Легко и быстро возводим свайно-ростверковый фундамент: плюсы и минусы, технология обустройства

До недавнего времени для строительства жилых домов использовались только четыре вида фундаментов — ленточный, плитный, столбчатый и свайный. Самым распространённым являлся ленточный, так как глубина его заложения зависит от промерзания грунта. Это даёт гарантию, что возводимое строение будет надёжно защищено. Но в последнее время особую популярность стал приобретать свайно-ростверковый фундамент, который обладает массой положительных качеств при гораздо меньшей стоимости.

Что такое свайно-ростверковый фундамент

Чтобы более детально понять, что такое свайно-ростверковый фундамент, следует вспомнить устройство классического свайного фундамента. Это несущая конструкция, представленная определённым количеством свай, заглубленых в землю. Сваи заглубляются по периметру и площади будущего строения с некоторым шагом, который высчитывается исходя из проектной нагрузки.

Для обвязки свайного фундамента используется ростверк из деревянного бруса

Главный недостаток свайного фундамента — это плохое распределение нагрузки между опорами. Поэтому этот вид несущего основания используется только для небольших бревенчатых и каркасных построек.

Свайно-ростверковый фундамент представляет собой модернизированный вариант свайного основания. Несущие опоры объединяются при помощи деревянного, бетонного или железобетонного ростверка, который укладывается на сваи.

Благодаря жёсткой связи между опорами нагрузка, оказываемая на фундамент, распределяется более равномерно. Это даёт возможность использовать свайный фундамент ростверкового типа для постройки строений из блоков и кирпича.

Как работает ростверк

Ростверк — это верхняя горизонтальная часть свайного фундамента, объединяющая несущие опоры в единую конструкцию. Этот элемент фундамента принимает и равномерно распределяет нагрузку от стен строения на опоры в виде свай. Несущие элементы в свою очередь передают нагрузку в грунт.

Высота опор свайно-ростверкового фундамента зависит от глубины промерзания грунта

По сути, основная задача ростверка — это объединение свай в единое сооружение, что значительным образом улучшает распределение нагрузки, предотвращает просадку отдельных свай в грунт, снижает риск повреждения несущих стен и других конструктивных узлов строения.

По способу исполнения ростверк фундамента может быть сборным или монолитным. Наиболее показательным примером сборного ростверка является пояс из стальных балок, которые фиксируются между собой при помощи сварки. В основном сборный ростверк применяется для нежилых построек, рассчитанных на 15–20 лет эксплуатации.

Монолитный ростверк представляет собой более цельную и прочную конструкцию, для изготовления которой используются различные материалы. Например, популярным типом монолитного ростверка является железобетонная лента. Иногда этот тип ростверка также именуется ленточным из-за некоторого сходства с одноимённым видом фундамента.

Наземный ростверк должен располагаться на песчаной подушке толщиной до 30 см

В зависимости от положения конструкции относительно грунта можно выделить следующие типы ростверка:

• висячий — располагается над поверхностью земли на расстоянии 10–15 см и более;
• наземный — ростверк лежит на поверхности земли без заглубления в грунт;
• заглубленный — нижняя часть ростверка располагается ниже уровня грунта и опирается на песчано-гравийную подушку.

При возведении жилых строений наиболее часто используется висячий или так называемый высокий тип ростверка. Расстояние между грунтом и нижней плоскостью ростверка предохраняет основную конструкцию фундамента от деформации и вырывания из особо пучинистых типов грунта.

Наличие пустоты между грунтом и полом строения позволяет подполу постоянно проветриваться, что снижает уровень влажности в помещениях дома или бани. Наземный и заглублённый ростверк применяется при постройке малоэтажных домов, когда требуется более прочное основание с повышенными теплоизоляционными качествами.

Преимущества и недостатки

К преимуществам свайно-ростверкового фундамента можно отнести следующее:

• простая технология монтажа — работы по обустройству фундамента выполняются силами небольшой бригады рабочих, состоящей из 3–4 человек. За счёт этого снижается общая стоимость выполняемых работ;
• скорость возведения — в отличие от ленточного или блочного основания, при монтаже свайно-ростверкового фундамента используется гораздо меньшее количество материалов, что снижает срок возведения несущего основания и строения в целом;
  

  Свайно-ростверковый фундамент возводится быстрее ленточного или монолитного

• универсальность — фундамент прекрасно подходит для возведения строений на рельефных участках с пучинистым и подвижным типом грунта. При этом наличие высоких грунтовых вод не оказывает никакого влияния на несущую способность конструкции;
• срок службы — в зависимости от типа ростверка срок эксплуатации фундамента варьируется от 50 до 100 лет.

Свайно-ростверковый фундамент рекомендуется к обустройству не только на подвижных и слабонесущих типах грунта, но и на почвах с повышенной плотностью, когда подготовка котлована и проведение других земельных работ под ленточный или монолитный фундамент неоправданно.

Среди существенных недостатков этого фундамента можно отметить, что в возводимых домах вряд ли удастся обустроить полноценный цокольный этаж. Даже при обустройстве свайного фундамента с заглубленным ростверком потребуется вложение больших средств, чтобы получить утеплённое и функциональное помещение.

При обустройстве фундамента обязательно используется спецтехника, позволяющая забить сваи на нужную глубину. Это не относится к существенным недостаткам, но перед сооружением основания следует не только просчитать его несущую способность, но и продумать план проезда техники.

Как сделать свайно-ростверковый фундамент

Прежде, чем приступить к сооружению свайного фундамента с ростверком, следует провести подготовительные работы. Для этого потребуется определиться с типом несущих опор и рассчитать их минимальное количество. После этого необходимо составить проект или план-схему, где потребуется расположить опоры согласно размерам будущего строения.

Какие сваи лучше использовать

В зависимости от способа погружения в грунт и основного материала, из которого изготавливается опора, можно выделить следующие виды свай:

• набивные — полые опоры, которые погружаются в заранее подготовленную скважину в земле. Пространство между стенками заполняется бетонной смесью. Для усиления конструкции в бетон погружается армирующий каркас из стальной арматуры;
  

  Набивные сваи предсталяют собой бетонную конструкцию с армирующим каркасом

• забивные — самый распространённый тип свай, используемый на территории России и стран СНГ. Опора представляет собой железобетонную конструкцию, которая погружается в грунт методом забивки или лидерного бурения. Для забивки используется специальная пневматическая установка;
• винтовые — стальные сваи, погружаемые в грунт методом завинчивания. Изготавливаются из полой трубы с наконечником из высокопрочных литых или сварных изделий. На конце ствола сваи располагаются лопасти, позволяющие опоре беспрепятственно проходить плотные слои грунта.

В промышленном строительстве, помимо перечисленных типов свай, используются вибропогружаемые и вдавливаемые типы свай. Оптимальными по соотношению цены к качеству являются винтовые сваи. Их несущей способности достаточно для постройки брусовых и бревенчатых малоэтажных домов.

По конструкции винтовые сваи подразделяются на три типа: однолопастные, многолопастные, узколопастные. Однолопастные сваи применяются редко в силу низких эксплуатационных качеств. Являются наиболее дешёвым и доступным типом изделий для постройки свайных фундаментов.

Многолопастные винтовые сваи применяются при строительстве домов на большинстве типов грунта. Имеют высокие прочностные и эксплуатационные качества. Способны выдерживать вес одно– и двухэтажных строений весом более 70 тонн.

Винтовые сваи позволяют обустроить ростверк из бруса, швеллера, двутавра и железобетона

Узколопастные винтовые сваи — это специализированный тип изделий, предназначенный для постройки свайных фундаментов на каменистых и твёрдых типах грунта. За счёт уменьшенного диаметра лопастей сваи легко вкручиваются в каменистый грунт. При этом небольшого диаметра лопастей вполне достаточно для удерживания опоры.

Расположение свай в ростверке

При обустройстве свайно-ростверкового фундамента существует несколько способов расположения свай:

• одиночный — сваи располагаются только в местах с наибольшей нагрузкой на несущее основание. При этом строение возводится на классическом ленточном фундаменте;
• ленточный — сваи заглубляются по периметру будущего строения с определённым шагом, подобранным под расчётный вес возводимого здания и тип грунта, представленный на месте проведения работ;
  

  Сваи фундамента распологаются по площади фундамента с определённым шагом, который просчитывается заранее

• полосный — сваи устанавливаются под несущими стенами постройки по рядам. В основном этот способ применяется для возведения двух- и трёхэтажных домов или тяжёлых бань из бруса;
• кустовой — сваи в определённом количестве (3–5 шт) располагаются на участках и местах с наибольшей нагрузкой на основание;
• шахматный — свайное поле напоминает шахматную доску, когда сваи устанавливаются по всей площади строения с определённым шагом. Обычно применяется совместно с монолитным типом ростверка.

Как расставить сваи на плане дома

Чтобы самостоятельно расположить сваи по периметру и площади участка, где будет обустраиваться фундамент, необходимо знать параметры возводимого здания. Исходя из этого, составляется примерный план-схема с изображением основания строения и свай в уменьшенном масштабе. Для этого можно использовать обычную бумагу и карандаш.

Несущие опоры обязательно должны располагаться на углах и в местах пересечения с простенками. Если расстояние между опорами превышает 3 м, то на этом участке необходимо предусмотреть установку промежуточной сваи. Оптимальное расстояние между промежуточными сваями — 2–3 м. После расположения свай можно переходить к их выбору с учётом способа заглубления и материала.

При составлении схемы обязательно обозначаются размеры и расстояние между сваями

Точное количество свай и их опорная площадь зависит от проектной массы возводимого здания. Несущая способность свай определённого типа должна быть указана в спецификации к изделию, которую можно найти на сайте производителя или в точке продаж, где будут приобретаться сваи.

Исходя из расстояния между сваями и их несущей способности, высчитывается минимально необходимое количество изделий.

Расчёт свайно-ростверкового фундамента

В качестве примера рассчитаем количество винтовых свай, необходимых для постройки каркасного дома, имеющего размер 8×8 м. Общий вес здания будет составлять 30 тонн. Строение будет возводиться на грунте средней плотности.

Шаг между сваями не должен превышать 3 м

Расчёт свай на фундамент выполняется в следующей последовательности:

1. Полезная нагрузка — 8 * 8 *150 = 9600 кг.
2. Снеговая нагрузка — 8 * 8 * 180 = 11520 кг.
3. Общая нагрузка на фундамент — 30000 + 9600 + 11520 = 51120 кг. С учётом коэффициента надёжности: 51120 * 1,1 = 56232 кг.
4. Количество свай — 56232 / 2000 = 28,116 шт, но так как свая является цельным изделием, то в нашем случае понадобится 29 шт. Длина сваи 2500 мм. Шаг между опорами — 2 м.

Коэффициенты, используемые в формулах, были взяты из СНиП 2.01.07–85 «Нагрузки и воздействия».

Технология заливки фундамента

После составления плана и расчёта минимального количества необходимых свай, можно закупать материал и приступать к подготовке места под фундамент. Для этого потребуется провести разметку на выбранном участке земли и выполнить земляные работы.

Разметка места под фундамент

Для разметки участка под строительство фундамента используются деревянные колышки и капроновый шнур. В первую очередь необходимо тщательно разровнять участок при помощи подручных средств и садового инструмента. Если участок сильно рельефный, то может понадобиться спецтехника, при помощи которой месту необходимо придать равномерный уклон.

После установки колышков или стальных прутов между ними натягивается капроновая нить

Дальнейшие действия по разметке места под фундамент таковы:

1. Деревянные колышки вбиваются в землю при помощи ручного инструмента с учётом размеров будущего строения.
2. Между выставленными колышками натягивается капроновая нить или прочная верёвка.
   

   Колышки вбиваются не только по периметру фундамента, но и по его площади

3. После этого выставляют внутренний ряд колышков, который будет указывать на толщину обозначенной стены.
4. В завершение выставляют колышки для внутренних стен и перегородок, между которых также натягивается нить.

В результате должна получиться разметка, показывающая размеры несущего фундамента. Это позволит определить точки, где будут ввинчиваться или заливаться сваи.

Земляные работы и заливка свай

Земляные работы, которые необходимо провести перед постройкой фундамента, во многом зависят от выбранного типа свай. Для обустройства свайного фундамента ростверкового типа, предназначенного для жилых строений, наиболее часто используются винтовые или буронабивные сваи.

Винтовые сваи вворачиваются в землю вручную или при помощи специальной установки без предварительной подготовки скважины. В качестве ориентира по высоте используется шнур, который натягивается относительно горизонта.

Подготовка скважин и заливка буронабивных свай выполняется следующим образом:

1. При помощи спецтехники пробуриваются скважины в земле на глубину 80–100 см. Диаметр скважины зависит от общего веса строения и сечения используемой насадки. Если есть необходимость, то скважину можно расширить при помощи обычной лопаты.
   

   Перед заливкой бетонной смеси в скважину устанавливается армирующий каркас

2. Внутренние стенки каждой скважины обсаживаются изоляционным материалом. Например, можно использовать обычный рубероид. Для этого необходимо обрезать полотно рубероида длиной 50–70 и аккуратно вставить в скважину.
3. После изоляции на дно скважины насыпается 5 см слой гравия фракции 20–40, который слегка утрамбовывается деревянной рейкой. Далее, в скважину устанавливается армирующий каркас из стальной арматуры Ø18–22 мм.
   

   Для заливки буронабивных свай используется бетон марки М500

4. Стандартный вариант каркаса представляет собой 4 прута, соединённых поперечинами из арматуры Ø 14–16 мм с шагом 20 см. Примерная схема вязки показана на фото выше. Верхняя часть каркаса обязательно должна выходить из скважины на 15–20 см. Это необходимо для его дальнейшего соединения с ростверком.
5. После всех подготовительных действий производится заливка бетонной смеси. Для этого используют бетон марки М500 от производителя. Если планируется самостоятельное замешивание раствора, то рекомендуется использовать бетономешалку и готовые сухие смеси.

Если позволяют возможности и навыки, то вязку каркаса можно сделать при помощи сварки. В противном случае используется стальная нержавеющая проволока. При заливке свай рекомендуется проводить трамбовку бетона. Это можно сделать при помощи стального прута арматуры или деревянной рейки. Это поможет избежать образования пустот в бетоне.

Устройство ростверка и установка опалубки

Для установки ростверка из стальных балок используется сварка. В процессе работ необходимо приварить сборную конструкцию ростверка к оголовкам свай в виде армирующего каркаса.

Армирующий пояс ростверка должен быть надёжно прикреплён к каркасу свай

Для установки заглубленного железобетонного ростверка потребуется выполнить следующее:

1. По периметру и площади строения, где планируется заливка монолитного ростверка, производится подготовка основания. Для этого засыпается несколько слоёв щебня общей толщиной 15 см. Каждый слой тщательно утрамбовывается.
   

   Для изготовления опалубки можно использовать крепкую доску или толстую фанеру

2. Если вместо щебня используется песок, то общая толщина песчаной подушки для заглубленного ростверка должна составлять не менее 30 см. Для наземного ростверка — 15 см. Для трамбовки песка можно использовать виброплатформу.
3. На гравийную или песчаную подушку устанавливается опалубка. Для изготовления опалубки используется обрезная доска и бруски подходящего сечения. С внешней стороны опалубка обязательно подпирается при помощи досок или бруса.
   

   Обрезная доска скрепляется в щиты опалубки при помощи деревянного бруска 40×40 или 50×50 мм

4. В качестве армирующего каркаса используется нижний и верхний пояс арматуры, соединённый более тонкими прутами. Аналогичный подход применяется при обустройстве ленточного основания. Дополнительно каркас соединяется со сваями при помощи стальной проволоки или сварки.

Вместо обычной доски для изготовления опалубки можно использовать толстую фанеру или листы металла. При изготовлении опалубки стоит помнить, что её высота должна быть выше уровня ростверка на 5–10 см.

Установка закладных деталей и заливка ростверка

Перед заливкой бетонной смеси необходимо проложить трубы, которые позже будут выступать в роли каналов под различные коммуникации: отопление, канализация, водопровод.

Продухи обустраиваются на противоположных стенах фундамента или ростверка

И также в конструкции ростверка должны быть предусмотрены продухи. Обычно они располагаются на противоположных сторонах фундамента, что обеспечивает естественный уровень тяги без монтажа дополнительных приспособлений.

Для устройства вентиляционных отверстий и дальнейшей заливки ростверка потребуется выполнить следующее:

1. Внутрь армирующего пояса укладывается короткая труба, длина которой равна ширине будущего фундамента. Можно использовать и более длинную трубу, но для этого потребуется выпилить отверстие в опалубке при помощи дрели с корончатой насадкой по дереву.
2. Трубы укладываются с определённым шагом на противоположных стенах будущего ростверка. Если фундамент предусматривает внутренние перегородки, то в них также устанавливаются трубы. С примерной схемой можно ознакомиться на фото выше.
   

   Вентиляционная труба закладывается между прутьями арматурного каркаса

3. После прокладки труб можно переходить к подготовке бетонной смеси на основе цемента марки М500. Перед заливкой выступающая часть свай и внутренняя поверхность опалубки изолируется рубероидом.
4. Бетонная смесь заливается от любого угла опалубки. В процессе заливки бетон трамбуется при помощи специального инструмента или подручных средств. Важно, чтобы полная заливка ростверка была выполнена за одну рабочую смену. Верхний слой бетона выравнивается при помощи правила и проверяется по уровню.
   

   Полное отвердевание бетона произойдёт через 25–28 дней с момента заливки

5. После заливки конструкция закрывается полиэтиленовой плёнкой. Если ростверк был залит при температуре выше 20 ^оС, то через 4–5 дней опалубку можно снять, а через 7–10 дней приступить к выполнению дальнейших строительных работ.

Если работы по обустройству свайно-ростверкового фундамента проводились при температуре ниже 10–15 ^оС, то снимать опалубку можно только через 14–16 дней.

Видео: свайно-ростверковый фундамент своими руками

Свайно-ростверковый фундамент является наиболее удачной конструкцией несущего основания, которая сочетает в себе высокие эксплуатационные качества ленточного и свайного фундамента. Этот тип фундамента прекрасно подойдёт как для строительства жилых домов по каркасной технологии, так и для сооружения бань, саун или построек технического назначения.