Монолитный ростверк для фундамента — что это такое, устройство

Фундамент ростверк является сооружением из соединенных между собой ленточным способом (с помощью бетона или металла) заглубленных в почву на 2-3 метра свай – опор. Горизонтальная конструкция, объединяющая их в одно целое, и называется термином «ростверк» (от немецкого Rost — решётка). Верхнюю часть столбчатого фундамента еще называют оголовком.

Среди других видов оснований для дома, фундамент на сваях с ростверком, имеет преимущества, повышающие его популярность среди застройщиков. Это такие плюсы:

• использование на любых типах почвогрунтов (в том числе, пучинистых с высоко залегающими грунтовыми водами или торфяниках);
• подходит для участков с неровностями рельефа;
• экономичен в плане материалов трудозатрат (не требуется рыть глубокие котлованы и делать дополнительное водоотведение);
• на таком фундаменте допускается строительство зданий из любых стройматериалов- кирпичный, деревянный дом или из газобетонных блоков;
• если при возведении не допущено ошибок, можно быть уверенным, что такой ростверк фундамент прослужит долго;
• строительные работы можно проводить даже при минусовых температурах;
• высокая несущая способность и устойчивость.

Как и любое техническое сооружение, ростверк фундаменты имеют свои минусы:

• несущая способность ограничивается 2-3 этажами, многоэтажные дома на таком основании не строят;
• невозможно обустроить подвальное помещение или цоколь (необходим технически сложный проект, а в монолитах такая возможность отсутствует);
• возведение ростверка требует высокоточного монтажа и применения строительной спецтехники, не всякий строитель – любитель справиться;
• между почвой и оголовкой фундамента появляются пустоты, в которых скапливается атмосферная влага и заводятся насекомые, что приведет к дополнительным затратам на заливку полостей между ростверком и грунтом.

В целом, плюсов у данного вида фундамента больше, чем минусов.

Какую роль выполняет в обустройстве фундамента

При возведении основания дома на столбах, необходимо придать им максимальную устойчивость, и для этого свайный ростверк подходит лучше всего. Он равномерно делит весовую нагрузку сооружения на грунт между сваями (по типу забора). Это свойство особенно актуально для районов с наличием сыпучего грунта большой толщины.

ЦЕЛЬНЫЕ ПЛИТЫ

Цементные монолитные плиты – это выгодное решение при проблемном грунте. Как уже говорилось ранее, его можно класть на любую поверхность, особенно, когда грунт «играет» из-за, протекающей под его слоями, воды. На таком грунте нельзя рыть котлован или глубоко вкапывать сваи. Тогда необходимо использовать короткие сваи и монолитные плиты, которые действуют по принципу физики, чем шире и больше поверхность давящей нагрузки, тем меньше вероятность погружения в поверхность, испытывающую это давление (элементарный пример, лыжи), даже несмотря на огромный вес здания.

Огромный плюс опорных плит еще в том, что они не позволяют деформировать фундамент и тем самым предотвращают преждевременное разрушение сооружения.

Строительные компании пользуются двумя способами монтажа цементных плит:

• Первый способ предполагает применение плит под металлические сваи. Следует учесть, что здесь нельзя планировать какие-либо подземные помещения, подвалы и так далее.
• Во втором случае плиты накрывают собой столбцы, тогда возможно планирование нижних частей помещения. Зачастую же такая конструкция помогает спрятать и уберечь все водосточные, электрические узлы.

Все же при значительных преимуществах у плит есть большой недостаток – приобретение опорных плит очень бьет по карману.

Разновидности ростверка, какие бывают

Ростверковые оголовки различаются по характеру введения опорных колонн в грунт.

1. Забивные: на глубину в одну треть от длины сваи строительной спецтехникой пробиваются скважины (без бурения и выемки грунта), в которые потом вводят опоры из дерева, стали или железобетона.
2. Набивные (буронабивные): скважины бурятся, ставится опалубка и полость заливается бетоном, используются при возведении небольших строений.
3. Буровые: в готовые скважины вставляют железобетонные опоры.
4. Винтовые: спецоборудованием (при небольших масштабах – вручную) в грунт ввинчиваются полые металлические сваи с острым наконечником и винтовыми лопастями для разрезания почвы.

Типы и назначение ростверков

Выделяются следующие типы ростверк фундаментов в зависимости от их структуры:

• Составной, который собирается из нескольких отдельных частей, усиливается стальным армированием; возводится с помощью строительного крана и используется как для жилых домов, так и для легких строений типа бани или дачной времянки.
• Ростверк монолитный из железобетона, представляющий собой винтовые сваи, соединенные сверху цельной плитой или бетонной лентой, заливка его производится на месте; свайный фундамент с усиленным монолитным ростверком применяется при строительстве 1-2 этажных капитальных строений.
• Сборно-монолитный – на первом этапе в грунт вводятся заводские сборные опорные части, которые превращают в монолит на стройплощадке замками и соединениями.

Дополнительная информация! Свайно ростверковый фундамент для дома из газобетона используется редко, однако, в некоторых почвенных условиях участка без него не обойтись.

Расположение относительно уровня грунта разделяет ростверк — фундаменты на три вида:

1. низкий – сажается в грунт на гравийно-песчаную подушку;
2. наземный – выводится вровень с уровнем земли;
3. высокий – сооружается над поверхностью на высоких опорах и спасает строение от высоко залегающих грунтовых вод.

Первые два вида ростверков довольно экономичны, тогда как третий требует рытья котлована, обустройства системы дренирования и опалубки, что удорожает его возведение.

Ростверк свайного фундамента: для чего он нужен и из каких материалов его делают?

В переводе с нем. Rost — решетка, Werk — строение. Ростверком называют конструкцию, связывающую элементы свайного фундамента в единое целое и формирующую основание для возведения стен. Говоря языком политэкономии, с установкой ростверка у дома появляется «базис для устойчивого роста»

Виды ростверков
Сваи или столбы — довольно частый вариант фундамента для одно-двухэтажных загородных домов, дач и бань. Устройство таких оснований, как правило, подразумевает применение специальной техники, создает сложности при создании подвала и требует тщательнейшего утепления нижнего перекрытия, но зато избавляет от большого объема земляных работ, а главное — позволяет вести строительство на проблемных грунтах и сложном рельефе. Свайные фундаменты оптимально подходят для участков с высоко залегающими подземными водами, с нестабильными, слабонесущими или пучинистыми грунтами (глины, суглинки и пр.), а также для площадок в холмистой местности или с ярко выраженным уклоном.

Чтобы отдельно стоящим сваям не грозил крен и нагрузка от дома распределялась на них равномерно, опоры должны быть жестко соединены в одну конструкцию.

Этой цели и служит ростверк, являющийся контуром обвязки фундамента. Изготовить его можно из железобетона, металлопроката или дерева, — все зависит от того, какая несущая способность от него требуется. Тип ростверка, шаг и глубина установки опор определяются проектным расчетом.

Перед устройством ростверка следует убедиться, что верхняя плоскость всех свай или столбов находится строго на одном уровне, и при необходимости принять меры по их выравниванию. В любом случае в процессе монтажа обвязки важно строго следить за ее горизонталью, ведь даже небольшие перекосы могут обернуться неравномерной осадкой здания и деформацией ограждающих конструкций

Железобетонный ростверк

Такая обвязка значительно утяжеляет фундамент и требует особо прочного основания, поэтому обычно ее делают в сочетании с опорами из армированного бетона

(готовыми забивными или отливаемыми прямо по месту). Это наиболее надежный вариант ростверка для массивных зданий со стенами из кирпича и блочных материалов. Фактически свайно-ростверковый фундамент данного типа представляет собой усиленную столбами бетонную ленту — со всеми присущими ей достоинствами (высокая несущая способность, прочность к изгибу) и недостатками (трудоемкость исполнения, продолжительное время застывания раствора).
К сведению:
для построек большой площади рекомендуется сооружать сплошное свайное поле, которое накрывают монолитной плитой.

Железобетонный ростверк
Бетонный ростверк может быть так называемым висячим (высоким),
наземным(низким)
или
залегающим ниже нулевой отметки.
В первом случае пояс обвязки возвышается над уровнем земли не менее чем на 15 см, что из-за отсутствия контакта с грунтом исключает влияние на него сил морозного пучения. Если ростверк поднят на значительную высоту, вертикальные опоры испытывают сильные нагрузки на поперечный изгиб, и поэтому в дополнение к ним иногда ставят наклонные сваи, придающие конструкции большую жесткость и прочность.

Наземная лента покоится на песчано-гравийной подушке толщиной 15–20 см, засыпанной в траншею и тщательно утрамбованной. Дренажная прослойка не позволяет талым и дождевым водам застаиваться под ростверком, однако она не способна противостоять силам, направленным на его выталкивание, так что данное решение возможно исключительно на непучинистых грунтах. Плюс в том, что отсутствие зазора между фундаментом и поверхностью земли не дает потокам холодного воздуха свободно гулять под нижним перекрытием, а также облегчает отделку цоколя дома.

Ростверк, расположенный ниже уровня земли, по сути является малозаглубленным ленточным фундаментом, передающим нагрузку не только на опоры, но и на грунт. Это самый трудозатратный вариант бетонной обвязки, требующий устройства дренирующей подушки, гидроизоляции, отмостки и возможный только при подходящих характеристиках грунта и низком УГВ.

Помимо монолитной ленты, железобетонные опорные столбы можно соединить сборным ростверком, сложенным из армированных бетонных балок прямоугольного сечения. Между собой элементы обвязки скрепляют раствором, а с опорами — бетонированием стыка и привариванием закладных арматурных стержней столба к монтажным петлям на балке

Что такое свайный куст?

В тех точках фундамента, где согласно проекту на опору будет ложиться повышенная нагрузка (например, от массивного камина с керамическим дымоходом, колонны или другой тяжелой конструкции), вместо одиночной сваи может быть установлен свайный куст. Так называется группа опор, расположенных рядом друг с другом и соединенных замкнутым ростверком, что позволяет создать стабильную и очень прочную базу, способную легко выдержать и увеличенную нагрузку, и давление грунта.

В частности, свайные кусты используют при возведении каменных заборов на подвижных грунтах (влагонасыщенных, осадочных и т. п.), где несущим стойкам будет постоянно грозить смещение. Разумеется, вбить под них не по одной, а по три сваи выйдет и дороже, и дольше, и трудозатратнее, даже если сделать это не по всей длине ограждения, а только на самых проблемных и ответственных участках. Но ради того, чтобы не увидеть свой забор завалившимся, на такие издержки все же стоит пойти.

Арматурные выпуски из свай соединяют с каркасом поперечными связями
Для отливки ленты сколачивают опалубку в ширину стен дома и высотой не менее 30 см (для надежности ее укрепляют подпорками), настилают на дно рубероид или пленочную изоляцию и вяжут по всей протяженности пояса силовой каркас. Арматурные выпуски из свай (длиной от 60–70 см) загибают и соединяют поперечными проволочными связями с верхним и нижним рядами арматуры в каркасе, — данная мера послужит дополнительной фиксации ростверка на опорах и полностью исключит вероятность его смещения при подвижках грунта. Расстояние между продольными стержнями — от 15 до 35 см, между армокаркасом и стенками опалубки (а также поверхностью отливки) — минимум 5 см, диаметр прутьев — 10–12 мм.

Далее послойно заливают бетон марки М200, уплотняя массу вибромашиной или штыкованием. По завершении работ ленту накрывают пленкой и оставляют набирать прочность (периодически отливку смачивают, чтобы она не растрескалась от быстрой потери влаги). После снятия опалубки ростверк с трех сторон покрывают водозащитными рулонными или обмазочными материалами, а сверху укладывают отсечную гидроизоляцию.

Основанием для железобетонного ростверка под каменные здания могут служить также металлические винтовые сваи.

Опалубку устанавливают так, чтобы ее дно было расположено ниже верхушки опор и их головы находились в толще ленты. В стволы свай опускают два-три арматурных прута, соединяют их концы поволокой и продевают ее сквозь просверленные в верхней части трубы отверстия. Эти выпуски перевязывают с силовым каркасом ростверка. Дно опалубки гидроизолируют и бетонируют сначала сваи, а затем горизонтальный пояс (в сваях смесь тоже штыкуют, чтобы не было пустот).

При строительстве свайного фундамента с монолитной железобетонной обвязкой важно заранее предусмотреть в ленте технологические отверстия для ввода в дом коммуникаций и проветривания подпольного пространства (так называемые продухи). Если этого не сделать еще перед заливкой раствора, потом придется прорубать проходы в застывшем бетоне, рискуя ослабить конструкцию

Металлический ростверк

Разрез каркасного дома с обвязкой свайного фундамента из металлического швеллера
Несмотря на то, что винтовые сваи в сочетании с железобетонной лентой прекрасно справляются с нагрузкой от массивных каменных стен, все же чаще всего они служат фундаментом для более легких деревянных и каркасных построек, для чего их связывают ростверком из швеллера

шириной 12–20 см (в зависимости от диаметра свай). Используют с этой целью также и
стальные двутавровые балки, уголки, профильные трубы.
Элементы пояса соединяют между собой электродуговой сваркой и дополнительно стягивают болтами. Швеллер, «надеваемый» на сваю полками вниз, приваривают прямо к опоре. Если его располагают полками вверх (так формируется ложе для укладки деревянного бруса или блоков из легких ячеистых бетонов) либо ставят на боковую грань, то, как правило, на сваю крепят оголовок

в виде стальной пластины. Такая площадка необходима при монтаже двутавра и уголков (к примеру, два уголка образуют раму нужной ширины вместо швеллера), а также во всех случаях, когда требуется выровнять верхнюю плоскость опоры по горизонтали.

Еще одна функция оголовка — «запечатать» пустотелый ствол, то есть перекрыть попадание в него воды, когда обвязка проходит по внешнему (или по внешнему и внутреннему) контуру свай и приваривается к ним не сверху, а по боковым стенкам.

К слову:

оголовок, не только металлический, но и отлитый поверх железобетонных столбов, — главный элемент безростверковых свайных фундаментов, выполняющий функцию опорной основы для конструктива здания. Кроме того, при реконструкции старых просевших построек, когда нужно завести под них укрепляющие опоры, наиболее надежным вариантом будут сваи с оголовками.

Антикоррозионную обработку металлической обвязки следует производить уже после ее монтажа, поскольку особенно нуждаются в защите как раз сварные соединения

Деревянный ростверк

Фундамент из деревянных свай
Такую обвязку выполняют в случае брусовых и каркасных строений, не оказывающих большой нагрузки на фундамент (одноэтажный дом, баня и т. п.). В основе могут лежать как металлические винтовые, так и деревянные сваи.

Последние изготавливают из окоренной прямоствольной ели, сосны, лиственницы (редко из дуба или кедра). Низ бревен заостряют либо «обувают» в стальные башмаки, а сверху надевают бугель — укрепляющие кольцо. Обязательная процедура — защита от порчи специальными пропитками, обжигом и обработка препаратами на основе масел и смол. Срок службы деревянных свай — до 20 лет, поэтому под капитальные строения использовать их нет смысла, но, скажем, для беседок, террас, детских игровых комплексов такой вариант фундамента вполне приемлем. Монтаж обвязочного бруса на стойках в данном случае ничем не отличается от способа крепления горизонтальных и вертикальных элементов в деревянном домостроении.

Конструкция свайного фундамента с деревянным ростверком
При устройстве деревянного ростверка по металлическим опорам его роль играет нижний венец брусовых стен или обвязочный контур «каркасника».

К сваям приваривают оголовок, гидроизолируют его битумной мастикой или куском рулонного материала (дерево не должно соприкасаться с металлом) и фиксируют брусья стальными шпильками и крепежными уголками на болтах.

Перед монтажом древесину непременно нужно пропитать огнебиозащитными составами, которые повысят ее сопротивляемость возгоранию и предохранят от биопоражений. От качества такой обработки в немалой степени зависит надежность и срок службы конструкции.

Оптимальное место расположения

Для надежной и длительной службы ростверкового фундамента, минимизации деформаций конструкции и максимального его соответствия госту, необходимо грамотно выбрать место для него относительно уровня почвы. Лучше располагать сваи вертикально (иногда допустим небольшой угол наклона на неровных участках). Рациональней всего обустраивать высокие или висячие ростверки над буронабивными опорными колоннами на высоте 0,1 м над уровнем земли. Считается, что такое расположение железобетонного ростверка помогает избегать деформаций конструкции и сохранит ее монолитность на длительный срок.

Возникающие теплопотери дома из-за свободных пространств под полом решаются устройством подпольных щитков или другого дополнительного утеплителя.

Из какого материала лучше всего делать

Для круглых или прямоугольных в сечении свай используются: железобетон, простая бетонная смесь, разные марки стали, хвойные деревья (особенно лиственница).

Легче всего сооружаются бетонные ростверки, когда оголовок обвязывает опорные сваи на высоту 0,1 м. Такой вариант нельзя назвать прочной и долговечной конструкцией, поэтому ростверки из бетона применимы при строительстве только одноэтажных сооружений.

У оголовков из железобетона высокий запас прочности, надежность и жесткость и длительный срок службы. Большую прочность таким конструкциям придает армирование бетонного ростверка стальным каркасом или отдельными прутьями.

Справка! Профессионалы знают, что при таком ростверковом фундаменте эту арматуру необходимо снабжать защитным слоем.

Изготовление оголовков возможно также из металлопроката – двутавров и швеллеров. Такие ростверки жесткие, прочные, однако, как и все металлические изделия, подвержены ржавлению (особенно в местах стыков).

Дерево используется для возведения ростверков только в деревянных сооружениях. На верхушки свай необходимо помещать гидроизоляционный слой рубероида или толя, а сами соединительные балки обрабатывать антипаразитарными и антиплесневыми составами.

Состав ростверка и сфера его применения

При планировании здания необходимо учитывать не только географические данные – ландшафт, грунт, близость воды, но и климатические и погодные перепады. Зная богатую климатическими парадоксами русскую природу, производители разработали несколько видов стали.

Легированная сталь

Это сплав с добавлением защитных химических элементов, которые способствуют улучшению ее качества. Обычно бывает сплав никеля, медный сплав, азотный, сплав с ванадием или хромом. Перечисленные химические элементы предотвращают ржавчину, разрушение, хрупкость, делают ее более прочной. Легированная вид может иметь степень прочности, обозначающуюся специальными знаками. Отсюда образуется три вида легированной стали:

• низколегированная, используемая в нашем случае;
• среднелегированная (выпускается чаще в виде арматуры);
• высоколегированная также используется при строительстве промышленных зданий.

Низколегированная

В составе предназначена для суровых климатических условий, предполагающих амплитуду температуры выше минус 40 градусов по Цельсия.

Углеродистая сталь

Она отличается от первого образца полярным отсутствием легирующих добавок, но повышенным содержанием углерода. Как и в первом случае, выделяет три типа: низкоуглеродную сталь, среднеуглеродную, и высоуглеродную сталь.

В углеродистой может содержаться небольшое количество магния, кремния или марганца. Она очень твердая и прочная.

Классификация углеродистой стали

Обычная углеродистая сталь:

• горячекатаная:

1. тонколистовая;
2. толстолистовая;
3. широкополосная;
4. фасонная;
5. сортовая.

• сталь холодного проката — тонколистовая.
• полуспокойная сталь;
• кипящая сталь.

Конструкционная качественная сталь

• кованая;
• горячего проката;
• заготовки из серебрянки;
• выпущенная методом калибровки;
• кипящая;
• полуспокойная.

Углеродистая сталь используется не только в составе ростверка, но и в медицинских, промышленных, токарных инструментах.

В строительстве сталь с содержанием углерода пригодна при температуре не выше минус 40 градусов.

Первый шаг в установке ростверка:

После планировки масштаба будущего здания, качества грунта, первым делом устанавливается опалубка с учетом выступа над цементной заливкой чуть меньше 10 сантиметров. Далее высчитывается высота ростверка.

Самостоятельное создание свайно-ростверкового фундамента

Имея технические навыки, возможно возвести ростверк фундамент своими руками. Технический регламент содержит следующие этапы.

1. Подготовка: составление и расчет проекта с учетом нагрузки на грунт, величины заглубления свай, материалов; геологическая разведка; расчистка участка от мусора и верхнего слоя почвы; разметка «пятна застройки».
2. Рытье траншеи
3. Важно! необходимо следить за ровностью стен с помощью нивелира.
4. Бурение скважин под сваи, отсыпка песковой подушки и гидроизоляционного слоя.
5. Сборка прямоугольной деревянной опалубки с подпорками и перемычками.
6. Армирование четырьмя связанными металлическими стержнями, закрепление ее армированными ростверковыми элементами.
7. Залитие бетонным раствором – сначала скважин, потом – железобетонной плиты.
8. Время отстойки и схватывания бетона занимает 7-10 дней, потом опалубка снимается.

Обратите внимание! Заливать сам ростверк можно через неделю после бетонирования свай.

Как правильно произвести расчет

Точные расчеты по чертежам ростверкового фундамента лучше поручить выполнять строителям- расчетчикам, которые не понаслышке знают, что такое железобетонный свайный ростверк и руководствуются СниПом ІІ — В.1–62. Они учитывают такие значения:

• прочность свай;
• прочность ростверкового блока;
• несущая способность конструкции;
• сила сопротивления почв;
• скорость усадки;
• глубина погружения опорных колонн, их поперечный диаметр и количество;
• масса несущих стен;
• полезная нагрузка на фундамент (от жильцов и домашних предметов), для частных домов 150 кг на кв. метр;
• общая нагрузка (включая предполагаемую массу снега, в среднем она берется за 180 кг на кв. метр);
• коэффициент запаса прочности, типовое его значение 1,1.

Зная общую нагрузку, определяют ее показание в расчете на 1 сваю, тем самым можно определить требуемое количество опор для равномерного ее распределения, а также габариты возводимого ростверка.

Совет! В самостоятельных расчетах лучше не пользоваться Интернет — калькуляторами, поскольку в них не принимаются во внимание существенные показатели.

Типы ростверков в зависимости от используемых свай.

Ростверки могут размешаться на готовых сваях или на сваях, формируемых по ходу строительства, существует также вариант размещения ростверков на буронабивных сваях.

• Ростверки на готовых сваях связывают между собой специально подготовленные деревянные столбы, трубы, или железобетонные столбы.
• Ростверки на буронабивные сваях формируются при помощи армирования и заливки бетоном во время строительства. Для создания свай используются металлические или полимерные трубы, внутрь которых устанавливается металлическая арматура, песок и щебень для подсыпки на дно, а также полимерная плёнка, предохраняющая основание сваи от воздействия грунтовых вод. Материалом для их заливки является бетон высокой прочности. После его затвердения сваи связываются между собой ростверками, которые заливаются в опалубку и при необходимости армируются.

Армирование ростверка, пошаговая инструкция

Армирование ростверкового фундамента призвано увеличить прочность конструкции на изгиб. Каркас из арматуры устанавливают в следующем порядке:

• дно опалубки поперечно устилается деревянными брусьями толщиной 3- 5 см;
• на деревянную «подушку» укладывают связанные между собой железные прутья, при этом между ними надо оставлять одинаковые промежутки;
• верхушечная часть арматуры подвешивается к поперечным брускам, соединяющим колонны опалубки;
• соединяются верхние и нижние пояса.

Монтаж проводится так, чтобы арматурные ряды не отстояли друг от друга более чем на 15 см.

Размеры и габариты

Рассчитывают ростверки под колонны и ленточные по несущей способности при основных, дополнительных и особых нагрузках. Может проводиться расчет на раскрытие трещин при разных нагрузках. Аналогично рассчитывают ростверки круглого и квадратного сечения.

Основные характеристики ростверков:

• Минимальная ширина ленточного ж/б — 40 см, высота — 30 см. Точные размеры определяются расчетами.
• Размеры подошвы под колонны, ступени, подколонник принимаются размерами, кратными 300 мм, а высота плиты, ступеней и подколонника — кратной 150 мм.
• В плане размеры принимаются кратными 30 см, а размер наружного контура на 20 см должен превышать размер свайного куста.
• Высота ростверка на 40 см превышает глубину стакана (следует учесть необходимость заделки анкерных болтов). Расчетная высота должна быть минимальной и кратной 15 см.
• Поперечные сетки арматуры стенок стакана ростверка устанавливаются на расстоянии не более 20 см и до ¼ глубины заделки колонны.
• Количество арматурных сеток под ж/бколоннами — не менее 2, под стальными — не менее 4. По высоте между сетками должно быть 5–10 см.
• Фундаменты полей свай размерами более 10х10 м проектируют аналогично кустовым.

При наличии агрессивных грунтовых вод под ростверк устраивают втрамбованную в грунт и пролитую битумом щебеночную подушку толщиной от 10 см.

Источник: furnilux.ru