Свайный ростверк: разновидности, фундамент с ростверком

Решая задачи по обеспечению устойчивости возводимых строений, строители отводят серьезную роль прочности фундаментной основы. Постройка зданий осуществляется на различных типах оснований. Для проблемных грунтов предпочтителен столбчато-свайный фундамент, состоящий из отдельных опор, передающих нагрузку на почву. Надежную фиксацию оголовков опорных элементов обеспечивает ростверк. Многие слышали этот термин, однако далеко не все имеют представление о назначении конструкции, преимуществах и классификации.

Что такое ростверк и его роль в обустройстве фундамента

Любое сооружение нуждается в надежном, качественном, грамотно спроектированном и обустроенном основании. Сегодня большой популярностью пользуется cвайный ростверк, который имеет экономическую выгоду по сравнению с традиционным ленточным основанием. Особенностью конструкции является горизонтальная перемычка, связывающая сваи. Что такое фундамент с ростверком и в чем его главное назначение, подробно описано в этой статье.

Заливка монолита с ростверком.

Фундамент с ростверком: что это за элемент и зачем он необходим

Рассматривать данный вопрос необходимо начать с определения: что такое ростверк фундамента. Внутренний строительный элемент представляет собой горизонтальную бетонную, стальную или деревянную перемычку, связывающую разрозненные элементы столбчатого или свайного фундамента между собой, в результате чего создается ровная площадка для монтажа окладного венца. Ростверк воспринимает нагрузку от несущих конструкций здания и равномерно распределяет ее на опоры, которые передают нагрузку на грунт.

Свайный ростверк сэкономит время, деньги и силы на строительство основания.

Такая конструкция по своей жесткости и прочности не уступает традиционному ленточному фундаменту, но цена фундамента с ростверком будет намного ниже, что связано с меньшими трудозатратами и трудоемкостью работ.
Ленточный фундамент для дома: достоинства и недостатки как сделать своими руками (прочитать подробнее)
Конструкция основания создается с использованием каркасной технологии, где столбы или сваи воедино связываются между собой для образования прочного основания. Фундамент с ростверком сооружается на глинистых, торфяных, лессовидных, суглинистых, пучинистых и илистых грунтах. Строительство дома может быть выполнено на территориях с витиеватым рельефом или на склонах.

Типы почв для строительства дома: каким должен быть грунт под фундамент (прочитать подробнее)

Функции

Те конструкции, которые помогают сделать отдельные сваи одним единым, считаются ростверками. Основная функция этих строительных конструкций является равномерное перераспределение нагрузки постройки на грунт или на сваи. Ростверк помогает сделать постройки более надежным, жестким и долговечным.

Правильное возведение ростверк зависит от некоторых важных факторов, которые нужно учитывать при строительстве. Только при соблюдении необходимых норм можно добиться эффективного результата и правильного выполнения всех функций ростверк.

Разновидности ростверка и какие у него есть типы

Эргономичность, долговечность и эстетичность здания зависит от типа ростверка, который укладывается на столбчатый или свайный фундамент. Он может быть плитный, ленточный и стаканный.

Свайный забивной фундамент: один из самых экономичных и надёжных типов фундамента (прочитать подробнее)

В зависимости от места расположения ростверка относительно земляного полотна различают следующие виды конструкций:

• повышенный;
• высокий;
• заглубленный.

Ростверк со сваями может стать основанием для здания из любого материала.
Конструкция перемычки может быть:

• монолитной;
• сборно-монолитной;
• сборной.

В зависимости от материала изготовления различают ростверки:

• металлические;
• деревянные;
• бетонные;
• железобетонные.

Изготовление основания при использовании столбов

С монтажом ростверка для свайного фундамента разобрались, а теперь приступим к созданию несущей плоскости для столбчатого базиса.

Материалы и инструменты

Запасаемся следующим набором:

• «штыковкой» и «подборкой»;
• буром;
• киркой;
• рулеткой;
• кольями;
• химикатами для предотвращения роста растительности;
• ОСП-плитой, фанерой или обрезной доской для изготовления опалубки;
• арматурным каркасом;
• бетонным раствором;
• геотекстилем;
• песком;
• щебнем;
• полиэтиленом;
• битумной мастикой.

Типы элемента и основная задача ростверка

Главным назначением ростверка является восприятие нагрузки от несущих элементов здания и равномерное ее распределение на фундамент. Наиболее распространенным и экономически оправданным является свайный фундамент.

Плитный ростверк по сваям в виде крупноформатных железобетонных плит устанавливают при значительных габаритах строения по его периметру. Такой ростверк укладывается на стандартный пирог, состоящий из:

• песчано-гравийной подушки в виде двух слоев по 10 см с виброуплотнением;
• кольцевого дренажа, расположенного на уровне подошвы ростверка;
• бетонной подготовки в виде стяжки без арматуры;
• гидроизоляции.

Если грунтовые воды залегают довольно высоко, то при возведении такой конструкции нет нужны делать дополнительные отводы.
Ленточный фундамент на сваях может быть монолитным или сборным. Первый вариант используется для буронабивных свай. Это связано с тем, что материалы имеют одинаковое линейное расширение и технические характеристики. Также в теле ростверка легче замуровать оголовки с торчащей арматурой.

Сборный ленточный ростверк используется в технологии деревянного строительства. Деревянные брусья укладываются на оголовки и стыкуются в полдерева. Это позволяет снизить затраты на строительство и приступать к возведению строения уже на следующий день после устройства основания.

Сборный ленточный ростверк может быть выполнен в виде железобетонных балок, примыкающих к оголовку свай. Такая конструкция используется преимущественно для винтовых свай, обвязанных двутаврами или швеллерами.

Благодаря основанию с ростверком есть возможность возведения фундамента даже в сложных местах.

При устройстве железобетонных буронабивных свай с ростверком может быть использован стаканный тип конструкции. Ростверк представлен подколенником, установленным на столб, высотой кратной 15 см, шириной – 30 см. Каждый стакан должен опираться на четыре сваи. Такой тип основания используется при монтаже колонн. Чаще всего применяется в с/х и промышленном строительстве.

Расчет количества свай

Сваи передают нагрузку от строения грунту через основание и боковую поверхность. При висячем ростверке вес надземной части передается точечно на заглубленные опоры. Фундаменты такого типа используют при строительстве деревянных и каркасных домов, так как несущей способности анкеров достаточно для восприятия небольших напряжений.

Заглубленная конструкция ростверка разгружает сваи, распределяет нагрузку на площадь подошвы фундамента. Такой вид основания предпочтительнее при строительстве домов из кирпича или газобетона, так как масса стен довольно значительна и требует дополнительного усиления свайно-ростверковой конструкции.

Чтобы узнать нужное количество опор, выполняют расчет свай по алгоритму:

1. Проводят инженерно-геологические изыскания и выясняют несущую способность грунта с помощью СНиП «Грунты. Классификация», ВСН 5-71.
2. Определяют общую постоянную нагрузку от стен, перекрытий, крыши, отделки, внутреннего оборудования. Суммируют ее с временными — от людей, мебели, наполняемых резервуаров, снега (СНиП «Нагрузки и воздействия»).
3. Находят погонную нагрузку на метр ростверка, разделив общий вес (п.3) на длину фундамента под несущими конструкциями.
4. По формулам, таблицам СНиП 11-17-77 или с помощью онлайн калькулятора определяют несущую способность одной сваи. Учитывают геометрические характеристики опоры, глубину заложения и сопротивление грунта.
5. Минимальное количество опор, необходимых для свайно-ростверкового фундамента, находят делением общей нагрузки на несущую способность одной сваи. Рекомендуется применить коэффициент надежности 1,4, повышающий число анкеров на 40%.

Фактическое количество свай может отличаться в большую сторону, так как существуют правила расстановки их под основание:

• в углах здания;
• на пересечении стен, перегородок;
• под тяжелое, свыше 300 кг, оборудование, например, печь;
• расстояние между сваями не должно превышать 3 м.

1. Рассчитывается масса дома (учитываются все материала и примерный вес «начинки»).
2. Исходя из веса и коэффициента надежности, определяется необходимая опорная площадь.
3. Так как сваи уже расставлены, можем посчитать их количество.
4. Дальше подбираем площадь сечения свай. Так как мы знаем их количество, то умножив на выбранную площадь, узнаем общую.
5. Полученный результат сравниваем с рассчитанной ранее (пункт 4) опорной площадью.
6. Если площадь, которую нашли на шаге 4 больше той, которую рассчитали на шаге 2, выбранные параметры свай нам подходят.
7. Если меньше, увеличиваем планируемое сечение свай, снова перемножаем и сравниваем. Так находим требуемую площадь сваи.

Иногда выгоднее не увеличивать площадь свай, а поставить их чаще. Методика расчета при этом не изменяется.

Несущая способность свай разных диаметров в различных грунтах (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Где Н — несущая способность грунта (ее можно взять из таблицы). Коэффициент 1,4 применен из-а того, что свайным фундаментам требуется больший запас прочности: мы ведь не знаем, какой грунт находится под всеми сваями. Потому лучше перестраховаться.

Подробнее о расчете опорной площади и подсчете массы дома смотрите в видео.

Что такое ростверк: конструкция элемента

Монолитный ростверк является наиболее удачным решением для малоэтажного строительства. Элемент представлен цельной конструкцией замкнутого типа, выполненной из железобетона или бетона. Он заливается при строительстве, в виде монолитной плиты или балки (ленты). В первом варианте конструкция связывает все сваи в единую систему, которая охватывает всю площадь здания. Ленточный ростверк соединяет сваи последовательно и устанавливается только под несущими элементами строения.

Ростверк, надежно фиксируясь к сваям и включая их в свою толщу, соединяет элементы основания. Монолитный ленточный ростверк может быть повышенный, высокий или заглубленный. Он устраивается при неблагоприятных геологических условиях грунта. Выполнение такого ростверка отличается высокими техническими и эксплуатационными характеристиками. Однако конструкция имеет повышенную трудоемкость, высокую стоимость работ и требует создания густого армирования.

Ростверк выполняет функцию равномерного распределения нагрузки по всему периметру основания.

Сборный ростверк представлен конструкцией, выполненной из стальных балок, соединенных между собой сваркой. В качестве соединительных элементов используются двутавры и балки. Также конструкция может быть выполнена из деревянных брусьев. Такой вариант используют преимущественно для возведения некапитальных сооружений и промышленных зданий. Конструкция монтируется и закрепляется на оголовки свай, что не требует последующего замоноличивания.

Обратите внимание! Для строительства частного дома сборный ростверк использовать нецелесообразно, ибо это связано с весьма трудоемким и затратным процессом.

Сборный тип имеет и свои недостатки. В первую очередь процесс монтажа является весьма трудоемким, что связано со значительным весом металлических элементов. В отдельных местах ростверка могут образовываться области с невысокой прочностью, что связано с низкой жесткостью сварных соединений. В связи с образованием коррозии или гниения дерева конструкция является недолговечной, что ограничено 1020 годами эксплуатации.

Схема свайного фундамента.

Промежуточным решением между двумя предыдущими вариантами является монолитно-сборный ростверк. Сборная конструкция состоит из заранее изготовленных деталей, которые укладываются на сваи и связываются друг с другом шпоночным соединением. Осуществляется это во время строительства. Затем вся конструкция омоноличивается.

Как сделать плиту?

Теперь мы рассмотрим процесс изготовления плиты-монолита. Пошагово он выглядит следующим образом:

• Сначала нужно уложить гидроизоляцию. Она необходима, чтобы уберечь от намокания подошву. В качестве гидроизоляции используйте мембраны, полиэтиленовые пленки, рубероид и т.п. Если под подошвой лежит подушка из мелкого гравия, целостность гидроизоляции после опускания подошвы может нарушаться – появятся проколы. Поэтому стоит позаботиться о гладкой поверхности – подбетонке.
• После работы с гидроизоляцией начинайте вязать арматуру. Существуют специальные пистолеты для этой цели, а если у вас их нет – не волнуйтесь, вы справитесь и вручную. Диаметр армирующих элементов подбирают, исходя из планируемой нагрузки. Армирующие сетки разместите на бетонных подставках – они используются для того, чтобы создать слой защиты.
• Позаботьтесь о том, чтобы поверхность была как можно ровнее – для этого предварительно установите маяки.
• Опалубка для монолита изготавливается по аналогии с опалубкой для свай – она тоже состоит из досок и брусьев. А снаружи понадобятся такие же дополнительные подпорки, которые будут удерживать опалубку от разрушения в момент заливки раствора.
• Отличие изготовления монолитной плиты заключается в том, что после заливки необходимо использование вибромашины, которая утрясет бетон для устранения полостей и повышения прочностных характеристик.

После заливки бетон через два часа принято накрывать пленкой. Если на улице очень жарко, то периодически снимайте пленку и поливайте бетон водой, чтобы избежать образования трещин на поверхности.

Оптимальное место расположения ростверка

Наиболее рациональным решением с точки зрения целостности конструкции и стабильности ее работы при возникновении различных деформацийсчитается устройство высокого или висячего ростверка на буронабивных сваях. Он устанавливается над уровнем грунта не менее 10 см. Если расстояние будет меньше, возникнет вероятность повреждения целостности ростверкаи узлов соединения его со сваями, что приведет к вырыванию последних.

Главным недостатком такой конструкции является отсутствие герметизации пространства между нижней частью ростверка и грунтом. Благодаря тому, что создается свободный доступ холодного воздуха, увеличиваются теплопотери дома. Решить проблему можно при помощи монтажа щитов или дополнительного утепления пола дома.

Благодаря фундаменту с ростверком, нет необходимости в рытье огромных котлованов.

Обратите внимание! Такой тип ростверка целесообразно выбирать для субтропического климата, также при возведении деревянных конструкций.

Подошва повышенного ростверка располагается на уровне грунта, на который укладывается гравийная или песчаная подушка толщиной 10-15 см, для чего извлекается слой грунта. Такая прослойка способствует снижению влажности грунта под зданием и свободной фильтрации воды. В таком варианте исключается образование продуваемой области между грунтом и перекрытием.

Заглубленный ленточный фундамент на буронабивных сваях является наиболее популярным вариантом, в то же время и самым нерациональным. Для его создания по периметру будущего здания вырывается неглубокая траншея. Далее устанавливаются сваи таким образом, чтобы из дна траншеи торчали их оголовки. Устраивается песчаная подушка. После этого выполняется желоб-опалубка, дно которого располагается ниже уровня земли. Далее создается бетонный ростверк.

На заметку! Несмотря на то, что под заглубленным ростверком образуется непродуваемое пространство, в качестве дополнительной изоляции можно смонтировать шверты, которые будут воспринимать нагрузку от вспучиваемого грунта во время морозов.

Выбор вида ростверка зависит от ландшафта, климата и веса здания.

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.

Из какого материала изготавливается ростверк

Железобетонный ростверк характеризуется повышенной прочностью, надежностью, стабильностью работы, жесткостью, несущей способностью и долговечностью. Это наиболее распространенный вариант. В составе конструкции присутствует арматура, что увеличивает прочностные характеристики ростверка, забирая на себя часть нагрузок. Армирование может выполняться созданием полноценного пространственного каркаса или закладкой отдельных стержней.

Обратите внимание! При формировании железобетонного ростверка должен быть обеспечен достаточный защитный слой для арматуры.

Изготовление бетонного ростверка идентично предыдущему варианту. Отличием является отсутствие армирования. Вся нагрузка воспринимается бетонной конструкцией, которая накрывает оголовки свай на высоту не менее 10 см. Данный вариант является менее прочным и долговечным. Бетонный ростверк используют при возведении одноэтажных зданий.

Изготовление металлического ростверка осуществляется из профильного проката, представленного двутаврами и швеллерами. В результате получается прочная и жесткая конструкция. Но в связи с возможной коррозией металла, особенно в местах сварных соединений, металлический ростверк является недолговечным. Его используют для строительства одноэтажных строений.

Схема свайного фундамента из набивных комбинированных свай.

Деревянный ростверк применяется исключительно для возведения строений из дерева. Укладка деревянного бруса осуществляется через гидроизоляционную прокладку на сваи, в качестве которой применяется рубероид или толь. Перед монтажом балки следует обработать специальными составами и антисептиками, что исключит образование плесени и зарождение различных паразитов в толще древесины. Крепление бруса между собой осуществляется при помощи болтов и кронштейнов.

Продолжение статьи читайте на следующей странице. Для перехода к следующей части статьи используйте цифры постраничной навигации.