Как возвести свайно плитный фундамент: особенности расчета

Устройство конструкции

Конструктивно фундамент состоит из двух несущих частей:

1. Монолитной плиты.
2. Свайного поля.

Верхняя часть силовой конструкции покрывает отдельно стоящие опоры. Нагрузка проектного сооружения распределяется через элементы фундамента на грунт таким образом:

• 80–85% веса принимает свайное поле;
• 15–20% – железобетонная плита.

В зависимости от исходных условий выбирают различные типы свай:

• винтовые;
• буронабивные;
• забивные.

Особенности и выбор ростверка

Конструкция плиты по ростверку

Предназначения ростверка:

• соединение свай;
• возможность разделять нагрузки по всей площади;
• упрочнение конструкции;
• невозможность усадки фундамента или его элементов.

Выделают три вида ростверка:

1. Подвесной;
2. Металлический;
3. Бетонный.

Конструкция из металла предполагает соединение свай с помощью швеллера, реже двутавр. Сечение швеллера может быть разным, для несущих стен подходит широкий вариант (чаще 30). Для укладки монолитной плиты с ростверком применяется последний (до 20).

Ростверк из бетона используют для несущих стен. Для установки следует придерживаться следующих этапов:

• в выкопанные траншеи монтируются сваи;
• если необходимо надо подрезать сваи или увеличить глубину ямы;
• заполнить траншеи ПГС;
• заключительный этап – выполнить опалубку и подвязать арматуру;
• залить бетон прямо на сваи.

Комбинированное свайно-ростверковое основание с монолитной плитой

Свайно-плитный фундамент с ростверком – разновидность предыдущего типа опорной конструкции.

Основные элементы:

1. Опоры, заглубленные в почву.
2. Ростверк, объединяющий оголовки свай.
3. Монолитная плита, связывающая все элементы системы в единую опорную конструкцию.

Ростверк в данной системе отвечает за равномерное распределение нагрузок и связку верхней и нижней частей основания.

Устройство обоих типов фундамента практически одинаковое. Различие между конструкциями заключается в том, что свайно-плитный фундамент полностью опирается на грунт, а наличие ростверка не допускает контакт монолита с почвой. В последнем случае основание защищено от опрокидывающих сил, которые возникают в результате сезонного промерзания почвы.

Преимущества и недостатки свайно-плитных фундаментов

Основное преимущество технологии СПФ — возможность устанавливать самые надежные и прочные фундаменты для сооружений в сейсмоопасных зонах, для конструкций, боящихся вибрационных нагрузок. Это также наилучший вариант так называемого «отложенного решения» — когда грунты, уровень залегания подземных вод и другие характеристики недостаточно изучены. Благодаря специальной технологии не требуется значительного забора грунта, а по окончании работ остается минимальное количество мусора и отходов.

Типичный свайно-плитный фундамент.

К недостаткам следует отнести стоимость и трудоемкость. По сравнению со свайно-винтовым решением в малоэтажном строительстве такой вариант проигрывает в цене и легкости монтажа. Для установки плиты понадобится использование специальной техники. Необходимо привлечение специалистов к работе или наличие собственных значительных навыков в выполнении подобной работы.

Читайте о всех плюсах и минусах свайных фундаментов в отдельной статье:

Плюсы и минусы свайных фундаментов.

Когда и какой лучше выбрать?

Плиту на сваях выбирают для строительства многоэтажных домов и промышленных объектов, когда важна жесткость и надежность силовой конструкции на неустойчивых почвах. Такое сооружение будет отличаться устойчивость по отношению к вертикальным и горизонтальным нагрузкам, возникающих в грунте.

Сфера применения свайно-ростверкового основания с плитой шире. Конструктивные особенности системы позволяют использовать фундамент в таких случаях:

• сооружение имеет много тяжелых перекрытий и перегородок, что обуславливает потребность в равномерном распределении веса на основание;
• здание опирается на просадочные и переувлажненные грунты;
• на участке подземные источники близко расположены к поверхности;
• строительство ведется в зоне повышенной сейсмической активности.

Особенности проектирования фундамента при тяжелых геологических свойствах участка описаны в СП 24.13330.2011.

Подготовка и проектирование

Перед проектированием анализируют характеристики участка, а именно:

• тип и физико-механические свойства почвы;
• степень пучения земельных масс;
• глубину сезонного промерзания грунта;
• риски подтопления, оползней и т.д.

Проводят расчеты проектных нагрузок, в том числе в процессе эксплуатации сооружения. На основе полученных данных:

1. 
   Принимают решение о целесообразности применения свайно-плитного или свайно-ростверкового фундамента с плитой.

2. Выбирают строительные материалы (марку бетона, характеристики арматуры и т.п.).
3. Определяются с геометрическими размерами силовых элементов.
4. Рассчитывают оптимальную глубину заглубления опор.
5. Рассчитывают риски относительно осадки и различных деформаций.

Проектирование предполагает составление чертежа. Графический документ содержит сведения:

• габариты возводимой конструкции;
• сечения всех силовых элементов;
• размеры опор, плиты, ростверка, отмостки, уступов;
• места расположения свай с учетом шага;
• элементы гидроизоляции и теплоизоляции;
• особенности армирования;
• линии инженерных коммуникаций и не только.

К графическому документу прилагают:

1. Спецификации всех конструктивных элементов.
2. План установки.
3. Таблицу допустимых нагрузок.
4. Примечания относительно особенностей основания.

Чертежи свайно-плитных фундаментов:

Монтаж свайно-плитного фундамента

Этот тип основания предполагает использование двух технологий — свайного и плитного фундамента. Подготовительный этап одинаков для всех видов — очистка территории, разметка и планировка конструкции. Требуется уплотнение почвы для установки свай. Решаются вопросы подготовки территории к прокладке коммуникаций, создается дренажная система.

Дальнейшие этапы работы:

1. Выемка грунта.
2. Установка свай.
3. Монтаж плиты.

Разметка фундамента и обустройство котлована

Разметка выполняется по осям свайного поля. Обноски монтируются на расстоянии 1-2 м от углов сделанного котлована. По осям натягиваются шнуры. Для оконтуривания на каждой стороне котлована используется известковый раствор.

Пример залитого СПФ

Если применяется фундамент с ростверком, выемка грунта не понадобится. При технологии глубокого залегания плиты котлован забирается на глубину 2-2.5 м, с учетом глубины промерзания грунта. Малозаглубленная плита может быть установлена на глубину 0.7-1 м, при низком наземном или подземной ростверке разработка котлована выполняется на глубину 0.5 и 0.7 м соответственно.

Во всех случаях, кроме висячего ростверка, понадобится обустройство щебневой или песочной подушки и утепленный отмосток.

Технология изготовления свайного поля

Чем больше количество опор, тем выше затраты на фундамент. Сваи должны быть под несущими стенами, по углам и в местах примыкания смежных стен. Опоры устанавливаются и под веранды и другие пристройки.

Расстояние между сваями рассчитывает отдельно в каждом конкретном случае, с учетом множества параметров. В качестве усредненного значения принимается минимальный шаг длиной в три диаметра сваи, максимальный — в шесть диаметров. Но это условные величины, нельзя недооценивать важность оптимального расчета количества свай, и лучше доверить эту часть работы профессионалам.

Установка свай после выемки грунта.

Обустройство свайного поля включает этапы:

• создание отверстий на проектированную глубину;
• опалубка из рубероида, полиэтиленовых или асбестоцементных труб;
• армирование;
• бетонирование с подвижностью П4, уплотнение смеси.

В качестве арматуры выбираются стержни диаметром 8-14 мм переменного сечения. На каждую сваю конструкции устанавливается не менее 4 стержней. Обвязывается каркас хомутами, выполненными из гладкой арматуры. Верхние плиты обвязывающих стержней диаметром 6-8 мм изгибаются перпендикулярно поверхности земли — впоследствии эти концы связываются с сеткой ростверка или плиты.

Дальнейшие этапы можно выполнять после достижения 50%-ной прочности смеси.

Монтаж плиты

Поэтапная модель установки свайно-плитного фундамента.

Плита изготавливается поэтапно:

1. Стяжка без арматуры слоем до 10 см. Такая подбетонка выравнивает гидроизоляцию и предохраняет её от разрывов.
2. Укладка гидроизоляционной пленки толщиной 0.15 см.
3. По периметру фундамента устанавливается щитовая опалубка с высотой больше проектной отметки на 5-7 см, что позволит удерживать бетонную смесь в процессе трамбовки.
4. Армирование профилем переменного сечения с максимальным квадратом ячейки стороной 30 см. Нижняя сетка арматуры укладывается на полимерную или бетонную прокладку, толщина ее составляет до 4 см. Верхняя часть такой же конфигурации укладывается на хомуты, для связки верхней и нижней сетки по торцам устанавливаются П-образные элементы.
5. Заливка бетоном осуществляется в едином направлении, для выравнивания используется правило. Утрамбовка выполняется вибраторами.

На нашем сайте скоро будет опубликована отдельная статья о плитных фундаментах:

Обзор плитных фундаментов.

В первую неделю после укладки и уплотнения смеси применяются мокрые песочные или опилочные компрессы, возможен полив бетона в жаркое время года. В холодное время используется теплоизолятор или пленка для укрывания.

Ростверк

При использовании свайно-ростверкового фундамента с плитой может использоваться два вида опалубки:

• Несъемная из неплотного пенопласта. Такой материал не давит на ростверк, поскольку при вспучивании грунтов легко сжимается.
• Съемная опалубка применяется только при надземном ростверке, который устанавливается на высоте до 1.2 м от поверхности земли. При наземном или подземном ростверке такой вариант невозможен, поскольку нормальная распалубка не получится.

Свайно-ростверковый фундамент.

При использовании несъемной опалубки процесс выполняется аналогично с бетонированием монолитной армированной плиты. Подбетонка в этом случае отсутствует, вместо неё используется пенопласт.

Если применяется съемная опалубка, для фиксации палубы используются стойки, служащие основанием для опоры прогонов и балок. Варан свайно-плитного фундамента с висячим ростверком является самым затратным и к нему прибегают крайне редко.

Стоимость погонного метра

Цена строительства складывается из множества факторов, поэтому предварительно обозначить стоимость не решится ни один застройщик. Ориентироваться можно на усредненную стоимость погонного метра плитного фундамента, добавленную к показателю для свайного и ростверкового основания:

Частые ошибки и советы, как их избежать

Монтаж плитно-свайного основания представляет собой сложный и трудоемкий процесс, который обычно доверяют профессиональным строителям. При этом заказчику необходимо проконтролировать, чтобы работники не допускали типичных ошибок:

1. 
   Отказ от дополнительного гидроизоляционного слоя, когда плита фундамента является полом нижнего этажа.
   Для уменьшения теплопотерь эксперты советуют между землей и песчаной подушкой укладывать слой глины, а непосредственно под плиту – листовой пеноплекс.

2. Заливка раствора в несколько этапов. Проблема связана со значительными потребностями в объеме бетона для строительства. Когда раствор подается частями, он постепенно начинает застывать и в результате образуются швы, снижающие прочность и жесткость фундамента.
   Как правило, бетон подают одновременно через специальные желоба, не допуская ударов. Затем раствор подвергают вибрации для удаления воздуха и максимального уплотнения.
3. Применение обогревателей для скорейшего затвердевания бетона. В результате плита получается неоднородной по составу, а расчетная прочность основания снижается.

Все, что необходимо знать об устройстве и возведении свайного фундамента, найдете здесь.

Монтаж и заготовка под ростверк

Первым делом необходимо сделать разметку, для этого снимается верхний слой почвы и вырывается котлован. Его величина должна быть на 1м больше с каждой стороны, чем будущий фундамент. Делается это для установки опалубки. Это огромный объем работы и стоит пользоваться экскаватором. Грунт надо снимать аккуратно и дойдя до определенной глубины приступить к выравниванию вручную. Использовать можно и механизированное выравнивание, при помощи мини-экскаватора и установленного на нем планировочного ковша и нивелира. Геотекстиль укладывается на дно и забрасывается песком. Далее надо уложить рулонную гидроизоляцию. Стеклоизолом предохраняют фундамент от воды и влаги.

Важно: такой вид гидроизоляции получают из стеклоткани, которая пропитывается битумом.

Герметичность обеспечивает тот же битумный праймер. Его наносят в места нахлестав. Не рекомендуется использовать рубероид, он неэластичный и трескается. Для ростверка делается опалубка, по всему периметру сваи. Чтобы выдержать давление во время заливки бетона опалку надо хорошо закрепить, чтобы избежать смещение конструкции. В качестве материала используют влагозащитную фанеру или обрезную доску. А чтобы раствор не приставал к стенкам, используется полиэтиленовая пленка.