Содержание
Сегодня существуют различные разновидности технологий обустройства фундамента. Особое место среди них занимает основание с применением ростверка на винтовых сваях. Особенность разновидностей фундамента с применением ростверковых конструкций заключается в том, что данная система распределяет нагрузку от дома по всему основанию равномерно.
Ростверк – это достаточно жесткая конструкция, используемая в строительстве. Изготавливается она чаще всего из армированных деталей и представляет собой единую систему, которая в дальнейшем также объединяет и опорные элементы. Опорами такого фундамента становятся винтовые сваи, которые и держат на себе ростверк.
Как выглядят винтовые опоры?
Использование опор с винтовой частью изначально осуществлялось только в военной сфере. После того, как было обнаружено, что такие свайно-винтовые конструкции очень быстро монтируются, технология стала активно применяться и в гражданском строительстве. Основное преимущество такого вида деталей – это возможность применения их без предварительного проведения земляных работ, то есть без бурения скважины и подготовки почвы к погружению трубы. Применение винтовых свай в основном практикуется в пучинистых почвах, состоящих преимущественно из глины.
Сама свайно-опорная конструкция представляет собой трубу, в нижней части которой располагается острие и лопасти. Такие опоры могут быть различных размеров, длины и диаметра. Как правило, минимальная длина составляет 2 метра, а максимальная – 12 метров. Что касается диаметра трубы, то минимальная его ширина составляет 60 миллиметров, а максимальная — 300. Среди разновидностей опор можно выделить трубы с открытым торцом, которые заполняются грунтом. Такая конструкция имеет большую несущую способность. При необходимости можно сделать заказ на изготовление винтовых свай нестандартных размеров.
Производство разметки свайного поля
Чтобы свайно-ростверковые конструкции были установлены точно в соответствии с планом строительства, предварительно делается разметка поля. Для этой цели применяется шнурок и колышки из дерева. Как правило, площадка для возведения фундамента представляет собой прямоугольную территорию.
Шнурок протягивается строителями таким образом, чтобы центр будущих опор располагался в месте скрещения нитей. Именно в этом месте и размещается колышек. Таким образом, по созданным ориентирам строители смогут определить, где именно следует ввести опору в грунт.
Монтаж винтовых труб
Установка свайно-ростверковых систем начинается с монтажа самих винтовых труб. Если опоры небольшой длины, до трех метров, установить их можно даже самостоятельно без привлечения техники и аппаратуры. Для этого необходимо просто в верхнюю часть опоры продеть трубу, которая станет двусторонним рычагом. Далее два рабочих должны осуществлять вращательные движения при помощи рычага, постепенно погружая опору в грунт. Очень важно строго контролировать вертикальное направление трубы. Опора должна стоять максимально прямо и не иметь наклона. В противном случае под тяжестью конструкции она может начать склоняться сильнее, что повлечет перекос фундамента.
Если же опоры большие и имеют длину более трех метров, для их установки необходимо использовать специальную аппаратуру. Как правило, строители нанимают специальные машины, включающие в себя установки для погружения свай. В такой установке имеется вращающий механизм, к которому прикрепляется труба, а затем погружается в грунт. В основном такие аппараты используют исключительно на больших строительных объектах.
Подготовка перед обустройством основания
После того, как все свайно-опорные трубы погружены в грунт, возникает необходимость подготовить территорию для установки ростверковой конструкции. Для этого нужно все опоры выровнять по одной горизонтальной линии. Делается это при помощи нивелира, все трубы обрезаются до одинаковой высоты над уровнем грунта. Территория должна быть максимально ровной. Обрезание опор осуществляется с помощью болгарки.
Установка рамной конструкции на винтовые опоры
Для начала стоит отметить, что ростверк – это преимущественно рамная конструкция, которая принимает на себя всю нагрузку от здания, а затем распределяет ее по всем опорам равномерно. Это делает основание с ростверком более устойчивым. Обустройство системы также позволяет объединить все сваи между собой и собрать их в единую конструкцию. Как правило, между рамой и грунтом делается небольшой зазор, около 15 сантиметров. Такую конструкцию называют висячей.
Рамное основание можно изготовить из различных материалов. Наиболее популярными сегодня являются железобетон, бетон, металл и дерево. Нужно помнить, что при контакте с грунтом материалы могут претерпевать изменения. К примеру, крайне редко используется деревянный ростверк, поскольку он легко поддается воздействию погодных условий и быстро начинает гнить.
Особенности бетонных и железобетонных оснований
Монолитный ростверк, выполненный из бетона или железобетона, довольно редко используется в сочетании с винтовыми сваями. Данная разновидность опор предназначена для более легких конструкций. Столь тяжелая рамная конструкция винтовые сваи просто не выдержат.
Рама из металла
Наиболее распространенной конструкцией, применяемой для обустройства рамного основания, являются металлические ростверки. Для их изготовления чаще всего применяются уголок или швеллер. Чтобы закрепить рамную конструкцию на сваях, на них заранее делаются небольшие металлические площадки на оголовниках. С этой целью используются небольшие металлические листы, которые привариваются к верхней части опор.
Фундамент на винтовых сваях чаще всего применяется для строительства небольших сооружений в один-два этажа. В крупном строительстве винтовые опоры и ростверк применяют достаточно редко. Однако, для небольших конструкций винтовые сваи обеспечивают хорошую устойчивость и надежность.
ИЖС: требования и рекомендации
Ростверк – это конструктивный элемент, служащий для равномерного распределения нагрузок от строения по всему фундаменту.
Устройство ростверка для свайно-винтового фундамента не исключает необходимости учета воздействия разных типов нагрузок на этапе проектирования (под ответственными узлами сооружения, под несущими/ненесущими стенами, под лагами пола).
Высокий ростверк фундамента из винтовых свай
Высокий ростверк – это распределительная балка, объединяющая головы свай и перераспределяющая на них нагрузку от вышерасположенных конструкций, тогда как ее подошва располагается выше поверхности грунта. Главная закономерность при его устройстве – чем больше пролет между сваями, тем большее сечение балки нужно использовать.
К этому типу относятся: брус, бревно, балки сортового проката (швеллер, двутавр, уголок).
Обвязка свайно-винтового фундамента брусом или бревном
Обвязочный брус (рис. 1) – самый тип, применяемый при строительстве деревянных, каркасных строений. Сечение бруса используется: 150х150 мм при максимальном шаге между сваями 2500-2700 мм, 200х200 мм – при шаге 3000 мм. Крепится к оголовку шпилькой.
Металл в отличие от бетона не впитывает влагу (хотя иногда на нем может образовываться конденсат), поэтому вопрос обустройства гидроизоляции для свайно-винтового фундамента не имеет столь принципиального значения. Тем не менее все же рекомендуется укладывать гидроизоляционную прокладку между опорной площадкой (оголовком) и деревянной конструкцией.
Бревно (см. рис. 2). Первый венец бревенчатого строения можно укладывать прямо на оголовок. Главное достоинство бревна – сохранение целостности древесины, что повышает устойчивость материала на прогиб. Оцилиндрованное бревно дает больший прогиб по отношению к цельному. Это связано с нарушением целостности твердых слоев древесины.
В случае с бетонными фундаментными конструкциями для увеличения срока службы обвязки целесообразно первый венец строения делать из дуба или лиственницы. При строительстве фундамента из винтовых свай от этих мер можно отказаться, но только при условии соблюдения высоты ростверка не менее 500 миллиметров от уровня земли.
Обвязка свайного фундамента при помощи бруса или бревна – самый экономичный, и в то же время быстро реализуемый тип соединения. Он требует, чтобы сваи находились на одном уровне, чтобы избежать деформации обвязки. Если же уровни не соответствуют друг другу, то выравнивание выполняется методом частичного выпиливания бруса (бревна).
Стыковка бруса (бревна) – следующий этап в устройстве обвязки (рис. 3). Для соединения пропорционально каждому из брусков сверху и снизу выполняются распилы, брус (бревно) складывается под прямым углом. Стыки должны быть обработаны специальными растворами, защищающими от влаги, проложены джутом.
Что касается использования антисептиков для обработки бруса или бревна при устройстве ростверка, эта процедура обязательна только для бетонных фундаментов. В случае выполнения обвязки свайно-винтового фундамента она носит рекомендательный характер, разумеется, также при условии соблюдения высоты ростверка не менее 500 мм от уровня земли.
Обвязка свайно-винтового фундамента швеллером или двутавром
Конструктивное решение металлического ростверка определяется в зависимости от нагрузок на фундамент СНиП II-23-81* «Стальные конструкции», СП 53-102-2004 «Общие правила проектирования стальных конструкций».
Обвязка металлическим швеллером или двутавром может выполняться как с привлечением строительной техники, так и вручную (в зависимости от типоразмера швеллера или двутавра).
Швеллер (см. рис. 4 – 7). В зависимости от конструктива может укладываться плашмя или на ребро. Вариант ребром лучше работает на прогиб, но возникает момент кручения, поэтому рекомендуется спаренный швеллер.
Швеллер, уложенный плашмя (полками вниз), с шагом сваи более 2000 мм, уже дает прогиб под собственным весом (согласно расчетам), поэтому по этой технологии целесообразно проектировать расстояние между сваями не более 2000 мм.
Каркасная постройка получается очень легкой. А потому – к чему городить под нее сложный фундамент? Я понимаю, если вы задумали построить кирпичный дом в три этажа с мансардой или хотите возвести на своем участке панельную махину. Тогда да, флаг вам в руки, дерзайте и обустраивайте фундамент по всем правилам военного осадного искусства – загоняйте на участок колонны миксеров с бетоном и везите эшелоны арматуры. И небольшую армию узбеков для возведения всего этого великолепия не забудьте.
Хорошо, шутки шутками, кто-то строит совсем небольшой каркасный дом и ему нужен легкий фундамент. Человек задумал свой каркасник поставить на свайном фундаменте – грунты у него такие, что УГВ высокий и зимой морозное пучение покоя не дает.
Конечно, самое милое дело под легкий каркасный дом ставить утепленную шведскую плиту (УШП), но сейчас разговор не о ней, а о свайном фундаменте.
Чтобы объединить отдельные сваи в единую конструкцию и равномерно перераспределить вес всего дома на все сваи, используют ростверк.
Ростверк есть горизонтальная силовая конструкция, связывающая воедино все элементы свайного фундамента и служащая для равномерного распределения веса дома на каждую сваю. Ах да, я уже почти то же самое написал чуть выше!
Ну так вот, чтобы не истратить слишком много денег на фундамент, используется легкий свайный фундамент и такой же легкий ростверк, который частью этого свайного фундамента является.
Что мы имеем в итоге, какие варианты ростверка для каркасного дома?
Стальной ростверк на винтовых сваях
Стальной ростверк на стальных винтовых сваях – самый универсальный вариант. Подходит практически для любого грунта и может быть установлен в любое время года, включая морозную зиму.
Чем хорош такой ростверк? Тем, что варится он из готовых фасонных стальных изделий, уголка и швеллера, прямо на участке в момент установки свайного винтового фундамента. Конструкция получается прочной и легкой, если конечно вы подсуетились и нашли нормального сварщика, а не такого, у которого, то дырки, то электроды залипают.
На такой ростверк можно ставить нижнюю обвязку и на ней монтировать далее весь каркас дома. Для крепления нижней обвязки каркаса к ростверку на верх стальной конструкции варятся проушины под болты.
Сам ростверк крепится к винтовым сваям либо крепежом, либо варится. Второй вариант предпочтительнее, так как вся конструкция будет жестче. Хотя каркасному дому фактически все равно, какой под ним фундамент, ибо каркас как коробок спичек – сам по себе жесткий.
Бетонный ростверк на ЖБ и винтовых сваях
Более бюджетная, но не менее жесткая, конструкция получится, если сделать бетонный ростверк в раме из уголка.
Такой ростверк можно монтировать как на стальных, так и на железобетонных сваях. Причем на железобетонных сваях можно обойтись без использования уголка, но тогда придется увеличить высоту ростверка в 1,6 раза.
Например, если в раме из уголка бетонный ростверк можно сделать 30 сантиметров высотой, то без рамы потребуется делать ростверк даже для одноэтажного дома 45-50 сантиметров высотой.
Естественно, ростверк армируется арматурой, как и положено – это даже не обсуждается.
Крепится бетонный ростверк к сваям следующим образом:
- В случае с использованием уголка, к винтовым сваям крепится сам уголок, обычно, приваривается. Так что стальной каркас, в котором находится бетон, становится единым целым со стальными винтовыми сваями.
- В случае использования простого армированного ростверка, он крепится к бетонным сваям посредством арматуры, которая привязывается или сваривается. После заливки ростверка бетоном, он образует со сваями, фактически, единую бетонную конструкцию.
Естественно, при использовании бетонного ростверка на буроналивных сваях расход бетона будет значительным — в 1,5 — 2 раза больше, чем при использовании ж/б ростверка в каркасе из несущего уголка.
Деревянный ростверк для каркасного дома
Можно также на винтовые сваи или на столбчатый фундамент уложить деревянный замкнутый каркас, который будет одновременно выполнять роль нижней обвязки и служить своего рода ростверком, только из дерева.
Если связать этот замкнутый каркас со сваями, то получится относительно жесткая и очень легкая конструкция. При этом, этот каркас не будет являться что нижней обвязкой. Нижнюю обвязку каркаса нельзя использовать как ростверк, так как у нее не достанет прочности держать воедино все сваи фундамента.
Поэтому деревянный ростверк собирают либо из бруса минимум 100х100 мм, либо из коробов, которые шьют из доски 50х100 мм.
К винтовым сваям деревянный ростверк крепится через болты, а к нему уже крепится либо нижняя обвязка каркаса, либо вертикальные стойки каркаса ставятся прямо на ростверк.
Сравнение ростверков плюсы и минусы
Чуть ниже вы видите плюсы и минусы различных типов ростверков, которые собраны в таблицу. По ней можно провести сравнение положительных и отрицательных сторон той или иной конструкции: