Что такое ростверк фундамента? детальное изучение важного элемента

Введение

В качестве ленты перевязки могут служить армированные бетонные монолиты, готовые железобетонные столбы, металлопрокат, брус и бревна.

Сегодняшний ростверк является универсальным решением для организации прочных, надежных и качественных оснований под дом. Прежде всего благодаря тому, что в данной конструкции воплощены наилучшие показатели столбчатого, свайного и ленточного фундамента. В результате ростверки можно устраивать на рельефах любой сложности с различными характеристиками грунтов без ограничения по типу и весу строений. Исключения составляют лишь скальные породы, где невозможна либо экономически нецелесообразна подготовка ям или скважин.

В зависимости от состояния грунтов, климатических условий местности и веса здания с учетом снеговой нагрузки выделяют следующие виды ростверков:

• низкий — возводится на сухих плотных и сыпучих грунтах с минимальным влиянием паводковых, ливневых и талых вод;
• повышенный — устанавливается на почвах со слабой степенью пучинистости, где возможно значительное увлажнение поверхностного слоя грунта под влиянием ливневых, паводковых и талых вод;
• высокий — устраивается на любых почвах со средней и высокой степенью пучинистости. В данном случае нижний край ленты ростверка приподнимают не менее чем на 10–15 см над уровнем земли — так воздействие сил напряжения от поверхностного взбухания почвы во время морозов будет минимальным.

Разновидности ростверков по заглублению в грунт:

• а — низкий;
• б — повышенный;
• в — высокий,
• где 1 — ростверк; 2 — засыпка; 3 — глубина промерзания.

Выбор типа ростверка, расчет количества столбиков и ширины монолитной ленты являются определяющими показателями проекта, поэтому выполнение данной части расчетов лучше доверить специалистам. В остальном же технология устройства ростверка: разметка, подготовка ям под столбы или закладка свай производятся по тем же технологиям, которые применяются для свайного и столбчатого фундамента, а заливка ленты — аналогично ленточному фундаменту.

Технологические отверстия для подвода инженерных систем ни в коем случае нельзя устраивать в ленточной и столбчатой частях ростверка. Прокладывать трубы и кабели необходимо под лентой и между столбами ростверка. Кроме этого, нужно соблюдать рекомендуемые параметры заглубления в грунт (учитывая ширину ростверка на 10 см больше основания стены) для:

• легких щитовых и каркасных построек — не менее 30 см;
• бревенчатых, брусчатых домов — не менее 50 см;
• тяжелых кирпичных и каменных зданий — не менее 70 см.

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).

Основные размеры и габариты

Для создания прочного и долговечного фундамента необходимо произвести правильные расчеты. Форма и размеры применяемого ростверка определяются особенностями конструкции возводимого здания, нагрузками на фундамент, количеством и местоположением свай.

Вид свайного фундамента в разрезе

Ростверк создается, так же как и конструкция ленточного фундамента. Высота ростверков для свайных фундаментов напрямую зависит от того на какой уровень от земли должна быть приподнято строение, а также от его веса. Можно самостоятельно выполнить расчет конструкции, опирающейся на грунт или немного углубленной. В случае с устройством висячего пояса лучше доверить расчеты специалистам, поскольку для непрофессионала они очень сложны.

Можно самостоятельно рассчитать размеры ростверка свайного фундамента по формуле B = M/ (L*R), где:

• B – минимально допустимая высота для опирания пояса;
• M – вес конструкции сооружения без учета используемых опор;
• L – длина пояса;
• R – прочность грунта у поверхности земли.

Арматурный каркас ростверка

Арматурные каркасы для поясов на свайном основании создаются, так же как и для сооружения на ленточном фундаменте. В конструкции необходимо провести продольное (рабочее), горизонтально и вертикально поперечное армирование. Общее сечение продольного армирования должно быть не менее 0,1% от сечения пояса. Для подбора сечения каждого прута и их четного количества используют сортимент арматуры.

Сортамент стальной арматуры

Изготавливаем ростверковую опалубку

Получить качественный ростверк, как и ленточный фундамент, невозможно без применения качественной опалубки, которую, впрочем, нетрудно изготовить своими руками. Представляет она собой щитовую конструкцию, закрепляемую вертикально вдоль будущей железобетонной конструкции по ее периметру. Опалубка для ростверка необходима при изготовлении любой его разновидности.

Металлическая опалубка для ростверка

В современном строительстве применяют несколько основных видов опалубки:

• металлическая щитовая;
• деревянная:
• щитовая дощатая;
• щитовая фанерная;
• щитовая из ДСП;
• щитовая из ОСП.

Для самостоятельного изготовления и многократного использования наиболее подходят деревянные виды. Все перечисленные выше материалы доступны и имеют сравнительно невысокую стоимость. Металлическая опалубка относится к профессиональной, ее приобретение или аренда достаточно дороги и для частного строительства непригодны.

Опалубка из дощатых щитов

Для изготовления данного вида опалубки потребуются следующие материалы:

• доски обрезные хвойных или лиственных пород толщиной 25 мм;
• бруски из древесины 40х40;
• саморезы по дереву или гвозди.

Пиломатериал лучше использовать строганый. Это способствует получению более ровного и гладкого железобетонного ростверка, а так же облегчает процесс снятия опалубки после застывания бетонной смеси.

Щитовая опалубка для ростверка

Кроме материалов следует подготовить необходимые инструменты:

• торцевая или циркулярная пила или столярная ножовка для раскроя пиломатериалов по длине;
• шуруповерт в случае применения для сборки саморезов;
• молоток, если вы будете сколачивать щиты гвоздями.

Технология изготовления щитов проста. Достаточно напилить несколько досок, суммарная ширина которых будет превышать высоту ростверка на 10-15 см. длину деталей выбирайте небольшую, в пределах полутора-двух метров. Бруски отпилите длиной, превышающей ширину щита на 30-40 см. Припуск необходим для углубления в грунт при установке опалубки.

Уложите 2-3 бруска параллельно на ровное основание. Затем поочередно накладывайте куски досок и фиксируйте гвоздями или шурупами, устанавливая их попарно в каждую точку крепления. Первую деталь можно выравнивать по торцам будущих стоек. Последующие старайтесь плотно поджимать к уже закрепленным.

Опалубка из листовых древесных материалов

Более удобны в работе и позволяют получить более качественные щиты искусственные древесные материалы – ДСП, ОСП и фанера. Не советуем применять для опалубки необлицованные листы ДВП или МДФ, обладающие высокой гигроскопичностью.

С помощью циркулярной пилы или электролобзика выполните раскрой заготовок на детали необходимого размера. Далее к ним аналогично предыдущего описания присоедините стойки из деревянных брусков с помощью саморезов, предварительно просверлив в местах крепления сквозные отверстия по диаметру шурупов.

Разновидности по высоте

По высоте такой фундамент может принадлежать к одной из трех разновидностей:

• Приподнятый – его самая высокая точка расположена выше уровня земли, высота может достигать нескольких сантиметров. Этот вариант является наиболее удобным в технологическом плане – здесь нет необходимости делать специальных расчетов, чтобы точно обеспечить высоту. Если у вас хватает бетона – выбирайте эту разновидность.
• Нулевой – этот вариант по высоте соответствует уровню почвы.
• Углубленный – верхняя точка находится ниже уровня грунта, такой вариант не очень удобен и выгоден, им рекомендуют воспользоваться в том случае, когда количество бетона жестко ограничено.

Монтаж основания своими руками

Одно из преимуществ буронабивной технологии – возможность закладки свайного фундамента своими руками. При этом частный застройщик должен следовать установленным правилам строительства в проектировании и монтаже.

Проектирование

Согласно своду правил 24.13330, перед проектированием свайного фундамента необходимо провести исследование гидрогеологических особенностей участка, чтобы определить в конечном результате глубину расположения несущего пласта и рассчитать максимально допустимый вес, который способен вынести грунт без угрозы для целостности сооружения.

Упрощенная методика расчета буронабивного основания сводится к вычислению:

• сборной нагрузки от всех конструкций (стен, перекрытий, облицовки, кровли, пристроек), мебели, людей, а также нагрузок от ветра и снега;
• грузоподъемности одного силового элемента в зависимости от параметров сваи – длины, диаметра и т.д.

Пошаговая инструкция монтажа

Общий алгоритм фундаментных работ выглядит следующим образом:

1. Подготавливают участок к строительству: убирают строительный мусор, выравнивают поверхность, снимают плодородный слой почвы.
2. Подготовленную площадку размечают по проектной схеме с нанесением периметра сооружения и точек для бурения скважин.
3. В установленных местах разделывают скважины на проектную глубину.
4. Дно шурфов устилают утрамбованным слоем песка для увеличения несущей способности фундамента.
5. Если предусмотрено технологией, расширяют пяту с помощью специальной кирки. В этом случае подложку из песка делать нет необходимости.
6. Стенки скважин укрепляют бентонитовым раствором или обсадной трубой (пластиковой, из рубероида и т.п.).
7. Внутрь шурфов помещают смонтированные арматурные каркасы таким образом, чтобы над поверхностью оставались торчащие пруты для связки с ростверком.
8. Бетонируют скважины раствором, протыкая смесь арматурой для удаления пузырьков воздуха.
9. Переходят к обвязке, строительству ростверка или монолитной плиты.

Установка ростверка

Ленточный ростверк представляет собой плитную или монолитную конструкцию, которая нижней плоскостью опирается на поверхность буронабивных опор.

Ростверк может быть заглубленным, лежать на поверхности земли или нависать над участком. Последний случай рекомендован большинством строителей, поскольку конструкция защищена от давления почвы в зимний период в результате действия сил морозного пучения.

Порядок строительства:

• разметка участка, устройство шурфов, монтаж армокаркаса, бетонирование свай;
• строительство опалубки для ленточного ростверка;
• гидроизоляция внутреннего пространства опалубки гидрофобным материалом;
• монтаж и установка армирующего каркаса для ростверка;
• бетонирование ростверка.

Конструкция с нависающим ростверком усложняется за счет установки подпорок под нижнюю плоскость опалубки из досок, металлических профилей, кирпичей и т.д.

Установка монолитной плиты

Строительство монолитной плиты на буронабивных сваях дает значительный запас прочности фундаменту, который понадобится, если в процессе эксплуатации собственник решит достроить этаж, мансарду, усложнить кровлю и добавить прочие нагрузки на площадь основания.

Порядок монтажа:

• разметка участка;

• бурение скважин;
• устройство обсадной трубы;
• монтаж армирующего каркаса;
• бетонирование шурфа;
• устройство подушки из нерудных материалов под монолитную плиту;
• строительство опалубки по периметру плиты;
• гидроизоляция рулонным материалом;
• монтаж армокаркаса, закладка коммуникационных линий;
• связка арматуры буронабивных опор и будущей монолитной плиты;
• заливка рабочего пространства раствором уход за бетоном.

На участках с низкой несущей способностью, а также при строительстве сооружений, которые оказывают неравномерные нагрузки на опорную площадь основания, оправдана закладка монолитной ребристой плиты на буронабивных опорах.

Ребра жесткости в данном случае представляют собой фрагменты мелкозаглубленной ленты под несущими стенами сооружения, которые вместе со сваями являются опорой для монолита.

Глубина заложения – от чего зависит

Глубина заложения зависит от состояния грунта на участке.

Во внимание принимаются все сопутствующие факторы:

• Уровень залегания грунтовых вод.
• Наличие и объемы почвенных вод.
• Возможность подтопления в весенний период.
• Наличие сезонных изменений гидрогеологии, повышения или понижения степени наполнения всех водоносных пластов.

Для правильного выбора глубины нередко приходится собирать информацию в местных геологических и метеорологических подразделениях, советоваться с опытными строителями, обращаться к различным приложениям СНиП.

Необходимо учитывать, что все значения, указанные в различных источниках, являются минимальными, т.е. допускается увеличение высоты подъема, но уменьшать высоту зазора нельзя.

Столбчатый фундамент: определение, типы

Столбчатый фундамент – основание, состоящее из определенного количества опорных столбов, передающих и распределяющих нагрузку здания на грунт

Столбчатый фундамент – основание, состоящее из определенного количества опорных столбов, передающих и распределяющих нагрузку здания на грунт. Столбы могут быть прямоугольного, круглого сечения, выполняться из таких материалов, как:

• монолитный железобетон;
• полнотелых кирпичей;
• бетона тяжелых марок;
• бутовых и бутобетонных смесей.

Прочностью и надежностью отличаются железобетонные опоры. Их рекомендовано использовать в тяжелых грунтах, имеющих склонность к пучению, а также там, где уровень водоносных слоев достаточно высок. Остальные типы опор, как правило, скрепляются бетонными лентами, прочность основания в этом случае уступает монолиту.

Отличительной особенностью свайно-столбчатого основания является разновидность грунтов и глубина пробивания шурфов при обустройстве. Если только столбчатая основа применяется на грунтах с нормальной несущей способностью, глубина залегания определяется точкой промерзания, то свайные основания можно делать на нестабильных, насыщенных влагой грунтах, с невысокой несущей способностью. Таким образом, свайно-столбчатый фундамент показан для строительства зданий на любых типах грунтов (кроме скальных и каменистых), средней или средне-нормальной несущей способности. Сваи прекрасно «пройдут» нестабильные грунты и перераспределят нагрузку строения на более плотные слои.

Виды монолитных плит с ростверком

Мы уже выяснили, что ростверком плитного фундамента называют рёбра жёсткости (отсюда и название «ребристые»). Направленность рёбер может быть разной, и по этому признаку сплошные основания делят на два вида:

1. Плиту с толстым краем — у неё выступы направлены в грунт (рёбра вниз).
2. Плиту с ростверком, рёбра которой направлены в сторону стен здания и образуют чашу.

В каких случаях применяется монолитная плита с ростверком (вверх и вниз)

Направленные вниз рёбра жёсткости дают большую статичность при высоком уровне морозного пучения, в условиях переувлажнённых грунтов, а так же при больших нагрузках от каменных стен. Такой вариант хоть и формируется сложнее, но из-за меньшей толщины горизонтальной части имеет более низкую себестоимость по сравнению с плоской плитой.

Наличие выступов в грунте позволяет заложить под подошвой конструкции толстый слой пенополистирольного утеплителя, который не только нейтрализует воздействие сил пучения, но и является отличным гидроизолятором. Вкупе с правильным дренажом, такой фундамент избавляет от многих эксплуатационных проблем – не говоря уже о том, что он практически не поддаётся изгибающим усилиям.

О достоинствах плит с рёбрами, направленными вверх, мы уже говорили, повторяться не будем. Скажем только, что такие конструкции рекомендованы для применения при нагрузках, превышающих 10 000 кН, и обеспечивают наибольший уровень жёсткости фундамента. Рёбра армируют аналогично ленточным фундаментам, плитную часть – вязаными или сварными сетками в два уровня, образующими объёмный каркас с многократным запасом прочности.

Формирование ростверка поверх плиты

Схема устройства ростверка

Если плиту с направленными в грунт рёбрами устраивают только в малозаглублённом варианте, то при расположении ростверка сверху она может закладываться не только на поверхности, но и на глубине, необходимой для устройства цокольного этажа или полноценного подвала. В первом случае монолитные рёбра играют роль цоколя, а во втором, благодаря большой высоте, выполняют функции стен подвала.

Разница в этих конструкциях заключается в высоте вертикальных стенок чаши, которая диктует неодинаковый принцип формирования пола. Чтобы было понятно, как это делается в том или ином случае, предлагаем для наглядности две схемы устройства ростверка:

Преимущества и недостатки

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

К общим достоинствам всех типов свай следует отнести следующие:

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

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

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

Недостатки свайной технологии:

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

Для частного дома

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

Преимущества свайной технологии для частного строительства:

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

Почему не стоит строить частный дом на свайном фундаменте:

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

Разных видов свай

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