Рассчитываемая нагрузка: ростверк и особенности его устройства

Расчеты для свайно-ростверковых фундаментов

Свайный фундамент без ростверка существовать не может, но не так просто его и построить. Для этого нужно произвести тщательные расчеты с соблюдением строительных норм и правил. Также здесь необходимо учитывать допустимые максимальные нагрузки на основание, ведь ростверк отвечает за аккумулирование веса целого здания и передачи его равномерно на каждую сваю. Поэтому проект строительства свайно-ростверкового фундамента должен иметь подробную схему расположения всех свай, их размеров, вида используемого материала, а также расчет вертикальной нагрузки на каждый элемент конструкции.

Расчет ростверка на продавливание

Любой проект свайно-ростверкового фундамента обязательно должен включать отдельный раздел с расчетом ростверка и сметой на строительство основания. Такие сметы делают люди, которые имеют высшее техническое образование, опыт и квалификацию. В проекте учитывается, к какой группе должен быть отнесен фундамент, а уже от группы зависит конечный расчет основания на продавливание.

Типы винтовых свай.

Что означает термин «продавливание»? Конструкция такого основания предусматривает наличие сплошного ростверка, под которым стоят сваи. На каждую сваю предусмотрена своя нагрузка, ее нужно учесть и рассчитать. Если нагрузка будет рассчитана неверно, тогда на одну сваю будет воздействовать слишком большая сила, а ростверк будет продавлен. А вместе с ним возможна деформация и самой сваи.

Расчет основания проводится по граничным состояниям 1 и 2 группы. К первой группе нужно отнести, в соответствии со строительными нормами, следующие параметры:

  • Прочность материалов, которые будут использоваться при производстве ростверка;
  • Особенности грунта, его несущие характеристики;
  • Нагрузка на основание при наличии нагрузок по горизонтали.

Забивка свай.

Ко второй группе относятся следующие показатели:

  • Наличие вертикальных нагрузок и их давление на ростверк;
  • Смещение, повороты несущих конструкций по горизонтали;
  • Наличие или появление трещин в проектируемом или существующем железобетонном свайном фундаменте.

Как правило, расчетную нагрузку на единичную сваю определяют с учетом равномерного распределения массы на все проектируемые сваи. Соответственно, ростверк при этом принимается как максимально жесткий.

Ростверки под колонны смежного расположения (расположение по соседству), а также аналогичные по конструкции и характеристикам ленточные фундаменты рассчитываются с учетом положений СНиП II-В.1-61 по ключевому предельному состоянию усилий. Но при этом определяются также и дополнительные нагрузки, которые могут возникать в процессе эксплуатации здания.

Также, при необходимости, проводится расчет по открытию трещин на основных и второстепенных свайных конструкциях. При расчетах не играет роли, ростверк с какими сваями проектируется — принцип расчета одинаковый для свай с круглым или квадратным сечением.

Схема армирования свайного ростверка.

Высоту ростверка на несущих железобетонных элементах рассчитывают по конкретным формулам. Как правило, минимальная высота должна составлять не менее 35 см, а ширина – от 45 см. Но это документальные данные, которые на практике существенно отличаются, а поэтому высоту расположения ростверка всегда рассчитывают практически, исходя от существующей на строительной площадке ситуации. Подошва ростверка принимается в пределах 300 мм или меньше, а высота плитной конструкции составляет 150 мм.

Стоит отметить, что форма будущего основания под свайный фундамент может напрямую зависеть от всех частей будущей постройки, количества используемых элементов, типа почвы и наличия грунтовых вод. Ведь проектировщик прекрасно понимает, что высота свай должна быть оптимальной, чтобы выдерживать нагрузки и от самого здания, и со стороны почвы.

Что нужно помнить при расчете свайно-ростверкового фундамента?

  1. Все нагрузки и возможные факторы влияния на сваи и ростверк таких оснований нужно учитывать, исходя из положений СНиПа. Значения, которые там указаны, нужно умножать на коэффициенты надежности, которые четко определены в «Правилах учета ответственности сооружений подобного типа в процессе проектирования зданий».
  2. Расчет ростверка проводится с учетом основной и осевой нагрузок, причем часто проектировщик сразу добавляет процент поправки в большую сторону с целью устранить дополнительные факторы риска.
  3. Также в расчете и при составлении будущей сметы на строительство основания нужно использовать существующие значения параметров почвы, а также приоритетных климатических условий в регионе.
  4. Нужно сразу учесть тип используемых свай.
  5. Проектировщик, который уже имеет достаточно опыта расчетов таких конструкций, принимает свайно-ростверковое основание как единую целую конструкцию и проводит расчет всего основания, а не каждого его элемента по-отдельности.
  6. Если на строительной площадке обнаружены проблемные почвы, плывуны или уже в проекте обнаружено наличие больших нагрузок на основание, тогда сразу нужно учесть все негативные факторы влияния. Также к сложным грунтам относятся почвы с высоким залеганием поверхностных вод.

Расчет конструкции на продавливание колонной из стали

Такой расчет используется только в тех случаях, когда предусматривается стальной монолитный ростверк. Как правило, его практикуют в промышленном строительстве. Где используются тяжелые материалы для возведения несущих стен и перекрытий. И в таких случаях в смете должны быть предусмотрены следующие расчеты:

  • Полный расчет на продавливание колоннами;
  • Расчет продавливания угловыми сваями;
  • Изгиб конструкции;
  • Локальное продавливание сталью.

Как правило, стальные ростверки отличаются сложностью в монтаже, ведь все элементы нужно сварить и затем проверить на прочность. Но в некоторых случаях только стальные материалы и помогут создать действительно прочное и надежное основание.

Расчет фундамента на изгиб

Многие строители не раз сталкивались с проблемой изгиба несущей конструкции через неверно подобранные материалы или ошибки в расчетах. Соответственно, смета уже никуда не годится, ее нужно оперативно переделывать и проводить новые расчеты. Поэтому в строительных нормах четко указано, что расчет на изгиб проводится только в сечении по грани колонны и по внешнему контуру ростверка.

Есть несколько методик расчетов на изгиб, но подбираются они в каждом конкретном случае индивидуально, исходя от внешних условий. Самый быстрый вариант – это суммирование всех моментов от реакций запроектированных свай, дополнительно учитываются локальные нагрузки.

Схема армированной сваи.

Но такая методика используется, если используются железобетонные сваи. А вот когда используется стальная свайная конструкция, тогда лучше брать методику расчета по сечению колонн. Также таким методом рассчитывается и необходимое количество, и допустимый максимальный диаметр арматуры.

Фактически, своими руками сделать правильный расчет таких специфических фундамента практически невозможно. Для этого нужно иметь не только строительное образование, но и огромный опыт работы строителем и проектировщиком.

Поэтому перед началом строительства дома лучше сразу попросить специалистов, чтобы они сами сделали рабочий проект будущего основания с указанными не только местами установки каждой сваи и ее допустимой длины и сечения, но и размеров ростверка. А тем более, что только специалисты четко укажут, из каких материалов лучше строить здание.

Расчет свайного фундамента с ростверком

Фундаменты являются крайне ответственной частью любого здания. Появятся ли трещины на стенах, будет ли дом проседать со временем — все это зависит от того, насколько грамотно подобраны размеры и материалы для опорной части. Чтобы правильно запроектировать буронабивной свайно-ростверковый фундамент, потребуется выполнить его расчет по несущей способности.

Расчет буронабивной сваи

Несущая способность фундамента — это нагрузка, которую он сможет выдержать без разрушений, деформаций или других неприятных процессов. При конструировании буронабивного основания потребуется выяснить следующую информацию:

  • сечение элемента;
  • длина;
  • расстояние между отдельными сваями.

Расчет свай по несущей способности часто выполняется с заранее известным сечением фундамента. Эта характеристика зависит от имеющейся в наличии техники. В качестве исходных данных необходимо подготовить:

  • состав грунтов на участке;
  • сбор нагрузок на опору дома.

Сбор исходных данных для расчета

Перед тем, как рассчитать буронабивной свайно-ростверковый фундамент, потребуется изучить свойства почвы на участке строительства. Выполнить это можно двумя методами: отрывка шурфов (глубоких ям) или бурение ручным инструментом. Изучение почвы проводят чуть глубже предполагаемой подошвы (примерно на 50 см). При выполнении работ необходимо анализировать каждый плат грунта, определять его тип.

Чтобы получить представление о том, какие бывают грунты, как правильно их различать, рекомендуется прочитать ГОСТ «Грунты. Классификация». Особого внимания заслуживает приложение А, в котором даны основные определения.

Следующий этап расчета буронабивной сваи и ростверка — сбор нагрузок. Его проще выполнять в тоннах. Для его выполнения потребуется знать объемы строительных конструкций и плотности материалов, из которых они изготовлены. Чтобы подсчитать массу здания нужно вспомнить простую формулу из школьной физики: «Массу мы легко найдем, умножив плотность на объем». В сбор нагрузок на фундаменты включают:

  • собственную массу опорной части (назначают ориентировочно);
  • массу перекрытий, стен, перегородок (проемы из общего объема лучше не вычитать);
  • полезную нагрузку на перекрытия (для жилых зданий эта нагрузка назначается 150 кг/м 2 пола, берется на каждом этаже);
  • массу кровли;
  • снеговую нагрузку (зависит от климатического района строительства, расчет выполняется по СП «Нагрузки и воздействия»).

Совет! Для упрощения задачи снеговую нагрузку можно назначать по специальной карте или таблице. То есть без выполнения сложного расчета.

Найденную массу каждого элемента нужно умножить на коэффициент надежности по нагрузке. Величина этого коэффициента зависит от материала, из которого изготовлена конструкция. Для снеговой и полезной нагрузок коэффициенты постоянны и составляют 1,4 и 1,2 соответственно.

Тип строительной конструкцииКоэффициент надежности по СП «Нагрузки и воздействия»
металлические1,05
деревянные1,1
железобетонные и армокаменные (например, кирпичные), изготовленные на заводе1,2
железобетонные монолитные1,3

Более подробную информацию о сборе нагрузок на фундаменты можно найти в статье «Сбор нагрузок на фундамент — пример».

Справочная информация

Чтобы правильно рассчитать буронабивной свайный фундамент потребуется знать прочностные характеристики грунта. Информацию об этом можно найти в ВСН 5-71. Для удобства далее представлены адаптированные таблицы из этого документа отдельно по каждому типу почв.

Таблица 1. Несущая способность глинистых грунтов в зависимости от консистенции и пористости на опорном участке сваи, т/м 2 .

Таблица 2. Несущая способность глинистых грунтов по длине буронабивной сваи, т/м 2 .

Таблица 3. Несущая способность песчаных грунтов, т/м 2 .

Таблица 4. Несущая способность крупнообломочных грунтов, т/м 2 .

Чтобы выполнить расчет сечения и расстояния между сваями необходимо выбрать одно или два (для глин) значения из приведенных в таблице в зависимости от результатов отрывки шурфов или бурения.

Порядок расчета

После внимательного изучения всех предыдущих пунктов для расчета свайно-ростверкового фундамента должна иметься следующая информация:

  • масса дома в тоннах и нагрузка на каждый погонный метр ростверка;
  • несущая способность грунта в тоннах на м 2 .

Чтобы найти нагрузку на погонный метр фундамента, нужно массу дома поделить на суммарную длину ростверка.

Несущая способность одной сваи находится по формуле:

P = (0,7*R*S) + (u*0,8*fin*li), где

P — несущая способность каждой сваи фундамента;

R — прочность грунта, найденная по табл. 1, 3 или 4;

S — площадь сечения сваи на конце (формула для нахождения приведена далее);

u — периметр сваи;

fin — сопротивление почвы на боковой поверхности буронабивного свайного фундамента, найденное по табл. 2;

li — толщина слоя грунта, который оказывает сопротивление боковой поверхности;

0,7 и 0,8 — коэффициенты, которые учитывают однородность грунта и условия работы сваи.

Для сваи круглого сечения площадь находится через диаметр или радиус: S = 3,14*D 2 /4 = 3,14*r 2 /2. Здесь D и r — это диаметр и радиус соответственно.

Чтобы рассчитать расстояние между элементами фундамента требуется воспользоваться следующей формулой:

l — расстояние между сваями буронабивного фундамента;

P — несущая способность одной сваи, найденная ранее;

Q -нагрузка на погонный метр фундамента (масса дома делить на длину ростверка).

Совет! Перед началом расчета необходимо ознакомиться с СП «Свайные фундаменты». Минимальный диаметр свайного основания при длине элемента менее 3 метров составляет 30 см. Чтобы найти наиболее рациональное решение рекомендуется рассмотреть 2-3 варианта геометрических размеров свай. Для каждого случая находят расстояние между опорами и оценивают затраты на строительство. Выбирают наиболее экономичный вариант.

Подробный расчет расстояния между сваями с рассмотрением нескольких примеров может занять много времени. Но здесь перед будущим владельцем дома стоит выбор, что экономить: время или деньги.

Армирование буронабивной сваи

Рабочая арматура располагается вертикально вдоль сваи. В качестве нее используют пруты класса А400 (Аlll) диаметром 10-16 мм. Поперечную обвязку изготавливают из гладкой арматуры А240 (Al) диаметром 6-8 мм. В каждой свае должно быть не менее четырех рабочих вертикальных прутка.

Расчет ростверка

Расчет ростверка свайного фундамента выполняется примерно так же, как и вычисления для ленточного типа опорной части дома. Чтобы рассчитать ширину ленты потребуется воспользоваться формулой:

B — необходимая ширина ростверка;

М — масса дома (за вычетом массы свай);

L — длина ростверка;

R — несущая способность грунта (слоя у поверхности).

Этот расчет подойдет для ленты, расположенной непосредственно на земле или с небольшим заглублением. Для висячего ростверка расчет будет более сложным, выполнять его самостоятельно проблематично.

Армирование ростверка

Подобрав ширину ростверка буронабивного фундамента, необходимо грамотно его армировать. Можно использовать требования к стальным стержням из СП «63.133301.2012».

В качестве материала для армирования выбирают пруты класса А400 (Alll). Максимально допустимый диаметр рабочих прутов — 40 мм. Минимальные значения приведены в таблице.

Вид арматурыДиаметр прутов
Продольная (рабочее)длина стороны ростверка меньше 3мобщее сечение всего армирования = 0,001*В*H, где B— ширина ростверка, а H — высота. По площади сечения диаметр находят с помощью сортамента арматуры. Количество стержней принимается четным (одинаковое число сверху и снизу). Диаметр назначают не менее 10 мм
длина стороны ростверка больше 3мто же, но диаметр назначают не менее 12 мм.
Поперечное (горизонтальное)6 мм
Вертикальное при высоте ростверка меньше 80 см6 мм
Вертикальное при высоте ростверка больше 80 см8 мм

Пример расчета свайного буронабивного фундамента

Исходные данные для расчета:

  • одноэтажный кирпичный дом с мансардой, толщина стены 380 мм;
  • размеры в плане 7 на 9 метров, внутренних несущих стен нет (только перегородки), высота этажа 3 м;
  • кровля стропильная мансардная с покрытием из металлочерепицы;
  • грунты на участке — полутвердая глина с коэффициентом пористости 0,6, залегает на 3 м, R = 72 т/м2, fin = 3,5 т/м2 (взято значение для глубины 1 м).

Сбор нагрузок удобнее выполнять в табличной форме. Необходимо не забывать коэффициенты по надежности.

НагрузкаВеличина, кг
Наружные кирпичные стены 380 мм(9 м(длина)*2 шт + 7 м (ширина)*2 шт)*4,5м(высота на первом этаже + на мансарде)*0,38 м*1800 кг/м 3 (плотность кирпича)*1,2 (коэффициент) = 118200 кг
Перегородки из гипсокартона без шумоизоляции высотой 2,7 м (от пола до потолка)30 м (длина на весь дом)*2,7 м (высота)*27,2 кг*1,2 = 2645 кг
Железобетонные монолитные перекрытия толщиной 200 мм2шт (на 2 этажа) *7 м (ширина дома )*9 м (длина дома)*160 кг/м 2 (средняя масса перекрытия на кв. м) *1,3 = 26210 кг
Кровля7 м*9 м*60 кг (масса кв. метра кровли из металлочерепицы) *1,2 (коэффициент надежности) /соs30ᵒ (угол наклона ската) = 5215 кг
Полезная нагрузка на перекрытия (2 шт., пол первого и пол второго этажей)2 шт *7 м*9 м*150 кг/м 2 (нормативное значение для жилья) *1,2 = 22680 кг
Снег (нормативное значение снеговой нагрузки взято для г. Москва)7м*9м*180 кг (нормативное значение) *1,4/cos30° = 13050 кг

Ростверк предварительно принимаем шириной 0,4 м и высотой 0,5 м. Длина буронабивной сваи предварительно — 3 м, сечение диаметром 40 см, устанавливаются с шагом 1,5 м.

Количество свай = 32 м (L, длина ростверка)/1,5 м (шаг свай) +1 = 22 шт. (округляем до целых в меньшую сторону). S = 3,14*0,42/4 (формула площади через диаметр, см. ранее) = 0,126 м 2 .

Масса ростверка: 0,4м *0,5 м *32 м (длина) *2500 кг/м3 (плотность ж/б)* 1,3 (коэффициент) = 20800 кг.

Масса свай: 22 шт.*3 м *0,126 м2 *2500 кг/м 3 *1,3 = 27030 кг.

Суммарная масса всего дома = 235830 кг = 236 т.

Нагрузка на погонный метр = Q = 236 т/32 м = 7,36 т/м.

Расчет свай

Вариант расчета сваи 1.

Несущая способность одной сваи = P = (0,7*R*S) + (u*0,8*fin*li) = (0,7*72 т/м2*0,126 м2) + (1,26 м*0,8 *3,5 т/м 2 *3 м (длина сваи)) = 16,93 т.

u = 3,14*D = 3,14*0,4 = 1,26 м, где D — диаметр сваи.

Расстояние между сваями = l = P/Q = (16,93 т)/(7,36 т/м) = 2,3 м. Шаг достаточно большой, можно уменьшить длину сваи до 2м.

Вариант расчета сваи 2.

В расчетах для предыдущего случая требуется заменить всего одно значение. Несущая способность одной сваи = P = (0,7*R*S) + (u*0,8*fin*li) = (0,7*72 т/м 2 *0,126 м2) + (1,26 м*0,8 *3,5 т/м 2 *2 м (длина сваи)) = 13,41 т.

Читайте также:  Особенности пластиковых обсадных труб для скважины

Расстояние между сваями = l = P/Q = (13,41 т)/(7,36 т/м) = 1,82 м.

Вариант расчета сваи 3.

Рассмотрим еще один вариант с диаметром сваи 50 см и длиной 2 м.

S = 3,14*0,52/4 = 0,196 м 2 ;

u = 3,14*D = 3,14*0,5 = 1,57 м.

Максимальное нагружение одной сваи = P = (0,7*72 т/м2*0,196 м 2 ) + (1,57 м*0,8 *3,5 т/м 2 *2 м (длина сваи)) = 18,67 т.

Расстояние между опорами = l = P/Q = (18,67 т)/(7,36 т/м) = 2,54 м.

Рекомендуется выбирать шаг свай приближенный к 2 м. В рассматриваемом случае оптимальным станет 2 вариант с фундаментами небольшого сечения и длины. Для более точного результата можно рассчитать расход материала во всех случаях и сравнить его.

Поскольку планируется строительство тяжелого кирпичного дома, в качестве рабочего армирования назначаем пруты побольше, диаметром 14 мм. Для изготовления поперечных хомутов используется арматура 8 мм.

Расчет железобетонного ростверка
Из массы дома, использованной при предыдущих вычислениях, необходимо вычесть массу свай. Получаем нагрузку в 208800 кг = 209 т.

Ширина ростверка = В = М/L*R = 209 т/ (32 м*72 т/м 2 ) = 0,1 м. Требуемая ширина ростверка меньше ширины стены здания. Назначаем величину конструктивно 0,4 м. Свесы стены с ростверка не должны быть слишком большими, максимальное значение 0,04м. Высоту ростверка также выбираем конструктивно 0,5 м. Остается назначить армирование:

  • Рабочее принимается 0,001*0,6 м *0,5 м = 0,0003 м2 = 3 см 2 . По сортаменту подходят 4 стержня диаметром 10 мм, но по требованиям СП минимальное значение при длине стороны ростверка 6 м — 12 мм. Принимаем 4 прута диаметром 12 мм (два сверху и два снизу).
  • Поперечное армирование диаметром 6 мм.
  • Вертикальное армирование диаметром 6 мм (поскольку высота ленты менее 0,8 м).

Выполнение расчета позволит оптимально использовать материалы и рабочую силу на строительной площадке.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Методика расчета свайного буронабивного фундамента с ростверком

Расчет свайного фундамента выполняется в зависимости от его типа. Важно понимать, что расчет буронабивных свай будет отличаться от вычислений для винтовых. Но во всех случаях требуется выполнить предварительную подготовку, которая включает в себя сбор нагрузок и геологические изыскания.

Изучение характеристик грунта

Несущая способность буронабивной сваи будет во многом зависеть от прочностных характеристик основания. В первую очередь стоит выяснить прочностные показатели грунтов на участке. Для этого пользуются двумя методами: ручным бурением или отрывкой шурфов. Грунт разрабатывается на глубину на 50 см больше, чем предполагаемая отметка фундамента.

Схема буронабивного фундамента

Перед тем, как рассчитать свайный фундамент рекомендуется ознакомиться с ГОСТ «Грунты. Классификация» приложение А. Там представлены основные определения, исходя из которых, тип грунта можно определить визуально.

Далее потребуется таблица с указанием прочности грунта в зависимости от его типа и консистенции. Все необходимые для расчета характеристики приведены на картинках ниже.

Глинистая почва в области подошвы сваи

Глинистая почва по длине сваи

Сбор нагрузок

Перед расчетом буронабивного фундамента также необходимо выполнить сбор нагрузок от всех вышележащих конструкций. Потребуется два отдельных вычисления:

  • нагрузка на сваю (с учетом ростверка);
  • нагрузка на ростверк.

Это необходимо потому, что отдельно будет выполнен расчет ростверка свайного фундамента и характеристик свай.

При сборе нагрузок необходимо уесть все элементы здания, а также временные нагрузки, к которым относится масса снегового покрова на крыше, а также полезная нагрузка на перекрытие от людей, мебели и оборудования.

Для расчета свайно-ростверкового фундамента составляется таблица, в которую вносится информация о массе конструкций. Чтобы рассчитать эту таблицу, можно пользоваться следующей информацией:

КонструкцияНагрузка
Каркасная стена с утеплителем, толщиной 15 см30-50 кг/кв.м.
Деревянная стена толщиной 20 см100 кг/кв.м.
Деревянная стена толщиной 30 см150 кг/кв.м.
Кирпичная стена толщиной 38 см684 кг/кв.м.
Кирпичная стена толщиной 51 см918 кг/кв.м.
Гипсокартонные перегородки 80 мм без утепления27,2 кг/кв.м.
Гипсокартонные перегородки 80 мм с утеплением33,4 кг/кв.м.
Междуэтажные перекрытия по деревянным балкам с укладкой утеплителя100-150 кг/кв.м.
Междуэтажные перекрытия из железобетона толщиной 22 см500 кг/кв.м.
Пирог кровли с использованием покрытия из
листов металлической черепицы и металлических60 кг/кв.м.
керамочерепицы120 кг/кв.м.
битумной черепицы70 кг/кв.м.
Временные нагрузки
От мебели, людей и оборудования150 кг/кв.м.
от снегаопределяется по табл. 10.1 СП “Нагрузки и воздействия” в зависимости от климатического района

Собственный вес фундаментов и ростверка определяется в зависимости от геометрических размеров. Сначала требуется вычислить объем конструкции. Плотность железобетона при этом принимается равной 2500 кг/куб.м. Чтобы получить массу элемента, нужно объем умножить на плотность.

Каждую составляющую нагрузки нужно умножить на специальный коэффициент, который повышает надежность. Его подбирают в зависимости от материала и способа изготовления. Точное значение можно найти в таблице:

Тип нагрузкиКоэффициент
Постоянная для:
– дерева
– металла
– изоляции, засыпок, стяжек, железобетона
– изготавливаемых на заводе
– изготавливаемых на участке строительства
1,1
1,05
1,1
1,2
1,3
От мебели, людей и оборудования1,2
От снега1,4

Расчет сваи

На этом этапе вычислений необходимо определиться со следующими характеристиками:

  • шаг свай;
  • длина сваи до края ростверка;
  • сечение.

Чаще всего размеры сечения определяют заранее, а остальные показатели подбирают исходя их имеющихся данных. Таким образом, результатом расчета должны стать расстояние между сваями и их длина.

Всю массу здания, полученную на предыдущем этапе, требуется разделить на общую длину ростверка. При этом учитываются как наружные, так и внутренние стены. Результатом деления станет нагрузка на каждый пог.м фундаментов.

Несущую способность одного элемента фундамента можно найти по формуле:
P = (0,7 • R • S) + (u • 0,8 • fin • li), где:

  • P — нагрузка, которую без разрушения выдерживает одна свая;
  • R — прочность почвы, которую можно найти по таблицам, представленным ниже после изучения состава грунта;
  • S — площадь сечения сваи в нижней части, для круглой сваи формула выглядит следующим образом: S = 3,14*r2/2 (здесь r — это радиус окружности);
  • u — периметр элемента фундамента, можно найти по формуле периметра окружности для круглого элемента;
  • fin — сопротивление почвы по боковым сторонам элемента фундамента, см. таблицу для глинистых грунтов выше;
  • li — толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (находят для каждого слоя почвы отдельно);
  • 0,7 и 0,8 — это коэффициенты.

Шаг фундаментов рассчитывается по более простой формуле: l = P/Q, где Q—это масса дома на пог.м фундамента, найденная ранее. Чтобы найти расстояние между буронабивными сваями в свету, из найденной величины просто вычитают ширину одного элемента фундамента.

При выполнении расчетов рекомендуется рассмотреть несколько вариантов с разными длинами элементов. После этого будет легко подобрать наиболее экономичный.

Армирование буронабивных свай выполняется в соответствии с нормативными документами. Арматурные каркасы состоят из рабочей арматуры и хомутов. Первая берет на себя изгибающие воздействия, а вторые обеспечивают совместную работу отдельных стержней.

Каркасы для буронабивных свай подбираются в зависимости от нагрузки и размеров сечения. Рабочая арматура устанавливается в вертикальном положении, для нее используют стальные стержни D от 10 до 16 мм. При этом выбирают материал класса А400 (с периодическим профилем). Для изготовления поперечных хомутов потребуется закупить гладкую арматуру класса А240. D = минимум 6-8 мм.

Сортамент стальной арматуры

Каркасы буронабивных свай устанавливаются так, чтобы металл не доходил за край бетона на 2-3 см. Это нужно для обеспечения защитного слоя, который предотвратить появление коррозии (ржавчины на арматуре).

Размеры ростверка и его армирование

Элемент проектируется так же, как и ленточный фундамент. Высота ростверка зависит от того, насколько нужно поднять здание, а также от его массы. Самостоятельно можно выполнить расчет элемента, который опирается вровень с землей, или немного заглублен в нее. Основа расчетов висячего варианта слишком сложна для неспециалиста, поэтому такую работу стоит доверить профессионалам.

Пример правильной вязки арматурного каркаса

Размеры ростверка вычисляются так: В = М / (L • R), где:

  • B — это минимальное расстояние для опирания ленты (ширина обвязки);
  • М — масса здания без учета веса свай;
  • L — длина обвязки;
  • R — прочность почвы у поверхности земли.

Арматурные каркасы обвязки подбираются так же, как и для здания на ленточном фундаменте. В ростверке требуется установить рабочее армирование (вдоль ленты), горизонтальное поперечное, вертикальное поперечное.

Общую площадь сечения рабочего армирования подбирают так, чтобы она была не меньше 0,1% от сечения ленты. Чтобы подобрать сечение каждого стержня и их количество (четное), пользуются сортаментом арматуры. Также необходимо учитывать указания СП по наименьшим размерам.

Свайный фундамент с ростверком: устройство своими руками

Далеко не всегда и не во всех ситуациях можно применять традиционные фундаменты — ленточный и плитный. В некоторых ситуациях они становятся слишком дорогими: на их обустройство может уходить до 40-50% стоимости всей постройки. Обычно такое происходит при строительстве в зонах с большой глубиной промерзания (ниже 2 метров) или на нестабильных, слабонесущих грунтах. В таких случаях часто лучшим выходом является свайно-ростверковый фундамент.

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.

Когда его можно использовать

Рекомендуют ставить свайно-ростверковые фундаменты в следующих случаях:

  • Когда на достаточно большую глубину уходят нестабильные и слабонесущие грунты. Это карстовые, лесовые, торфяные почвы, плывуны, растительные и плодородные почвы большой толщины (более 1,4-1,5 метра). В этом случае нагрузку нужно передать на расположенные ниже плотные грунты с нормальной несущей способностью. Докопаться до них не всегда возможно, а если и можно, то фундамент получается слишком уж дорогой. Потому передача нагрузки при помощи свай — лучший выбор.
  • На участках с большими перепадами высот. В этом случае часто намного дешевле использовать сваи разной высоты, чем проводить работы по выравниванию грунта или заливать глубокую ленту, которая сможет компенсировать перепад высот.

Иногда все еще проще: исходят из наименьшей стоимости. Но всегда нужно помнить, что любой тип свайного фундамента менее надежен, чем плитный и ленточный. А все потому, что мы не можем точно знать, какой грунт находится под каждой из свай. Именно поэтому при расчете параметров в конструкцию закладывается повышенный запас прочности. Не 1,2, как обычно считают, а 1,4. И все равно, гарантировать никто ничего не может.

Какие сваи использовать

В свайно-ростверковых фундаментах можно применять любые сваи. Их выбирают исходя из грунтов, планируемой нагрузки дома. Сваи делают из металла, бетона, иногда — дерева. Могут они иметь круглое или квадратное сечение. Различаются они и по способу установки:

    Забивные. Они устанавливаются без бурения или выемки грунта. Обычно — забиваются, потому так и называются. В частном строительстве используются редко: требуется специальная техника.

Забивные железобетонные сваи используются чаще при строительстве многоэтажных домов

Один из вид свай — винтовые. Их можно использовать с ростверками из разных материалов под разные дома (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

В частном строительстве чаще всего используют буронабивные сваи. Особенно популярны они при строительстве дач или бань. Могут использоваться и при строительстве небольших домов. Но если дачи и бани можно делать без расчета, то при строительстве дома очень желательно заказать проект.

Разные сваи бывают по форме: квадратного или треугольного сечения, круглые заполненные и круглые полые, иногда разрабатываются сложные формы специально под проект. По тому, как сваи передают нагрузку на грунт, они бывают:

  • висячие;
  • сваи-стойки.

Чем отличаются сваи по типу работы (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Висячие сваи имеют большую боковую поверхность и значительную часть нагрузки (до 60-70%) передают с ее помощью. Их используют, если несущей способности грунта на достигнутом уровне недостаточно для того, чтобы выдержать всю нагрузку, а дальнейшее углубление нецелесообразно. В этом случае наличие «пятки» почти ничего не меняет: основная нагрузка передается поверхностью, а не острием сваи.

Сваи-стойки наоборот, большую часть нагрузки передают через острие. В этом случае боковые стенки неразвитые и гладкие, а на конце сваи имеет смысл делать расширение. Один из видов этого типа — сваи ТИСЭ. Они имеют цилиндрическое расширение внизу, из-за чего передают нагрузку на большую площадь. Также пятка не дает силам пучения поднять фундамент.

Расположение свай в ростверке

В большинстве случаев опоры в грунте располагают вертикально. Иногда может потребоваться наклонная установка, причем нескольких штук в одном месте. Такой способ применяют, если могут возникнуть горизонтально направленные силы. Например, при строительстве на наклонных участках.

Расположение свай на плане дома

Сваи могут располагаться точечно — под опорами (колоннами, стойками). Такое расположение характерно при строительстве навесов или устройстве кровли над открытыми площадками. Тогда опоры ставят точно под колоннами, удерживающими кровлю.

Под частные дома небольшой этажности сваи располагают в виде ленты. Ставят их в один ряд, иногда в два или три, смещая друг относительно друга. Иногда в самых нагруженных частях, например, в углах, под участками с большой планируемой нагрузкой, их располагают кустами: несколько штук на небольшом расстоянии друг от друга.

Как расставить на плане дома самостоятельно

При проектировании свайного фундамента собственными силами обычно поступают следующим образом. На плане здания, нарисованного с соблюдением масштаба, обязательно закладывают сваи в углах и в местах пересечения с простенками. Если они отстоят друг от друга на расстоянии больше 3 метров, между ними ставят промежуточные опоры. Желательно чтобы сваи располагались одна от другой на расстоянии от 2 до 3 метров.

Сначала расставляют сваи по углам, потом под местами примыкания несущих стен

Принцип прост, но еще нужно определить необходимую площадь свай. А ее нужно рассчитать (скорее, подобрать).

Расчет свайно-ростверкового фундамента

Для того чтобы быть хоть отчасти уверенным в надежности фундамента его желательно хоть приблизительно рассчитать. Для этого потребуется проделать несколько не самых сложных расчетов.

  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)

Площадь опоры, необходимая для нормального распределения нагрузки считается по формуле:

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.

Технология строительства

Итак, у вас готов проект, или вы сами определились с местом расположения свай, их параметрами, типом и высотой ростверка. Можно приступать к строительству.

Разметка

Сначала снимают весь плодородный слой земли, его вывозят в сад или складывают в одном из углов участка. Площадку под фундамент выравнивают. Затем, с использованием колышков и шнуров, размечают границы дома. Причем, натягивают два шнура, отмечающие внешнюю и внутреннюю поверхность стен. Обязательно проверяют геометрию, перемеряв и сравнив все диагонали попарно.

После того, как разметка закончена, можно размечать места установки свай. Они у нас прорисованы на плане и просчитаны, определены расстояния между ними.

Схематическое изображение порядка работ при строительстве свайно-ростверкового фундамента своими руками (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

Земляные работы и заливка свай

Как конкретно будут проходить работы, зависит от типа используемых свай. Чаще всего при строительстве дома используют винтовые или буронабивные сваи.

Винтовые можно вкрутить вручную. При закручивании их оголовки выставляют на одном уровне. Его удобнее отмечать при помощи шнуров.

Для буронабивных потребуется или специальная техника, или ручной бур подходящего диаметра. Этими устройствами в нужных местах бурятся отверстия. В готовые скважины опускается выбранная опалубка, устанавливается арматура (четыре прутка ребристой арматуры, связанные между собой). Если фундамент свайно-ленточный, то арматура должна иметь выпуск не менее 60-70 см. Она потом свяжется с ростверком. Последний шаг на этом этапе — заливка бетона.

Свайный фундамент готов к установке опалубки для ростверка. В этом случае использована опалубка из толя или рубероида, свернутого в несколько раз

Устройство ростверка

Если выбран металлический ростверк, его приваривают к оголовкам свай. При работе важно выдерживать строгую горизонтальность: тогда нагрузка будет передаваться равномерно.

Для устройства заглубленного железобетонного ростверка (низкого) понадобится подсыпка щебнем фракции 20-60 мм и его уплотнение виброплатформой. Минимальный слой щебня — 15 см. Чтобы добиться улучшения несущей способности грунта под лентой, необходимо насыпать щебень небольшими слоями (по 5 см) и тщательно его уплотнять виброплатформой. Вокруг свай хорошо уплотнить не получится, но это не столь важно.

На эту подсыпку устанавливается опалубка. Ширина ленты чуть больше ширины стен, высота щитов делается с учетом требуемой высоты цоколя. Сборка щитов и установка упоров в точности повторяет технологию установки опалубки для ленточного фундамента.

Схема армирования свайно-ростверкового фундамента с железобетонным ростверком (свайно-ленточного)

Армирование проводится в большинстве случаев так же, как и при строительстве ленты: два пояса вверху и внизу из ребристой арматуры, поперечные и вертикальные стойки из гладкого прутка меньшего диаметра. Все правила армирования сохраняются. Добавляется только перевязка со сваями. Выпуски арматуры из свай загибаются: один ряд привязывается к нижнему поясу, второй — к верхнему (не забудьте выпуски сделать разной длины). Они должны быть не меньшее 50 диаметров прутка (если арматура используется 12 мм, загнуть нужно 600 мм (50*12 мм)). Схема армирования примыкания сваи показана на рисунке.

Установка закладных деталей

На этом этапе необходимо оставить вентиляционные продухи и заложить трубы и короба, через которые будут подводиться инженерные коммуникации (водопровод, отопление, электричество, канализация).

Не забудьте про закладку труб под продухи, подводку инженерных систем

Если этого не сделать, придется впоследствии долбить бетон. А это для фундамента большое зло, ведь нарушается целостность монолита. Так что все хорошо продумайте: переделывать не будет возможности.

Заливка бетона

Бетон не просто заливают. Его еще и вибрируют. Без этого процесса добиться однородности и высокой прочности очень сложно. Потому обработка бетона фундамента вибратором может считаться обязательным процессом.

Если температура воздуха после заливки бетона находится в районе +20°C, то снимать опалубку можно через четыре дня. За это время бетон наберет примерно 50% от проектной прочности, чего достаточно для проведения следующих работ. Если температура была в районе +10°, ждать придется 10-14 дней. При более низких температурах, условия считаются зимними, и залитый бетон требует утепления или подогрева.

Все готово к заливке бетона: армопояс связан, опалубка выставлена и закреплена (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)

При всей своей привлекательности свайноростверковые фундаменты имеют недостатки:

  • Как уже говорилось, из-за того что невозможно определить какой грунт находится под каждой из свай, прогнозированию его поведение почти не поддается.
  • В таких постройках невозможно оборудование подвалов.
  • При высоких ростверках требуется каким-то образом закрывать зазор: там любят селиться животные и насекомые.

Назначение, типы и особенности использования ростверка в строительстве частных домов

Столбчатый фундамент состоит из двух функциональных элементов — свай и ростверка.

В буквальном переводе с немецкого Rostwerk — решетка и строение, что описывает конструкцию, но не объясняет ее предназначения.

Главная задача, для которой устанавливают ростверк — равномерное распределение нагрузки на несущее основание строения.

Что такое ростверк и для чего он нужен?

Обычно при строительстве жилых домов и других сооружений долгой эксплуатации укладывают ленточный фундамент, но это не всегда возможно из-за грунтовых вод, глубокого промерзания почвы или нестабильных грунтов. В этих случаях используют свайный фундамент или монолитную плиту, а для равномерности нагрузки сверху устанавливают конструкцию ростверка.

[stextbox распространенный вариант — рама из железобетонных балок или плит, прочно опирающаяся на надежно установленные столбы. Ростверк объединяет оголовки свай и создает жесткую опору для сооружения.[/stextbox]

Также ростверком называют бревенчатый настил, уложенный на подушку из щебня, песка или гравия — такой фундамент в сочетании со сваями пригоден для легких сооружений.

В многоэтажных домах решетчатые конструкции устанавливают между этажами и наверху здания для повышения жесткости и разделения нагрузки на вертикальные конструкции. Выбор ростверка зависит от типа грунтов, фундамента и специфики будущего сооружения.

Виды по признакам

  • Место. Ростверки укладывают на землю, заглубляют или подвешивают.
  • Материал. Используется дерево, металл, бетон или железобетон.
  • Исполнение. Монолитные, сборные и сборно-монолитные.

Равномерное распределение нагрузки от строения на опорную часть фундамента и несущее основание — главная задача, которую решает ростверк. Горизонтальная конструкция связывает столбы или сваи фундамента.

Платформа равномерно распределяет вес строения на опоры, передающие нагрузку на грунтовое основание. Единая конструкция фундамента предотвращает неравномерную просадку постройки, появление трещин в стенах, сырости и коррозии.

Материалы для изготовления

Выбор материала для изготовления ростверка зависит от нескольких факторов:

  • типа фундамента;
  • нагрузки на фундамент;
  • типа грунта;
  • высоты грунтовых вод.

Железобетон

Наиболее удобный вариант ростверка для бетонных свай — надежный, стабильный, долговечный и распространенный материал. Изготавливают из стальной арматуры и бетона, образующих прочную и износостойкую конструкцию. Используется в строительстве тяжелых многоэтажных зданий и промышленных объектов, реже — для загородного жилья (смотрите: типы частных домов).

Различают сборные и монолитные железобетонные ростверки. Сборные изготавливают в заводских условиях и собирают на площадке.

  • преимущества — прочность и легкость монтажа;
  • недостатки — необходимость использования грузоподъемной техники и гидроизоляции соединительных узлов.

Арматура в виде плоского или объемного каркаса многократно повышает прочность, затвердевший бетон хорошо переносит нагрузки при сжатии.

Металл

Используется двутавр или швеллер. Профильный прокат обеспечивает жесткость и прочность конструкции. Металлический ростверк подходит для одноэтажных домов и в свайно-винтовых фундаментах. Металл прикрепляют к оголовкам свай сваркой.

Металлические сваи и ростверк требуют предварительной защитной обработки, так как они подвержены коррозии. Обычно используют на пучинистых грунтах.

  • преимущества — жесткая и надежная конструкция;
  • недостатки — необходимость использования крановой техники, обработки швов из-за коррозийной неустойчивости сварочных соединений.

Дерево

Деревянный брус или короб из доски под ростверки используют для легких деревянных или каркасно-щитовых домов. Между брусьями и сваями следует уложить гидроизоляцию из толя или рубероида. Чтобы сохранить древесину от гниения, необходимо обработать элементы специальной биозащитной пропиткой.

Брусья к сваям прикрепляют кронштейнами или болтами. Этот материал сейчас почти не используется.

  • преимущества — конструкции легкие и недорогие, быстрый монтаж;
  • недостатки — невысокая прочность, необходимость дополнительной обработки.

Бетон

Используется для небольших строений при максимальном количестве опор. Оголовки свай должны быть заглублены в бетон ростверка минимум на 10 см. Отсутствие арматуры не позволяет сильно нагружать подобные конструкции, критичны нагрузки на изгиб. Специалисты не рекомендуют использовать этот тип ростверков.

  • преимущества — простота и дешевизна;
  • недостатки — ненадежность.

Какие бывают?

Существуют три типа ростверка по расположению относительно нулевой отметки.

Высокий (надземный)

Располагается значительно выше отметки грунта или воды. Пояс балок висит над поверхностью грунта или воды, не касаясь их. Нагрузка в этом случае принимается только опорами фундамента. Используют в холодном климате или при угрозе подтопления построек, а также для строительства над водой или на заболоченных участках.

Повышенный (наземный)

Основание ростверка совпадает с нулевой отметкой. Верхний слой грунта иногда убирают и насыпают устойчивый к вспучиванию грунт, например, песок. Этот вид ростверка считают самым надежным, поскольку нагрузку удается распределить равномерно на опоры и на грунт через балки.

Низкий (подземный)

Часто используется в строительстве промышленных объектов. Ростверк заглублен в грунт ниже нулевой отметки. Под него копают неглубокий котлован, на основании которого устраивают подстилающий слой из стабильного при замерзании грунта.

Далее устанавливают опалубку, арматурный каркас и бетонируют. Можно также использовать сборную железобетонную или металлическую конструкцию.

Где применяется?

Классические ленточные фундаменты надежны, но часто не могут быть использованы в сложных грунтах. Ленточно-ростверковые (свайно-ростверковые) фундаментные конструкции лишены этого недостатка: они отлично справляются с нагрузкой и почти не имеют ограничений в применении.

При строительстве на склонах и в неустойчивых грунтах свайно-ленточные фундаменты позволяют обойтись без насыпи или снятия грунта. Они надежнее и дешевле — стоимость ниже классических ленточных на 10-25%.

Фундамент для забора

Свайно-ленточные фундаменты для заборов эффективны на глубоко промерзающих или пучинистых грунтах, хотя возможно использование в любых условиях. Если планируется тяжелый забор (облицовочный кирпич, бутовый камень), то такой тип фундамента также окажется самым удачным.

Опорами служат глубоко врытые столбы или сваи, заглубленные до отметки на 10 см ниже глубины промерзания. Лента из монолитного бетона на высоте 15–20см от поверхности грунта равномерно распределяет нагрузку на опоры.

[stextbox Устройство такого фундамента обходится недешево, поэтому предварительно рекомендуем обратиться к профессионалам для выбора типа фундамента и расчетов.[/stextbox]

Свайный куст

Несколько опор, объединенных ростверком, используется для массивных конструкций. Виды свайных кустов:

  • три сваи треугольником;
  • четыре сваи квадратом;
  • пять свай: четыре квадратом, пятая в центре, расстояние между сваями 2,5–3,5 диаметров свай;
  • лента: сваи в одну или две линии, расстояние между ними не менее трех диаметров;
  • свайное поле — ряды свай, образующие сплошное поле, расстояние между сваями 3–6 м.

Ростверк для куста свай также может быть высоким, поверхностным или заглубленным.

Зависимость типа ростверка от свай

Сваи для фундаментов изготавливают предварительно или бетонируют непосредственно на месте установки (буронабивные сваи).

На готовых сваях делают ростверки из деревянного бруса, железобетона, металлического профиля или бетона. Брус к оголовку опоры крепят болтами, металлический профиль и закладные детали балок ростверка приваривают.

Буронабивные сваи бетонируют в стальных или полимерных трубах, в которые устанавливается арматурный каркас и используют высокопрочный бетон. Ростверки после изготовления свай бетонируют в опалубке, в которую при необходимости предварительно устанавливают арматуру.

Размеры и габариты

Рассчитывают ростверки под колонны и ленточные по несущей способности при основных, дополнительных и особых нагрузках. Может проводиться расчет на раскрытие трещин при разных нагрузках. Аналогично рассчитывают ростверки круглого и квадратного сечения.

Основные характеристики ростверков:

  • Минимальная ширина ленточного ж/б — 40 см, высота — 30 см. Точные размеры определяются расчетами.
  • Размеры подошвы под колонны, ступени, подколонник принимаются размерами, кратными 300 мм, а высота плиты, ступеней и подколонника — кратной 150 мм.
  • В плане размеры принимаются кратными 30 см, а размер наружного контура на 20 см должен превышать размер свайного куста.
  • Высота ростверка на 40 см превышает глубину стакана (следует учесть необходимость заделки анкерных болтов). Расчетная высота должна быть минимальной и кратной 15 см.
  • Поперечные сетки арматуры стенок стакана ростверка устанавливаются на расстоянии не более 20 см и до ¼ глубины заделки колонны.
  • Количество арматурных сеток под ж/бколоннами — не менее 2, под стальными — не менее 4. По высоте между сетками должно быть 5–10 см.
  • Фундаменты полей свай размерами более 10х10 м проектируют аналогично кустовым.

При наличии агрессивных грунтовых вод под ростверк устраивают втрамбованную в грунт и пролитую битумом щебеночную подушку толщиной от 10 см.

Нормативная документация

[stextbox defcaption=»true»]Свайные фундаменты с ростверками проектируют и строят, используя СНиП и прочую нормативную документацию. Это касается всех типов фундаментов.[/stextbox]

Для расчетов и соблюдения строительных норм используются следующие документы:

  • СНИП 3.02.01-87 Земляные сооружения.
  • СП 50-101-2004 Организация оснований зданий.
  • СП 24.13330.2011 Фундаменты свайные.
  • СНиП-2.02.01.83 Основания зданий и сооружений.
  • ГОСТ24022-80 Железобетонные фундаменты.
  • ГОСТ 24476-80 Железобетонные сборные фундаменты.

Свайные фундаменты с ростверками удобны, у них отличная несущая способность, устраивать их можно в любых гидрогеологических условиях. Дополнительным преимуществом таких конструкция является минимальная подготовка строительного участка и небольшой объем земляных работ.

Что такое ростверк: разновидности и советы по выбору

Что такое ростверк

Ростверк собой представляет горизонтальную часть свайного или столбчатого фундамента. Она помогает, всем отдельным сваи собираться в одну единую конструкцию. Ростверк снимает со стен все нагрузки равномерно, передает их на сваи, а потом на грунт.

  • Определение ↓
  • Область применения ↓
  • Функции ↓
  • Виды ростверка ↓
  • По месту расположения ↓
  • По типу материала ↓
  • По конструкции ↓
  • Устройство ростверка ↓
  • Подробное пошаговое руководство ↓
  • Стоимость строительства ростверка ↓
  • Из чего складывается ↓

Отметим, что ростверк не давит на грунт, а только способствует правильному распределению нагрузки. Ростверк требует наличие гидроизоляции, чтобы служить максимально надежно и эффективно. Ростверк, как правило, имеет вид балки или плит. Они выполняются в таком виде, чтобы максимум прочно объединять оголовки столбов.

Определение

Ростверк, как уже отметили, является верхней частью фундамента свайного или столбчатого вида. Если свайной фундамент выполнен из монолитного ростверка, то получается ленточный фундамент, что является очень распространенным и одним из самых долговечных видов. Ростверк главным образом помогает объединять все существующие сваи в одно целое. Отметим, что нагрузку он просто направляет, а не распределяет на сваи.

Установка ростверка собой представляет достаточно ответственную процедуру, однако, если внимательно изучить все особенности, то с такой задачей можно справляться даже самостоятельно.

Область применения

Область применения ростверки очень большая. Как уже отметили, его применяют при создании столбчатых или свайных фундаментов, а, как известно, более чем 80 процентов строительных участков нашей страны строятся на основе столбчатого фундамента.

Соответственно, их применяют также при возведении стальных конструкций, так как такие конструкции возводятся на основе свайного фундамента. Ростверк часто применяют во время строительных работ деревянных, каркасных домов. Их используют также при строительстве тяжелых конструкций, так как в таком случае ростверк помогает правильно направлять нагрузку.

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.

Виды ростверка

Учитывая все виды фундамента, ростверк тоже разделяется на некоторые виды. Сегодня можно встретить самые разные ростверки от различных производителей. Их можно разделить по некоторым факторам. Ростверк может разделяться по месту расположения, по материалу, по конструкции и т. д.

По месту расположения

В зависимости от места положения ленты, ростверк можно подразделять на следующие типы:

  • заглубленный;
  • повышенный;
  • высокий или висячий.

Этот вид решается относительно земельного полотна. Наиболее распространенным видом из этих трех является повышенный ростверк. Такой вид предусматривает расположение подошвы ростверка именно на уровне грунта. В таком случае для ленты, в качестве основания, применяется песчаная подушка, толщина которой должна составлять примерно 15 см.

По типу материала

В зависимости от конструкций и по типу выбранного материала, ростверк бывает:

  • бетонным;
  • деревянным;
  • железобетонным;
  • металлическим.

Высокой несущей способностью обладают железобетонные ростверки. Их часто применяют при строительстве таких зданий, которые распределяют большую нагрузку на грунт. Благодаря прочности, долговечности и надежности железобетонного ростверка, этот вид приобрел большую популярность в строительстве.

По конструкции

Учитывая конструкционные особенности, ростверки можно разделить на монолитные и сборные виды. Сборный вид ростверк выполняется из высококачественных стальных балок, которые соединяют с помощью сварки. Самый главный недостаток такого вида заключается в том, что при монтаже требуется вложить много сил. Металлические блоки тяжелые для того, чтобы быстро осуществить монтажные работы.

Монолитная конструкция является цельной конструкцией, которую заливают прямо на строительную площадку. Монолитные виды ростверк применяют при строительстве железобетонных или бетонных плит и лент. Ростверк монолитного вида тоже не прост в монтаже. Для его выполнения нужно создать густое армирование, потратить много сил и денег.

Устройство ростверка

Перед тем, как определиться с устройством ростверки, необходимо выбрать конструкцию ростверки, вид и сделать все расчеты. Устройство нужно выполнять строго по проекту и согласно конструкции, чтобы не допускать даже самых маленьких ошибок. Любые ошибки могут повредить контракции и сделать фундамент ненадежным.

Например, если вы выбрали свайный фундамент, тогда можете выполнять ростверк с повышенным, высоким, а также низким ростверком. При устройстве ростверк нужно обратить внимание на гидроизоляцию. Это является обязательным фактором, так как гидроизоляция позволяет сделать ростверк устойчивым к коррозийным или химическим воздействиям.

Подробное пошаговое руководство

Конструкция ростверка из бетона не так уж и сложна. Для возведения ростверки, нужно по периметру будущей постройки сделать маленькую траншею. В траншее необходимо бурить специальные скважины, а потом залить сваи. Верхнюю часть свай следует закрыть гидроизоляцией, а вот на дно необходимо залить песок. После этого, поверх песка начинаем укладывать рубероидные камни, и только после этого устанавливаем опалубку.

Стоимость строительства ростверка

Перед тем, как приступить к заливке фундамента, необходимо заранее делать все расчеты, и узнать стоимость ростверки. Окончательная стоимость такой постройки в основном зависит от выбранного вида фундамента и от применяемых материалов. Как уже отметили, некоторые виды ростверк обойдутся дороже. Однако если выбрать деревянный вид ростверк, то можно обойтись без особых затрат.

Из чего складывается

Окончательная цена фундамента с ростверком, как правило, складывается из составленного проекта, из сметы, а также из стоимости свай, транспорта и погружения. Выбранные материалы и проделанные работы также влияют на окончательную стоимость ростверки. Иногда ростверку строят с помощью специальной техники. В таких случаях строительство фундамента будет стоить дороже. Однако, самыми главными составляющими затрат, все же, считаются выбранные материалы и рабочий труд.

Как же осуществить предварительные расчеты нагрузки, перед тем как начать заниматься устройством ростверк. Отметим, что нагрузка складывается из веса фундамента и из сооружения. Необходимо учитывать стены, окна, двери, перекрытия, лестницы и все что может оставить нагрузку на фундамент.

Если вы не разбираетесь в устройстве ростверк и не умеете правильно рассчитать нагрузки, тогда вам лучше всего обратиться к помощи профессионалов. С помощью профессиональных мастеров можно все расчеты сделать правильно и в результате получить качественный, долговечный и прочный фундамент.

Пример расчета свайного фундамента с ростверком

Время эксплуатации любого дома в первую очередь определяют характеристики устойчивости и прочности его основы, поэтому добросовестно выполненный расчет свайного фундамента становится важным определяющим фактором конечного результата строительства. Особенности составления проекта напрямую зависят от выбранного типа опоры дома. Бурение или вкручивание свай отличается от воздействия на грунт столбов при их забивке специализированной техникой. Объемы земляных, арматурных, бетонных работ, потребность в нужном оснащении повлияют и на затратный раздел сметы.

Принципы расчета

Строительные нормы говорят, что расчет фундамента на сваях проводится по результатам инженерно геологических изысканий. Исходя из природных условий участка, определяются расчетные физические, прочностные, деформационные характеристики для фундамента будущего здания в соответствие с ГОСТом 20522.

Насколько ответственной частью для здания является фундамент, каковы последствия отсутствия учета всех факторов влияния, малой несущей способности или грубых ошибок в проекте, видно на фото:

Не выдержало основание

Требования к проектированию конструкции фундаментов для различного типа свай сведены в СНиПе 2.02.03-85:

  1. Длину опорного столба выбирают такого размера, чтобы имеющаяся нагрузка передавалась на прочный пласт породы, проходя сквозь слабые пласты.
  2. Исследования для проекта на просадочных грунтах должны выполняться только специализированной организацией.
  3. В зависимости от рельефа и сложности участка застройки делают контрольное бурение с шагом между скважинами не больше 50 м. Для каждого отдельного контура фундамента не менее 4 бурений. Для проектирования здания с площадью основания не более 1300 м² допускается сделать 3 скважины.
  4. По результатам изучения наличия и сезонного изменения грунтовых вод, составляется прогноз возможных изменений после постройки выбранного сооружения. Каждая из характеристик почвы, которая может измениться при замачивании, берется в проводимом расчете, исходя из максимального водонасыщения.
  5. На подрабатываемых строительных площадках нужно дополнительно применение СНиПа 2.01.09-91.
  6. В сейсмически опасных районах обязательно надо руководствоваться СНиПом II-7-81*.

Первоначально нужно выяснить показатели прочности залегающего грунта на предназначенном для строительства участке. Применяют 2 метода: бурение вручную или рытье шурфов. Углубиться нужно на 0,5 м больше, чем подошва будущего фундамента.

Правильный расчет свайного фундамента по результатам собственных изысканий включает в себя ознакомление с Приложением А к ГОСТу 25100 – 2011. В нем представлены основные критерии, по которым тип вынутого грунта определяют визуально.

Расчет 1 опоры

Определение минимального количества свай для фундамента будет исходить из несущей способности 1 элемента.

Ее можно определить по следующей формуле:

P= (0,7×R×S)+(u×0,8×fin×li), в котором:

P — нагрузка, которую гарантированно длительно выдерживает 1 опора без разрушения;

R — несущая способность почвы (табличное значение);

S — опорная площадь столба, для круглой сваи: S=3,14×r²/2;

u — периметр 1 опоры;

fin — сопротивление почвы по боковым сторонам элемента фундамента(табличное значение);

li — толщина слоя грунта по боковой поверхности сваи (определяется отдельно для каждого слоя почвы).

Самостоятельный расчет допустимых нагрузок на свайный фундамент упрощенно можно выполнять по данным из таблицы:

Самостоятельный расчет допустимых нагрузок на свайный фундамент

Чтобы рассчитать минимально необходимое количество точек опоры нужно взять такую простою формулу: n=Q/Р, где Q — масса дома. Общее необходимое количество будет определяться, исходя из планировки нижнего этажа здания.

Столбы разной высоты и глубины залегания

Как получить нужных размеров горизонтальное основание на участке с большим наклоном при помощи правильно рассчитанной каждой из буронабивных свай, видно на этом фото:

При суммировании нагрузок на основание необходимо учитывать по весу все конструктивные элементы здания, переменные нагрузки (снеговая, ветровая, люди, мебель, технологическое оборудование) и запас прочности 30%.

Количество столбов

Обеспечить требуемый показатель прочности фундамента можно, только установив сваи в количестве не меньшем, чем предписывает расчет.

Свайный буронабивной фундамент пример определения требуемого количества элементов:

Определим минимальное количество точек распределения общей весовой нагрузки на грунт с несущей способностью 3,5 кг/см². Вес здания (включая массу фундамента), будет равен 150 000 кг. У буронабивной колонны с подошвой Ø50 см площадь нижней части одного элемента 3892,5 см². Для распределения всего веса потребуется (150000 : 3892,5)/3,5 = 11,01 шт. Всего потребуется 11 буронабивных свай. Их распределяют по углам и расположению несущих конструкций здания.

Дополнительно предусматривают опоры в местах пересечений стен и установки тяжелого технологического оборудования.

Будет низкий ростверк на сваях

Чтобы нагрузка равномерно распределялась на несущие элементы, выполняют устройство ростверка свайного фундамента, который может быть различной высоты от уровня земли. Пример выполненной подготовки к обвязке буронабивных колонн бетонным ростверком приведен на фото:

Свайно-ростверковый фундамент находит применение там, где поверхностные грунты не пригодны для ленточного фундамента (слабый, пучинистый, промерзающий на большую глубину грунт).

Сваи можно устанавливать в любых климатических зонах, поэтому ростверковый вариант востребован в регионах с низкими сезонными температурами, суровым климатом.

Принципы быстрого вычисления параметров свайного фундамента с ростверком в виде мелкозаглубленной ленты приведены на этом видео:

Отличительная особенность такой технологии – это высокие темпы возведения и незначительная потребность в земляных работах, особенно для уже готовых свай винтового или забивного типов.

Правильно выбрать шаг

Строительные нормы рекомендуют выбирать расстояние между соседними сваями в границах установленного минимального и максимального значения. Это вызвано следующими причинами:

  1. Близкое расположение опор приводит к тому, что они начинают работать по наружному периметру как куст. Это уменьшает их общую несущую способность за счет повышения давления на основу в этом месте. Особенно сильно это проявляется, если работают забивными элементами, так ка вокруг них происходит сильное уплотнение почвы при установке.
  2. При увеличении расстояния между точками опоры возрастают искривляющие воздействия на ростверк, плиту или венец дома. Приходится увеличивать толщину горизонтальных связей. Сама колонна начинает работать одиночной стойкой, возникающие усилия быстро разрушают площадку крепления к подошве. Сравнительный расчет ростверка для различных вариантов расположения опор показывает, что сокращение количества столбов, увеличенный просвет между рядов свай при большой площади постройки приводит к повышению значений требуемых параметров у ростверка и не дает экономии материалов.
  3. Минимальное расстояние между центрами колонн (при требовании в 3Ø) нельзя принимать меньше, чем 2 Ø опоры. Исключение составляют только варианты установки под наклоном. Шаг будет зависеть от угла наклона. В среднем он составит 1,5 Ø трубы.

Ставить сваи с самым малым просветом не значит повышать устойчивость дома – возникает взаимное влияние, которое снижает равномерность компенсации нагрузки на основание.

Наибольшее расстояние для опор должно соотноситься с прочностью обвязывающих горизонтальных балок. Они не должны прогибаться больше установленного значения.

Стандарты принимают допустимый шаг в 5-6 Ø стойки.

Легкие дома и хозяйственные постройки ставят на винтовые сваи. Быстрый монтаж без применения строительной техники позволяет за 1 – 2 дня изготовить такой фундамент, как на этом фото:

Прочно и быстро

Расстояние между винтовыми столбами должно быть от 1 м и до 2 м. для буронабивных оснований (подошва 0,4 м) от 1,2 м на минимуме до 2,4 м на максимуме.

В расчете ширины просвета между сваями 2-этажных домов значение можно уменьшить. Наличие внутренней несущей стенки, на которой сходятся плиты перекрытия, требует сокращения шага на 30% между столбами.

Арматура

Общая площадь сечения армирования должна составлять не менее 0,1% сечения ленточного ростверка.

При длине прямого участка ленты до 3 м арматурные прутки берут толщиной от Ø 10 мм.

Если длина более 3 м, то не менее Ø 12 мм. Горизонтальная обвязка (хомуты) делается из проволоки от Ø 6 мм.

Вертикальные хомуты от Ø 6 мм при ленте высотой до 0,8 м, свыше – Ø 8 мм и более.

Пример устройства свайно – ленточного основания показан на такой схеме:

Для армирования выбирают прутки с периодическим профилем, класс А 400. Изготовление поперечных хомутов производят из гладкой проволоки, класс А 240.

Коэффициенты

В расчете элементы различают не только по конструкции и способу установки. Для тог, чтобы учесть характеристики сваи по материалу вводятся специальные коэффициенты.

Эти значения берут из такой таблицы

В случае монтажа фундамента из изделий заводского изготовления, при их приобретении следует ознакомиться с паспортной способностью сваи длительно выдерживать определенный тип нагрузки. Это позволит более точно рассчитать количество и расположение опор для конкретных условий.

Быстрый результат

На строительных сайтах можно рассчитать свайный фундамент для своего дома при помощи программы – онлайн калькулятора.

Выглядеть она будет приблизительно так:

Расчеты такого калькулятора проводятся по СНиПу 3.03.01-87, СНиПу 52-01-2003, а также ГОСТу Р 52086-2003.

Большинство параметров свайно-ростверкового фундамента изменяют свое значение в каждом конкретном случае. К ним относятся: форма и материал изделия, способы воздействия на грунты, вид монтажа, геометрия ростверка. Для точного учета всех составляющих надежного решения надо произвести все необходимые замеры и дополнительные расчёты, поэтому в сложных случаях лучше пригласить квалифицированных специалистов.

Ссылка на основную публикацию