Как следует возводить свайно-ростверковый фундамент + расчет ростверка и глубины промерзания грунта

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.

l — расстояние между сваями буронабивного фундамента;

Содержание статьи:

При проектировании фундаментов из винтовых свай под объекты ИЖС нужно учитывать:

  • грунтовые условия площадки строительства, влияющие на назначение конструктивных и геометрических параметров винтовых свай (физико-механические свойства грунтов, их коррозионная агрессивность);
  • воздействие различных величин нагрузок (под ответственными узлами и несущими стенами, под ненесущими стенами, под лагами пола);
  • требования к частоте расстановки свай и др.

Эти и некоторые другие вопросы мы подробно рассмотрели в статье «Расчет свайного фундамента», ориентированной на строительство объектов ИЖС. А в этом материале хотели бы остановиться на определении глубины заложения фундамента.

Расчет глубины свайно-винтового фундамента будет основываться на данных:

  • об уровне залегания грунтового массива с достаточной несущей способностью;
  • о расчетной глубине промерзания грунта в регионе.

Так как механических характеристик грунтов будет вполне достаточно для принятия решения, от полного комплекса изысканий можно отказаться. Всю необходимую информацию даст экспресс-геология – процедура, включающая ряд исследований (геотехнические и геолого-литологические исследования, измерения коррозионной агрессивности грунтов), адаптированных к нуждам малоэтажного строительства, в том числе и с позиции цены (подробнее «Экспресс-геология: геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

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:

    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

Для заливки буронабивных свай используется бетон марки М500

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.

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.

Алгоритм расчета свайного фундамента с ростверком


M – масса строения;

Заключение

Следует помнить, что основная нагрузка в этом типе фундамента ложится на сваи. Неравномерное распределение веса при строительстве верхних этажей может создать дополнительную нагрузку на отдельные части и привести к деформации основания.

С другой стороны, при правильно сделанных расчетах и соблюдении технологии строительства, дому на свайном фундаменте ничего не грозит. Он простоит долго и ему будут не страшны движения грунта. Он легко «переживет» любое весеннее половодье и зимние морозы.

Читайте также:  Технология обвязки свайного фундамента при помощи бруса, профильной трубы и швеллера + достоинства и недостатки этих видов

Как вы уже убедились, строительство фундамента — это очень ответственный процесс. Крайне важно все рассчитать и сделать правильно, иначе надежность дома и безопасность проживающих окажутся под угрозой. Если у вас нет опыта в строительстве, то лучше это доверить профессионалам.

Как вы уже убедились, строительство фундамента — это очень ответственный процесс. Крайне важно все рассчитать и сделать правильно, иначе надежность дома и безопасность проживающих окажутся под угрозой. Если у вас нет опыта в строительстве, то лучше это доверить профессионалам.

Правила армирования

Армирование ленточного фундамента и любого другого выполняется с учетом следующих правил:

  • для рабочей арматуры используют стержни класса не ниже А400;
  • не рекомендуется использовать для соединения стержней сварку, поскольку она ослабляет сечение;
  • в обязательном порядке связать металлический каркас из арматуры нужно на углах, сваривание здесь не допускается;
  • даже для хомутов не рекомендуется гладкая арматура;
  • необходимо строго соблюдать защитный слой бетона, равный 4 см, это защитит металл от коррозии (ржавчины);
  • при изготовлении каркасов стержни в продольном направлении соединяют с нахлестом, который принимается равным не менее 20 диаметров прутов и не менее 25 см;
  • при частом расположении металла, стоит контролировать крупность заполнителя в бетоне: он не должен застревать между стержнями.

Пример размещения армирующего каркаса
в ленточном фундаменте

Грамотно подготовленный арматурный каркас — это половина успеха. Именно он спасет фундамент в случае неравномерных деформаций, которые создают изгибающие нагрузки. Стоит более подробно рассмотреть вопрос на примере ленточного фундамента своими руками.


Места вязки арматуры


Нагрузка на основание фундамента складывается из веса всей постройки.

Диаметр арматуры

Для обеспечения надежности продольной обвязки используют стальной ребристый пруток диаметром от 10 до 16 мм, в зависимости от характеристик почвы под возводимым домом. Например, для грунта скальных и каменных пород можно брать для продольной обвязки пруток диаметром не менее 10 мм. Для мягких и легких почв лучше применяется арматура 12 мм и до 16 мм.

Для вертикальных и поперечных связующих арматуры можно применять прутки, обладающие меньшим диаметром и не обязательно с ребрами. В частности, для этого используют:

  • пруток с ребристой боковой поверхностью, имеющий диаметр от 8 до 10 мм;
  • пруток с гладкой боковой поверхностью и сечением от 6 мм;
  • пруток, изготовленный из стальной проволоки марки ВР;
  • вязальную проволоку.

Для армирования ленточного основания применяют прутья класса А-I и А-III, которые производятся горячекатаным методом.

Армирование углов

В конструкции ленточного фундамента самое слабое место — углы и примыкание простенков. В этих местах соединяются нагрузки от разных стен. Чтобы они успешно перераспределялись, необходимо арматуру грамотно перевязать. Просто соединить ее неправильно: такой способ не обеспечит передачу нагрузки. В результате через какое-то время в ленточном фундаменте появятся трещины.

Правильная схема армирования углов: используются или сгоны — Г-образные хомуты, или продольные нитки делают длиннее на 60-70 см и загибают за угол

Чтобы избежать такой ситуации, при армировании углов используют специальные схемы: пруток с одной стороны загибают на другую. Этот «захлест» должен быть не менее 60-70 см. Если длины продольного прутка на загиб не хватает, используют Г-образные хомуты со сторонами тоже не менее 60-70 см. Схемы их расположения и крепления арматуры приведены на фото ниже.

По такому же принципу армируются примыкания простенков. Также желательно арматуру брать с запасом и загибать. Также возможно использование Г-образных хомутов.

Схема армирования примыкания стен в ленточном фундаменте (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Обратите внимание: в обоих случаях, в углах шаг установки поперечных перемычек уменьшен в два раза. В этих местах они уже становятся рабочими — участвуют в перераспределении нагрузки.


Два способа армирования подошвы ленточного фундамента: слева для оснований с нормальной несущей способностью, справа — для не очень надежных грунтов

По типу поверхности

От поверхности сечения зависит применение арматуры. Существуют такие поверхностные сечения:

  1. Гладкая поверхность. Такое кругообразное заострение используется для распределительного монтажа. Обычно его используют для стяжки пола или тротуарной плитки или же для усиления креплений.
  2. Ребристая. Включает в себя различный внешний вид поверхности, а именно:
    • кольцевидный — ограничивает прочность металла, хорошо сцепляется с цементом;
    • серповидный — обеспечивает гибкость при работе с металлами;
    • комбинированный — совмещает функции металла с ребристой поверхностью.

Эти виды предназначены для стяжки фундамента.

  1. Рабочая — гарантируют прочность и жёсткость сооружений, перенимают тяжесть конструкции. Такой тип располагается продольно (горизонтально).
  2. Хомуты — используются для монтажа и соединения. Этот вид вмонтирован в сооружениях вертикально и поперёк.

Арматура и тип фундамента

Нетрудно догадаться, что для разных фундаментов требуется разная арматура, и укладывается она также по-разному:

  • ленточный фундамент дешевле плитного, менее подвержен деформации, позволяет обустроить цокольный этаж, потому такую технологию создания основания используют чаще всего. Как правило, для ленточного фундамента используют арматуру диаметром 10-12 мм, если бОльшего не требуют расчеты. Вне зависимости от высоты ленты необходимо использовать два армирующих пояса (больше двух в случае подвижных грунтов). Вертикальные и поперечные прутья особой нагрузки не несут, потому для них подойдет арматура с гладкой поверхностью;
  • плитный фундамент обходится дорого, но отличается наибольшей надежностью. Используется арматура диаметром не менее 12-16 мм – чем больше и тяжелее здание, чем сложнее грунт, тем толще должны быть стержни. При толщине плиты более 15 см арматуру укладывают в два пояса и более;
  • свайный фундамент – идеальное решение для легких построек. Столбы формируют при использовании ребристой арматуры диаметром 10-12 мм, их соединяют хомутами диаметром 4-6 мм. Количество стержней рабочей арматуры зависит от размеров столба: минимум – 2 стержня, чаще используют 4, но иногда можно применить и больше – все снова-таки зависит от условий строительства.

Если используется пластиковая арматура, то ни о какой сварке речь не идет. Впрочем, металлическую арматуру также нечасто сваривают, так как точки сварки становятся слабыми местами конструкции, они выдерживают меньшую нагрузку, больше подвержены коррозии. Сварка обеспечивает слишком жесткое сцепление прутов, исключающее даже малейший люфт. Такая конструкция хуже воспринимает деформацию, не может использоваться при работе на подвижных грунтах. Более того, варить можно только ту арматуру, в маркировке которой есть буква С.

Земляные и подготовительные работы

Одним из достоинств ленточного фундамента является сравнительно малый объем земляных работ. Пара человек, работая день с небольшими перерывами, смогут без проблем выкопать котлован подходящего размера на нормальной почве. Когда котлован готов, можно приступать к его обустройству.

Первым этапом является изготовление подушки фундамента. Благодаря ей снижается негативное воздействие грунтовых вод на фундамент, а также максимально равномерно распределяется по грунту нагрузка от самого фундамента и всей постройки. Здесь можно использовать разные материалы. Чаще всего применяется песок или щебень. Они неплохо справляются со своей функцией – главное чтобы толщина подушки составляла минимум 15-20 сантиметров.

Но некоторые эксперты рекомендуют бетонную подушку. Да, она обходится дороже всего. Дорогостоящий цемент и необходимость армирования подушки здорово повышают стоимость и сроки строительства. Зато в результате вы получаете максимально надежное основание для фундамента, гарантирующее, что он прослужит многие годы. Поэтому можно с уверенностью сказать – эти деньги не будут выброшены на ветер.

Если работа ведется на слабой, пучинистой почве, или же планируется построить тяжелый кирпичный дом, но использование монолитного фундамента по какой-то причине нежелательно, то можно использовать ленточный фундамент с подошвой. Уширение (стакан) позволяет существенно снизить нагрузку на грунт. Конечно, не забывайте про армирование стакана фундамента – на пучинистых грунтах он будет регулярно выдерживать значительные нагрузки на растяжение и изгиб. Очень важно обеспечить ему достаточную прочность.

При использовании фундамента с подошвой объем земляных работ увеличивается. К тому же, придется дополнительно потратиться на армирование подошвы ленточного фундамента – если она выйдет из строя, это приведет к скорейшему разрушению всей конструкции.

Поверх готовой подушки устанавливается опалубка. При выборе ширины учитывайте – готовый фундамент должен быть на 10-15 сантиметров толще, чем внешние несущие стены.

Следующим этапом укладывается гидроизоляция. Некоторые строители используют рубероид, но это довольно дорогой материал. А большой вес затрудняет процесс укладки. Поэтому вполне можно использовать строительный полиэтилен. Да, он менее прочен. Но ведь он нужен всего на несколько дней – чтобы цементное молочко не ушло в песок. Поэтому дешевый и легкий полиэтилен вполне подойдет. Он укладывается поверх опалубки. В местах соединений делайте нахлест побольше – не меньше 10-15 сантиметров – и проклеивайте широким скотчем.

На этом подготовительные работы заканчиваются. Теперь расскажем про заливку и армирование фундамента своими руками.


Желательно использовать для этого бетон марки М200 или выше. Он имеет высокую прочность, чтобы выдержать значительные нагрузки, а также обладает достаточным показателем морозостойкости.

Расчет рабочего армирования

При возведении серьезных сооружений требуются подробные расчеты ленточного фундамента, которые с точностью определят какую арматуру использовать для данной конструкции. Все расчеты в строительстве проводятся по предельным состояниям, то есть определяются минимальные условия, в которых элемент будет выполнять свою функцию.

  1. Первая группа предельных состояний — расчет по прочности. Обеспечивается надежность и безопасная эксплуатация конструкции.
  2. Вторая группа предельных состояний — расчет по жесткости. Предотвращает чрезмерное раскрытие трещин, перекосы, большие прогибы.

Вычисления по данным формулам трудоемки и требуют наличия технического образования. Для упрощения проектирования небольших частных зданий, армирование ленточного фундамента принимают исходя из минимальных значений.

Требуется рассчитать массу арматуры всех диаметров для ленточного фундамента.
Рабочее горизонтальное армирование

Покупка материала

Довольно редко арматуру продают погонными метрами. Обычно продавцы арматуры считают ее килограммами. Для того чтобы точно определить нужное ее количество, необходима таблица расчета. Предприятия, выпускающие металлопрокат, должны использовать в работе и соблюдать ГОСТ 5781-82. В нем указана масса метра изделия. Есть еще ГОСТ 2590-88, он определяет вес стального круглого проката. Хочется уточнить, что цифры в обоих документах одинаковые. Какую из них предпочесть? Все будет зависеть от удобства пользования этой справочной литературой.


В виде примера давайте рассчитаем необходимую арматуру для ленточного фундамента размерами 6 х 5 м, у которого одна несущая внутренняя стенка имеет длину 5 м. В схеме армирования 4 продольных прута ребристого сечения, диаметр которых составляет 12 мм. Периметр дома – 22 пог. м (5+6+5+6). Общая длина фундамента с внутренней стеной составит 27 м (22+5). Общая длина необходимой вам арматуры – 108 м (27*4). Если вдруг у вас не получилось купить пруты той длины, которая нужна, не отчаивайтесь. Отрезки можно соединять, но делать это нужно так, чтобы один прут перекрывал другой как минимум на 1 м. Эти длины тоже нужно будет учесть.

Требования к бетону

Правильная армировка должна выполняться с использованием наиболее качественных материалов. Марка и класс бетона подбираются в соответствии с нужными показателями. Основные свойства прочности бетонных конструкций – это растяжение (Rbt,n), поперечный излом и осевое сжатие (Rb,n). Могут браться в расчет поправочные коэффициенты надежности в пределах от 1.0 до 1.5.

Чтобы понять, какая арматура нужна для ленточного фундамента, необходимо выполнить расчеты и рассмотреть основные виды материала. Для выполнения работ используется механически упрочненная, горячекатанная строительная термически обработанная арматура. Класс выбирают по максимальным нагрузкам, учитывая характеристики на растяжение, пластичность, свариваемость, стойкость к коррозии, способность выдерживать температурные перепады и т.д.

Читайте также:  Что лучше — ленточный или винтовой свайный фундамент, их плюсы и минусы + какой тип возводится быстрее
Ссылка на основную публикацию