Свайно-ростверковый фундамент

Фундамент в виде коротких свай, объединенных монолитным ростверком, приобретает все большую популярность в малоэтажном строительстве. Он рекомендуется сводом правил 22.13330.2011. И связано это в первую очередь с надежностью его работы при неопределенности инженерно-геологических условий. Область применения коротких свай не ограничивается каркасными зданиями, они с успехом могут использоваться в зданиях с несущими стенами, возводимыми в том числе и на слабых грунтах.

Рассмотрим принципы устройства и конструирования коротких свай-столбов, выполненных путем заливки бетоном заблаговременно подготовленных скважин и объединенных монолитным балочным ростверком. Длина сваи зависит от величины приходящейся на нее нагрузки, расчетного сопротивления пересекаемых ею грунтов и ограничивается имеющейся возможностью для бурения скважин. Определяется так, чтобы пята сваи находилась в слое непромерзающего грунта. По характеру работы в грунте сваи могут быть: стойками, опирающимися на практически несжимаемый грунт; висячими, окруженными сжимаемыми грунтами и передающими нагрузку на грунт за счет сил трения, возникающих под пятой и вдоль поверхностей.
Отметка низа ростверка зависит от наличия подвала или технического подполья, а также от особенностей рельефа участка. Для удобства обслуживания коммуникаций, располагаемых в техподполье, его высота обычно назначается не менее 70 см. Принципы конструирования свайно-ростверковых фундаментов Необходимое количество свай устанавливается в соответствии с требованиями СП 24.13330.2011. Однако поскольку геологическими изысканиями и расчетами оснований при строительстве малоэтажных зданий обычно пренебрегают, для обеспечения надежной работы фундамента можно предусмотреть запас его несущей способности, расположив сваи на минимально допустимом расстоянии друг от друга. Расстояние между столбами свай в свету должно быть не менее 1 м. Обязательным является расположение свай в углах и в местах пересечения стен. Центры свай должны совпадать с разбивочными осями здания. Диаметр столбов может быть равным 150–400 мм. Ширину ростверка назначают больше диаметра свай на 100–150 мм, центр которого также совпадает с разбивочной осью здания. Армирование свай и ростверка производят пространственными вязаными или сварными каркасами с продольной арматурой класса А-III (А400). Диаметр рабочих стержней ростверка должен быть не менее 12 мм, свай — 8 мм. Поперечные стержни и хомуты делают из стали класса A-I (А240) Ø 6–10 мм, располагая их с шагом 50–80 см. Хомуты оборачивают вокруг продольных стержней и соединяют с ними с помощью вязальной проволоки. В слабых грунтах и при внецентренно приложенных нагрузках на стены нормами рекомендуется обеспечивать жесткое сопряжение свай с ростверком путем заделки выпусков арматуры свай на длину анкеровки (обычно принимают не менее 0,4–0,5 м). Можно выпуски стержней отгибать и соединять с каркасом ростверка вязальной проволокой.

Краткий алгоритм устройства фундаментов
1. Вынос разбивочных осей здания на местности: установка кольев и натягивание шнура между ними. Определение габаритов котлована (в зданиях с подвалом/техподпольем) или местоположения траншей для ростверка (в зданиях с полами «по грунту»). При выносе осей на участке с большим уклоном необходимо сделать поправки для получения их проекции на наклонную плоскость.

2. Срезка растительного слоя земли и рытье котлована до заданной отметки низа ростверка или ленты — до отметки низа подушки под ростверк. При этом стенки котлована выполняются с небольшими откосами. Отрывка ленты шириной, равной ширине ростверка, позволит избежать устройства опалубки, но в рыхлых влажных грунтах велика вероятность осыпания стенок траншеи до начала бетонирования. После рытья котлована следует перенести на его дно разбивочные оси, вдоль которых можно выполнить ручную доработку грунта глубиной 10–15 см на ширину ростверка и наметить местоположения центров свай.

3. Разработка скважин. Бурение скважин для свай-столбов длиной 1–3 м может осуществляться одним из следующих способов: с помощью ручного земляного бура, недостатками способа является высокая трудоемкость, ограниченность диаметра (обычно 100–200 мм) и длины пробуриваемых скважин (в среднем до 1 м); с помощью буровых устройств (мотобуром, электрическим или гидравлическим буром) — наиболее предпочтительный вариант, позволяющий получить скважины глубиной до 3 м; с привлечением специальной буровой техники на автомобильном ходу.

4. Устройство под подошвой ростверка песчаной или песчано-гравийной подушки толщиной 10–20 см. При этом для уменьшения негативного влияния сил морозного пучения следует выполнять такую подсыпку из мелкого щебня, крупного песка или смеси песка с гравием. В случае необходимости увеличения несущей способности грунта основания, подушка должна состоять из смеси крупного песка со щебнем или гравием в соотношении 2:3.

5. Изготовление арматурных изделий.

6. Установка опалубки ростверка. Высоту ростверка удобно принимать кратной ширине используемых для его изготовления досок (обычно толщиной не менее 40 мм), например, равной 40 см. Сколотив доски друг с другом по высоте, производят их установку в проектное положение, контролируя уровень горизонта с помощью строительного уровня. Противоположные стенки опалубки соединяют между собой специальными болтами или досками, обеспечивая заданную ширину ростверка. Для более ровных поверхностей ростверка и для возможности многоразового использования опалубочных досок, можно обтянуть их пленкой.

7. Установка арматурных каркасов. Обеспечьте защитный слой бетона (15–20 мм) под каркасами ростверка с помощью специальных фиксаторов или других подручных средств. Аналогичным образом производится устройство свай-столбов под стойки.

8. Бетонирование. Оптимальным является непрерывное бетонирование свай и ростверка с перерывами на уплотнение бетонной смеси. Могут быть в первую очередь залиты скважины, а вторым этапом — лента ростверка. В любом случае, чем меньше образуется рабочих швов — тем лучше. Уплотнение производят вибротрамбовками или ручными штыками. После бетонирования поверхность ростверка заглаживается, по возможности в процессе твердения — смачивается.

9. Разборка опалубки. Опалубочные доски можно демонтировать после набора бетоном прочности (обычно не ранее 3 суток). На сухие поверхности ростверка наносят слои обмазочной или оклеечной гидроизоляции. Некоторые ошибки при устройстве свайных фундаментов: ошибки при назначении ширины ростверка, например, равной диаметру свай, что не позволит выполнить прямую линию ростверка в случае допущенных при бурении скважин погрешностей; бетонирование при отрицательной температуре без обеспечения необходимых мер по утеплению опалубки; устройство свай в трубах, гладкие стенки которых уменьшают силы трения вдоль боковых поверхностей, что, в свою очередь, негативно сказывается на несущей способности висячих свай; неправильное расположение рабочей арматуры, например, в центре сваи; применение опалубочных досок толщиной до 40 мм; пренебрежение тщательным уплотнением бетонной смеси. Строительство фундаментов любого типа — один из важнейших этапов при возведении здания. Профессионально выполненное основание для вашего дома будет залогом его длительной безаварийной эксплуатации.