Свайно-ростверковый фундамент: виды, плюсы и минусы, особенности

Устройство свайного фундамента с ростверком – популярное решение при сооружении частных домов, коттеджей и бань. Технология возведения конструкции несложна и экономически выгодна, если сравнивать с традиционным типом основания — ленточным. Строительство свайно-ростверкового фундамента имеет свои преимущества и недостатки, которые стоит рассмотреть подробнее.

Особенности фундамента

Железобетонный ленточный фундамент – монолитная конструкция, которая отлично выполняет свои задачи на плотных и устойчивых грунтах. Если условия местности более сложные, почва – слабая, ненадежная, приходится использовать другие виды оснований. Оптимальный вариант – применение свай в расчетном количестве, образующих неподвижный и прочный фундамент. Сваи (опоры) проходят через неустойчивые промерзающие пласты и опираются на глубинный плотный грунт, образуя с ним надежную конструкционную связь.

Что такое свайный фундамент, отлично знают профессиональные строители. Так называют систему вертикальных опор, жестко связанных наружным несущим поясом – ростверком. Последний объединяет оголовки опор и является дополнительной базой для стен. Именно ростверк обеспечивает контуру замкнутость и помогает распределять нагрузку от здания на сваи равномерно, без перенапряжения на отдельных участках.

Важно: Свайный фундамент без ростверка используется очень редко, в основном под легкие постройки и некапитальные каркасные здания.

Для производства свай и ростверка могут применяться разные материалы. В зависимости от вида здания, типа грунта, климатических условий подбираются разнообразные конструкционные сочетания этих составляющих. Ростверк может представлять собой как простую опорную линию, так и мощную конструкцию из бетона. Готовое основание должно оптимально соответствовать нагрузкам и условиям эксплуатации дома. Свайный фундамент хорошо подходит для срубов из дерева, бруса, для каркасных домов, а при надежном ростверке легко выдерживает вес блочных и кирпичных построек.

Виды и особенности

Каждая опора фундамента – это цельный или полый внутри стержень, предназначенный для вертикального заглубления в грунт. По материалу изготовления опоры для свайно-ростверкового фундамента могут быть такими:

1. Деревянные. Делаются из толстого бруса или других пиломатериалов. Используются довольно редко из-за огромного количества минусов – малого срока службы, разрушения от влаги, гниения, влияния микроорганизмов. Возможная сфера применения – стройка небольших хозяйственных сооружений.
2. Железобетонные. Считаются наиболее популярными благодаря высокой несущей способности. Сваи приобретают в готовом виде или заливают непосредственно на площадке, делая внизу небольшое расширение – «пятку» для заякоривания в почве. Любые бетонные опоры при заливке надо армировать. Глубина их заглубления может достигать 3 метров.
3. Металлические. Хорошо подходят для частного домостроения, для домов и бань из дерева, каркасных зданий. На слишком большие нагрузки они не рассчитаны, а коррозия делает такие опоры менее долговечными, чем железобетонные. Для изготовления металлических опор используют отрезки двутавров, швеллеров, балок, рельс.

Заглублять сваи в грунт можно разными способами. Классификация фундаментов по способу погружения такова:

1. Винтовые. Сваи для конструкции изготавливаются на заводе из толстых труб со стенкой от 4 мм. Нижняя часть опор представляет собой лопасть, вращающуюся по спирали, с соответствующей конфигурацией. Наконечник опор острый (литой или приваренный), поэтому они работают наподобие саморезов – завинчиваются в почву. Обычно монтаж винтовых конструкций производится с привлечением специальной техники, но небольшие сваи могут вкручиваться даже вручную. Большой плюс – возможность повторного использования винтовых свай.
2. Забивные. Выполняются из металла или бетона с армированием, могут быть пустотелыми. Забиваются в заранее подготовленные скважины с помощью особых механизмов. Построить фундамент с такими опорами несложно, процесс движется очень быстро. Минус – сильные подвижки грунта при забивании. Необходимо помнить, что это может вызвать разрушение расположенных рядом построек.
3. Буронабивные (набивные). Каждая опора заливается непосредственно на месте в установленную в скважину несъемную опалубку. Формы для заливки делают из рубероида, асбестоцементных труб, пластика. Внутрь обязательно ставят прутки арматуры, после чего вливают бетон. Преимущество – возможность сделать все работы своими руками, недостаток – длительный период застывания раствора. (Читайте статью на тему «Бурение фундамента — особенности, плюсы и минусы, этапы работы»)

Кроме того, сваи для фундаментов различаются по техническим возможностям и переносимости нагрузок:

• Висячие. Несущие способности обусловлены конкретными показателями — прочностью грунта под нижним концом, а также силой трения, влияющей на боковые стенки. Висячие опоры хорошо зарекомендовали себя в местности с низким уровнем грунтовых вод, а также при глубоком пролегании плотных пластов почвы.
• Стойки. На сваи этого типа могут воздействовать самые высокие нагрузки. Они представляют собой прочные опорные конструкции, формируют жесткое сцепление с плотными слоями грунта.

Разновидности ростверков

При выборе плана постройки здания и типа фундамента нужно определиться и с ростверком, который будет изготовлен. По материалу исполнения и конструктивным особенностям ростверк может быть таким:

• Монолитно-железобетонный. Применяется чаще всего, пригоден в качестве основания под здания разной этажности. Внешне представляет собой ленту или цельную плиту, заливается на месте. Удобен для формирования пола по его верхней части.
• Сборный. Изготавливается из металла, выглядит как обвязка или сварной каркас. Обычно применяется при возведении каркасных домов, либо гаражей, бань, хозпостроек.
• Сборно-монолитный. Отдельные элементы из бетона собираются на площадке в единое целое с помощью специальных замков и других стыковочных деталей.

Ростверк для фундамента может находиться на поверхности почвы или углубляться вниз. Самый надежный тип ростверка – заглубленный. По сути, он напоминает обычный ленточный фундамент, поскольку располагается ниже промерзающего пласта. Для заглубленных ростверков действует ограничение: их не применяют на сложных, обводненных, сильно пучинистых грунтах из-за высоких нагрузок на боковые стенки.

Важно: В частном строительстве популярен фундамент с мелкозаглубленным ростверком, который погружается в землю на 50-70 см, является недорогим и несложным для самостоятельного изготовления.

Схема создания незаглубленного ростверка для основания здания еще проще, ведь такая конструкция ставится над почвой с зазором и не требует рытья траншеи. Этот вариант идеален для рыхлых, пучинистых, постоянно смещающихся грунтов.

Преимущества и недостатки

Основание на опорах с ростверком имеет множество положительных характеристик. Вот самые важные из них:

• небольшие финансовые траты за счет уменьшения расхода материалов и низкого объема земляных работ;
• умеренная трудоемкость, возможность выполнить монтаж своими руками;
• простота подготовительных этапов;
• устойчивость и надежность, пригодность для зданий разной этажности и хозяйственных строений;
• возможность подобрать разновидность фундамента для многих типов грунта, в том числе – для сложных;
• применимость на участках с искривленным ландшафтом, а также при любом уровне грунтовых вод;
• простота проектных работ – можно спроектировать положение свай с учетом нахождения других подземных коммуникаций без их повреждения;
• длительный срок эксплуатации (при правильном подборе и точном соблюдении руководства по изготовлению);
• возможность делать полы по грунту для бань, хозяйственных зданий;
• исключение подтапливания построек при выборе свай адекватной длины;
• независимость от погодных условий, выполнение монтажных работ при температуре воздуха вплоть до -10 градусов.

Недостатки у свайного фундамента с ростверком тоже имеются. Если почва каменистая, он может не подойти, поскольку забивание опор станет невозможным. Для зданий, расположенных в регионах с суровым климатом, придется предусматривать интенсивные меры по теплоизоляции основания. Обустройство цокольного этажа, подвала будет исключено, либо потребует серьезных финансовых затрат. При неверном расчете количества свай и шага их расположения есть риск деформации конструкции.

Как выбрать основание дома?

Подбор типа конструкции и ее технических параметров зависит от множества показателей, но базируется на данных геологических исследований территории. Чтобы расчеты были верными, учитывают:

• состав почвы;
• несущую способность пластов грунта;
• возможность просадки;
• уровень грунтовых вод;
• объем почвенных вод в весенний период, риск подтопления;
• наличие или отсутствие сезонных изменений грунта.

Некоторые данные можно узнать у опытных строителей, в местных отделениях геологических и метеорологических служб. Другие цифры возможно уточнить только после проведения геологических изысканий непосредственно на участке. Для устройства свайного фундамента они чрезвычайно важны. При грубом нарушении технологии и незнании особенностей грунта основание просядет и деформируется, а его ремонт – очень сложный процесс.

В целом, основным критерием выбора является тип почвы. Свайно-ростверковые конструкции лучше всего подходят в таких случаях:

• Глубоко уходящие нестабильные грунты с плохой несущей способностью. Примеры почв – торфяники, карстовые, лесные. Опоры могут иметь значительную длину, доставая до плотных пластов грунта.
• Пучинистые почвы. Ленточный или плитный фундамент в данном случае будет экономически невыгоден – придется произвести огромный объем земляных работ.
• Участки с серьезными перепадами высот. Применяя сваи разной длины, можно легко компенсировать этот недостаток и предварительно не выравнивать территорию.
• Высокий уровень грунтовых вод. Для обустройства свай показатель не имеет значения, ведь каждая из них опирается на плотный несущий грунт. Грунтовые воды скажутся только на типе ростверка: нужно делать его более габаритным.
• Слишком жесткий грунт. Земляные работы на таких почвах очень сложны технически и дороги по цене, поэтому монтаж свай станет оптимальным решением.

Важным критерием выбора основания является тип здания. Для каркасных домов нет смысла строить монолитное бетонное основание – его запас прочности останется невостребованным. От обустройства свайно-ростверковой конструкции лучше отказаться при сильной и регулярной усадке почвы, горизонтальном сдвигании пластов и на каменистых грунтах.

Подготовительные работы

Начинают с составления плана будущей конструкции и подсчета ее основных параметров. Высота ростверка для основания зависит от материала стен. Для бетонных, блочных, кирпичных строений достаточно сделать его в 20 см над уровнем грунта, для деревянных – до 60 см. В регионе с большим количеством осадков зимой уровень ростверка должен превышать среднюю высоту сугробов.

В проект обязательно включают точное расположение свай. Они должны находиться под колоннами и стойками (для хозяйственных построек) или лентой, в один-три ряда (для домов). В перегруженных зонах (например, в углах) сваи нередко размещают «кустами» по 3-5 штук. В ходе планирования действуют так:

• на чертеже опоры расставляют по углам и в точках пересечения с простенками;
• если расстояние между опорами получится более 3 м, предусматривают дополнительные элементы.

Проверить точность составленного плана можно другим способом – путем расчета нагрузки на свайный фундамент. Для этого складывают массу будущего здания со снеговой нагрузкой и перемножают с коэффициентом надежности (1,4). При делении полученной цифры на несущую способность одной сваи можно получить их примерное количество для основания.

Этапы строительства свайно-ростверкового фундамента

Пошаговая инструкция по созданию основания дома несложна, но требует тщательного изучения. Работы начинают с подготовки участка, удаления мусора, корней растений. Далее наносят разметку колышками с указанием расположения свай, ростверка.

Установка опор

Для железобетонных свай заранее подготавливают отверстия с помощью специальной техники или ручного бура. Внутрь ставят арматуру (не менее 4 пучков, связанных двухслойной проволокой), концы которой торчат наружу на 60-70 см. Производят заливку бетона на основе цемента М400 и выше. Винтовые сваи вкручивают так, чтобы их оголовки были выставлены строго на одном уровне.

Устройство ростверка

Металлическую обвязку просто приваривают к оголовкам свай, выдерживая строгую горизонтальность. Для создания заглубленного ростверка подготавливают котлован, дно засыпают слоем щебня в 15 см и более, хорошо трамбуют его. Сверху размещают опалубку, ширина которой должна быть чуть больше толщины стен. Армирование делают в 2 пояса вверху и внизу, используя ребристые прутки с сечением 8-12 мм (горизонтальные и вертикальные). Обязательно связывают их с арматурой свай.

Закладные детали

Прокладывают трубы, вентиляционные продухи. Устанавливают короба для водопровода, электрической сети и других инженерных коммуникаций. Если сделать это заранее, не придется нарушать целостность бетонного монолита в дальнейшем.

Заливка раствора

Бетон заливают послойно, с применением глубинного вибратора. Желательно использовать заводскую смесь, которая обладает наивысшим качеством. Оставляют конструкцию для полной просушки.

Гидроизоляция и утепление

По всему периметру выполняют изолирование и утепление свайного фундамента. Обычно для этой цели применяют экструдированный пенополистирол, мембрану, монтажную пену, влаго- и морозостойкие герметики.

Возможные ошибки и как их избежать

Новички нередко не знают, как залить ростверк, правильно установить сваи, допуская ряд серьезных ошибок. Вот самые распространенные оплошности и пути решения проблем:

1. Слабая связь между элементами конструкции. Если ростверк не охватывает оголовки свай, при замерзании и оттаивании грунта они могут вылезти из почвы. Все элементы нужно надежно связывать между собой и не применять для этого слишком легкие материалы.
2. Монтаж заглубленного ростверка на пучинистых грунтах. Отсутствие пространства снизу может вызвать деформацию конструкции при подвижках почвы. При сооружении ростверка нужно подложить плиты пенополистирола вниз, чтобы сформировать свободное пространство.
3. Недостаточное количество свай. Результатом станет несоответствие нагрузок от здания несущим способностям фундамента. Срок службы конструкции снизится. Перед началом работ важно точно рассчитать толщину, число и расположение опор.

Советы и рекомендации

Опытные мастера советуют уделять пристальное внимание армированию ростверкового фундамента. Эта операция позволит серьезно упрочнить конструкцию и сделать ее не менее надежной, чем монолитная. Еще один совет относится к периоду застывания бетона при заливке опор и ростверка. Для железобетонных элементов он составит 30 суток, а сокращение указанного времени приведет к снижению несущих способностей фундамента.

Заключение

Свайный фундамент – экономичная и простая в изготовлении конструкция, которая идеально подходит для хозяйственных построек и малоэтажных зданий. При добавлении ростверка она становится еще более прочной, но для длительного срока службы требует тщательного подхода и проведения качественных предварительных расчетов.