Расчет площади подошвы фундамента
Важное место в проектировании основания для будущей постройки занимает расчет площади подошвы фундамента. Данный этап работы проводится по формуле, представленной на рисунке ниже. Полученное в результате вычислений значение – примерная общая площадь подошвы фундамента, необходимая для того, чтобы буквально под нагрузкой не продавить грунт
Если речь идет о строительстве самого дорогостоящего – плитного монолитного фундамента (в статье расчет арматуры на фундамент вы оцените, насколько «экономично» данное решение), то можно и вовсе избежать этих расчетов, ведь достаточно залить плиту под всей площадью дома, а такой подошвы с избытком хватит для предупреждения всех сюрпризов, которые преподносит грунт
Полученное в результате вычислений значение – примерная общая площадь подошвы фундамента, необходимая для того, чтобы буквально под нагрузкой не продавить грунт. Если речь идет о строительстве самого дорогостоящего – плитного монолитного фундамента (в статье расчет арматуры на фундамент вы оцените, насколько «экономично» данное решение), то можно и вовсе избежать этих расчетов, ведь достаточно залить плиту под всей площадью дома, а такой подошвы с избытком хватит для предупреждения всех сюрпризов, которые преподносит грунт.
Каждый тип грунта, в зависимости от глубины заложения, плотности и пористости, обладает своими показателями сопротивления нагрузкам. Само собой разумеется, что пласты почвы на большой глубине в результате естественной прессовки отличаются большими значениями сопротивления. Так, если вы планируете строить фундамент на глубину меньше 1,5 м, то расчетное сопротивление грунта примет несколько иное значение. В этом случае оно будет рассчитываться по формуле: R=0,005R0(100+h/3), где R0 – табличное значение расчетного сопротивления, h – глубина фундамента относительно нулевой отметки, см. В свою очередь, многое зависит от грунтовых вод, ведь повышенная влажность грунта уменьшает его сопротивление нагрузке.
Естественно, что при самостоятельном расчете фундамента под дом придется повозиться над вычислением нагрузки от возводимой конструкции, которая будет оказываться на пласты грунта под подошвой фундамента. Сюда включается:
- суммарная нагрузка от сооружения, в том числе и примерная – от фундамента (используются данные таблицы, представленной на рисунке ниже);
- нагрузка от объектов, которые будут размещены в постройке (камины, мебель, люди);
- вес сезонных нагрузок от снежного покрова. Для средней полосы принимается равным 100 кг на кв. м кровли, для южной – 50 кг, для северной – 190 кг.
Полученное в результате вычислений значение площади подошвы фундамента используется при составлении проекта фундамента: выборе ширины ленты (для ленточного монолитного основания) или площади опоры (для столбчатого, свайного типов фундаментов). Рассмотрим конкретный пример расчета фундамента для каменного дома 6 ? 8 м. О том, как подбирается арматура для фундамента, пойдет речь уже в отдельной статье.
Пример расчета фундамента
Предположим, что мы строим двухэтажный каменный дом 6 ? 8 м, проект которого предусматривает в том числе одну внутреннюю несущую стену. Масса дома с учетом всех нагрузок получилась равной 160 000 кг. Грунт – влажная глина (расчетное сопротивление – 6 кг/см2). Коэффициент условий – 1. Коэффициент надежности – 1,2. Подставляем все значения в формулу расчета площади подошвы фундамента:
S = 1,2 ? 160000 / (1 ? 6) = 32 000 см2 = 3,2 м2
Для ленточного фундамента: при общей длине ленты примерно (6+8) ? 2 + 6 (внутренняя стена) = 34 м минимальная ширина ленты составит 3,2 / 34 = 0,1 м. Это минимальное значение!
Если рассматривать фундамент для легкого деревянного дома при условии, что минимальная площадь подошвы получилась равной 1 м2, то для возведения свайного фундамента (площадь основания каждой сваи принимается равным 0,07 м2, при условии, что нижняя часть сваи в диаметре – 0,3 м) потребуется:
1 / 0,07 = 15 свай
5 этап – монтаж каркаса
Каркас свайного фундамента обеспечит форму и соответствие геометрических параметров сваи расчетным, а также исключит впитывание бетона в почву и уменьшит его потери. Для формирования оболочки (каркаса) можно использовать:
Опалубка (каркас) из рубероида для свайного фундаментаРубероид. Желательно скрутить в два слоя. При этом диаметр скрутки соответствует расчетному, длина равна глубине погружения плюс высота надземной части.
Чтобы рубероид держал форму его можно обмотать скотчем. На нижнюю часть скрутки одевается плотный пакет, или ее заматывают плотной пленкой. Это поможет предотвратить впитывание воды из бетонного раствора в почву и минимизировать воздействие на сваю грунтовых вод.
Полимерный картон. Заводская опалубка из картонного полимера позволяет упростить работу и получить надежный и прочный каркас.
Характеристики картонной опалубки представлены в таблице:
Картонная опалубка (каркас) для свайного фундамента
| Показатель | Параметры |
|---|---|
| Диаметр | 150-1250 мм. |
| Толщина стенки | 3-15 мм. |
| Длина | до 11 м.п. |
| Вес одного погонного метра | 1,8-9 кг. |
| Сечение | – круглое – квадратное. |
| Стоимость | 5-30 евро за м.п. |
Скорлупа ППУ для утепления труб отлично подойдет для изготовления каркаса буронабивных свай.
Характеристики скорлупы из пенополиуретана представлены в таблице:
Опалубка для свайного фундамента из ППУ скорлупы
| Показатель | Параметры |
|---|---|
| Диаметр | 45-1020 мм. |
| Толщина стенки | 40, 45, 50, 100 мм. |
| Длина | 300-1000 мм. |
| Вес одного погонного метра | от 0,5 кг. |
| Сечение | – круглое |
| Стоимость | от 140 руб./м.п. |
| Покрытие | – фольга; – армированная фольга; – стеклопластик; – оцинковка. |
Устройство свайного фундамента из забивных свай, основные различия и применение
Свайный забивной фундамент может быть изготовлен на любых конструкциях, описанных в подразделе 2. п. 1 этой статьи.
Названия они будут носить по названию использованной забивной сваи.
Забивные погружают в грунт на заданную расчетом глубину одним из способов:
- забивкой паровым, механическим или дизельным молотом;
- вибропогружением с помощью одного из нескольких разновидностей вибропогружателей;
- статическим вдавливанием, используя большую массу вдавливающей установки;
- комбинацией или попеременным использованием нескольких способов.
На оголовках устраивают ленточный или балочный решетчатый ростверк или ростверк в виде сплошной плиты.
Основные понятия свайного фундамента
| Понятие | Описание | Пример |
|---|---|---|
| Свая | Опорный элемент фундамента, представляющий собой длинный стержень, устанавливаемый в грунт на определенную глубину | Бетонная, железобетонная, деревянная свая |
| Несущая способность | Способность свайного фундамента выдерживать нагрузки от строительной конструкции и передавать их на грунт | 5 тонн на одну сваю |
| Глубина заложения | Глубина, на которую устанавливаются сваи в грунт для обеспечения необходимой несущей способности и устойчивости фундамента | 2,5 метра глубина заложения свай |
| Группа свай | Несколько свай, расположенных в определенном порядке и связанных между собой железобетонными элементами, образующими единую конструкцию | Группа из 10 свай, соединенных между собой железобетонной плитой |
Ростверки свайных фундаментов
Свайный фундамент с ростверком (свайно ростверковый фундамент) – строительная конструкция, которая объединяет сваи и служит для равномерной передачи нагрузки сооружения на них и на грунтовое основание. Различают сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки.
Ростверки бывают высокие и низкие. Низкий ростверк обычно располагают ниже поверхности грунта и он передает часть вертикального давления на грунт основания, в то время как высокий ростверк эти нагрузки передает на сваи. Устройство сборных железобетонных и монолитных ростверков представляют наиболее приемлемые варианты для дачного строительства.
Металлические ростверки обычно сваривают на месте и «привязывают» к сваям арматурным прутком. При обустройстве большого по размерам фундамента, для установки отдельных элементов швеллера или двутавра требуются применения крановой техники, что не всегда удобно в индивидуальном строительстве, т.к. требует организации подъездных дорог и площадки для крана.
Самым приемлемым для частного строительства считается железобетонный ростверк. Для изготовления литого железобетонного ростверка, между сваями собирают опалубку, в которую закладывают арматуру из стальных прутков. Часть вертикальных прутков приваривают к сваям и «связывают» их между собой длинными арматурными прутками, находящимися внутри опалубки.
Армирование свайного фундамента
Свайный фундамент с ростверком чаще всего делают своими руками при слабых грунтах, высоком уровнем грунтовых вод или на рельефе с перепадами и других подобных проблемах.
Сваи для такой основы используют самые разные, но всегда их нужно связывать ростверком. Ростверк – это конструкция, которая связывает собой все сваи в одно целое.
Ростверк может быть выполнен из бетона с арматурой (металлической, стеклопластиковой), из заводских элементов, а также из комбинации разных материалов.
Для начала нужно определить состав грунта. От него зависит длина используемых свай, расстояние между ними, конструкция и несущая способность.
Производя расчет свайного фундамента, следует брать во внимание вес здания, вес кровли, перекрытий, временных и полезных нагрузок (людей, мебели, техники и т.д.). Далее производят расчет, учитывая площадь дома. Свайный фундамент с ростверком экономически целесообразно делать в строении площадью не меньше 300 кв.м
Свайный фундамент с ростверком экономически целесообразно делать в строении площадью не меньше 300 кв.м
Далее производят расчет, учитывая площадь дома. Свайный фундамент с ростверком экономически целесообразно делать в строении площадью не меньше 300 кв.м.
Для такой основы обычно используют винтовые или буронабивные сваи. Какие бы сваи вы не выбрали, учитывая правила СНиП, их обязательно нужно армировать для придания им жесткости.
Свайный фундамент с ростверком укрепляют арматурой 10 – 12 мм, а иногда 14 мм.
Ленточный фундамент с ростверком армируется каркасом из верхнего и нижнего пояса, которые связаны между собой вертикальными стержнями 6 – 8 мм.
Верхний пояс арматуры – своеобразная сетка из вертикальных и периодических стержней.
Ниже на видео рассказано о нюансах строительства свайного фундамента с ростверком.
Отделка цоколя
Наружная часть фундамента выступающая над уровнем почвы — это цоколь. Для завершения устройства фундамента стоит упомянуть об отделке цоколя:
- теплоизоляция, позволит сохранить тепло в подвале даже в самую суровую зиму, для этого применяется минеральная вата или жёсткие плиты полистирола;
- гидроизоляция, особенно важна в низких местах с повышенной влажностью, болотистой почвой и риском подтопления, проще всего использовать обмазочную гидроизоляцию;
- декоративная отделка, штукатурка из керамзитобетона или заделка декоративными панелями;
- обязательный отлив на цоколе не позволит воде подтекать под фундамент.
Правильно подобранный вариант отделки цоколя сможет придать дому уникальный колорит. Обеспечить долгую эксплуатацию здания. Один из простых и эффективных видов отделки это глиняная штукатурка, на которой с помощью трафарета можно создать имитацию каменной кладки. При невысоких денежных и трудовых затратах оштукатуренный цоколь получается оригинальный и запоминающийся.
Материалы и оборудование для возведения свайно-ленточного фундамента
- Техника для бурения скважины или вкручивания свай.
- Цемент.
- Песок низкой фракции.
- Арматура.
- Сварочный аппарат или набор болтовых соединений.
- Полые сваи с анкерами для вкручивания в землю.
- Щебень малой фракции или керамзит.
Установка свай вручную Чтобы максимально удешевить возведение основания, лучше покупать полые металлические или бетонные сваи, которые имеют только лопасти для углубления или резьбу. Учитывая. что свайно-ленточный фундамент – это комбинация свай и ленточного ростверка, тогда нужно учесть сразу несколько правил:
- Жесткое, но одновременно и гибкое, соединение свай и ростверка;
- Выбор правильных строительных материалов;
- Подобрать оптимальную для данных климатических условий технологию заливки свай и ростверка;
- Провести строительство основания в максимально сжатые сроки, чтобы на фундамент не опала дождевая вода или не стала действовать повышенная сырость.
Бурение скважины установкой БМ-811
После разметки строительного участка бурятся скважины до уровня ниже промерзания почвы. На дно скважины устанавливается песчаная подушка и трамбуется. Затем внутри устанавливается опалубка
Внимание: суть буронабивных свай в том, что это изделия, которые делаются сразу на площадке при строительстве здания, поэтому тут лучше в роли опалубки использовать листы рубероида или асбестовую трубу.
В трубу устанавливается готовый арматурный пояс, соединенный каждых 30 см прутьями по горизонтали. Пояс должен выступать за пределы сваи на высоту до 30-50 см.
Затем создается опалубка на месте будущего ростверка, охватываются все сваи на несущих углах и промежуточных соединениях. Соединение свай и армирования ленты делают с помощью болтовых соединений, сварку использовать не рекомендуется через нарушение целостности металла
В качестве арматуры лучше применять прутья спиральной формы, они обеспечивают оптимальное соединение бетона и стали.
Этап заливки фундамента.
Соединение свай и армирования ленты делают с помощью болтовых соединений, сварку использовать не рекомендуется через нарушение целостности металла. В качестве арматуры лучше применять прутья спиральной формы, они обеспечивают оптимальное соединение бетона и стали.
Этап заливки фундамента.
- Заливать нужно сначала сваи, а уже потом пространство ленточного ростверка;
- Раствор должен быть средней плотности, но не густой;
- Арматура должна быть покрыта полностью, допускается выступ вертикальных слоев вне ленточного ростверка, если конструкция предусматривает перенос нагрузки на несущие стены;
- Заливать всю конструкцию нельзя в мокрую или сырую погоду, иначе бетон наберет лишнюю влажность и потеряет коэффициент прочности.
Таким образом, при создании свайно-ленточного фундамента из буронабивных свай или полых металлических свай именно технология заливки играет ключевую роль. Тут не рекомендуется в сваях использовать наполнитель, его можно применять только в ленточной конструкции. В сваю нужно залить только бетонный раствор с песка, цемента марки М-200 и выше и воды.
Предлагаем ознакомиться: Как крепить кабель канал к бетонной стене
Где используется ростверк?
- При строительстве бань, технических зданий с небольшой массой несущих конструкций;
- При строительстве жилых зданий на склонах с большим углом наклона;
- Если необходимо сделать встроенный в глубине гараж или подвал;
- Когда во время геодезических исследований почвы обнаружено расслоение, особенно при комбинировании глинистой и песчаной почвы;
- При реставрации каменных и бетонных оснований зданий старой постройки, если обнаружено проседание отдельных углов. Тогда под основу подводятся специальные опоры, затем проводится заливка платформы и уже затем разносится по внешней части несущий ростверк.
Свайно-ростверковый фундамент в разрезе.
Какие ростверки существуют
Существуют три основных разновидности ростверков:
- Деревянный. Используется брус размером 150 : 200 мм или 200 : 200 мм. Иногда вместо одного цельного бруса применяют пачку обрезных досок толщиной 50 мм и шириной 200 мм. Этот вариант позволяет исключить обычное для этого материала образование глубоких трещин и скручивание винтом. Балки укладываются на оголовки и фиксируются стремянками и болтами. Между собой их соединяют вполдерева с прокладкой из джута.
- Металлический. На оголовок укладывают двутавр, рельс или уголок и прочно соединяют между собой на сварку с дополнительной фиксацией на резьбовые соединения. Для швеллера оголовки не применяют, укладывая прокат полочкой вверх прямо на верхушки металлических труб (винтовых свай).
- Железобетонный. Представляет собой практически полный аналог мелкозаглубленного ленточного фундамента, только установленный не в траншее с опорой на грунт, а точечно на верхушках свай. При этом, лента отливается с жестким соединением арматуры с каркасами свай, что делает все элементы единой бетонной отливкой. Ж/Б ростверк способен выдерживать максимальные нагрузки, не гниет и не поддается коррозии, что обеспечивает длительный срок службы.
Свайные фундаменты: показания к обустройству
Нестабильные грунты – далеко не единственная причина для обустройства свайной основы
Нестабильные грунты – далеко не единственная причина для обустройства свайной основы. В случаях, когда строительная площадка располагается на очень плотных грунтах, такое основание также является единственно верным решением. Выгода – не придется заниматься большим объемом земляных работ и значительное сокращение расходов на применение тяжелой техники. А это:
- рытье котлованов;
- вывоз грунта на отвалы;
- подвоз большого количества смеси для бетонного раствора.
В конечном итоге, можно будет обойтись без обустройства опалубки. Пример: при установки сваи нужно вынуть 0,2 м2 земли, а значит, вполне подойдет обычный бур или даже лопата. Возведение ленточного фундамента потребует гораздо больших физических и денежных затрат.
День сегодняшний
Сегодня классификация свай по способу заглубления приводится в действующем Своде правил СП 50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов»:
- забивные (вдавливаемые) железобетонные, деревянные и стальные, погружаемые в грунт без его выемки или в лидерные скважины с помощью молотов, вибропогружателей, вибровдавливающих, виброударных и вдавливающих устройств;
- сваи-оболочки железобетонные, заглубляемые вибропогружателями с выемкой грунта и заполняемые частично или полностью бетонной смесью;
- набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в скважины, образованные в результате принудительного отжатия (вытеснения) грунта;
- буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетонной смесью или установки в них железобетонных элементов;
- винтовые;
- бурозавинчиваемые.
В свою очередь, набивные сваи по способу устройства подразделяются на:
- набивные, устраиваемые путем погружения инвентарных труб, нижний конец которых закрыт оставляемым в грунте башмаком или бетонной пробкой, с последующим извлечением этих труб по мере заполнения скважин бетонной смесью;
- набивные виброштампованные, устраиваемые в пробитых скважинах путем заполнения скважин жесткой бетонной смесью, уплотняемой виброштампом;
- набивные в выштампованном ложе, устраиваемые путем выштамповки в грунте скважин с последующим заполнением их бетонной смесью.
Буронабивные сваи по способу устройства подразделяются на:
- буронабивные сплошного сечения с уширениями и без них, бетонируемые в скважинах, пробуренных в глинистых грунтах выше уровня подземных вод без крепления стенок скважин, а в любых грунтах ниже уровня подземных вод – с закреплением стенок скважин глинистым раствором или инвентарными извлекаемыми обсадными трубами;
- буронабивные полые круглого сечения, устраиваемые с применением многосекционного вибросердечника;
- буронабивные сваи с уплотненным забоем, устраиваемые путем втрамбовывания в забой скважины щебня;
- буронабивные с камуфлетной пятой, устраиваемые путем бурения скважин с последующим образованием уширения взрывом и заполнением скважин бетонной смесью;
- буроинъекционные диаметром 0,15 – 0,25 м, устраиваемые в пробуренных скважинах путем нагнетания (инъекции) в них мелкозернистой бетонной смеси или цементно-песчаного раствора, или буроинъекционные с уплотнением окружающего грунта путем обработки скважин по разрядно-импульсной технологии;
- буроинъекционные, устраиваемые полым шнеком;
- сваи-столбы, устраиваемые путем бурения скважин с уширением или без него, укладки в них омоноличивающего цементно-песчаного раствора и опускания в скважины цилиндрических или призматических элементов сплошного сечения со сторонами или диаметром 0,8 м и более;
- буроопускные сваи с камуфлетной пятой.
Далеко не все из перечисленного применимо на строительных площадках Санкт-Петербурга. Ограничения связаны с особенными инженерно-геологическими условиями в черте города, которые характеризуются наличием большой толщи слабых пылевато-глинистых водонасыщенных грунтов, имеющих низкие прочностные свойства и обладающих тиксотропностью (то есть при динамических воздействиях переходящих в плывунное состояние).
Рис. 2. Статистика использования разного вида свай (по Ван Импе).
В 2004 году Ван Импе, председатель международного комитета по фундаментостроению, представил следующую статистику использования разного вида свай в Европе:
- буронабивные сваи большого и малого диаметра занимают 52 % рынка;
- забивные сваи – 42 %;
- винтовые сваи – 6 %.
Почему именно буронабивным и набивным сваям большого и малого диаметра принадлежит пальма первенства? Ответ прост. Потому что только с их помощью удается решать сложный спектр конструктивных задач по устройству высокоэффективных свайных оснований. Только они делают возможным восприятие несущим слоем грунтов высоких (от 4000 до 25000 кН) нагрузок от высотных зданий и сооружений. Эти виды свай широко используются при строительстве внутри застроенных территорий, поскольку, являясь щадящими технологиями, исключают вибрационные и динамические воздействия на конструкции расположенных в непосредственной близости к строительной площадке существующих зданий. В практике международного строительства известны примеры устройства свай в районах с распространением слабых грунтов глубиной погружения до 75 м. В Санкт-Петербурге сваи с максимальной глубиной погружения 47,5 м были использованы при строительстве перехода на Ладожском вокзале.
Виды ростверков
Ростверк не является обязательным элементом конструкции. Он соединяет между собой опоры основания, придавая конструкции дополнительную жёсткость. Различают 3 основных вида ростверков:
- Высокий. Соединительные элементы располагаются над поверхностью земли на расстоянии от 15 см и выше.
- Повышенный. Ростверк располагает вровень с поверхностью земли или на высоте до 10 см.
- Заглубленный. Монтаж ростверка проводится ниже уровня поверхности земли.
Деревянный ростверк
По способу сборки различают ростверки:
- Сборные. Представляют собой сварные стальные балки, которые применяют при строительстве лёгкий построек с небольшим сроком эксплуатации.
- Сборно-монолитные. Элементы с «замочными» соединениями. Используются для соединения опор оснований многоэтажных домов и промышленных сооружений.
- Монолитные. Представляют собой единые конструкции, имеющие форму замкнутой или незамкнутой ленты. Применяются при строительстве жилых малоэтажных домов.
С чего начать
Для определения типа грунта необходимо вынуть почву с глубоких слоев
Перед тем как принимать решение о строительстве дома на сваях, нужно изучить состояние грунта и определить уровень залегания подземных вод. Такие сведения можно получить в геодезических, строительных организациях или у соседей, которые ведут или вели строительство.
Чтобы самостоятельно определить, какие пласты грунта залегают под строительным участком, проводят пробное бурение. В нескольких местах участка копают скважины, глубиной на 1,5 м больше, чем длина сваи. На лопастях бура остаются частички грунта, присутствующие внутри скважины.
Подразделы
Ленточно-свайный
Обвязка
Под забор
Свайно-винтовой
Свайно-забивной
Свайно-ростверковый
Трубы
Список статей
Свайный
2602
Особенности фундамента на буронабивных сваях и детали устройства своими руками
Свайный
1483
Какие формулы используют, чтобы рассчитать свайный фундамент и онлайн-сервисы для вычисления
1550
Сколько составляет цена на свайный фундамент с установкой, что на нее влияет и из чего складывается стоимость?
Свайный
1708
Основные виды и типы свайных фундаментов
Свайный
2552
Сферы применения и этапы работ по возведению свайно-плитного фундамента
Свайный
1352
Рекомендации специалистов по установке теплицы на сваи
Свайный
1248
Способы забирки свайного фундамента, способы обустройства, гидроизоляция и утепления
Свайный
1035
Основные характеристики, разновидности и особенности монтажа комбинированных свай
Свайный
1619
Какими способами можно провести усиление свайного фундамента?
Классификация свай и характеристики
В строительстве принята следующая классификация свай по характеристикам выполнения ими несущих и опорных функций:
- По способу опоры на грунт. Висячие типы свай держатся за счет трения, возникающего при давлении грунта о боковые стенки изделий. Используются в плотной и устойчивой среде. Стойки опираются на плотную почву, расположенную ниже мягкой и неустойчивой субстанции.
- По материалу. Сваи могут быть сделаны из составляющих природного и искусственного происхождения. Стальные изделия представляют собой гладкие или оснащенные лопастями трубы с диаметром до 160 см. Железобетонные опоры считаются самыми прочными, надежными и долговечными. Характеризуются крупными габаритами и большим весом. Деревянные делаются из хвойных пород деревьев путем придания стволам цилиндрической формы.
- По характеру службы. В строительстве применяют монолитные и сборные изделия. Соединение может производиться муфтами и сваркой с последующим бетонированием или изоляции стыка. После опускания опора остается в первоначальном виде или заполняется бетоном, как это происходит с полыми изделиями.
Перед выбором свай целесообразно ознакомиться с их описанием от производителя, назначением и способом установки.
