Плюсы и минусы, технология возведения свайного фундамента с монолитным ростверком

Что такое свайно-ростверковый фундамент?

Свайно-ростверковый фундамент — это опорная конструкция, состоящая из системы вертикальных опор (свай), входящих в жесткий контакт с плотными слоями грунта (глинистыми, крупнообломочными или скальными), и наружного пояса обвязки, несущего стены дома и передающего нагрузку на сваи.

Все вопросы и методики строительства свайно-ростверковых оснований регулируются СНиП 2.02.03-85. Существуют разные варианты конструкции, в которых используются те или иные виды свай, размеры и материал ростверка.

Сочетания этих элементов дают возможность получить наиболее подходящую конструкцию фундамента, обладающую оптимальным набором параметров для заданных условий.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Свайно-ростверковый фундамент очень похож на свайно-ленточный тип, что вызывает немало споров и разночтений. Некоторые специалисты объединяют их в единую группу, другие принципиально делят их по способу опоры ленты. Общего мнения они так и не достигли, что необходимо учитывать при изучении специальной литературы.

С монолитным ростверком

Свайный фундамент с монолитным ростверком представляет собой систему свай, погруженных в грунт на необходимую глубину.

На верхней части устанавливается монолитный железобетонный ростверк, который имеет со сваями общий арматурный каркас и максимально жестко связан с ними.

Внешне ростверк выглядит как некое подобие традиционной ленты, но разница между ними в том, что лента передает нагрузку на поверхность грунта, а ростверк распределяет ее по системе вертикальных опор и, через них, на плотные слои грунта.

При этом, в большинстве случаев, габариты о общие параметры у ленты и ростверка мало отличаются и обладают практически равными возможностями. Свайно-ростверковый фундамент такого типа представляет собой максимально жесткую конструкцию, способную выдерживать все внешние нагрузки.

В частности, такое основание отлично себя зарекомендовало на проблемных грунтах, расположенных на склоне. Подобна конструкция — единственная, способная выполнять свои функции в подобных условиях.

Существующие виды

Виды свайных фундаментов различают по типу свай.

Бывают:

• Сваи-стойки. Они погружаются в грунт до появления жесткого контакта с плотными грунтовыми слоями. Образуют самую прочную опорную конструкцию и способны нести здания любого веса и этажности.
• Висячие сваи. Несущая способность этих опор зависит от силы трения на боковых стенках и от прочности грунтовой подушки под наконечником, образующейся при погружении. Такая конструкция удобна при слишком глубоком залегании плотных слоев грунта, но способна внезапно изменять свои параметры вследствие изменений уровня грунтовых вод или прочих процессов.

Материалом для изготовления свай служат:

• Древесина. Самый древний и традиционный материал, обладающий массой недостатков. С появлением других, более устойчивых и прочных видов, деревянные сваи практически исчезли из арсенала строителей, хотя кое-где еще используются (в частном строительстве, для возведения вспомогательных построек).
• Металл. Забивные сваи специально не выпускаются, в этой роли используют отрезки рельс, швеллеров или двутавров подходящего размера. Винтовые сваи изготавливаются полностью готовыми к использованию. Специфика металла не позволяет получить долговечные опоры из-за коррозии, вызванной электрохимическими процессами и наличием блуждающих токов.
• Железобетон. Наиболее распространенный тип свай. Самыми прочными являются забивные, изготавливаемые по специальной технологии с использованием напряженной арматуры. Буронабивные сваи отливают из бетона прямо на площадке, что удобно, снижает транспортные расходы и общий уровень использования строительной техники, но значительно увеличивает срок изготовления из-за необходимости выдержки бетона для набора конструкционной прочности.

Существует три основных разновидности свайных фундаментов:

• На забивных сваях. Погружение стволов производится специальными машинами. Процесс не занимает много времени, опоры получаются прочными и надежными. Недостатком является невозможность производства работ рядом с эксплуатируемыми постройками из-за подвижек грунта, происходящих при погружении.
• На буронабивных сваях. Этот тип свай удобен тем, что не требует транспортировки, разгрузки, использования подъемной техники. В заранее подготовленную скважину опускают гильзу (род опалубки, изготовленной из рубероида или пластиковой трубы подходящего диаметра), устанавливают арматурный каркас и заливают бетон. Все операции могут быть выполнены самостоятельно, но потребуется достаточно длинный период выдержки свай для застывания бетона.
• На винтовых сваях. Они изготавливаются из стальных труб с толщиной стенок не менее 4 мм. В нижней части имеется сварной или литой заостренный наконечник и спиралевидные режущие лопасти. Погружение винтовых свай напоминает процесс завинчивания шурупа — лопасти обеспечивают погружение, острый наконечник раздвигает или раскалывает встречающиеся преграды. Винтовые сваи могут быть установлены вручную, при необходимости их извлекают и вновь используют в других местах. Срок эксплуатации зависит только от интенсивности коррозии.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Все свайные основания не могут быть созданы на скальных или крупнообломочных породах.

Как обустроить свайную основу дома?

Свайный отличается от других видов основания относительной простотой его возведения. Для строительства такого основания требуется выполнить определенную последовательность действий:

1. Первым делом производится исследование грунта на выбранной местности. Это необходимо для того, чтобы определить несущие способности грунта, его возможность выдержать тяжесть предполагаемой конструкции. Кроме того, по характеру грунта определяется также и длина свай, а также степень их заглубления в почву.
2. Далее после инженерных исканий составляются основные чертежи будущего основания, на котором точно определяются места расположения опор, их длина, глубина забивания и прочие параметры. Чертеж представляет собой полный разрез будущего основания.
3. После этого, согласно разметке на чертежах, производится бурение грунта в местах расположения сваи. Если опоры имеются в уже готовом виде, то можно их ввести в грунт путем забивания при помощи специальной строительной аппаратуры.
4. После установки всех опор наступает черед опалубки. В данном случае используется съемная опалубка, либо изготавливается прямо на месте деревянная конструкция.
5. Если в планах установить вмонтированный монолитный ростверк, то в таком случае подготавливается специальная траншея для дальнейшей заливки бетонного раствора.
6. После приготовления бетонного раствора производится заливка ростверка и опор.
7. Залитый раствор оставляется ровно на один месяц до того момента, пока он полностью не засохнет и не станет достаточно прочным.

Изготовить свайное основание для дома можно и своими руками. Для этого могут понадобиться следующие материалы:

• Опоры из железобетона нужных размеров, в зависимости от типа грунта и особенностей территории.
• Песок или щебень для обустройства подушек на дне пробуренного отверстия, если в таковых будет необходимость.
• Специальная техника и аппаратура, если предполагается обустройство траншей и скважин.
• Бетонный раствор для заливки основания.
• Доски и гвозди для строительства опалубки.

В целом процесс сооружения свайного фундамента не так сложен. Если обустройство основания проводится для будущего частного дома небольших размеров, то сваи, как правило, подбираются не слишком большие. А потому их легко можно установить без привлечения дополнительной крупной техники. На деле возведение свайного фундамента оказывается более простым, чем обустройство ленточного или монолитного основания.

Виды

Существуют разные варианты конструкции свайно-ростверковых оснований, различающихся по соответствующим признакам:

• Материал ростверка. Бывают деревянные, металлические и железобетонные конструкции. Выбор обычно бывает обусловлен весом и размерами постройки, особенностями климата и прочими внешними причинами.
• Высота конструкции. Различают погруженные в грунт и расположенные на дневной поверхности виды. С точки зрения долговечности и сохранности материалов предпочтительнее внешние конструкции, не имеющие контакта с грунтовой влагой. Погруженные в грунт — только железобетонные варианты, древесина и металл в таких условиях подолгу не служат.

Практика показывает, что погружение бетонной ленты в грунт нецелесообразно. При этом, открытый ростверк образует воздушный холодный зазор под перекрытием первого этажа, что затрудняет подвод коммуникаций и требует устройства специальных гидроизолированных траншей.

Это увеличивает трудозатраты и повышает расход материалов.

Уникальный фундамент из «стержней»

Чтобы понять, что такое столбчатый фундамент, стоит детально рассмотреть его плюсы и минусы, задачи и устройство.

Столбчатый фундамент значительно отличается от ленточного, поскольку сооружается не по всему периметру здания

Преимущества и недостатки столбчатого основания

Бесспорными преимуществами фундамента из опорных столбов считают:

• сжатые сроки строительства;
• возможность самостоятельного монтажа;

• низкую стоимость необходимых материалов (по сравнению с ленточным основанием);

• необязательность проведения дополнительных работ по утеплению и защите от влаги;
• вероятность применения в качестве основания для постройки на мёрзлой земле;
• длительную службу (до 100 лет);
• беспроблемный и быстрый ремонт.

К недостаткам столбчатого фундамента приписывают:

• неспособность выдержать вес многоэтажного большого дома;
• относительную хрупкость конструкции, которая может потерять устойчивость в рыхлой почве;

• отсутствие возможности обустройства подвального помещения или погреба, ведь столбы становятся преградой для создания достаточно широкой пристройки под домом.

Все минусы основания из столбов можно не рассматривать как нечто важное, если сооружать эту конструкцию с учётом её назначения

Задачи конструкции из опорных столбов

Строить столбчатый фундамент целесообразно для таких объектов, как:

• дом без подвального помещения со стенами из лёгких материалов;
• кирпичная постройка, которая по экономическим причинам не может быть поставлена на ленточном фундаменте и поэтому сооружается на столбах, углублённых в землю на 2 метра;
• здание, возводимое в местности с почвой, склонной к пучению из-за низких температур и вследствие этого отрицательно воздействующей на любой фундамент, кроме столбчатого.

На столбы разумно ставить только небольшие домики из лёгких материалов, ведь вес иных строений опоры не выдержат

От сооружения конструкции из опорных столбов лучше вообще отказаться в следующих случаях:

• грунт на площадке под строительство слабый или подвижный, что может стать причиной опрокидывания недостаточно устойчивого фундамента;
• земля на участке содержит большое количество торфа, осадочных пород или глины, насыщенной водой;
• дом планируется строить из тяжёлого сырья, например, кирпичей толщиной более 5 см или железобетонных типовых плит;
• финансы и время на обустройство цоколя значительно урезаны (при создании столбчатом фундаменте цоколь сам собой не образуется, как это бывает во время строительства ленточного основания);
• почва на участке под строительство дома отличается резким перепадом высот (от 2 метров).

Столбчатый фундамент может быть устроен только на твёрдой и ровной почве, поскольку он не отличается идеальной устойчивостью

Вид фундамента из отдельных опор

Столбчатая опорная конструкция под дом — это система столбов, расставленных в углах, зонах скрещивания стен и нахождения несущих простенков или балок, на которые приходится вес всего здания. Чтобы столбы функционировали как единая конструкция и были максимально устойчивы, их объединяют посредством ростверка — обвязочных балок.

Фундамент может быть сделан из бетонных блоков, а ростверк — из древесины

Обычно столбы располагают, оставляя между ними от 2 до 2,5 метра пустующего пространства. Но в некоторых случаях строители выходят за рамки традиционного варианта расстановки опор.

Когда столбы монтируют в земле через каждые 2–2,5 метра, ростверк создают как стандартную армированную перемычку. При этом не объединяют в единый ансамбль пристраиваемые к дому веранду, крылечко и террасу.

Обычно столбы расставляют на расстоянии 2–2,5 м друг от друга

Расстояние между столбами делают большим (от 2, 5 до 3 метров), ссылаясь на значительную мощность обвязочных балок. Наиболее надёжный ростверк создают в виде единой или сборной балки. А простая конструкция, соединяющая опоры, может быть сделана из металлических деталей, например, швеллеров или профилей.

Земельные работы

Работы сводятся к освобождению от растительного слоя. Вдоль всего периметра разметки выкапывается неглубокая канавка, и готовятся выемки под столбы-основания в установленных точках. Углубления выполняют на полную глубину промерзания грунта (берутся данные по региону) плюс дополнительно на подушку 20 см. Столбик соответствует толщине стены, поэтому яма должна иметь аналогичный поперечный размер и дополнительно с каждой стороны по 20 см. Эти дополнительные отступы позволят без затруднений установить опалубку и распорки.

В яму укладывают подушку (смесь щебня и песка) на всю площадь дна, то есть вокруг сваи останется свободная часть подушки, выступающая за основание на 10-20 см. Дальше производят трамбовку с добавлением приличного объема воды. Сверху насыпку закрывают прокладкой (полиэтилен или рубероид), которая при заливке подготовленного углубления удержит воду и не позволит уйти ей в почву из бетона. Иначе прочность столба снизится.

Преимущества и недостатки

Типы свайного фундамента разделяют в первую очередь по способу устройства на забивные, набивные и винтовые. Каждая модель конструктивного элемента характеризуется своими особенностями.

К общим достоинствам всех типов свай следует отнести следующие:

1. Применимость для всех типов грунтов и рельефов любой сложности. Там, где закладка ленточного или плитного основания будет неэффективной или нецелесообразной, используют опоры.

   Свайные фундаменты можно строить на неустойчивых, переувлажненных грунтах, участках с риском оползней или подтопления, заболоченных территориях, а также на склонах и впадинах.

2. Экономическая целесообразность. Закладка одиночных силовых элементов, связанных в единую конструкцию обвязкой, обходится на 30–40 % дешевле, чем строительство плитного или ленточного заглубленного основания.
3. Возможность подобрать силовой элемент для любых условий. Популярность свайной технологии обусловила рост предложений от производителей свай. Сегодня можно подобрать опоры с несущей способностью от 0,8 до 15 и более тонн, а для глубокой закладки используются составные элементы.
4. Небольшой объем земляных работ. Если в случае с заглубленным ленточным или плитным основанием нужно рыть котлован на проектную глубину, то для устройства набивных свай достаточно пробурить скважины в грунте, а забивные и винтовые столбы погружаются в почву посредством силового воздействия.

Недостатки свайной технологии:

1. Сложность инженерных расчетов. Технология свайного фундамента может удовлетворить практически все гидрогеологические и проектные условия, но для этого потребуется провести ряд инженерных вычислений. Перед проектированием конструктору необходимо изучить нормативные требования к строительству фундаментов, что учесть возможные нюансы для каждого типа опор.
2. Трудоемкость работ по обустройству подвальных помещений. Организовать строительство подземных помещений в пространстве между силовыми элементами возможно, но это приведет к значительному удорожанию проекта, которое практически перекроет выгоду от применения свайной технологии.

Для частного дома

Частные жилые дома и коттеджи отличаются сравнительно небольшим весом по сравнению с многоэтажками и промышленными объектами. Эта особенность позволяет отказаться от закладки дорогостоящего железобетонного ленточного или плитного основания в пользу заводских или самодельных свай.

Преимущества свайной технологии для частного строительства:

• возможность закладки фундамента своими руками (винтовые, набивные сваи);
• при необходимости доступны способы усиления основания (при строительстве пристроек, увеличении этажности, замене перекрытий в доме и т.д.);
• ремонтопригодность.

Почему не стоит строить частный дом на свайном фундаменте:

• значительные теплопотери за счет подъема дома над уровнем земли;
• трудоемкая процедура инженерных расчетов;
• на участке наблюдается высокая сейсмическая активность.

Разных видов свай

Выбор свай основывают на результатах гидрогеологических изысканий грунта, а также инженерных расчетов по проектным нагрузкам. Сравнительная таблица по плюсам и минусам для различных типов силовых конструкций:

Тип опор	Преимущества технологии	Недостатки технологии
Забивные железобетонные	повышенная несущая способность (до 20 т); долгий срок службы (более 100 лет); стойкость к коррозии.	необходимость применения спецтехники для заглубления в грунт; появление динамических нагрузок и вибрации, действующих на грунт и ближайшие постройки.
Забивные стальные	широкий выбор моделей с различными конфигурациями и характеристиками; высокий эксплуатационный ресурс.
Забивные деревянные	дешевизна и доступность материала; экологическая чистота.	ограниченная грузоподъемность; сравнительно короткий срок службы; подвержены воздействию почвенной влаги.
Буронабивные	большая несущая способность; продолжительный срок службы; изготовление ручным способом.	большой расход бетона; сложно рассчитать несущую способность; необходимо укреплять стенки от обрушений.
Винтовые металлические	относительная дешевизна; высокая грузоподъемность; возможность монтажа своими руками; возможность повторного использования.	подверженность коррозийным процессам; недопустимость заглубления в грунт с каменистыми включениями, которые могут повредить лопасти.
Винтовые железобетонные	прочнее металлический винтовых свай и удобнее при монтаже, чем забивные ж/б аналоги; не подвержены коррозии.	имеют значительный вес; сложно выдержать соосность при монтаже.

Как сделать свайный фундамент своими руками по буронабивной технологии

В общем случае сваи изготавливают в следующем порядке:

1. бурение скважины;
2. установка арматурных каркасов;
3. заливка бетоном;
4. изготовление ростверка.

Перед началом работ выполняют разбивку фундамента. Под свайный фундамент нужно отметить расположение опор и границы ростверка. Эту работу выполняют с помощью обноски и шнура. Обноску изготавливают из деревянных стоек и перемычек. Она нужна, чтобы не повредить разметку при выполнении строительных работ. Расположение опор под здание отмечают строго по расчету.

Участок до бурения скважин нужно расчистить от мусора. По разметке снимают верхний плодородный слой почвы. Толщина такого слоя обычно составляет 15—20 см.

Бурение

Скважину бурят как ручным, так и механизированным инструментом (моторизированным или электрическим). В частном строительстве распространение получил ручной метод. Это вызвано доступностью и стоимостью необходимых приспособлений. Для изготовления свай по технологии ТИСЭ (с уширением в нижней части) потребуется специальный бур с откидывающимися ножами. Свайный фундамент с ростверком по технологии ТИСЭ отлично подойдет при строительстве на пучинистых грунтах (глина, суглинок, супесь). Уширения позволяют предотвратить выдергивание здания при морозном пучении.

Все скважины должны располагаться строго вертикально. Работы выполняют по разметке. В процессе контролируют расположение бура. Под фундамент в скважину насыпают песчаную подушку толщиной 20—30 см. Сыпучий материал разравнивают и уплотняют.

Следующий этап — установка опалубки. В этом качестве используют трубу из рубероида. Материал предотвращает повреждение опоры в период затвердевания и не дает цементному молочку уходить в почву. В процессе эксплуатации рубероид будет обеспечивать дополнительную гидроизоляцию. Трубы делают самостоятельно из рулонного материала.

Рубероид в процессе бетонирования расправляется до краев ямы

Арматурный каркас

Свайный фундамент с монолитным ростверком армируется прутами класса А400 (АIII), диаметр которых зависит от расчетной нагрузки. Основа каркаса — вертикальные стержни диаметром 10—12 мм. Именно они воспринимают изгибающую нагрузку.

Горизонтальные хомуты диаметром 6—8 мм необходимы для связывания основных в единое целое. Арматурный каркас должен выходить за пределы сваи. Позже его связывают с металлом ростверка своими руками.

Рекомендуем ознакомиться с подробной статьей о расчете буронабивного фундамента.

Заливка бетоном

Технология свайного фундамента предполагает использование бетона классов В15—В20 в зависимости от нагрузки. Применять материал с большей прочностью экономически не выгодно. Бетон можно сделать самостоятельно или заказать на заводе. Второй вариант предпочтительнее, поскольку в этом случае можно быть уверенным, что полученная смесь обладает определенной прочностью. При замешивании бетона вручную обязательно изучают руководство по этому процессу. Обычно инструкция есть на упаковке с цементом.

Сваи желательно нужно заливать за один прием. Перерывы в работе по изготовлению одного элемента приведут к его ослаблению. Бетонную заливку рекомендуется выполнять при температуре наружного воздуха 15—25 градусов по Цельсию. В этом случае бетон быстрее наберет прочность и будет прочным. Через каждый 30—50 см заливки по высоте делают небольшой перерыв, во время которого раствор уплотняют вибратором или штыкованием.

На твердение материала в среднем уходит 4 недели. В дождливую и холодную погоду времени требуется больше. Делать монолитный ростверк можно после того, как бетон наберет 50—70% своей прочности.

Пошаговая инструкция по монтажу своими руками

Рассмотрим порядок действий по монтажу железобетонного ростверка, расположенного на высоте 30 см над уровнем грунта (один из наиболее сложных вариантов).

Порядок действий:

Подготовка

Производится очистка и планировка участка (если это необходимо). Удаляют все посторонние предметы, растения и прочие помехи.

С помощью колышков производят разметку участка. Для забивных свай она заключается в установке одного колышка на оси опор, для буронабивных отмечаются линии внешнего и внутреннего периметра. Также для них необходимо предварительное бурение скважин, которое производится по результатам пробного бурения.

Оно определяет глубину залегания плотных слоев грунта и производится в любом случае, так как дает возможность определить длину стволов.

Установка свай

Забивка свай производится с помощью специальных машин.

Необходимо составить схему погружения, чтобы готовые сваи не отсекли точки установки следующих опор.

Обычно установку производят по спирали или змейкой, последовательно переходя от одной точки к другой.

Для буронабивных свай производят гильзование скважин (погружение трубы из свернутого рубероида или куска пластиковой трубы нужного диаметра). Затем собирают и опускают в скважину армпояс, размеры которого надо выбрать так, чтобы он легко входил в отверстие.

Длина арматуры должна превышать длину скважины, чтобы впоследствии ее можно было жестко связать с армпоясом ростверка. Затем производится заполнение скважины бетоном и выдержка в течение положенного времени (28 дней).

Строительство опалубки

Для постройки опалубки не обязательно выжидать срок затвердения бетона в скважинах. Если использованы забивные сваи, то обычно выжидают около недели, чтобы ствол «обсосало» (строительный термин, обозначающий восстановление грунта и плотное прилегание к боковым стенкам).

Опалубка представляет собой род длинного деревянного лотка, внутренние размеры которого повторяют форму будущего ростверка.

Сборку производят из обрезных досок, стараясь не допустить образования щелей и промежутков.

Высота опалубки должна несколько превышать высоту ростверка. Для жесткости нижнего отдела на землю устанавливают ряд подпорок, исключающих прогиб днища опалубки. Внутренняя часть устилается полиэтиленом, препятствующим выход воды или материала из опалубки.

Создание армпояса

Арматурный каркас создается по обычной технологии — рабочие стержни с помощью гладкой вспомогательной арматуры устанавливаются в нужном положении согласно проектной схемы и общих правил.

Важным моментом является жесткое соединение арматуры свай и армпояса ленты, для которого лучше всего использовать сварку. Остальные элементы соединяют путем вязки мягкой проволокой.

Заливка бетона

Заливку бетона производят после окончательного затвердения бетона в сваях.

Это важно, так как вес железобетонного ростверка очень велик и способен деформировать не застывший бетон. Заливку надо выполнить максимально быстро, без перерывов, чтобы получить абсолютно монолитную опору с большой степенью жесткости

Бетон выравнивают и накрывают мешковиной или полиэтиленом, первые 10 дней периодически поливают водой

Заливку надо выполнить максимально быстро, без перерывов, чтобы получить абсолютно монолитную опору с большой степенью жесткости. Бетон выравнивают и накрывают мешковиной или полиэтиленом, первые 10 дней периодически поливают водой.

Через 10 дней снимают опалубку, после чего выдерживают ленту до полного застывания, которое наступает через 28 дней после заливки.