Как произвести расчет ленточного ростверка свайного фундамента

Фундаменты опор мостов на буронабивных сваях (БНС) сооружают путем устройства в грунте скважин с последующим заполнением их армированным бетоном. В мировой практике строительства БНС нашли широкое применение при больших нагрузках и большой глубине залегания прочных грунтов (до 120 м).

Для каждого типа сооружения должны быть использованы сваи зафиксированного диаметра:

Заборы, ворота

  1. Легкие заборы из сетки рабицы – используются стандартные сваи диаметром 57 мм, а также заборные винтовые сваи с диаметром трубы 51 мм, профилем с сечением 50х50 и толщиной стенки 2 мм;

  2. Тяжелые заборы из профлиста или деревянный штакетник — используются сваи диаметром 76 мм; а также заборные сваи диаметром трубы 57 мм, профилем 60х60 и толщиной стенки 3 мм;

  3. Калитки и нетяжелые ворота – d = 89 мм и заборные винтовые – 76 мм, профилем 80х80

  4. Откатные или распашные ворота – d = 108 мм и заборные винтовые сваи d = 89 мм, профилем 100х100.

Различные постройки

  1. Простые легкие постройки (крыльцо, открытая терраса, туалет, сарай) – d = 57 мм;

  2. Легкие постройки (терраса, бытовка, веранда, строительные вагончики) — d = 76 мм;

  3. Более тяжелые террасы, веранды и пристройки к дому — d = 89 мм

Дома

  1. Одноэтажные каркасные дома — d = 89 мм;

  2. Деревянные дома из профилированного или клееного бруса, сечением до 200 мм — d = 108 мм;

  3. Дома из бревна (до 200 мм) — d = 108 мм;

  4. Двухэтажные каркасные дома – d = 108 мм;

  5. Тяжелые деревянные дома – диаметр 133 мм;

  6. Дома из арболита и легкого камня (газобетон, пенобетон) – диаметр 133 мм.

При необходимости реконструкции фундамента деревянного дома чаще используют винтовые сваи диаметром 108 мм.

Благодаря проведенным исследованиям грунта на вашем участке, корректному выбору свай, согласно приведенным параметрам, вы обеспечите себя прочным основанием вашего сооружения на долгие годы. Если у вас остались вопросы, мы будем рады ответить на них в частном порядке.

По вопросам монтажа фундамента под гараж можете связаться с нашими менеджерами, заказав обратный звонок.

Заказать звонок

Работа со сваями

После монтажа винтовых свай проводятся дополнительные работы. В первую очередь стоит убедиться, что все опоры установлены ровно. До нулевого уровня дома от земли должно быть минимум 60 см. Выравниваем все сваи, чтобы они находились в одной плоскости. Для этого можно использовать болгарку.

Далее опоры бетонируют, чтобы придать им прочности. Это исключит вероятность крена и деформации будущего фундамента. Также необходимо выгнать из полостей воздух, чтобы фундамент в дальнейшем не разрушался.

Смесь засыпается во внутреннюю пустоту сваи, также необходимо уложить армирование, это придаст конструкции надежности. Для этого готовится цементно-песочная смесь. Ее расход составляет 35 кг на 1 сваю.

Заключительный этап монтажа опор — привариваются оголовки. После этого выполняется обвязка брусом. Если использовать швеллер вместо бруса, тогда можно обойтись без оголовков. Это поможет значительно сэкономить.

Работа со свайно-винтовым фундаментом исключает следующие действия:

  • Проведение подгонки свай под один уровень во время ввинчивания. Эта работа проводится после завершения монтажа всех опор, в противном случае это может спровоцировать проседание фундамента в дальнейшем;
  • Удлинение неровно ввинченных свай;
  • Монтаж опор меньше, чем на 1,5 м в грунт;
  • Создание подготовительных отверстий для опор в земле глубже 50 см;

Нельзя осуществлять монтаж опор с поврежденным покрытием. Это приведет к коррозии и разрушению свай.

Виды набивных свай

Буронабивные сваи делятся на подвиды, и главным критерием является технология изготовления:

  • Метод непрерывного полного шнека. Шнек – это полая труба, имеющая обратный клапан, благодаря которому изымаемый грунт в нее не попадает. На трубе закреплен спиральный бур. Пространство скважины заполняется бетоном под давлением. Конструкция усиливается армирующим каркасом, который вводится с помощью мощного вибратора.
  • Метод обсадной трубы. Применяется для зыбкого грунта. Наличие трубы необходимо, чтобы грунт не обрушивался в момент введения арматуры или под давлением раствора. В грунте бурят скважину, соответствующую сечению трубы. В нее вдавливают обсадную конструкцию. Затем производится извлечение бура и установка арматуры, покрытой защитным слоем бетона (0,6см). После этого заливают бетонную смесь и извлекают обсадную трубу.

Ростверк

Наземные части, или оголовки, отдельно установленных свай обвязывают цельной жесткой рамой железобетонного ростверка. Таким образом появляется единая, объединенная конструкция фундамента. Основной функцией ростверка является равномерное распределение постоянных и временно возникающих нагрузок, а также обеспечение возможности возведения стен.

Обвязка может быть выполнена:

  • монолитной или сборной;
  • в виде балок или цельной плиты;
  • висячим, наземным, либо заглубленным.

При устройстве монолитного ростверка используется опалубка и в обязательном порядке устанавливается арматура, которая связывается с выпусками свай или ее металлическими оголовками.

Технология бурения с защитой стенок скважин

Применяется также технология бурения с защитой стенок скважин от обрушения путем заполнения ее специальным глинистым раствором устье скважины укрепляют короткой обсадной трубой;

Технология сооружения буронабивных свай с бурением скважин под

  • а)- 1 стадия — крепление устья скважины обсадной трубой;
  • б — 2 стадия — извлечение грунта под защитой глинистого раствора;
  • в — 3 стадия — установка в скважину арматурного каркаса;
  • г — 4 стадия — бетонирование скважины методом ВПТ.
  1. буровой станок;
  2. короткая обсадная труба;
  3. глинистый раствор;
  4. рабочий орган бурового станка;
  5. арматурный каркас;
  6. бетонолитная труба с воронкой;
  7. заслонка;
  8. забетонированный столб
  • устье скважины укрепляют короткой обсадной трубой;
  • производится извлечение грунта из скважины под защитой бентонитового глинистого раствора;
  • в скважину устанавливают арматурный каркас;
  • скважину бетонируют методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ).
Читайте также:  Установка фундамента «утеплённая шведская плита»

Бурение скважин свай под защитой инвентарных обсадных труб наиболее часто применяют для фундаментов мостов.

Для крепления стен скважин используют инвентарные стальные обсадные трубы диаметром 1,2; 1,5; 1,7; 2,0 м. Они состоят из стыкуемых резьбовыми конусными пробками промежуточных секций длиной 2, 4 и 6 м и ножевой секции с режущей коронкой с зубьями.

При применении этой технологии сначала проводят подготовительные работы:

  1. срезку бульдозером с погрузкой в автосамосвалы с помощью погрузчиков и складирование в отведенное место растительного слоя грунта, планировку рабочей площадки и устройство подъездов;
  2. разбивку и закрепление осей опоры и каждой сваи на базе геодезической разбивочной основы;
  3. доставку и сборку бурового, кранового и бетонолитного оборудования;
  4. подготовку площадки из железобетонных плит под буровую машину и другое оборудование, установку инвентарной опорной плиты бурового стола.

После выполнения всех подготовительных работ бурение скважин производят в следующем порядке:

Порядок работ
1 после установки буровой машины в рабочее положение с помощью стрелового крана устанавливают нижнюю часть обсадной трубы с ножевой секцией, последующие секции объединяют между собой конусными резьбовыми пробками (общая длина обсадной трубы назначается из условия возвышения ее над уровнем рабочей площадки на 1,5 м для возможности размещения обжимного хомута);
2 обсадные трубы погружают домкратами в грунт вращательно-вдавливающими движениями на проектную глубину;
3 удаляют грунт из полости обсадной трубы различными способами: в песчаных, глинистых грунтах пластичной, полутвердой и твердой консистенции применяют ударный грейферный или шнековый способ бурения, в водонасыщенных песках, плывунах и илах грунт разрабатывают желонкой с обратным клапаном (в процессе бурения непрерывно совершаются возвратно-вращательные и поступательные движения обсадной трубы);
4 грунт, извлекаемый из скважины, складируют в специальные емкости и затем вывозят в заранее отведенные места, грунт из скважин фундаментов русловых опор загружают на плашкоуты из инвентарных понтонов КС
5 по мере необходимости обсадную трубу наращивают очередными секциями при помощи стрелового крана, все секции заранее очищают от грязи (на строительной площадке организуется участок для очистки и мойки обсадных труб)
6 бурение производят на всю глубину, для контроля после установки станка на место бурения на его мачте, примерно в 1 м от поверхности земли (рабочего мостика), наносят линию условного нуля, от которого ведется отсчет
7 при разработке неустойчивых грунтов в скважине поддержи- вают уровень воды на 1…1,5 м выше уровня воды в реке для предупреждения наплыва воды и грунта в скважину
8 после достижения проектной отметки перед установкой арма- турного каркаса забой тщательно зачищают от бурового шлама
9 в ходе буровых работ постоянно следят за характеристиками проходимых грунтов, для контроля соответствия проектной геологии и выявления необходимости замены рабочего органа данные бурения заносятся в журнал бурения скважин; перед каждой установкой новой секции обсадной трубы, а также при изменении характеристик грунта лотом замеряют глубину скважины и определяют отметку дна;
10 в процессе бурения осуществляют постоянный контроль положения ножа обсадных труб относительно уровня разрабатываемого грунта

Наращивание обсадной трубы автокраном

По окончании бурения контролируют глубину скважины и качество зачистки забоя скважины путем медленного опускания рабочего органа и пробного забора бурового шлама со дна скважины.

Особенности возведения свайно-ростверкового фундамента

Полный комплекс работ включает подготовку и непосредственно сам монтаж ростверковой конструкции. Каждый этап выполняется специалистами, так как требует точного расчета и соблюдения инструкции.

Когда лучше проводить монтаж

Сезонный фактор не является лимитирующим при возведении свайного фундамента. Это тот тип основания, который можно монтировать в любое время года и при любых погодных условиях. Пониженная температура, сезонный избыток влаги в грунте не является препятствием для строительных работ.

Подготовительные работы

Устройство свайно-ростверкового фундамента невозможно без создания подробного проекта. В проектно-сметной документации описывают физико-географические, геологические, гидрологические условия местности, а также план здания.

На основе этой информации делают расчет нагрузки, определяют глубину установки свай, размер и количество опор, параметры ростверка. В заключении подводится экономический итог, включающий затраты на работу и материалы. В разработанном проекте также отражается потребность в специальном оборудовании.

Не забываем про инженерно-техническое оснащение

Канализационная система в доме на сваях имеет свои особенности. Они обязательно учитываются во время составления проекта. Так как часто под зданием нет монолитной засыпки, канализационные трубы до точки входа в грунт оказываются ничем не защищены. В холодном климате для них должно предусматриваться дополнительное утепление. Внутренняя часть системы особо не отличается от обычных внутридомовых разводок.

Для теплоизоляции канализационных труб используют рулонные утеплители на основе вспененного полиэтилена или пенопластовую скорлупу.

Для вентиляции в свайном фундаменте с ростверком предусматриваются продухи (или отдушины). Они заставляют воздушные потоки двигаться естественным образом. В проекте указывают местоположение и размер вентиляционных отверстий в ростверке.

Как рассчитывают глубину промерзания

Сваи устанавливают ниже границы промерзания грунта. Поэтому данный показатель важно вычислить еще на этапе проектирования. К настоящему времени в арсенале разработчиков имеются карты, на которых изолиниями отмечены нормативные глубины промерзания грунтов.

Кроме того, существуют специальные формулы, которые помогают самостоятельно рассчитать глубину промерзания. Одна из них выглядит следующим образом:

h=√М*k

По ней первым действием находят сумму среднемесячных отрицательных температур (M). Из полученной суммы извлекают квадратный корень. Результат умножают на стандартный коэффициент для данного грунта (k). Коэффициент отличается для разных типов субстрата:

  • глина, суглинок – 0,23;

  • песок, супесь – 0,28;

  • крупнозернистые пески – 0,3;

  • грунт из крупных обломков – 0,34.

Среднемесячные температуры для нужного региона берут из справочников и СНиПов.

Расчет ростверка

Для правильных вычислений необходимо иметь информацию о строящемся доме и используемых материалах. В частности, требуется знать вес будущей постройки, опорную площадь, размеры и количество свай. Параметры приподнятого ростверка вычислить гораздо сложнее по сравнению с заглубленным и наземным. Поэтому такой расчет лучше доверить специалистам. Для вычисления ширины ростверка пользуются стандартной формулой:

В=М/(L*R)

В числителе находится масса постройки без учета свай (M). Знаменатель равен произведению длины ростверка (L) на прочность субстрата у поверхности земли (R).

Этапы возведения фундамента

Непосредственно само строительство свайно-ростверкового фундамента сводится к нескольким последовательным шагам.

  1. Подготовка и разметка участка. Место под застройку очищают от мусора, растительности, камней. Далее с помощью шнура и кольев указывают расположения опор.

  2. Рытье траншей. По намеченным линиям в земле выкапывают ров под заглубленный ростверк. Дно засыпают песком.

  3. Подготовка скважин. На отмеченных точках буром делают углубления нужного размера. Вставляют «гильзу» — дно и стенки отверстия покрывают гидроизоляционным материалом. В скважину опускают арматуру для каркаса.

  4. Заливка скважин. В подготовленные углубления заливают бетонный раствор. При заполнении из него удаляют воздух путем штыкования. Опоры для набора прочности должны застывать в течение трех недель.

  5. Сборка опалубки для ростверка. Из обрезной доски монтируют щиты, которые составляют стены заготовки. Внутреннюю часть выстилают полиэтиленовой пленкой или рубероидом.

  6. Устройство арматурного пояса. Из ребристых металлических прутьев делают верхний и нижний пояс. Концы арматуры, выходящей из свай, присоединяют к поясам обвязки.

  7. Заливка ростверка. Для этого рекомендуется использовать прочный бетон марки М200 или выше. Опалубку заполняют единовременно, не делая перерывов в работе. Ростверковую ленту накрывают водонепроницаемым материалом и оставляют на месяц для затвердевания.

При заливке ростверка бетон подвергают вибрации или штыкованию для лучшего уплотнения.

Типоразмер

В зависимости от нагрузок, которые будет испытывать свайный фундамент, а также в зависимости от состава грунта сваи выбираются по диаметру трубы. Ее размеры варьируются в диапазоне 57 — 133 мм. Понятно, что чем больше этот размер, тем больше лопасти бура. В таблице ниже приведены соотношения диаметров трубы и лопастей.

Диаметр трубы, мм Диаметр лопасти, мм Значение несущей нагрузки, кг
57 150 800
76 200 3000
89 250 4000-5000
108 300 5000-9000
133 350 14000

Что касается стенки трубы, то она выбирается из диапазона 3,5 — 6 мм и зависит от тех же нагрузок и твердости грунта. При этом необходимо добавить, что наконечник с лопастями изготавливается по разным технологиям. Они бывают литыми или сварными. Первые прочнее и надежнее, поэтому их чаще используют в твердых грунтах и вечной мерзлоте.

Уровень грунтовых вод и глубина промерзания почвы

При неправильной установке свая может быть выдавлена пучением грунта Присутствие грунтовых вод вызывает сезонное пучение грунта. Происходит это явление в зимний период. Вода в составе грунта под воздействием низких температур кристаллизуется в ледяную структуру. Лёд занимает объём на 9% больше, чем вода.

Замерзший грунт, увеличиваясь в объёме, начинает своё движение вверх так, как двигаться вниз не даёт нижележащий слой почвы. Поэтому винтовые опоры должны быть такой длины, которая позволяет винту опоры, закрепится в слое почвы ниже залегания грунтовых вод.

Во время наступления весны промерзший грунт оттаивает и двигается вниз. Гладкая боковая поверхность свай обеспечивает стойкость к движению промерзающих слоёв почвы во время сезонных колебаний температуры.

Уровень присутствия грунтовых вод можно выяснить методом пробного бурения. В тёплое время года в пробуренной скважине определают глубину залегания грунтовых вод или отсутствие таковой.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как оценить результаты пробного бурения.

Применение фундаментного основания на винтовых сваях позволяет избежать сезонного поднятия дома вверх и повреждения его конструкций. Суммируя вышеперечисленные показатели, определают длину опоры.

Расчет арматуры для столбчатого фундамента

Для горизонтальных полос применим 6 мм арматуру класса А3. А для столбиков 4 шт. 12 мм, которые связывают на 25 см расстоянии, при этом высота столба составляет 1,7 м, а диаметр 30 см (рисунок 4). Их устанавливаем в четырех местах.

  • 4 * 1,7 = 6,8 м ребристой арматуры;
  • 4 * 4 * 0,25 = 4 м гладких прутьев.

На 40 столбиков потребуется:

  • 40 * 6,8 = 272 м;
  • 40 * 4 = 160 м.

Проволокой свяжем 4 горизонтальных и столько же вертикальных столбцов:

  • 4 * 4 * 0,3 = 4,8;
  • 4,8 * 40 = 192 м.

Мы рассмотрели, как производится расчет ленточного ростверка и арматуры. Фундамент – это основа любого строения, а финская технология оборудования свайно – ростверковых сооружений получает все большую популярность в нашей стране.

Делаем свайный фундамент для дома своими руками

Чтобы самостоятельно сконструировать фундамент необходимо определить состояние грунта. От этого будет зависеть длина и расстояние свай. Еще следует рассчитать нагрузку сооружения на сваи и почву.

Для возведения фундамента понадобятся инструменты:

  • бур;
  • инструменты для измерения (уровень, рулетка и т. д);
  • бетономешалка;
  • емкость для раствора;
  • совковая, штыковая и породная лопаты;
  • угловая шлифовальная машина;
  • кельма;
  • вибрационная булава;
  • приспособление для вязки арматурного каркаса;
  • ножницы для каркаса.
Читайте также:  Дома из самодельных блоков – теория, опыт участников портала

Материалы

  • цемент, плотность которого составляет от М200;
  • песок и щебень;
  • арматура диаметром 12-14 миллиметров;
  • битумная мостика либо рубероид;
  • вода;
  • вязальная проволока.

Бурение скважин

Стержни располагают по периметру построения и фиксируются в проекте планировки фундамента. Параметры определяют исходя из вида грунта и тяжести дома. При подсчетах следует помнить, что ручным буром получиться сделать отверстия диаметром не более 30 сантиметров. Длина штанги буров устанавливается до 5 метров.

Бур располагают так, чтобы усилия в процессе бурения скважин затрачивались по минимуму. В специализированных магазинах можно приобрести аппараты для ручного бурения, которые уширяют нижнюю часть скважины. Благодаря такому агрегату экономятся растраты на бетон.

Если необходимо углубление диаметром до 100 сантиметров, применяют электронные и моторизированные буры. Электрическим буром можно пробурить скважину глубиной до 4 метров.

Исходя из необходимых параметров, на месте скважины лопатой производят углубление около 20 сантиметров. На буре намечают конечную точку бурения, и начинают процесс углубления скважин по часовой стрелке.

Бетонирование

По завершении работ с буром изготавливают орудие для укладывания оголовков углублений. По внутреннему диаметру скважины делают цилиндры из кровельного рубероида. Их длина составляет 25-30 сантиметров. Затем цилиндры вручную вводят в углубления. Приспособление применяют в качестве опалубки и направляющих для заливки бетона.

Ничего страшного если в углублении присутствует вода. Перед бетонированием необходимо откачать воду только в том случае, когда ее количество более четверти глубины скважины.

Следует помнить, что при отказе рубероидного приспособления повлияют на конструкцию фундамента. Бетонное молочко может уйти в грунт. Это приведет к потере прочности фундамента.

После вышеперечисленных работ для увеличения устойчивости столбов понадобиться арматурный каркас. Его делают с помощью вязальной проволоки. Каркас состоит их 3-4 прутов арматуры, которые закреплены горизонтальными связями через каждые 50-60 сантиметров.

Делаем свайный фундамент для дома своими руками

Вертикальные прутья должны выступать на 40-60 сантиметров выше заливаемых скважин, чтобы можно было установить ростверк. По окончании соединения каркасных прутьев скважину заливают раствором, уплотняют вибратором.

Далее, переходят к построению ростверки. Их изготавливают из сборных железобетонных или монолитных балок. Ростверки по соотношению поверхности земли разделяют на высокие и низкие. Низкое основание углубляют в землю, а высокое размещают над поверхностью. Для легкого сооружения сечение ленты приравнивается 30(40)х30(40) сантиметров.

Ось сечения ростверки над центром горизонтали свай. Перед заливкой ленты делают опалубку из досок. Далее производится каркас из арматуры, укладывая в обустроенную опалубку на кирпичи, и заливают бетоном. В течение 1-2 месяцев конструкция высыхает и набирает прочность.

Важные моменты в строительстве фундамента на буронабивных сваях

Выбор сваи. Сваи для буронабивного фундамента можно сделать своими руками, но для экономии времени, лучше использовать уже готовые. При выборе стоит отдать предпочтение прочным сваям с антикоррозийным покрытием. Это даст наибольшие гарантии долговечности конструкции. Такой фундамент, изготовленный из качественных материалов свободно простоит около ста лет. Обустройство подушки. При строительстве, которое будет вестись на буронабивном виде фундамента невозможно обеспечить необходимую прочность конструкции без подушки. Ее делают из песка, щебня или бетонной смеси, главное — ее наличие. Материал хорошо утрамбовывается, а скважина заполняется в соответствии с технологическими требованиями. Установка свай. Когда определено необходимое количество, то стоит задуматься о длине сваи, как правило, минимальная длина составляет от 1,5м. Также свая должна входить в грунт на глубину, до которой не доходит промерзание в зимний период, оптимальным считается превышение данной отметки на 15-20 см. параметры глубины грунта, который промерзает можно узнать обратившись к специалистам, которые также могут провести предварительный анализ грунта и его несущие способности, что станет к стати при выборе материала свай.

По завершению установки свай одна их сторона должна подниматься на поверхностью на 40-50 см. Эти отрезки должны быть забетонированы и обработать рубероидом.

Изоляция свай от воды. Перед заливкой цемента полость скважин нужно изолировать, это необходимо для того, чтоб влага с цемента не уходила в грунт. Гидроизоляцию можно выполнить из плотной пленки или других подручных материалов, которые не пропускают воду. Но, стоит понимать, что изоляция пленкой подходит только для грунтов, которые не обладают сыпучими свойствами.

Важные моменты в строительстве фундамента на буронабивных сваях

Бетон для заливки скважин. Для этих целей хорошо подойдет быстросхватывающийся бетонный раствор. При заливке его можно использовать слоями, чередуя с камнем, щебнем или разбитыми кирпичами. Главное условие, которое необходимо соблюдать — плотная кладка и подача бетона под определенным давлением. Для того, чтоб дополнительно уплотнить бетонную заливку можно воспользоваться специальным буром, создающим небольшие вибрации. Под действием вибрации бетон ложится более плотно и вероятность образования пустых карманов максимально минимизируется.

После полного застывания бетона необходимо сделать ростверк на основании фундамента. Это обеспечит постройке дополнительную прочность и отлично справится с функцией равномерного распределения нагрузки на сваи.

Выполнить работы по самостоятельному монтажу фундамента на буронабивных сваях не сложно, для гарантии качества выполненных работ нужно четко соблюдать технологии использования и монтажа строительных материалов.

Особенности ростверка

Ростверк является частью фундамента, которая объединяет верхние части свай. Он принимает всю нагрузку, которую создает конструкция, а за счет своего устройства замкнутого типа он ее равномерно перераспределяет на все сваи. Ростверк бывает таких типов:

  1. Бетонным.
  2. Железобетонным.
  3. Металлическим.
  4. Деревянным.

Также железобетонные и бетонные можно разделить на две подкатегории – высокие и низкие.

Особенности ростверка

Первые располагаются существенно выше уровня земной поверхности. Очень часто ростверки изготавливают из металла – в ход идут квадратные металлические трубы, швеллеры с большим сечением. А вот устройство бетонного ростверка оказывается намного сложнее.