Достоинства и недостатки буронабивного фундамента с ростверком, правила его обустройства

Технология буронабивного фундамента с ростверком

Перед проведением работ по возведению фундамента необходимо провести расчеты и разметки. При этом определяются не только границы дома, но и местонахождение основных конструкций, узлов, под которыми будут размещаться сваи. Отмечаются места их нахождения. Расстояние между опорами зависит от типа здания. Оно может составлять от 1,5 до 2,5 метров. Рассчитывается и необходимый диаметр свай.

В возведении буронабивного фундамента потребуется:

• бур;
• бетономешалка;
• опалубка для свай;
• цемент;
• песок;
• ребристые металлические прутки для армирования.

В пробуренную на необходимую глубину скважину вставляется опалубка. В ее качестве можно использовать асбоцементные или стальные трубы. Сейчас в продаже появились специальные картонные трубы. Металлическую опалубку перед установкой желательно защитить от ржавчины при помощи битума или армированного скотча с водоотталкивающими свойствами.

Если работа проводится на сыпучем грунте, перед тем как установить опалубку нужно создать подушку из смеси песка с гравием высотой 15 сантиметров. После того как труба будет размещена в скважине, нужно вбить армирующие пруты на расстоянии около 7 см друг от друга. В землю они должны войти примерно на 30 см. Для фиксации стержней выполняется обвязка.

Сваи и арматура должны выступать над поверхностью земли. Это будет связующее звено между опорами и ростверком. Приготовленный раствор заливается в трубу. Расстояние между опалубкой и краями скважины может также заливаться раствором или засыпается песком.

На следующем этапе выполняется опалубка для ростверка. В нем обязательно нужно устроить продухи. Для этого используются трубы, предназначенные для создания канализационной коммуникации. В приготовленную опалубку заливается раствор. После окончательного застывания бетона можно приступать к строительству дома.

При строительстве каркасного или кирпичного дома, здания из бруса, пеноблоков буронабивной фундамент с ростверком станет отличным вариантом. Он позволит значительно сэкономить время и средства, исключит необходимость использования спецтехники. Сохранение естественного ландшафта даст возможность создать оригинальное оформление участка, сохранить имеющиеся насаждения и постройки.

Конструкция фундамента на буронабивных сваях

Конструкция буронабивного фундамента проста. В пробуренные в грунте скважины устанавливаются сваи, на которых создается монолитный ростверк. Он и является основанием для возведения дома. Глубина скважин рассчитывается исходя из показателей промерзания грунта в данной местности. Сваи углубляются на 1−1,5 метра ниже этой отметки. Это позволяет исключить их выдавливание под воздействием низкой температуры. Диаметр свай зависит от степени нагрузки, то есть от вида строительного материала, который используется в возведении здания. Также учитывается состав и плотность грунта.

При необходимости, создать фундамент на буронабивных сваях на неровной местности можно используя вариант с висячим ростверком. Между ним и грунтом имеется пространство. Разная высота свай дает возможность создать идеальную горизонтальную основу для возведения дома. Такой вид фундамента позволяет избежать воздействия на ростверк в случае вспучивания почвы. Выполнить такую опалубку способны только опытные профессиональные специалисты.

Ростверк может углубляться в почву. Избежать деформаций, связанных с вспучиванием грунта позволяет созданная под ним песчаная подушка. Определяя ее толщину, нужно учитывать характер почвы, но она должна составлять не менее одного метра. В ростверке устраиваются продухи, для чего используются канализационные трубы.

Расчёты и места установки свай

Для точного определения расстояния между опорами необходимо принять во внимание общий вес будущей конструкции: по мере увеличения веса необходимо использовать больше элементов и уменьшать шаг между ними. В процессе выполнения расчетов обязательно нужно принять во внимание и минимально допустимое расстояние, которая не должно быть меньше 3 диаметров сваи. Если шаг между опорами увеличить, то это приведет к снижению их несущей способности

Если шаг между опорами увеличить, то это приведет к снижению их несущей способности

В процессе выполнения расчетов обязательно нужно принять во внимание и минимально допустимое расстояние, которая не должно быть меньше 3 диаметров сваи. Если шаг между опорами увеличить, то это приведет к снижению их несущей способности. Если для изготовления фундамента были выбраны свайные опоры сечением 40 см, то правильнее располагать их на расстоянии 120 см друг от друга

Когда настанет пора устанавливать сваи своими руками, необходимо всё время проверять уровень оголовков, которые должны выступать на равную величину. Впоследствии они будут служить основанием для строящегося дома

Если для изготовления фундамента были выбраны свайные опоры сечением 40 см, то правильнее располагать их на расстоянии 120 см друг от друга. Когда настанет пора устанавливать сваи своими руками, необходимо всё время проверять уровень оголовков, которые должны выступать на равную величину. Впоследствии они будут служить основанием для строящегося дома.

Как рассчитать несущую способность?

• вес конструкции;
• несущую способность отдельного элемента.

В процессе расчета прочности одного свайного элемента принимают во внимание и марку используемого бетонного раствора. К примеру, если для свай был выбран бетон марки М100, то нагрузка, которую они смогут выдержать, будет равна 100 кг/м2. Для свайных элементов диаметром 20 см площадь должна составлять 400 см2, а максимальная нагрузка — 40 тонн

Для свайных элементов диаметром 20 см площадь должна составлять 400 см2, а максимальная нагрузка — 40 тонн.

В результаты выполненных расчетов несложно определить, что грунт будет иметь более низкую несущую способность, нежели сама свая

Учитывая это, для точного определения количества элементов и несущей способности свайно-ростверковой конструкции обязательно необходимо принимать во внимание прочностные характеристики грунта. В предыдущем примере расчета предполагалось, что опоры устанавливаются ниже уровня промерзания. Если же для конструкции будут выбраны сваи другого диаметра, то изменится и площадь, а это, в свою очередь, повлияет на несущую способность свайно-ростверкового основания

Если же для конструкции будут выбраны сваи другого диаметра, то изменится и площадь, а это, в свою очередь, повлияет на несущую способность свайно-ростверкового основания.

Расчет

Процесс установки любого фундамента базируется на четких и сухих цифрах. Как бы ни хотелось думать иначе, но малейшая ошибка в установке фундамента – и вы можете обеспечить себя и свое строение постоянными ремонтами с земляными работами и множеством финансовых затрат. Избежать этого просто – всего лишь стоит учитывать как можно более широкий спектр факторов, способных повлиять на надежность вашего фундамента. Это, конечно, касается и фундамента на буронабивных сваях.

Приведем полный список параметров, которые, так или иначе, оказывают влияние на безопасность установки буронабивного фундамента:

• площадь и длина фундамента/ростверка, а также его высота, площадь боковой поверхности и подошвы – так вы сможете рассчитать среднее давление от здания на отдельную часть фундамента и сваю (не забывайте учесть параметры внутренних перегородок);
• средние затраты бетона или бутовых элементов – это позволит высчитать возможности жесткости и прочности отдельной сваи – здесь стоит учитывать присутствие или отсутствие осадных труб, опалубки, гидроизолирующих элементов (не забывайте, что начальные планируемые затраты бетона почти в 100% случае чуть ниже объема, затрачиваемого в итоге);

• нагрузка и давление на отдельную сваю, и нагрузка на породу от веса здания и фундамента;
• требования и рекомендации к армированному каркасу должны быть соблюдены – это диаметр от 1 см, количество, длина и вес арматурных стержней, диаметр и шаг хомутов крепления по СНиП для вашего строения;
• характеристики опалубки (в зависимости от используемого вами материала для опалубки эти значения по ГОСТу сильно варьируются);
• кроме всего этого, учитывайте внешние климатические условия, которые уже были упомянуты выше.

Часто случается, что к воздвигаемым частными застройщиками зданиям не могут быть применены некоторые из видов расчетов, это может быть оправдано такими факторами, как установка дополнительных конструкций и элементов на территории (к которым до строительства не могут быть применены точные расчетные операции), применение индивидуального вида фундамента (иностранные, малопопулярные или не так широко известные типы фундамента) и некоторые другие. Это распространенная ситуация на сегодняшний день, так как возрастает число индивидуальных проектов, становится все больше смелых дизайнерских решений в постройке зданий. В таком случае застройщик должен воспользоваться нормами, правилами и таблицами с данными в СНиП 2.02.03-85, СНиП 3.03.01-87, СНиП 52-01-2003 и ГОСТ Р 52086-2003. Изучение этих документов позволит вам определить оптимальное количество свайных элементов, вычислить глубину укладки свай, нагрузку на почву и фундамент именно на вашей территории, и наверняка будет полезным для начинающих строителей.

Процесс расчета буронабивного фундамента прост. Для начала нужно рассчитать вес всех конструкций фундамента, учесть примерный вес мебели, людей, стеновых преграждений, лестниц, надстроек, нагрузки от снега или дождя. Следующим этапом будет определение несущей способности отдельной сваи, она будет зависеть от таких параметров, как диаметр и длина сваи, характеристики арматурного каркаса, нагрузок грунтовых пород и их свойства. Вы можете вычислить несущую способность свай исходя из данных, полученных путем штамповых испытаний

После расчетных мер строителем проводятся корректировочные работы, которые включают оптимизацию количества свай (если количество нечетное, оно, как правило, округляется до четного числа) и проверку всей конструкции на наличие повреждений и трещин. Количество свай, как и расстояние между ними, определяется весом постройки и диаметром самих свай. При размещении свай учитывайте, что их установка по углам и местам сопряжения стен у здания обязательна. В противном случае нагрузка и давление на определенные участки фундамента могут быть приближенными к критическому значению.

Определение параметров фундамента

Фундамент из 4-х свайных опор

Требования к фундаменту для той или иной конструкции могут быть получены в его описании или у любого специалиста, имеющего строительное или архитектурное образование. Как правило, они касаются минимального количества свайных опор на единице площади и глубины залегания фундамента.

Глубина фундамента должна быть не меньше глубины промерзания грунта

Количество свайных опор определяется, исходя из веса конструкции и площади строения. Глубина фундамента зависит от максимальной глубины промерзания грунта.

Информация о глубинах промерзания грунтов:

• для территории Белоруссии, Украины, Молдавии, Прибалтики, Краснодарского края, Ростовской и Астраханской областей России глубина составляет от 80 до 100 см
• на территории европейской части РФ до Урала эта глубина равномерно меняется от 100 до 200 см
• в Западной Сибири (условно, линия Новая Земля – Омск) и на юге Восточной Сибири (Омск – Нерюнгри) – достигает 240 см
• районы, расположенные дальше на северо-восток, находятся в зоне многолетней мерзлоты

Не менее важное требование – минимально необходимая высота фундамента над уровнем грунта

Располагать фундамент необходимо ниже уровня максимального промерзания, чтобы обеспечить прочность конструкции и её неуязвимость к ежегодным циклам таяния/замерзания грунта.

Действие №1 Подготовка опалубки для приготовления свай

После того, ка будет определены размеры фундамента, подготавливают опалубку. В качестве таковой можно воспользоваться специальными пластиковыми трубами диаметром 15, 20, 25 и 30 см. Минимальная длина трубы состоит из суммы следующих составляющих:

• глубины промерзания для данной местности
• минимальной высоты фундамента над землей
• дополнительного заглубления ниже уровня промерзания (от 20 до 30 см)
• высоты подушки (не более 15 см)

Обрезка трубы при помощи пилы

Подушка – это слой камней, на который будет опираться каждая свая фундамента, чтобы не проваливаться. После того, как высота будет определена, отрезается труба необходимой длины.

Действие №2 Бурение скважин под сваи

Специальный инструмент для копания скважин

Когда параметры фундамента выбраны, приступают к его изготовлению. Оптимальной формой свай считается цилиндрическая, поэтому необходимо подготовить цилиндрические отверстия под них.

После того, как будет вырыта скважина необходимой глубины, в неё засыпают подушку

Эти отверстия могут быть сделаны различными способами. Например, вырыты автоматическим или ручным буром. В крайнем случае, можно воспользоваться специальной лопаткой для копания глубоких ям.

Подушку утрамбовывают при помощи деревянного бруса или доски

Толщина слоя подушки в общем случае зависит от диаметра свай.

Действие №3 Установка опалубки

Установка опалубки в скважину

В подготовленные скважины следует установить опалубку, правильно выровняв её.

Выравнивание опалубки при помощи уровня

Действие №4 Заливка бетона в опалубку

Приготовление бетона для заливки фундамента

После того, как опалубка будет установлена, приступают к изготовлению бетона.

Для этого лучше всего воспользоваться бетономешалкой. Стандартная смесь для фундаментов малых конструкций может выполняться на основе цемента марки 300. Состав смеси в частях по объёму:

• цемент – 1
• песок – 3.5
• наполнитель (щебень, гравий, отвальный шлак, граншлак) – 5.5

Для тех, кому не хочется приготавливать смеси самостоятельно, они уже есть в продаже, достаточно просто засыпать их в бетономешалку и добавить воды.

При помощи лопаты бетоном наполняют опалубку

После того, как бетон будет приготовлен, его выливают из бетономешалки в отдельную ёмкость.

По мере наполнения опалубки бетон периодически утрамбовывают при помощи отрезка арматуры

Трамбовка позволяет избавиться от пустот и неразрушенных частей наполнителя в толще бетона.

Действие №5 Установка крепежа в фундамент

Выравнивание бетона мастерком

После того, как опалубка будет залита бетоном под верхний уровень, следует окончательно утрамбовать и выровнять бетон при помощи мастерка.

Установка металлического крепежа

И сразу же после этой процедуры, пока бетон ещё не застыл, установить в верхушку фундамента металлический крепёж, который будет использоваться для присоединения конструкций к фундаменту (если таковой понадобится).

После установки поверхность бетона дополнительно выравнивается мастерком

Работы по установке строения на полученный фундамент можно будет начинать через неделю после его изготовления.

Порядок выполнения строительных работ

Строить этот прочный и надежный фундамент можно в любое время года – а это ценный момент. Но во время строительства необходимо строго соблюдать технологию, иначе даже небольшие просчеты приведут к серьезным последствиям – и первой пострадает прочность самого строения.

Шаг 1. Расчет будущего фундамента

Ширина такого фундамента вычисляется в зависимости от толщины будущих стен бани. Так, для каркасного строения особо мощного нулевого уровня не нужно, т.к. такие стены и легкие, и тонкие. А вот для настоящей русской парной из бруса буронабивной фундамент своими руками делать придется больше на 20-40 мм, чтобы вся нагрузка была распределена равномерно.

Шаг 2. Разметка участка

Порядок расположения свай на участке может быть самым разным – как в виде сплошной стены, так и в шахматном порядке или под определенными участками бани.

Шаг 3. Бурение скважин

Одну скважину буровая машина может сделать буквально за несколько часов. Самыми производительными в России пока признаны корейские и японские ямобуры, позволяющие строить буронабивные свайные фундаменты в короткий срок.

Шаг 4. Изготовление опалубки

Следующим шагом строится опалубка для создания скважины. Она необходима, когда грунт недостаточно плотен и может осыпаться. А вот при нормальных геологических условиях можно обойтись и без опалубки, заливая бетон прямо в созданную скважину – что значительно облегчает весь процесс. Нужно будет только сделать небольшой опалубок на поверхности земли – он станет потом оголовок для сваи. Такой опалубкой вполне может быть свернутый в трубу рубероид.

Шаг 5. Выбираем сваи

Сами сваи выбирать тоже нужно прочные и долговечные – по своей несущей способности они должны быть значительно качественнее, чем обычные забивные. Благодаря простоте конструкций буронабивных свай можно существенно ограничить земляные работы, да и самих свай ставить не нужно слишком много – даже не на каждом квадратном метре.

Можно сделать сваи и своими руками. Причем сваи делаются прямо на месте – а потому не нужно беспокоиться о месте их складирования. Пользуются популярностью в строительстве и буронабивные сваи, основание которых расширено до 50 см. Этому способствуют специальные технологические приемы, позволяющие таким сваям иметь несущую способностью уже целых 5 тонн. На таком фундаменте можно смело строить солидную баню из кирпича – со всеми архитектурными изысками.

Сваи для фундамента могут быть из самого разного материала – все зависит от имеющейся плотности грунта. Так, если почва на участке глинистая и перенасыщена влагой, то во время установки свай стены скважин придется укрепить специальными обсадными трубами, в крайнем случае, когда бюджет сильно ограничен – хотя бы глинистым раствором. Благодаря этим обсадным формам перекрываются горизонты плывунных грунтов и фундамент оказывается абсолютно безопасным. Ведь так и глубина, и ширина скважин остается неизменной и не подверженной деформациям.

Шаг 6. Изготовление подушки

Подушка для такого фундамента – обязательна. Ее обычно делают из песка, щебня или просто бетонной смеси. Подушка хорошо утрамбовывается и далее скважина уже заполняется основным материалом.

Шаг 7. Армирование фундамента

Для дополнительной прочности буронабивных свай часто используется арматура, которая с помощью ростверка вяжется в единую конструкцию.

Чтобы буронабивные сваи были прочными, для них заранее изготавливают арматурные каркасы – из прутьев диаметром 10-12 мм, связанные особым образом. Можно применять также и готовые треугольные каркасы, которые обычно берут для балок перекрытий.

Шаг 8. Монтаж свай

Теперь готовятся сваи – их толщина и расположение напрямую зависят от проекта будущей бани. Чтобы точно определить длину сваи, используется специальное оборудование – ручной бур или мотобур.

Глубина таких свай должна быть не менее, чем 1,5 метра и больше глубины промерзания грунта. Но обязательно на 10-15 см больше нормативной глубины промерзания грунта на определенном участке. Для чего и нужен правильный расчет такого фундамента. К слову, глубину промерзания определенной местности можно узнать по геологической карте, или проконсультироваться с местными специалистами

Это важно: если основание свай окажется ниже глубины промерзания грунта, то весь фундамент не «выдавится», как только выпадет снег

Использование свайного фундамента с ростверком

Опорное основание на буронабивных сваях имеет высокие показатели несущей способности, поэтому является альтернативой монолитному, ленточному фундаменту

Опорное основание на буронабивных сваях имеет высокие показатели несущей способности, поэтому является альтернативой монолитному, ленточному фундаменту. Причем свайный буровой обходится на порядок дешевле, и выстроить его можно своими руками. В зависимости от размера диаметра, свая выдерживает до 1,5 тонн массы, для строения среднего объекта потребуется не более 2-3 десятков опор. По регламенту диаметр свай может достигать 1,5 метров, длина до 40 метров. Для домов из тяжелого материала показано изготовление железобетонных элементов, выдерживающих большие весовые нагрузки. Дополнительными плюсами является минимальное количество земельных работ, большая экономия времени, денег.

Широкое применение технологии позволяет строить фундамент на подтопляемых, сложных, слабых грунтах и неровных ландшафтах

Достоинствами фундамента на буронабивных сваях считают следующие показатели:

1. строительство в условиях плотной застройки не приносит вреда окружающим объектам из-за сниженной динамической нагрузки при проведении работ;
2. широкое применение технологии позволяет строить фундамент на подтопляемых, сложных, слабых грунтах и неровных ландшафтах;
3. заглубление производится ниже расчетной точки промерзания грунта с упором на стабильные слои, что повышает стойкость, прочность объекта, продляет срок его эксплуатации;
4. свайно-буровой фундамент подходит для любых технологий строительства: каркасных, кирпичных, деревянных, сборных;
5. доступная стоимость;
6. оперативность возведения.

Дороже всего обходится основание с монолитным ростверком, однако такой фундамент выдерживает массивные нагрузки, поэтому финансовая составляющая многократно окупится. При этом для закладки свай не нужно выкапывать котлован, загон буровых свай производится вибропогружателем.

Сооружение буронабивных свай: порядок выполнения работ

Буронабивные сваи

На благополучных участках при строительстве небольших строений – дачных домиков, хозпостроек и пр. можно соорудить буронабивные сваи вручную: технология устройства опор в данном случае особо сложными операциями не изобилует, так что, имея комплект ручного бурения и пару крепких помощников, можно браться за работу.

У ручного способа бурения есть ряд существенных недостатков:

• Это весьма трудоемкий процесс, так что, сэкономив деньги, вы проиграете в рудовых и временных затратах;
• Бурение вручную скважин в твердых грунтах сопряжено с большими сложностями;
• Бурить специалисты рекомендуют до глины (какой фундамент лучше на глинистой почве). Если она залегает глубоко, ручным буром можно и не добраться до нее.

Несколько облегчает задачу применение бензинового бура. С его помощью можно пробурить несколько скважин за день.

Но самым лучшим решением все-таки будет использование специальной техники, позволяющий в течение одного дня выполнить полный объем работ по бурению.

Однако в данном случае чрезвычайно важна высокая скорость выполнения дальнейших работ: если вдруг задождит, вся предыдущая работа пойдет насмарку — стенки готовых скважин обрушатся, и придется все начинать сначала. Повторная аренда техники негативно скажется на конечной стоимости фундамента.

Этапы работ

Итак, вы решили соорудить буронабивной фундамент своими руками.

Пошаговая инструкция по выполнению соответствующих работ будет выглядеть следующим образом:

• В первую очередь производится разметка свайного поля (как сделать разметку фундамента под дом своими руками).
• После выноса всех осей фундамента на местность можно приступать к бурению скважин. Диаметр бура выбирается по соответствующему размеру обсадной трубы с учетом припуска в 10 см на размер. То есть, если вы планируете использовать двухсотмиллиметровую трубу, отверстие под нее надо сверлить 300-миллиметровым буром.

Бурение скважин

• В подготовленную скважину опускается обсадная труба и производится проверка ее на вертикальность. После того, как изделие приняло нужное положение, его надо зафиксировать – упорами из досок или подкладками, вставленными между стенками трубы и скважины.
• В трубу устанавливаются 2-3 арматурных стержня периодического профиля. Прутки не должны соприкасаться со стенками трубы – расстояние между ними должно быть не менее 50 мм.
• Производится заполнение трубы бетоном. Его консистенция должна быть более жидкой, чем, к примеру, при заливке ленточного фундамента (о том, какая марка бетона нужна для ленточного фундамента). Но количество цемента в смеси должно быть больше — примерно в два раза.
• Из-за небольшого диаметра трубы вероятность образования воздушной пробки велика. Поэтому в процессе заливки необходимо периодически смесь уплотнять. Лучше всего это делать строительным вибратором. Если его нет – придется пользоваться обычной «толкушкой».
• По окончании заполнения обсадной трубы бетонной смесью производится контрольная проверка ее вертикальности, а затем – обратная засыпка. Засыпают зазор между трубой и стенкой скважины послойно. Через каждые 20 см землю необходимо тщательно утрамбовывать.

После сооружения всех свай работу прерывают не менее чем на две недели. После указанного срока производится выравнивание опор. При необходимости сваи обрезаются при помощи мощной болгарки с диском, способным резать бетон и арматуру.