особенностей, сами перераспределяют нагрузку. С домами из других материалов они совместимы плохо.

Зато их усовершенствованный вид — свайный фундамент с ростверком — лишен многих недостатков и может использоваться и под кирпичные, и под блочные постройки.  В них все опоры завязаны при помощи ленты из металла или железобетона (бетона) в единую конструкцию. Эта лента и называется ростверком.

Так выглядит свайно-ростверковый фундамент вынутый из земли

Ростверк — это часть фундамента, объединяющая оголовки свай и служащая опорой для стен. Именно ростверк принимает, и за счет замкнутой конструкции, перераспределяет нагрузку, передавая ее на сваи.  Он может быть металлическим, деревянным, бетонным или железобетонным. По типу исполнения бетонные (железобетонные) ростверки бывают низкими и высокими.

Различают свайные фундаменты с высоким и низки ростверком

Высокий ростверк находится выше уровня земли. Чаще всего его делают из металла — швеллеров большого сечения или квадратных металлических труб. Еще делают такой ростверк из бетона, но его устройство сложнее: приходится придумывать, как залить ленту на расстоянии от земли.

Как работает ростверк и что он дает

Любой дом в разных частях будет давать разную нагрузку: отделка, мебель, санфаянс, другие вещи размещены неравномерно. Следовательно, и нагрузка от разных его частей будет разной. Ростверк принимает на себя эти неравномерные нагрузки и перераспределяет их. Сваям уже передается «выровненная» нагрузка.

Чем отличаются свайные и свайно-ростверковые фундаменты (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Чем это хорошо? Тем, что при одинаковой нагруженности свай, меньше шансов на то, что они будут усаживаться неравномерно. А неравномерная усадка ведет, как известно, к трещинам в фундаменте и стенах. Потому свайно-ростверковый фундамент более стабилен. Хотя главный недостаток свайных фундаментов остается: мы не можем знать, что за грунт находится под каждой из свай.  Потому спрогнозировать их поведение нереально. Именно поэтому их не очень любят архитекторы: гарантировать многолетнюю эксплуатацию дома невозможно.

Ленточный фундамент на сваях

Более предсказуемы в этом плане низкие ростверки. Они начинаются обычно ниже уровня земли и отливаются из армированного (или нет — зависит от проекта) бетона. Причем арматура свай связывается с арматурой ростверка.

В этом случае ростверк — это мелкозаглубенный ленточный фундамент и изготавливается он по той же технологии. Отличается тем, что имеет жесткую связь со сваями, что в разы повышает надежность и устойчивость конструкции. Еще такие фундаменты называют ленточными на сваях или свайно-ленточными. Такая конструкция является почти идеальной: сочетает в себе плюсы свайного и ленточного фундамента, в значительной мере компенсируя их недостатки.

Устройство свайно-ленточного фундамента (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Как он работает? Нагрузка от дома передается на ленту. Благодаря наличию продольной арматуры перераспределяется по всей площади. Так как лента опирается и на грунт, то часть нагрузки передается ему, остальная приходится на сваи. При этом нагрузка и усадка равномерны: их «выравнивает» лента.

В зимнее время, когда начинают на фундамент воздействовать силы пучения, проявляются все плюсы свайно-ленточного фундамента. Если дом стоит на пучнистых грунтах, их глубина заложения ниже уровня замерзания, очень сложно представить условия, при которых дом перекости или он даст неравномерную усадку.

При воздействии сил пучения на ленту, «пятки» свай, да и они сами, не дают возможности грунтам сдвинуть фундамент. Потому ленточно-свайные фундаменты — отличный выбор на сильно пучнистых почвах. Затраты при этом гораздо выше, чем при строительстве обычного свайного фундамента, но намного ниже, чем при строительстве ленты ниже глубины промерзания.

Расчёт

Чтобы произвести расчёт, надо собрать всю информацию о территории, на которой планируется возведение конструкции.

Для расчётов нужны сведения о:

• физико-географических условиях;
• геологическом строении;
• гидрологических условиях;
• физических свойствах грунта.

На основе этой информации:

• определяются параметры ростверка;
• вычисляются нагрузки;
• рассчитывается глубина заложения;
• определяется необходимое количество опор;
• вычисляется диаметр свай или столбов.

Эту работу желательно поручить специалистам, так как минимальный промах в расчетах ведёт к плачевным последствиям.

Бетонный ростверк

Бетонный ростверк, подготовка опалубки.

Для фундамента СВФ многоэтажного кирпичного или пенобетонного коттеджа оптимальным вариантом является монолитный ростверк. Это обеспечит максимальную жесткость конструкции без дополнительных затрат, обеспечит необходимый размер опорной плоскости для любых стеновых материалов. Технология бетонирования ростверка имеет вид:

• опалубка – нижняя палуба опирается на колышки с поперечинами, боковые щиты крепятся к ней, стягиваются шпильками или деревянными перемычками, внутренняя поверхность обычно обшивается пленкой или рубероидом;
• армирование – стандартная схема из двух горизонтальных поясов с учетом 1,5 – 3 см защитного слоя с 2 – 3 прутками рифленой арматуры в каждом из них, связанных хомутами или вертикальными и горизонтальными перемычками;
• бетонирование – заполнение всей опалубки за один прием, уплотнение глубинным вибратором или ручное штыкование прутком арматуры;
• гидроизоляция – рулонная, обмазочная, пенетрирующими составами либо комбинированная несколькими способами.

Ветровые нагрузки одинаково воздействуют на свайные поля с любым ростверком. Поэтому может потребоваться дополнительное усиление нижним каркасом жесткости при значительной высоте ростверка над грунтом. На склонах применяют стандартные способы усиления конструкции связями, распоры в этом случае не нужны.

Для монолитного висячего ростверка продухи вентиляции не нужны, если его подошва отстоит от земли на расстояние больше 60 см. В этом случае их изготавливают в забирке. Если ростверк подземный или наземный, вентиляционные окна общей площадью 1/400 от поверхности цоколя оставляют внутри опалубки. Для их изготовления достаточно пропустить сквозь боковые щиты опалубки стальные или полимерные трубы.

Арматура на углах запускается на соседнюю сторону (изгиб под прямым углом) на 40 – 60 см, нахлест на прямых участках составляет 40 диаметров. Стыковка стержней на углах, в местах сопряжения стен запрещена. Для связки свай с ростверком в трубах прожигаются отверстия, в которые пропускается арматура на уровне поясов. Ее необходимо связать с продольными стержнями.

Способы установки

Столбчатый фундамент с ростверком придает конструкции устойчивость. Как уже говорилось, в зависимости от вида ростверка, он устанавливается тремя способами:

• высокий ростверк будет установлен выше уровня земли;
• повышенный будет находиться на уровне грунта;
• низкий будет установлен ниже уровня земли.

От качества установки ростверка зависит устойчивость всего дома, поэтому к этой работе следует отнестись серьезно. Хозяин дома решит сам, какой именно материал выбрать для ростверка, фото на нашем сайте также поможет в выборе — это может быть бетонные или железобетонные столбы, иногда плиты, реже металл или дерево.

Его использование обойдется намного дешевле хозяину особняка, только нужно помнить о том, что понадобится также мощный арматурный каркас.

Создание свайного поля

На этом этапе тоже придется следовать определенному порядку действий. Сначала делают разметку участка для свайного поля. В точках, где будут забиты сваи, в землю погружают прутки арматуры. Между ними натягивают бечевку и проверяют точность геометрии основания.

Затем выполняют такие действия:

• Разгрузка сваебойной установки. К участку подвозят буронабивные сваи и машину для их погружения в землю. Установка обладает небольшими размерами и оборудована болотоходным шасси. Это позволяет сохранять покрытие участка в целости.
• Транспортировка свай по территории. Железобетонные элементы выгружают в одном месте, а сваебойная машина доставляет их до точки монтажа. Часто сваи перемещают по участку на тележке.
• Подготовка к установке. Сначала сваи опускают и фиксируют на земле, а затем поднимают стрелу. Сваи поднимают лебедкой.
• Забивка свай. Сваи помещают в грунт ударным методом. Один элемент погружается на необходимую глубину за несколько минут. Контроль установки железобетонных конструкций осуществляется при помощи нивелира.
• Срезание окончаний свай. Частично сваи подрезают до оголения арматурных прутьев. Работу выполняют перфоратором.

Свайное поле при оперативной работе создается за несколько часов.

Что такое свайно-ростверковый фундамент

Чтобы более детально понять, что такое свайно-ростверковый фундамент, следует вспомнить устройство классического свайного фундамента. Это несущая конструкция, представленная определённым количеством свай, заглубленых в землю. Сваи заглубляются по периметру и площади будущего строения с некоторым шагом, который высчитывается исходя из проектной нагрузки.

Для обвязки свайного фундамента используется ростверк из деревянного бруса

Главный недостаток свайного фундамента — это плохое распределение нагрузки между опорами. Поэтому этот вид несущего основания используется только для небольших бревенчатых и каркасных построек.

Благодаря жёсткой связи между опорами нагрузка, оказываемая на фундамент, распределяется более равномерно. Это даёт возможность использовать свайный фундамент ростверкового типа для постройки строений из блоков и кирпича.

Как работает ростверк

Ростверк — это верхняя горизонтальная часть свайного фундамента, объединяющая несущие опоры в единую конструкцию. Этот элемент фундамента принимает и равномерно распределяет нагрузку от стен строения на опоры в виде свай. Несущие элементы в свою очередь передают нагрузку в грунт.

Высота опор свайно-ростверкового фундамента зависит от глубины промерзания грунта

По сути, основная задача ростверка — это объединение свай в единое сооружение, что значительным образом улучшает распределение нагрузки, предотвращает просадку отдельных свай в грунт, снижает риск повреждения несущих стен и других конструктивных узлов строения.

По способу исполнения ростверк фундамента может быть сборным или монолитным. Наиболее показательным примером сборного ростверка является пояс из стальных балок, которые фиксируются между собой при помощи сварки. В основном сборный ростверк применяется для нежилых построек, рассчитанных на 15–20 лет эксплуатации.

Монолитный ростверк представляет собой более цельную и прочную конструкцию, для изготовления которой используются различные материалы. Например, популярным типом монолитного ростверка является железобетонная лента. Иногда этот тип ростверка также именуется ленточным из-за некоторого сходства с одноимённым видом фундамента.

Наземный ростверк должен располагаться на песчаной подушке толщиной до 30 см

В зависимости от положения конструкции относительно грунта можно выделить следующие типы ростверка:

• висячий — располагается над поверхностью земли на расстоянии 10–15 см и более;
• наземный — ростверк лежит на поверхности земли без заглубления в грунт;
• заглубленный — нижняя часть ростверка располагается ниже уровня грунта и опирается на песчано-гравийную подушку.

При возведении жилых строений наиболее часто используется висячий или так называемый высокий тип ростверка. Расстояние между грунтом и нижней плоскостью ростверка предохраняет основную конструкцию фундамента от деформации и вырывания из особо пучинистых типов грунта.

Наличие пустоты между грунтом и полом строения позволяет подполу постоянно проветриваться, что снижает уровень влажности в помещениях дома или бани. Наземный и заглублённый ростверк применяется при постройке малоэтажных домов, когда требуется более прочное основание с повышенными теплоизоляционными качествами.

Этапы строительства свайно-ростверкового фундамента

Этапы строительства свайно-ростверкового фундамента

Исходные данные

Сваи металлические, как они устанавливаются (вручную или с помощью специализированной компании) не имеет значения.

Винтовые сваи

Сваи стальные забивные

Ростверк деревянный из бруса 150×150 мм, баня деревянная. Считаем такой вариант фундамента удачным выбором для бани. Особенно в тех случаях, когда ее приходиться строить на сложных по геофизическим характеристикам грунтах.

Брус 150 х 150

Видео – Установка фундамента на винтовых сваях

Итак, сваи установлены согласно плану свайного поля, продолжаем работы далее.

Шаг 1. При помощи гидроуровня находим уровень горизонта. Высота свай разная, зависит от характеристики ландшафта и грунтов

Во время разметки обращайте внимание на высоту самой низкой сваи

Шаг 2. Болгаркой или сваркой отрежьте сваи по линии горизонта, подровняйте места срезов.

Срезанная по уровню свая

Шаг 3. Настоятельно рекомендуем вам залить пустотелые металлические сваи бетоном. Это в разы увеличит время пользования и значительно повысит надежность конструкции. Запихивать в трубы арматуру не надо, она почти не будет работать на сжатие, а других нагрузок сваи не имеют. Кроме того, показатели прочности бетона на сжатие вполне позволяют ставить на таких фундаментах тяжелые здания.

Пример заливки бетона

Шаг 4. Из любого листового металла заготовьте оголовки свай. Толщина листа должна быть не менее 2÷3 миллиметров. Размеры листа надо подбирать с учетом размеров деревянного ростверка, в нашем случае не менее 150×150 мм.

Оголовок

Оголовок для сваи квадратный

Оголовок сваи, схема

Шаг 6. Приварите оголовки

Очень важный момент, не столько важен шов сварки, сколько важно пространственное положение оголовка. Дело в том, что на шов не будут действовать никакие значительные усилия, он нужен только для предупреждения горизонтальных смещений оголовка

Они незначительны, с ними легко справится обыкновенный шов, наложенный даже дилетантом.

Приварка оголовка винтовой сваи

О винтовых сваях

Винтовые сваи

Винтовые сваи как элементы быстромонтируемого свайного основания пришли в гражданское строительство из военной сферы. Быстрая установка без выполнения земляных работ – всё это является большим преимуществом свайных оснований на винтовых опорах перед фундаментами других типов. Винтовые опоры применяют в глинистых пучинистых грунтах

Винтовая свая представляет металлическую трубу с острием и лопастями, расположенными в нижней части опоры. Диаметры труб варьируются от 47 мм до 108 мм.

Металлические опоры готовят в заводских условиях. Ширина лопастей, приваренных к стержню опоры, колеблется от 60 мм до 300 мм. Длина сваи может быть от 2 метров до 12 метров.

Производят также винтовые сваи с открытым нижним торцом. При такой конструкции грунт заполняет внутреннюю полость сваи, тем самым увеличивая её несущую способность. В особых условиях застройщик может заказать винтовые опоры, имеющие нестандартные размеры.

Виды ростверка на сваях

Нагрузки от дома на неустойчивой почве через ростверк передаются глубинным слоям. Они достаточно плотные, чтобы выдерживать серьезные нагрузки. Свайное основание с ростверком возводят в регионах с глубиной промерзания почвы до полуметра. Если дом строят в местности со сложным рельефом, этот вид фундамента является единственно возможным.

Ростверки, помещаемые на сваи, делят на группы с учетом технологии производства:

Монолитные. Представляют собой армированные ленты. Их сооружают по принципу простого ленточного основания. Однако иногда они могут быть выполнены в виде плиты. В этом случае на заливку тратится больше средств и времени. Обвязка оголовков свай ленточным ростверком происходит по периметру, и в местах расположения несущих стен

Важно понимать, что свайно-ленточный фундамент возводят только в тех случаях, когда это допустимо по расчетным показателям прочности.
Сборные. Их выстраивают из железобетонных балок

Создать полноценный ростверк получится при соединении нескольких готовых элементов. Впоследствии их замоноличивают.
Сборно-монолитные – комбинированные конструкции.

Габариты ростверка на свайном основании определяют в соответствии с конструкцией. Ширина ленты обычно превышает 40 см и превосходит ширину стены на несколько сантиметров. Разобраться, что такое ростверк свайного фундамента, можно при изучении различий таких конструкций:

• Высокий способен передавать нагрузку от несущих конструкций дома на глубокие слои земли. Его возводят на сильнопучинистых грунтах. В этом случае действие сил морозного пучения не сказывается на состоянии подошвы. Под домами с высоким ростверком находится проветриваемая область . В холодное время через него проходят большие теплопотери. Чтобы исключить сквозняки, пол утепляют, а цоколь закрывают щитами.
• Низкий. При опоре на землю он частично снимает нагрузку со свай. Его размещают на высоте 10-15 см над уровнем грунта. Необходимо принять меры, чтобы грунт не осыпался под ленту. В противном случае земля забьется под ростверк, и поднимет его во время зимнего пучения. Лента может оторваться от свай.
• Заглубленный. Его размещают в траншее на глубину 30-40 см. В этом варианте сделать монолитный ростверк намного проще. Траншея будет частично заменять опалубку. В этом случае полы первого этажа окажутся не очень холодными.

Каждый из этих типов ростверка выбирают в зависимости от особенностей участка и будущего дома.