Сегодня существуют различные разновидности технологий обустройства фундамента. Особое место среди них занимает основание с применением ростверка на винтовых сваях. Особенность разновидностей фундамента с применением ростверковых конструкций заключается в том, что данная система распределяет нагрузку от дома по всему основанию равномерно.
Ростверк – это достаточно жесткая конструкция, используемая в строительстве. Изготавливается она чаще всего из армированных деталей и представляет собой единую систему, которая в дальнейшем также объединяет и опорные элементы. Опорами такого фундамента становятся винтовые сваи, которые и держат на себе ростверк.
Как выглядят винтовые опоры?
Использование опор с винтовой частью изначально осуществлялось только в военной сфере. После того, как было обнаружено, что такие свайно-винтовые конструкции очень быстро монтируются, технология стала активно применяться и в гражданском строительстве. Основное преимущество такого вида деталей – это возможность применения их без предварительного проведения земляных работ, то есть без бурения скважины и подготовки почвы к погружению трубы. Применение винтовых свай в основном практикуется в пучинистых почвах, состоящих преимущественно из глины.
Виды винтовых свай
Сама свайно-опорная конструкция представляет собой трубу, в нижней части которой располагается острие и лопасти. Такие опоры могут быть различных размеров, длины и диаметра. Как правило, минимальная длина составляет 2 метра, а максимальная – 12 метров. Что касается диаметра трубы, то минимальная его ширина составляет 60 миллиметров, а максимальная — 300. Среди разновидностей опор можно выделить трубы с открытым торцом, которые заполняются грунтом. Такая конструкция имеет большую несущую способность. При необходимости можно сделать заказ на изготовление винтовых свай нестандартных размеров.
Расчет параметров
Так как от правильности расчета фундамента зависит прочность и долговечность всей конструкции, этот этап работы целесообразно доверить специалистам. Однако, если будущее сооружение не слишком массивное, можно выполнить расчет свайно-винтового фундамента с ростверком самостоятельно, используя методическую литературу.
Итак, для строительства основания нужно определить количество свай, расстояние между ними. Необходимо провести геологическую разведку залегания уровня грунта, сделать разметку расположения опор.
Производство разметки свайного поля
Чтобы свайно-ростверковые конструкции были установлены точно в соответствии с планом строительства, предварительно делается разметка поля. Для этой цели применяется шнурок и колышки из дерева. Как правило, площадка для возведения фундамента представляет собой прямоугольную территорию.
Шнурок протягивается строителями таким образом, чтобы центр будущих опор располагался в месте скрещения нитей. Именно в этом месте и размещается колышек. Таким образом, по созданным ориентирам строители смогут определить, где именно следует ввести опору в грунт.
До начала устройства ростверка
Перед тем, как монтировать винтовые сваи с ростверком из бетона, нужно все подготовить и просчитать. Разметку осуществляют по расчетам и с рулеткой. Заранее готовятся стальные прутья для армирования в нужном количестве, щиты для монтажа опалубки. Может понадобиться болгарка (для резки арматуры), другой инвентарь и инструмент для проведения работ.
Чтобы работать было удобнее, опалубочные щиты и крепления лучше рассортировать по маркам, размерам. Все остальные приспособления и материалы те же, что нужны для любых работ с железобетоном. Прежде, чем устанавливать винтовые сваи с бетонным ростверком, необходимо выполнить ряд мероприятий (по стандарту).
Что нужно сделать перед установкой ростверка:
- Составить акты приемки основания фундаментов по схеме.
- Определить места складирования, пути движения механизмов, укрупнения сеток арматуры, опалубки, подготовить все инструменты и оснащение к работе.
- Должны быть завершены песчаная и бетонная подготовка под ростверк.
- Обустроено временное освещение объекта, подключение аппаратов.
- Отметить на поверхности места монтажа опалубки для заливки.
Монтаж винтовых труб
Установка свайно-ростверковых систем начинается с монтажа самих винтовых труб. Если опоры небольшой длины, до трех метров, установить их можно даже самостоятельно без привлечения техники и аппаратуры. Для этого необходимо просто в верхнюю часть опоры продеть трубу, которая станет двусторонним рычагом. Далее два рабочих должны осуществлять вращательные движения при помощи рычага, постепенно погружая опору в грунт. Очень важно строго контролировать вертикальное направление трубы. Опора должна стоять максимально прямо и не иметь наклона. В противном случае под тяжестью конструкции она может начать склоняться сильнее, что повлечет перекос фундамента.
Если же опоры большие и имеют длину более трех метров, для их установки необходимо использовать специальную аппаратуру. Как правило, строители нанимают специальные машины, включающие в себя установки для погружения свай. В такой установке имеется вращающий механизм, к которому прикрепляется труба, а затем погружается в грунт. В основном такие аппараты используют исключительно на больших строительных объектах.
Пошаговая инструкция на примере монолитного ростверка на буронабивных сваях
Чтобы соорудить фундамент этого типа, индивидуальному застройщику необходимо определить основные размеры элементов: сечение ростверка (высота, ширина), глубина скважины, параметры армопояса, тип опалубки. После чего, вычисляется количество стройматериалов. Для удобства далее приведена пошаговая инструкция с описанием ключевых моментов.
Геологические изыскания, расчет параметров
В отличие от винтовых свай, для которых часто достаточно пробного вкручивания в пятне застройки в нескольких местах для определения глубины несущего пласта, здесь потребуются полноценные геологические изыскания. Согласно СП 24.1333, для этого понадобится комплекс операций:
- испытание грунтов статическими нагрузками;
- пессиометрия, динамическое и статическое зондирование;
- лабораторный анализ грунтовой воды, грунтов с разных пластов в ходе бурения на 3 м ниже проектного уровня.
Пробы грунта.
Кроме того, специалисты учтут влияние свай на близлежащую застройку и экологию. Результатом изысканий становится геологический разрез, в котором видна толщина каждого слоя, имеющихся в пятне застройки пластов из разных пород. Это позволяет выбрать из соответствующих таблиц СП нормативные значения несущей способности глины, песка, суглинка для расчета несущей способности сваи.
Например, для грунтовых условий 2 м тугопластичный суглинок, 1 м твердый суглинок, поверх влажного песка существует несколько вариантов буровых свай:
- А – глубина свай больше 3 м (прохождение суглинка с опиранием подошвы на песок), диаметр 0,5 м;
- Б – глубина 3 м, диаметр 0,4 м;
- В – глубина 2 м, диаметр 0,5 м.
В первом варианте несущая способность сваи составит 15,4 т, во втором 10,7 т, в третьем 7 т. При одинаковой сборной нагрузке от жилища максимальный для первого случая шаг свайного поля снизится в двух последних вариантах на 0,8 м, 1,6 м, соответственно. То есть, трехметровых свай понадобится в 2,2 раза меньше, чем двухметровых.
Вычисляется сборная нагрузка на свайное поле (вес кровли, перекрытий, ветровая, снеговая нагрузка, мебель, масса перекрытий, стен, фундамента, внутренних лестниц, оборудования). Полученная цифра делится на несущую способность сваи с учетом прочностного запаса 15 – 30 процентов для возможных перепланировок, пристроек.
Ширина ростверка зависит от параметров:
- диаметр сваи – для бутобетонных, железобетонных конструкций минимальный размер 50 и 30 см соответственно;
- толщина стены – допускается уширение кладки нижними рядами на 10 см в каждую сторону;
- защитный слой – 3 см от арматуры до наружной грани ростверка.
Таким образом, минимальным сечением ростверка является размер 40 х 35 см (ширина, высота, соответственно). Глубина ростверка выбирается в зависимости от характеристик грунта и бюджета строительства:
- висячий ростверк по окончании строительства придется защищать забиркой;
- под низким ростверком после распалубки необходимо удалить слой грунта/песка 10 – 15 см или уложить перед заливкой в опалубку один – два слоя пенопласта;
- высокий ростверк позволяет разместить в подполье коммуникации;
- наземный ростверк позволяет изготовить полы по грунту, являющиеся самым экономичным вариантом перекрытия.
Расстояние между монолитным ростверком и отмосткой 45 – 50 см считается самым удобным для входного крыльца. Нечетное количество ступеней (в данном случае 5 штук) более удобно, чем четное. Кроме того, получившейся высоты забирки достаточно для изготовления вентиляционных продухов в подполье. Их не будет переметать снегом зимой на высоте 35 см от отмостки.
Разметка, земляные работы, ввод коммуникаций
Разметка свайного фундамента
По существующим нормативам СП 70.13330 в отношении геодезических работ в строительстве максимальная погрешность при разметке фундамента составляет 10 мм. Для свайного фундамента технология перенесения осей из проекта в пятно застройки имеет вид:
- установка обносок – конструкции из двух колышков с перекладинами выносятся на углы, по ним протягиваются шнуры по осям будущих стен, аналогичным способом размечаются внутренние стены;
- отметки для свай – известковым раствором, мелом или краской на грунте отмечаются центра угловых свай, от них рулеткой откладываются расстояния, равные проектному шагу буронабивных конструкций, в этих местах от натянутого шнура спускается отвес, создаются аналогичные отметки.
По нормативам СП минимальный диаметр свай ограничен 30 см, 40 см, 50 см для ж/б, бетонных, бутобетонных конструкций, соответственно. Ручные буры с оснасткой 50 см выпускают ограниченное число производителей. Поэтому в большинстве случаев застройщику при выборе бутобетонных свай приходится выкопать шурфы на всю глубину, применить сваи-опоры, засыпать их нерудным материалом после распалубки.
Если используются железобетонные сваи, ширина которых составляет 40 см, проблем с инструментом для бурения не возникает. Это позволяет избежать большого объема земляных работ без снижения несущей способности. Глубина скважин зависит от результатов геологических изысканий, редко превышает 3 – 5 м. Для снижения трудозатрат может применяться мотобур, аренда которого обходится значительно дешевле спецтехники.
Бурение скважин под сваи спецтехникой.
На этом же этапе производят подвод инженерных систем. При использовании низкого ростверка в сочетании с утеплением отмостки допускается глубина заложения водопровода 0,7 – 1 м, канализации 0,5 – 0,7 м под подошвой здания. Под монолитным висячим ростверком коммуникации необходимо утеплить. Технология теплоизоляции имеет вид:
- трубы оборачиваются минватой, греющим кабелем в воздухе;
- укладываются в полистирольные скорлупы в земле.
Глубина залегания увеличивается до 1,2 – 1,5 м для водопровода, 0,7 – 1 м для канализации.
Опалубка и армирование
При выборе для буровых свай опалубки необходимо учесть следующие факторы:
- при заливке в грунт несущая способность свай за счет трения боковых поверхностей полностью соответствует расчетной;
- если используется свернутый в цилиндр рубероид, характеристики практически не изменяются;
- при использовании асбоцементной трубы в качестве несъемной опалубки несущая способность по боковым граням снижается на 10 – 15%, зато на 30% уменьшаются выдергивающие усилия при вспучивании грунтов;
- если в качестве несъемной опалубки применяется полиэтиленовая труба, силы пучения практически не действуют на сваи, однако несущая способность по боковым поверхностям теряется на 50 – 70%, все нагрузки передаются на подошву.
Каркас для свай.
Таким образом, если высота буровой сваи не превышает 2 м, подошва не доходит до пласта с несущей способностью, от полиэтиленовых труб лучше отказаться или уменьшить шаг свайного поля в 1,5 – 2 раза.
При выборе высоты опалубки необходимо учесть тип ростверка, заглубление оголовков в него на 5 – 6 см. Именно на этой отметке будет монтироваться нижний армопояс с учетом 5 см защитного слоя. Технология армирования ж/б свай производится следующим образом:
- крой – 4 продольных прутка (это минимальное значение на одну сваю);
- крой и гибка хомутов;
- связка – соединение вертикальных стержней хомутами;
- установка – конструкция опускается в опалубку или скважину с соблюдением 5 см защитного слоя.
Рекомендуем: Как правильно армировать буронабивные сваи.
Заливка свай.
Для армирования применяются прутки 10 – 12 мм периодического сечения. Хомуты выгибают из 6 – 8 мм гладкой арматуры. Для обвязки лучше применять отожженную проволоку. Шаг горизонтальных хомутов 30 – 60 см, стержни должны выступать над оголовками на 30 – 40 см. После распалубки их отгибают под прямым углом параллельно осям стен, связывают с нижним поясом ростверка.
Заливка и гидроизоляция
Опалубка для ростверка начинает собираться снизу.
Ввиду больших объемов бетонных работ свайно-ростверковый фундамент обычно заливают поэтапно. Вначале смесь укладывается в опалубку свай, уплотняется глубинным вибратором или арматурными прутками для удаления воздуха. Опалубка ростверка монтируется после набора прочности сваями минимум 50% прочности (3 – 5 сутки после заливки). Технология имеет вид:
- монтаж палубы – только для висячего ростверка, в щите прорезаются отверстия по размеру свай, он надевается на оголовки, подпирается Н-образными стойками по всей длине;
- установка боковых щитов – крепятся к палубе, распираются брусками или шпильками, верхний борт должен быть выше проектной отметки на 5 – 7 см;
- армирование – два пояса из прутков 10 – 16 мм арматуры периодического сечения, скрепленные хомутами 6 – 8 мм, загиб на углах, в местах сопряжения стен.
Армирование ростверка.
Рекомендуем: Правильное армирование ростверка.
Заливка происходит по стандартной технологии с укладкой, виброуплотнением смеси. Вся опалубка должна быть заполнена за один прием. Уход за бетоном заключается в защите от переувлажнения (укрывание пленкой от дождя), пересыхания (песок или опилки на верхней грани ростверка с периодическим увлажнением в первые трое суток).
Заливка ростверка.
Гидроизоляция производится после распалубки ростверка несколькими способами:
- пропитка пенетрирующими составами (ресурс аналогичен бетонным конструкциям, ремонт не требуется);
- обмазка битумными мастиками (ресурс 15 – 30 лет, бюджетный вариант);
- оклеивание рулонными материалами (ресурс стеклогидроизола 30 – 50 лет, необходимость герметизации стыков, использование 2 – 3 слоев).
Предпочтительнее пропиточная гидроизоляция либо комплекс мероприятий по двум последним вариантам (обмазка + оклеивание).
Рама из металла
Наиболее распространенной конструкцией, применяемой для обустройства рамного основания, являются металлические ростверки. Для их изготовления чаще всего применяются уголок или швеллер. Чтобы закрепить рамную конструкцию на сваях, на них заранее делаются небольшие металлические площадки на оголовниках. С этой целью используются небольшие металлические листы, которые привариваются к верхней части опор.
Фундамент на винтовых сваях чаще всего применяется для строительства небольших сооружений в один-два этажа. В крупном строительстве винтовые опоры и ростверк применяют достаточно редко. Однако, для небольших конструкций винтовые сваи обеспечивают хорошую устойчивость и надежность.
Для чего нужен ростверк
Ростверк делает конструкцию более прочной и устойчивой к различным нагрузкам. Он соединяет между собой сваи и способствует равномерной передаче нагрузки от дома через опоры на грунт.
Домостроение в разных участках имеет различный вес. Это зависит от использования строительных материалов и расстановки мебели. В зоне, где расположены колонны, камин, ванна или бассейн нагрузка будет более значительной. Из-за этого постройка со временем может давать неравномерную усадку. Появляются трещины, и нарушается целостность стен и других элементов здания.
Обвязка принимает на себя нагрузку и при соблюдении технологии монтажа равномерно распределяет ее на сваи.
Перед началом строительных работ нужно просчитать все параметры и выяснить, какой тип фундамента будет наиболее подходящим.
Не всегда свф является лучшим вариантом. Для многоэтажных домов выбирают ленточный или плитный фундамент. На скальных грунтах заглубление свай будет невозможным, они не смогут пробить почву такого типа.
На участках с наличием слоев почвы с различными характеристиками невозможно точно просчитать несущую нагрузку, которую сможет выдержать опора.
Металлический ростверк
Возможные ошибки при обустройстве фундамента
- Сваи недостаточно крепко скреплены с ростверком – температурное расширение при сезонных колебаниях температуры скоро разболтает место крепления.
- Сваи заложены на слишком малую глубину. Здесь не исключена как чрезмерная усадка фундамента, так и выдавливание незакрепленных в слое ниже промерзания земли свай силами пучения почвы. Все это может привести к разрушению здания.
- Неточно произведенные расчеты. Это просто пороховая бочка – никогда не знаешь, что может случится.
Строительство цоколя.
После того как свайный монолитный фундамент построен, приступаем к отделке цоколя. Цокольная отделка верхним краем крепится к нижней части дома и сверху защищается специальным оцинкованным козырьком (отливом). Снизу отделка не доходит до грунта на несколько сантиметров. Это делается для того, чтобы по время пучения грунта цоколь не подвергался деформации. Для отвода осадков монтируется дренаж, а также выполняется бетонная отмостка шириной около 70 см. Самое лучшее решение для отмостки по всему периметру дома – это тротуарная плитка. Она долговечна, эстетична и ремонтопригодна.
