Свайно-ростверковий фундамент: конструктивні особливості та технологія монтажних робіт

Для будівництва будівель житлового та промислового призначення використовується фундамент різних видів, але особливої уваги заслуговує свайно-ростверкова конструкція. Її зазвичай вибирають у тих випадках, коли на земельній ділянці спостерігаються різкі перепади рельєфу, пучинистий і слабкий грунт. Добре підходить цей тип основи і для забудов місцевостей, розташованих в зоні вічної мерзлоти.

Як влаштовано основу?

Опорною конструкцією такого типу називають окремо стоять палі, пов'язані в єдину систему завдяки ростверку. Палі можуть бути виготовлені з дерева, залізобетону, бетону, пінобетону, металу.

У приватному домобудуванні зазвичай роблять залізобетонну основу, але для здешевлення будівництва можна використовувати пінобетон або неармований бетон.

На поточний момент широку популярність набувають металеві гвинтові палі за рахунок їх надійності і високої швидкості монтажу.

За способом пристрою палі ділять на такі типи:

• Буронабивні опори - виготовляються на будмайданчику. У готовій свердловині влаштовується опалубка і армуючий каркас, потім паля бетонується.
• Залізобетонні стовпи - штампуються на заводі. Занурюються в заздалегідь підготовлені невеликі поглиблення в ґрунті.
• Металеві гвинтові палі. Сталеві труби завдяки лопатям у нижній частині швидко і глибоко вплутуються в породу.
• Бурові залізобетонні - готові стовбури з гвинтовою частиною. Як і гвинтові сталеві палі, бурові залізобетонні опори з різьбою вводяться в ґрунт.

За принципом взаємодії з грунтом опори ділять на висячі стовпи і палі-стійки. До конструкцій першого типу належать всі стовпи, які спираються на стисканні породи і передають навантаження конструкції на грунт через нижній кінець і бічну площу поверхні.

Палі-стійки, навпаки, спираються на скельні породи, тому сили тертя ґрунту об бічну поверхню стовпа в розрахунках не враховуються.

Встановлені нормативи з проектування пальових фундаментів докладно викладені в розділі № 6 документа СП 50-102-2003.

Конструктивні особливості та принцип роботи

Свайно-ростверковий фундамент складається з паль і ростверка. Останній - це плити або балки, що з'єднують опори між собою. Монтується над поверхнею землі. Буває монолітним, збірно-монолітним, збірним.

ФОТО: montag-rb.ru Свайно-ростверковий фундамент складається з опор і ростверку.

З'єднання опор між собою за допомогою ростверка сприяє рівномірному розподілу навантаження. Це актуально при будівництві блочних або цегляних будівель.

ФОТО: teremforum.ru Ростверк рівномірно розподіляє навантаження.

Пристрій пальового фундаменту з ростверком

Фундамент пальовий з монолітним ростверком

Такі підстави складаються з паль і монолітного або стрічкового ростверка, поєднаного жорстко з кожною палею. Залежно від глибини закладення паль, вони бувають наступних типів:

• забивні;
• бурозабивні;
• гвинтові;
• ін'єкційні.

Кожен вид паль вибирається під конкретний тип ґрунту і рівня закладення, а також з урахуванням глибини закладення ґрунтових вод. Зрозуміло, що фінансова складова також відіграє важливу роль, адже, наприклад, забивні палі монтуються за допомогою спеціальної будівельної техніки, а бурозабивні або гвинтові можна встановити своїми руками.

Також вони підбираються за матеріалом, адже під конкретний тип ґрунту купуються або робляться свої палі.

Наприклад, дерев'яні палі не підходять для пучинистих ґрунтів з високим вмістом ґрунтових вод, а металеві швидко руйнуються за рахунок впливу агресивних ґрунтових вод.

Види

Опори, які використовуються при будівництві свайно-ростверкової основи, вибираються відповідно до навантаження будівлі, виду ґрунту і кліматичними умовами. Їх можуть виготовляти як з металу, бетону, дерева, так і з комбінованих матеріалів.

Тому залежно від характеристик паль і способу їх встановлення розрізняють деякі різновиди фундаменту.

• Гвинтовий. Його роблять з порожнечих металевих труб з відкритим кінцем. Роботи виконуються вручну або за допомогою спеціальної техніки. Щоб конструкція на гвинтових опорах вийшла міцною, і труби були захищені від окислення, їх напівю частину заливають розчином.
• Буронабивний. Формується на земельній ділянці шляхом заливки бетону в раніше підготовлену армовану свердловину, розташовану на забивних палях. Набивний фундамент має високу міцність.
• Залізобетонний. Монтаж здійснюється за допомогою готових залізобетонних опор, влаштованих у свердловину.
• Забивний. Як правило, такі підстави вибирають для будівництва великих об'єктів. Опори забиваються за допомогою спеціальної техніки, після чого заливається бетонний розчин.

Крім цього, фундамент може відрізнятися глибиною закладення ростверка і буває:

• заглибленим;
• наземним;
• піднятим над землею на висоту від 30 до 40 см.

Заглиблений ростверк зазвичай використовують при установці паль, призначених під важкі будови з газобетону або цегли. У такому випадку додатково виконують обв'язку плитою, і фундамент може служити цокольним поверхом будівлі. Що ж стосується будівництва дерев'яних конструкцій, то для них ідеально підходить фундамент з піднятим ростверком - це дозволяє економити кошти на будівельному матеріалі, і піднесена споруда буде захищати від пучення грунту.

Покрокова інструкція з влаштування фундаменту своїми руками

Розрахунок і підготовку проекту основи для будинку, будь то свайно-стрічковий фундамент, найкраще доручити професійному проектувальнику. Якщо палі по висоті і товщині підібрати невірно, то довго залізобетонна опора і будівля на ній не прослужать.

Розмітка на ділянці

При цьому закладати параметри «про запас» теж не варто, це призведе лише до збільшення вартості робіт. Як такий пристрій фундаменту своїми руками розглянутого виду не повинен викликати труднощів. Нижче наведена коротка покрокова інструкція дозволить швидко розібратися у всіх нюансах цього процесу.

Щоб зробити фундамент з буронабивних паль і монолітного ростверка, необхідно:

• Вибурити або викопати ями під опорні стовпи за схемою «по кутах будинку і з кроком 1-2 метри під стрічкою».

Бурим палі і вставляємо азбестоцементні труби під палі

• Насипати і утрамбувати на дні «свердловин» 30-сантиметрову піщану, а потім на ній залити з бетону підошву для опорних стовпів товщиною ще на 20 см.
• Опустити в землю труби з азбестоцементу, виконати їх армування прутками перетином 10-12 мм і залити бетонним розчином.

В'яжемо арматуру під палі

• Зробити опалубку для стрічки.

Збираємо опалубку

• Укласти арматуру ростверка і залити її бетоном.

Арматура не повинна стосуватися країв опалубки

Заливаємо

• Виконати гідроізоляцію.

Нижній край опор повинен знаходитися нижче точки промерзання грунту. При цьому свердловини під палі робляться на 10-15 см ширше взятих азбестоцементних труб. Щоб стовпи міцніше стояли на місці, в нижній їх частині облаштовується бетонна підошва, що розширюється. Ями в землі під опори за шириною робляться якраз під її розміри.

Гідроізоляція бетону виконується рубероїдом або мастикою. Підійде навіть гнучка черепиця з модифікованого бітуму. Правда обійдеться вона дорожче звичайної толі.

Технологія розташування паль

Найчастіше пальові конструкції влаштовують у ґрунті вертикально. Коли в ґрунті діють горизонтально спрямовані сили (наприклад, на крутих схилах), доцільно встановлювати опори під нахилом.

Способи розташування паль:

• Точково - опори влаштовують під колонами і стійками. Варіант розташування паль характерний для будівництва павільйонів, навісів тощо.
• Стрічкою - опори встановлюють у кілька рядів з деяким зміщенням відносно один одного. Метод підходить для зведення малоповерхових будинків.
• Кущами - в місцях з планованим значним навантаженням, наприклад, в кутах будівлі, встановлюють по кілька стійок з коротким кроком.

У приватному домобудуванні технологія розташування пальової конструкції передбачає наступне:

• палі обов'язково закладають під кутами споруди, а також у місцях перетину несучих перегородок;
• якщо відстань між кількома опорами перевищує 3 метри, ставлять проміжні палі.

Розташування конструктивних елементів фундаменту вибирається на етапі проектування. У процесі будівництва дотримуються обраної схеми. Будь-які зміни повинні бути узгоджені з інженером, який проводив розрахунки.

Конструкція ростверка

Ростверком називають верхню частину фундаменту, яка об'єднує між собою палі і служить опорою для несучих стін споруди.

Як правило, навантаження, яке надає будівля на грунт, по всій опорній площі буде різним. Це пов'язано з нерівномірним розташуванням меблів та інших важких конструкцій всередині будинку.

Ростверк, у свою чергу, приймати на себе вагу споруди і перерозподілять її між палями. Ця особливість забезпечує фундаменту велику стійкість і необхідну несучу здатність.

За матеріалом виготовлення розрізняють такі види ростверку:

• Металеві - кріпляться до оголовок гвинтових паль.
• Дерев'яні - підходять під будівництво будинків з бруса.
• Бетонні - пов'язані з буронабивними і залізобетонними палями.
• Залізобетонні - конструктивні елементи, армовані сталевим каркасом для поліпшення міцнісних характеристик.

За типом пристрою відносно поверхні ґрунту ростверк може бути:

• високим - між верхньою частиною фундаменту і грунтом є повітряний зазор;
• підвищеним - ростверк заглиблений у грунт, але на невелику висоту виступає над рівнем землі;
• заглибленим - верхня площина фундаменту повністю занурена в грунт.

Експерти радять у приватному домобудуванні використовувати високий ростверк. Зазор між землею і підставою мінімізує ризик тиску ґрунту на конструкцію під дією сил пучення.

Розрахунок необхідної кількості матеріалів

До початку монтажних робіт слід придбати все необхідне. Кількість паль розраховується за розробленою схемою. Матеріал для виготовлення ростверка закуповується з урахуванням його параметрів. Для цього визначається необхідний об'єм бетонного розчину.

ФОТО: stroyfora.ru Необхідна кількість матеріалу розраховується для конкретної конструкції.

Технічні характеристики

Свайно-ростверковий фундамент являє собою залізобетонну, дерев'яну або сталеву основу, залиту бетоном, в якому всі елементи з'єднані в єдину конструкцію. Його пристрій може бути як з монолітним видом закладки (перекрите плитою), так і вибудуване за допомогою висячої ростверки. Висячий фундамент характеризується відкритим зазором між поверхнею ґрунту і ростверком, його необхідно додатково утеплювати і накривати гідроізоляцією. Що ж стосується монолітного варіанту, то він формується з бетонного каркаса, в якому висота платформ вирівнюється палями різної довжини.

Оскільки під час укладання основи використовуються палі, заглиблені в грунт між несучим шаром і нижнім рівнем промерзання, то розподілити навантаження будівлі між ними складно. Тому часто свайно-ростверковий фундамент виконується збірним з швелера і бруса. Всі опори такої конструкції кріпляться у вузол за допомогою спеціальних стрічок і бетону. Варто зауважити, що комбінація ростверка і паль надає несучій підставі надійність і стійкість.

Залежно від того, який закладається фундамент (дерев'яний, металевий, бетонний або залізобетонний), підстава під забудову набуває різних технічних характеристик. Згідно з приписами СНіП, допускається будівництво конструкцій з низькими і високими ростверками, які мають вище рівня землі. Їх зазвичай роблять з металевих труб великого перерізу або з бетону. При цьому виготовляти ростверки з бетону набагато складніше, оскільки необхідно точно розраховувати місце заливки стрічки від ґрунту.

Головною особливістю фундаменту вважається те, що ростверки, що входять в його пристрій, відмінно витримують нерівномірні навантаження, забезпечуючи основі жорстке сполучення. Ростверки перерозподіляють навантаження, в результаті чого на палі передається вже «вирівняна» вага будівлі, і споруда захищається від утворення тріщин у стінах.

Розрахунок опор і ростверка

Пальовий фундамент з ростверком

Особливість конструкції свайно-ростверкових підстав у тому, що тут потрібно правильно проводити розрахунки кількості, способу розташування, глибини закладень і несучого типу опор. У традиційному будівництві на звичайних грунтах відстань між опорами становить до 1.5 метра, а глибина занурення 1.5-2.0 метра з виступом над верхньою кромкою поверхні до 3 метрів.

Але опори часто використовуються фабричні з уже готовими технічними даними і довжиною, тому тепер потрібно пильну увагу звернути на розрахунок ростверку.

Розрахунок ростверка - це ціла технологія, де передбачений навіть вигин від впливу атмосферних сил і деформація або зміщення за рахунок зрушень ґрунту. Як правило, для невеликих споруд використовується ростверк висотою не менше 25 см і шириною мінімум 40 см (але не менше ширини несучих стін майбутньої будівлі).

Окремо потрібно зробити розрахунок ростверка на вигин. Він робиться по гранях колон у перерізах, по сходах ростверка і зовнішніх гранях конструкції. Після отримання всіх окремо взятих результатів вони підсумовуються і множаться на поправочний коефіцієнт 1.2.

Призначення

На відміну від інших видів підстав, свайно-ростверковий фундамент ідеально розподіляє несучі навантаження від будівель на ґрунт, тому вибираючи його, можна бути впевненим, що нова будівля надійно прослужить не один десяток років і буде захищена не тільки від різких перепадів температури, але і від сейсмічної активності. Подібні конструкції широко застосовуються як для громадського, так і для індивідуального будівництва. Особливо добре підходять для ділянок, розташованих на схилі з пучіністим вічномерзлим ґрунтом і складним рельєфом.

Крім цього, такі фундаменти рекомендуються:

• для будівництва цегляного будинку;
• у каркасному будівництві;
• для споруд з газосилікатних блоків;
• на грунтах з підвищеною щільністю;
• при високому розміщенні ґрунтових вод;
• на нестабільному ґрунті з пливунами.

Свайно-ростверкова конструкція дозволяє також настилати підлоги безпосередньо по грунту без виконання додаткового вирівнювання поверхні і заливки глибокої стрічки, оскільки встановлені різної висоти палі компенсують всі нерівності, усуваючи перепад висот. Можна використовувати такий фундамент і при будівництві будівель з вагою, що перевищує 350 тонн, - він вийде набагато надійніше і економічніше, ніж стрічкова або плиткова підстава. Але в цьому випадку доведеться в проект закласти підвищений коефіцієнт запасу міцності, який повинен становити не 1,2, як зазвичай, а 1,4.

Гідності та недоліки

Свайно-ростверковий фундамент є єдиною системою, що складається з ростверку і опор.

Завдяки наявності в конструкції бетонної основи, укріпленої армованими елементами, підстава виступає надійною опорою для будівель і характеризується деякими перевагами.

• Висока економічна вигода. Установка не вимагає великих фінансових витрат, оскільки земельні роботи зводяться до мінімуму.
• Стійкість. Велика несуча здатність дає можливість зводити багатоетаж