Армирование ростверка свайного фундамента

Как правильно армировать ростверк свайного фундамента?

Несмотря на то, что свайно-ростверковые фундаменты пользуются популярностью среди застройщиков, это довольно специфическая конструкция. Расчет такого основания сделать самостоятельно сложно, для этого необходимо подключать специалистов, которые имеют опыт работы в сфере, могут подготовить грамотный чертеж основания с четкими данными о типе ростверка, размерах и материале свай, а также расстояниях между конструктивными элементами.

Существует несколько популярных видов фундамента с ростверком: ленточный, плитный и свайный. Все они отличаются между собой конструкцией, несущими характеристиками и прочностью, используются на различных типах грунтов, а поэтому и схема их монтажа разнится. Но единственный общий момент, который обеспечивает максимально возможную несущую нагрузку на основание такого типа – правильное армирование.

Оно должно обязательно быть указано в чертеже, где также должен быть произведен расчет арматуры, ее длины и толщины, способа соединения прутьев. Соответственно, весь процесс армирования нужно выполнять строго по чертежу, соблюдать все расчеты, чтобы потом фундамент не разрушился из-за несоблюдения технологии.

Схема армирования свайного ростверка.

Армирование плитного и монолитного ростверка

Если нужно выполнить армирование монолитного ростверка, тогда укладка горизонтальных поясов делается в два отдельных ряда при расстоянии в 20-30 см. Между поясами нужно предусмотреть продольные линии связи с проволоки или арматуры, места соединения скрепить болтовыми зажимами.

Сварку использовать не рекомендуется из-за возможной деформации стали.

При расчете арматуры берется во внимание количество горизонтальных поясов, а также наличие вертикальных соединительных групп. Как правило, вертикали устанавливают с шагом в 20 см, но это правило иногда обходят за счет использования более мощной проволоки.

В схеме армирования монолитного ростверка всегда предусматриваются пояса. Каркас делается пространственным, т.е. используются вертикальные пучки нарезанной арматуры. Длину подбирают такую, чтобы прутья не выступали за пределы ростверка.

Как правило, вертикальные стержни соединяются с горизонтальным поясом гибкой проволокой. Армирование ростверка будет завершено, когда будут уложены и соединены между собой все стержни и тщательно защищен нижний слой. Затем можно начинать заливку ростверка бетонным раствором.

Армирование ленточного ростверка

Схема армирования ленточного ростверка практически ничем не отличается от монолитного. Первое отличие – монолитный имеет единую армированную плиту под периметром здания. А ленточный сооружается по периметру только несущих стен и там армируется. Соответственно, при расчете армирования ленточного фундамента учитывается меньшее количество арматуры, а также используемого бетонного раствора.

Второе отличие – способ установки опалубки, т.к. это двухсторонняя защитная плоскость, которая существенно ограничивает возможности доступа к арматуре.

Армирование выполняется только способом соединения вязальной проволокой – сварка недопустима.

При разработке чертежа армирования ленточного ростверка, прорабатывается отсутствие мест провисаний прутьев, а также вертикальные армирующие пучки. Во время заливки бетоном все прутья должны стоять именно в тех местах, где это указано на схеме. Любые смещения недопустимы, а поэтому соединение должно быть жестким.

Третье различие между ленточным и монолитным ростверком — способ армирования. В монолитной конструкции соединяются все оголовки, а в ленточной – только соседние конструкции, а поэтому расчет ленточного основания выходит дешевле.

Особенности выполнения работ

Ключевая проблема, какая возникает при расчете и строительстве фундамента, – неправильный выбор сечения самого ростверка. Нужно всегда учитывать наличие воздушной подушки под плоскостью ростверка.

Также некоторые проектировщики, особенно без опыта, могут в схеме совместить элементы плитной и ленточной конструкции. Если зимой возникнет вспучивание почвы, тогда лента фундамента поднимется, а плиты – нет. В результате случится разрыв свай и быстрое разрушение основания.

Если нужно сделать расчет поперечного сечения ростверка и размера свай, тогда нужно сначала разработать проект дома со спецификациями несущих стен и перекрытий. За счет этих данных проводится расчет допустимых нагрузок на будущее основание, подбирается тип заводский свайных элементов и уже затем подбирается толщина плиты ростверка.

Если выбор остановлен на ленточном типе основания, тогда толщина ростверка соответствует толщине несущих стен или может быть немного больше за счет утепления и декоративного оформления. Если такое основание строится на площадке с уклоном, тогда сразу подбираются сваи различной длины.

В некоторых случаях уклон площадки слишком большой. В таких случаях использовать сваи очень большой длины не рекомендуется, ведь возможно возникновение горизонтальных разрывов даже посередине сваи. В таких случаях строят ступенчатый фундамент, где предусмотрено углубление опорных стержней на глубину до 25 см, а опора вводится на 5-7 см.

При выборе ступеней также определяются сразу с толщиной кладки стены, а также места расположения опор. Тут нужно помнить, что края ступеней не должны опираться на опоры. Поэтому сваи устанавливаются полностью в свободном порядке. Арматура устанавливается на одной плоскости со зданием, расположение ее должно быть в самих ступенях, соединение – гибкое, без сварки.

Армирование плитного фундамента

При расчете необходимого количества арматуры, нужно воспользоваться типом и формой будущего основания. Эти характеристики железобетонной основы можно получить, определившись с будущей нагрузкой на фундамент и несущими характеристиками почвы. Часто используются ребристые прутья в горизонтальных и вертикальных поясах, т.е. арматура класса А3 с толщиной 10 мм.

При обустройстве армирующих поясов можно использовать прутья и большей толщины. Ведь чем они толще, тем фундамент получится прочнее. Также проектировщик при расчете должен учесть особенности почвы, тип будущего здания, его этажность и площадь. Если грунт плотный, то степень деформации основания будет меньше. Если же почва рыхлая, тогда в сваях и в ростверке нужно применять арматуру с диаметром 14-66 мм и более.

Шаг сетки для всех типов армирования составляет 20 см.

Об армировании ростверка свайного фундамента

В сфере индивидуального строительства при использовании свайного основания монолитный железобетонный ростверк является наиболее популярным вариантом, поскольку даже при значительных размерах его всегда можно изготовить своими силами.

Используемые для этого материалы могут быть доставлены на стройплощадку обычным грузовым или даже легковым транспортом без применения специальных платформ или подъемных кранов.

Однако, работы по монтажу монолитного ростверка являются более сложными, чем сборного, и главная трудность заключается в правильном армировании свайного ростверка.

Как работает ростверк

Часто можно слышать о схожести устройства ростверка и обычного ленточного фундамента, но такое утверждение верно лишь отчасти. Действительно, своим видом и функцией ростверк весьма похож на ленточное основание, однако условия работы этих конструкций значительно отличаются:

• если для ленточного фундамента возникновение изгибающего момента в вертикальной плоскости — скорее, явление из ряда вон выходящее, то для ростверков, представляющих собой уложенные на сваи балки, это – норма. Находящийся между опорами пролет воспринимает вес частей здания и другие нагрузки, будучи при этом как бы подвешенным в воздухе, что и обуславливает прогиб;
• еще одно отличие состоит в том, что приходящаяся на ленточный фундамент нагрузка является менее предсказуемой. Подстилающий грунт под различными участками основания может «поплыть» либо вспучиться. Это вызывает разнонаправленные прогибы, при которых растянутой может быть как верхняя, так и нижняя часть поперечного сечения. А растянутая зона, имеющая место при прогибе железобетонного элемента, — это, как известно, именно та зона, в которой должна располагаться арматура. Таким образом, обычный ленточный фундамент приходится армировать одинаково как в верхней части, так и в нижней.

В случае с ростверком воздействие со стороны грунта полностью исключается, поэтому возникающие в нем напряжения вполне прогнозируемы: в пролетах между сваями растянутой всегда оказывается нижняя часть поперечного сечения, в зонах опирания на сваи – верхняя.

Этим определяется и схема армирования ростверка свайного фундамента. Нижний пояс арматурного каркаса на участках между сваями делается более мощным, а в точках опирания на сваи усиливают верхний пояс.

Выбор материалов арматурного каркаса и определение его параметров

Диаметр используемой арматуры и параметры каркаса подбираются на основании расчета, учитывающего постоянные и временные нагрузки.

Расчет армирования ростверка свайного фундамента должен выполняться опытным строительным инженером, хорошо владеющим темой железобетонных конструкций.

Типовые решения

На практике в индивидуальном строительстве придерживаются следующих правил:

• в растянутых зонах ростверка укладывают несколько продольных стержней арматуры класса AIII диаметром 20 мм и более;
• в сжатом поясе размещают арматуру диаметром 8 – 15 мм. Шаг между стержнями продольной арматуры, также именуемой рабочей, составляет 80 – 100 мм.
• Для восприятия поперечных растягивающих усилий, а также для объединения продольной арматуры в единый каркас, к ней крепятся поперечные стержни – гладкая арматура класса AI диаметром от 6 до 8 мм. Расстояние между ними не должно быть менее 250 мм, но обычно оно принимается равным 3/8 высоты сечения ростверка.

Если высота ростверка превышает 150 мм, в арматурном каркасе устанавливают вертикальные стержни, шаг которых соответствует шагу поперечной арматуры.

Чаще всего вместо отдельных продольных и поперечных стержней используют хомуты – детали из арматуры в виде замкнутого прямоугольника или перевернутой литеры «П».

Армирование зон примыкания лент ростверка

Там, где ленты ростверка образуют Г-образное или Т-образное пересечение, просто скрепить пересекающиеся стержни рабочей арматуры недостаточно.

Здесь располагают согнутые под прямым углом стержни, каждая часть которого укладывается в одну из примыкающих лент и заходит в нее не менее, чем на 40 диаметров.

Хомуты в этих зонах устанавливают в два раза чаще.

Производство работ

Армирование ростверка свайного фундамента выполняют сразу после сооружения опалубки. Обязательным элементом последней должны быть поперечные перемычки в верхней части, к которым, в конечном итоге, будет подвешиваться арматурный каркас.

Работы по монтажу армирования в будущем ростверке можно разбить на несколько операций.

Устройство нижнего пояса арматурного каркаса

На дне опалубки поверх гидроизоляции укладывают специальные пластиковые бобышки, на которых затем будет располагаться нижний пояс арматурного каркаса.

Если бобышек в наличии нет, их можно заменить фрагментами кирпича или деревянными брусками высотой 40 – 50 мм:

• высота всех подкладок должна быть одинаковой, чтобы стержни арматуры заняли строго горизонтальное положение;
• шаг между бобышками или элементами, используемыми в качестве альтернативы, зависит от диаметра рабочей арматуры: он должен быть таким, чтобы стержни не прогибались;
• на бобышки с равным шагом необходимо уложить рабочую арматуру нижнего пояса. Расстояние от крайних стержней до боковых поверхностей опалубки должно составлять 30 – 40 мм.

При сооружении каркаса исполнитель должен руководствоваться требованиями документов, описывающих армирование ростверка свайного фундамента: чертеж конструкции со всеми необходимыми указаниями приводится в проекте постройки.

Если лента ростверка имеет значительную длину, каждую нитку рабочего пояса набирают из нескольких арматурных стержней, соединяемых с нахлестом в 1 м.

К нижнему поясу крепят стержни поперечной арматуры или хомуты, совмещающие в себе поперечную и вертикальную арматуру.

Устройство верхнего пояса

Рабочая арматура верхнего пояса подвешивается на перемычках опалубки, о которых было упомянуто в начале раздела. Длина подвесов должна быть такой, чтобы после заливки ростверка над арматурой образовался защитный слой бетона толщиной от 30 до 40 мм.

Стержни верхнего пояса связываются с поперечной и вертикальной арматурой либо с хомутами, если таковые используются.

Затем оба рабочих пояса следует привязать к арматуре, выступающей из свай. Арматурный каркас можно считать готовым.

Способы вязки арматуры

Наиболее распространенный метод крепления – связывание арматуры с помощью специальной проволоки. Электросварка используется очень редко и только для арматуры, имеющей в маркировке литеру «С».

Соединять сваркой обычную арматуру не допускается, поскольку вследствие воздействия высоких температур она становится менее прочной.

Для вязания арматуры применяют только отожженную круглую проволоку диаметром 1 мм. Необожженная проволока является менее пластичной, поэтому плохо гнется и легко обрывается.

Ищете информацию по теме, как выбрать теплый электрический пол?

Быстрее всего вязка арматуры осуществляется с помощью специального пистолета, снабженного аккумулятором. Но его приобретение целесообразно только при больших объемах работ, к тому же он не очень удобен при вязке арматуры в труднодоступных местах.

Армирование свайно – ростверкового фундамента для частного дома в основном осуществляют посредством другого инструмента – специального крючка. Профессионалы предпочитают самодельные крючки, но для разовых работ сгодится и покупной.

В продаже можно найти как обычные, так и винтовые крючки, называемые, также, полуавтоматическими.

Последние позволяют выполнять вязку арматуры несколько быстрее, но в силу своей конструкции после затягивания узла они оставляют слишком длинные свободные концы проволоки, которые часто выступают из бетона и начинают ржаветь.

Наиболее простыми и распространенными видами узлов являются так называемые «петля» и «две петли». Первый используется при соединении арматуры внахлест, второй – для стыковых соединений. На практике же петлю часто применяют не только для нахлесточных соединений, но и для угловых.

На завершающем этапе монтажа арматурного каркаса следует извлечь бобышки, на которых устанавливалась рабочая арматура нижнего пояса. После этого весь каркас окажется подвешенным на проволоке, обвитой вокруг верхних перемычек опалубки. Теперь можно приступать к заливке бетона.

Видео об армировании ростверка свайного фундамента

Технология армирования свайного ростверка

Свайный фундамент — универсальное основание для строительства кирпичных (об армировании кирпичной кладки — читаем отдельно), деревянных, газобетонных (про армирование газобетона — читаем отдельно) и пенобетонных малоэтажных домов в любых грунтовых условиях. Такие основания применяются и для других конструкций (к примеру — заборов, колонн). Прочность и надежность свайного фундамента непосредственно зависит ростверка, о технологии армирования которого мы поговорим в данной статье.

Вы узнаете, зачем необходимо армирование свайно-ростверкового фундамента, какие материалы для этого используются и как выполняется сам процесс. Будут приведены схемы и чертежи, объясняющие все нюансы армирования монолитного ростверка.

1 Какие функции выполняет ростверк и зачем нужно его армирование?

Ростверк представляет собой ленточную конструкцию (о том, как армируют обычный ленточный фундамент — читаем отдельно), соединяющую отдельно стоящие сваи между собой. За счет обвязки опоры получают дополнительную пространственную жесткость и устойчивость к опрокидывающим нагрузкам. Также ростверк выступает в качестве опорной поверхности, на которой возводятся стены здания.

Читайте также: что такое анкеровка арматуры, и зачем она необходима?

Существует несколько разновидностей обвязки по материалу изготовления — стальная (из швеллера либо двутавра) деревянная (из бруса) и железобетонная. Именно в случае монтажа монолитного свайного ростверка, который используется при обустройстве домов из тяжелых материалов, необходимо выполнить армирование обвязки.

Потребность в укреплении монолитного ростверка арматурой обуславливается тем, что бетон как материал имеет высокую устойчивость к сжимающим нагрузкам, но при этом ему свойственно слабое сопротивление к нагрузкам на изгиб и растяжения, которые могут стать причиной его деформации.

Схема свайно-ростверкового фундамента

Размещенный внутри монолитного ростверка армокаркас воспринимает на себя вышеуказанные нагрузки, предотвращая риск его разрушения, что значительно увеличивает надежность и долговечность конструкции. Армирование необходимо не только при монтаже свайно-ростверкого фундамента, но и в столбчатом основании, которое имеет схожую конфигурацию.

Отметим, что армированию подлежат фундаменты, в которых используются сваи двух видов — забивные и буронабивные. Забивные сваи представляют собой конструкции заводского изготовления, которые по завершению монтажа с помощью копровой техники обрезаются специальной гидравлической сваерезкой.

После обрезки оголяется арматура на торцевой части сваи, которая впоследствии связывается с каркасом монолитного ростверка. При монтаже буронабивных опор их армокаркас делается так, чтоб над бетонным телом сваи находились выступы арматуры высотой 30-40 см.
к меню ↑

1.1 Чем и как армировать?

Армирование ленточного ростверка выполняется посредством пространственного армокаркаса, состоящего из двух продольных поясов арматуры (верхнего и нижнего), соединенных между собой горизонтальными и вертикальными перемычками.

Продольные пояса выполняются из прутьев арматуры класса А3 (горячекатаный профиль рифленого типа), диаметр которой составляет 13-16 мм. Использовать стеклопластиковую арматуру можно, что подтверждают отзывы о успешной эксплуатации таких свайно-ростверковых фундаментов на специализированных форумах.

Соединяющие вертикальные и горизонтальные перемычки могут выполняться в двух вариантах — в виде отдельных прутков приваренной к продольных поясам арматуры (схема демонстрирует конфигурацию). В таком случае необходимо использовать стержни аналогичного типоразмера, что и при обустройстве продольного пояса.

Чертеж соединения поясов отдельными перемычками

Также каркас может соединяться перемычками из выгнутой в хомуты прямоугольной формы арматуры (нижеприведенная схема). При таком подходе используются гладкие стержни класса А2 (диаметр 8-10 мм). Гнутые хомуты трудоемки в монтаже, однако они за счет меньшего количества сварных швов они более надежны и долговечны. Стеклопластиковая арматура, не подлежащая гибке, для создания хомутов не применяется.

Чертеж соединения поясов хомутами

Согласно положениям СНиП №2.03.01 «Пособие по проектированию и обустройству свайно-ростверковых фундаментов», при монтаже армокаркаса необходимо соблюдать следующий шаг между составляющими элементами:

• количество стержней в продольных поясах — минимум 4, расстояние между ними — до 10 см;
• шаг между поперечными перемычками продольного пояса — 20-30 см;
• шаг между вертикальными соединяющими перемычками — до 40 см;
• защитный слой бетона — минимум 5 см.

Защитный слой представляет собой расстояние между крайними контурами армокаркаса и стенками бетонного тела монолитного ростверка. Если защитный слой не будет иметь требуемую толщину возникнет две проблемы — каркас не сможет правильно перераспределять действующие на ростверк нагрузки и арматура будет чрезмерно подвержена коррозии под воздействием влаги, проникающей в микропоры бетона.

Пластиковая подставка под арматуру

Чтобы сделать защитный слой по нижней грани ростверка используются специальные пластиковые подставки-грибки, которые поднимают арматуру над опалубкой. Применение в данных целях кусков кирпича не допускается.
к меню ↑

1.2 Как рассчитать количество арматуры?

В качестве примера приводим расчет количества арматуры для монолитного ростверка периметром 8*6 м. Используем условные габариты обвязки 40*40 см. Армокаркас под такую обвязку будет состоять из двух продольных поясов по 3 стержня А3 диаметр 14 мм в каждом (шаг между прутьями 10 см, по 5 см с каждой стороны съедает защитный слой бетона). Пояса соединяются перемычками из арматуры А1 диаметр 11 мм, расположенных с шагом в 20 см.

Расчет выполняется по следующему алгоритму:

1. Определяем общую длину прутьев в верхнем продольном поясе. Для этого: а) определяем периметр ростверка: 8+8+6+6 = 30 м; б) делаем расчет длины 3-ех стержней: 3*30 = 90 м; в) рассчитываем длину арматуры А3 на оба пояса: 90*2 = 180 м.
2. Для соединения прутьев продольного пояса нам потребуются перемычки длиной 30 см, которые будут расположены с шагом 20 см. Выполняем расчет их количество на оба контура ростверка: 2*(30/0.2) = 300 шт, после чего рассчитываем общую длину поперечных перемычек: 300*0,3 = 100 м.
3. Осталось произвести расчет длины вертикальных перемычек, соединяющих верхний и нижний контуры каркаса между собой. Но поскольку в примере рассчитывается прямоугольный ростверк, их количество и длина будет идентичной поперечным перемычкам. Если же используется ростверк прямоугольной конфигурации, расчет выполняется по указанной в пункте №2 формуле.

В итоге расчет нам показал, что армирование ростверка требует 180 м арматуры класса А3 и 200 м (100+100) стержней А2 диаметром 11 мм. Также может потребоваться расчет вязальной проволоки, если вы не планируете использовать стыковку сваркой. Выполняется он с учетом того, что на одно соединение уходит около 40 см материала: определяем количество соединений: 4*(30/0,2) = 600 шт; и высчитываем расход материала — 600*0.4 = 240 м.
к меню ↑

1.3 Особенности армирования ростверка (видео)

2 Технология армирования монолитного ростверка

Амирование ростверка начинается после выполнения всех предыдущих этапов обустройства свайного фундамента — монтажа свай, их обрезки и обустройства опалубки. Вы должны иметь готовую опалубку, внутри которой на высоту, равную сечению обвязки, выступают армокаркасы свай.

Опалубка и сваи перед началом армирования

При сборке каркаса арматуру можно вязать между собой с помощью проволоки либо соединять прутья методом сварки. Существенной разницы в способе стыковки нет — нередко утверждают, что сваренный каркас из-за отсутствия эластичности хуже противостоит деформациям, чем соединенная вязкой конструкция, однако в промышленном многоэтажном строительстве каркасы свайно-ростверковых фундаментов всегда свариваются, так что эти опасения беспочвенны. К тому же, сварка более практичный и быстрый в реализации способ.

Армирование ростверка — пошаговая инструкция:

1. К выступающей из сваи арматуре на высоте от 5 см от дна опалубки привариваются горизонтальные прутки.
2. На прутьях с заданным шагом размещается и приваривается арматура нижнего продольного пояса.

Первый пояс армокаркаса и хомуты

Усиление углов на верхнем поясе каркаса

Сборка армокакаркаса на прямых участках ростверка достаточно проста в исполнении. Трудности наступают при армировании углов, которое необходимо дополнительно усиливать, поскольку эта часть каркаса испытывает максимальные нагрузки.

Схема правильного армирования углов и примыканий ростверка

Углы и места примыкания внутренних стен обвязки к наружным нельзя армировать перехлестом арматуры. На данных участках необходимо укладывать цельные стержни, выгнутые в Г либо П-образной конфигурации. Схема правильного армирования углов свайного ростверка приведена на изображении.

Статьи по теме:

Портал об арматуре » Армирование » Технология армирования свайного ростверка

Основные особенности армирования столбчатых фундаментов с ростверком

Особенности армирования столбчатого фундамента

Повышение крепости и надежности фундамента достигается его армированием. Бетон выдерживает большие нагрузки на сжатие. Изгибные или растягивающие усилия даже небольшие, разрывают его.

На столб фундамента действуют такие нагрузки:

• на сжатие – вес здания;
• на разрыв – зимой пучение грунта сжимает стенки столба и отрывает его вверх от подошвы;
• на излом/сдвиг, зимой – горизонтальные подвижки грунта при замерзании или летом – сдвиг плотного слоя по водонасыщенному или слабому грунту.

Для нагрузок на сжатие не армируют, а воздействие от пучения грунта полностью устраняют, обернув столб тремя слоями полиэтилена или рубероида. Сдвиговая нагрузка возможна редко, но защищают от нее армированием.

Второй зоной армирования в столбчатых фундаментах, является ростверк. Армирование ростверка свайного фундамента производят только по его нижней и верхней поверхности с учетом толщины защитного слоя бетона.

Требования к арматуре столбов фундамента и ростверка

Для горизонтальной продольной арматуры ростверка берут прутки с регулярным профилем и диаметром 10 – 16 мм. Вертикальные и горизонтальные поперечные участки каркаса – из гладкой арматуры, диаметром 6 – 8 мм.

Для столбов вертикальная арматура – профилированная, горизонтальная – гладкая. Диаметры те же.

Обычно используют прутки марок А I и А III (А 400 С).

Можно использовать новый вид арматуры – композитную. Практика пока не велика, а характеристики у нее хорошие.

Последовательность армирования столбов и ростверка

Столбы армируют вертикальными прутьями. Их варят или вяжут проволокой в каркасы.

На дно ямы насыпают песок, толщиной 200 – 250 мм и сверху такой же слой песка со щебнем. Укладывают не менее 50 – 100 мм бетона для защиты металла от грунтовой влаги и коррозии.

Готовые каркасы опускают в скважины буронабивных свай или ямы под столбы.

Размеры каркаса в сечении должны быть меньше диаметра скважины на 35 – 50 мм с каждой стороны. Этот слой бетона называется защитным. Щелочной реакцией он защищает металл от коррозии.

Выпуски арматуры столбов при изготовлении каркаса загибают горизонтально на длину 30 – 40 диаметров прута. Если дипломированный сварщик умеет правильно, и не перекаливая варить арматуру, загибы не делают.

В ростверк стержни укладывают двумя слоями:

• верхний слой ниже верхнего среза на толщину защитного слоя;
• в нижнем слое, на ту же толщину выше подошвы.

Середина не армируется, тут нагрузок почти не бывает.

Схема расположения прутов арматуры определяется требованиями к частям фундамента:

• для буронабивных свай или железобетонных свайных столбов – требования прочности на срез обуславливается нагрузкой от горизонтального смещения массивов грунта;
• для горизонтального, обычно монолитного ростверка нагрузка будет изгибающей, т. к. балка ростверка расположена концами на опорах, а под средней ее частью опоры почти нет.

Как располагают арматуру в углах ростверка?

Армирование углов ростверка свайного фундамента и пересечения с несущими внутренними стенами нужно вести с загибанием прутов на длину не менее 0,4 – 0,8 м. Отогнутые части горизонтальных прутьев одной стороны ростверка должны заходить на перпендикулярную ей другую сторону и наоборот.

Варить можно не всегда – некоторые марки стали не варятся обычными электродами, возможны перегрев прутков, вытекание металла и ослабление стыков, швов и т. п.

Нормативные документы по столбчатым фундаментам

Количество прутков, марки арматуры, значение диаметров получают в результате расчета столбчатого фундамента профессиональным инженером-строителем. Как и чертежи для его армирования.

Для этого используют такие нормативные документы:

• СП 20.13330.2011 (СНиП 2.01.07-85*) «Нагрузки и воздействия» – терминология и нагрузки на столбчатый фундамент;
• СП 50-101-2004 (актуализация СНиПов 2.02.01-83 и 3.02.01-87) – Свод Правил по фундаментам зданий и сооружений, п. с 12.1 – по 12.8 – общие требования к расчету, расчет столбчатых фундаментов – п. 12.3;
• СП 22.13330.2011 (обновленный СНиП 2.02.01-83) «Основания зданий и сооружений» – нагрузки, глубина заложения, учет грунтовых вод, особенности стадий проектирования;
• СП 63.13330.2012 (актуализация СНиП 52-01-2003) «Бетонные и железобетонные конструкции», расчетные требования в п. 5, 7, 10.

Расчет по документам позволяет точнее определять цену на армирование столбчатого фундамента.

Ошибки при армировании

Наиболее часто встречающиеся ошибки:

1. Арматурный каркас устанавливают на грунт. Металл корродирует, расширяется в объеме и рвет бетон в самом важном месте – подошве столбов.
2. При установке в скважину каркас не центрируется. Арматура может выйти наружу столба или остаться малая толщина защитного слоя.
3. Не выпускается арматура для связей с каркасом ростверка. Монолитный ростверк не сможет противостоять горизонтальным подвижкам грунта, и фундамент может разрушиться.
4. При сварке стержней соединения не должны быть на углах и на пересечениях стен.
5. При изгибе прутов место сгиба не греют – прут дает микротрещины.
6. Арматура в средней части любого железобетонного изделия – грубая ошибка – бетонная балка или плита растягивается или сверху при нагрузке на края и опоре посередине, или снизу – когда опоры по краям, а нагрузка в середине. Эти растягивающие усилия и должна выдерживать арматура. В средней части изделия нагрузок почти нет, и арматура там – выброшенные деньги, время и труд.
7. При заливке бетона глубинный вибратор использовать только во внутренней зоне каркаса и аккуратно, чтобы не нарушить его конфигурацию.

Армирование ростверка свайного фундамента + схема, чертеж

В отличие от ленточного фундамента рассчитать армирование ростверка проще. Все без исключения возникающие напряжения абсолютно прогнозируемые, так как силы пучения отсутствуют полностью. Над сваями усиливается верхний пояс, между ними в нижнем поясе закладывается более мощная арматура.

• 1 Отличие ростверка от ленточного фундамента
• 2 Технология арматурного каркаса ленточного ростверка
  • 2.1 Продольное армирование
  • 2.2 Поперечное армирование
  • 2.3 Правила армирования углов и примыканий со схемами
  • 2.4 Вязка арматуры или сварка стыков

Отличие ростверка от ленточного фундамента

Достоинством свайного фундамента является опирание на пласты с гарантированно высокой несущей способностью. Например, если для ленточного фундамента на насыпных, подрабатываемых, болотистых почвах потребуется огромный бюджет, чтобы пройти их насквозь, сваи обойдутся в 10 – 15 раз дешевле. Однако на них сложно опереть мелкоформатные стеновые материалы, поэтому оголовки связываются монолитными балками, на которых кладка или венцы сруба возводятся без проблем.

Общим у ленточного фундамента и ростверка является только чертеж, эксплуатационные характеристики разные:

• вертикальный изгибающий момент в лентах, опирающихся на грунт всей подошвой – явление крайне редкое, у ростверка – это норма;
• грунты при вспучивании стараются порвать, вытолкнуть ленту МЗЛФ на поверхность, балки на сваях отделены от земли 15 – 20 см воздушной прослойкой или пенополистиролом, воспринимающим указанные нагрузки на себя;
• поэтому лента армируется в обоих поясах одинаково, в ростверке усиливается нижний слой арматуры, верхний – над ними (только в зонах растяжения, с которым бетон справиться без растрескивания не может).

Арматурный каркас в любом ж/б изделии как раз и предназначен для компенсации растяжений. Популярные у индивидуальных застройщиков композитные арматуры имеют слабую адгезию с бетоном, сильно растягиваются, что приводит к раскрытию трещин.

Поэтому специалисты рекомендуют создавать арматурный каркас исключительно из стальных стержней 8 – 14 мм периодического сечения (в продольном направлении), прутков 6 – 8 мм гладкого сечения (хомуты, поперечные, вертикальные скобы).

Оптимальным вариантом является класс А400 (старая маркировка А3). Что полностью соответствует указаниям СП 24.13330 (фундаменты свайные), СП 63.13330 (ж/б, бетонные конструкции).

Технология арматурного каркаса ленточного ростверка

Несмотря на название ленточного ростверка свайного фундамента, монолитные балки имеют конструкцию решетки. Поэтому каркас имеет несколько узлов сопряжений стен (наружная/внутренняя), углов, в которых не допускается стыковка перехлестом. Прутки в этих местах изгибаются, запускаются на соседнюю сторону, связываются с каркасом внахлест.

Продольное армирование аналогично ленточному фундаменту, для придания каркасам пространственной геометрии так же применяются прямоугольные хомуты. Однако в зонах растяжения, прочих ответственных местах добавляются поперечные вертикальные стержни. Стыки свайно-ростверкового каркаса обвязываются проволокой или стыкуются сваркой (только для арматуры с буквой С в маркировке).

Продольное армирование

Без профессионального образования и знания специальных программ индивидуальному застройщику сложно правильно рассчитать сечение и количество продольных стержней. Простейшим вариантом будет воспользоваться инструментом «АРБАТ» вычислительного комплекса Scad Office с максимально простым интерфейсом:

• в отличие от свай ростверк рассчитывается по изгибающим моментам, на продавливание, прорезающие усилия;
• арматурный каркас изготавливается из продольных прутков 8 – 16 мм;
• в отличие от ленточного фундамента, кроме хомутов добавляются вертикальные прутки возле каждого продольного стержня.

Технология укладки стандартная, продольные прутки обвязываются хомутами или привариваются к ним. Затем арматурный каркас укладывается в опалубку на нижние прокладки из бетона, пластика (обеспечение защитного слоя), по месту в него добавляются элементы усиления (вертикальные стержни).

В проектах коттеджей с бетонными или кирпичными стенами может использоваться двурядное расположение свай. Поэтому для ленточной части свайного фундамента может добавляться расчет в поперечном направлении, поскольку крутящие моменты возникают и там, иногда превышают величину продольных. Арматурный каркас в некоторых случаях усиливается стержнями 14 – 16 мм с шагом 20 см.

Поперечное армирование

Без хомутов невозможно придать каркасам необходимую пространственную геометрию. Одновременно эти элементы усиливают армопояс. Все стыки обвариваются либо перевязываются проволочными закрутками. Дополнительные вертикальные прутки монтируются с расчетным шагом (обычно 20 – 40 см). На приведенном фото присутствуют практически все возможные ошибки:

Неправлильное армирование ростверка.

• не соблюдаются защитные слои со всех сторон ленты, арматура соприкасается с опалубкой сваи;
• армирование углов должно выполняться по специальным схемам, а не просто изогнутыми прутками;
• отсутствуют бетонные, пластиковые прокладки;
• армопояс смещен относительно центра сваи;
• вместо среднего пояса, никаких нагрузок не воспринимающего, следовало бы усилить верхний/нижний уровни более толстой арматурой свайного фундамента или добавлением дополнительных прутков (этот вариант предпочтительнее);
• неправильная связь арматурных каркасов сваи и ростверка.

Чтобы узнать подробнее об армировании углов, рекомендуем прочитать статью: Армирование углов ленточного фундамента. Схемы армирования углов для ленточного фундамента и ростверка будут аналогичными.

На нижнем рисунке все элементы армопояса расположены правильно – два вертикальных прутка сваи связаны с нижним поясом, остальные с верхними стержнями.

Схема правильного армирования узла сопряжения ростверк/свая.

Правила армирования углов и примыканий со схемами

В большинстве советской литературы (например, пособие В. С. Сажина) приведены неверные схемы укладки арматуры в местах сопряжения. Согласно СП 63.13330 правильно армировать подобные Г-образные, Т-образные стыки нужно следующим образом:

• запуск П-образного элемента на примыкающую стену, встречный изгиб прутка с боковой ленты под прямым углом;
• два П-образных элемента поверх перекрестья продольных стержней из угла конструкции наружу;

Чертеж правильного армирования углов и примыканий ростверка.

Согласно требованиям СП 63.13330 основными требованиями при укладке арматуры являются:

• при ширине балки от 15 см в каждом поясе должно быть 2 продольных прутка минимум;
• минимальное расстояние между прутками одного ряда 3 см;
• арматурный каркас может иметь расстояние между соседними продольными прутками 40 см максимум либо 2 толщины стены над ним;
• одним хомутом можно связывать продольные стержни для конструкций 40 х 40 см максимум при условии, что число продольных стержней в каждом ряду не превышает 4 штуки;
• не допускаются отверстия, закладные в ростверках диаметр (размер) которых больше 1/3 ширины балки.

Кроме прочностного существует конструктивное армирование. Например, при высоте монолитной балки от 70 см потребуются дополнительные прутки в середине высоты ростверка возле его боковых граней. Среднюю часть при этом армировать не нужно. Если в высоком ростверке заложено перекрытие нижнего этажа по балкам, в балках придется смонтировать закладные (трубы) для вентиляционных продухов подполья.

Вязка арматуры или сварка стыков

Абсолютно неразрывное кольцо в свайно-ленточном каркасе создается с помощью стыковочных муфт. Сварка так же обеспечивает неразрывные стыки без степеней свободы. На практике индивидуальные застройщики чаще применяют проволочные скрутки, единственным назначением которых является обеспечение стабильной геометрии каркаса до завершения процесса гидратации внутри бетона.

Нахлест при продольном наращивании арматуры составляет 20 – 40 диаметров прутка (сварка, проволока, соответственно). Муфты стоят дорого, частными застройщиками практически не востребованы. Перекрестный шов прутков можно варить, начиная с 25 мм диаметра, согласно ведомственным нормативам ВСН 37-96. К тому же сварка ослабляет пруток и является местом усиленной коррозии.

В углах свайно-ленточного фундамента нахлест не увеличивается, стыки соседних рядов должны разноситься на 60 диаметров. В руководстве ACI 318-05 рекомендуются свободные стыки без проволочных скруток. Считается, что при укладке смеси бетон равномерно охватит каждый пруток гораздо прочнее сварки или проволоки. На практике правильным способом являются именно проволочные скрутки. Полимерные хомуты не обеспечивают неподвижность и целостность каркаса в момент перемещения лопатами смеси внутри опалубки.

В зонах растяжения применяется анкеровка:

• лапки на концах стержней (изгиб под прямым углом);
• соединение прутков крючками (изгиб 180 градусов);

Запрещено нагревать арматуру при гибке, необходимо применять трубогибы, оправки, прочие приспособления. Величина защитного слоя допускается от 3 см (низ/верх), 4 см на боковых гранях фундаментной ленты. Методика вязки крючком выглядит следующим образом:

• заготовка – проволока нарезается кусками по 15 – 20 см, сгибается пополам;
• позиционирование – скрутка заводится под стык, в петлю продевается жало вязального крючка;
• вязка – свободный край натягивается, укладывается на крючок, инструменту придается вращение (обычно по часовой стрелке);
• высвобождение инструмента – обычно достаточно трех оборотов для нормального натяжения проволоки без разрыва, после чего, жало выводят из петли, отгибают вниз торчащие края скрутки.

Схема вязки арматуры.

Профессиональный вязально-проволочный пистолет для индивидуальных застройщиков не рассматривается. Обычно используют вставленное в шуруповерт жало стандартного крючка с обрезанной ручкой. Аккумуляторный инструмент имеет высокий ресурс и, что гораздо важнее – регулировку затягивающего усилия. Все стыки арматурного каркаса затягиваются одинаковым крутящим моментом без порыва вязальной проволоки.

Существует механический вариант крючка, в котором поступательное движение преобразуется во вращение винтом Архимеда. Строитель продевает жало в петлю, укладывает второй конец скрутки, затем просто тянет за рукоятку, жало делает три оборота и останавливается.

Таким образом, при армировании ростверка по оголовкам свай необходимо использовать правильную схему в сопряжениях. Обеспечить защитный слой со всех сторон, выбрать сечение стержней путем программного расчета. Применить проволочные скрутки, как бюджетный вариант, отвечающий нормативам СП и ВСН.

Рекомендуем: Вязка арматуры для ленточного фундамента.

Устройство свайного фундамента с ростверком для частного дома

При верном расчете количества свай и глубины их погружения фундамент не будет подвергаться воздействию влаги и промерзать, поэтому в некоторых случаях может быть предпочтительней ленточного. В местах небольших перепадов рельефа, когда выравнивать склон нерентабельно, возможно использование комбинации обычного ленточного и свайного фундаментов.

1. Виды фундаментов с ростверком

Ростверком называют верхнюю часть фундамента, которая объединяет оголовки свай и служит опорой для будущего здания. Соединение свай и роствека может осуществляться с помощью сварки (в случае использования железобетонных конструкций) или заливки бетоном.

По способу установки ростверки подразделяется на:

• ленточные – связываются только соседние сваи;
• выполненные в виде плиты – связывается каждый оголовок.

По виду материалов ростверк может быть выполнен:

• из бетона с укладкой арматуры – под несущие стены устанавливаются сваи, на глубину и ширину ростверка роются неглубокие траншеи;
• подвесной бетонный – аналогичен предыдущему варианту, однако его особенностью является то, что лента из бетона не соприкасается с грунтом, устройство компенсационного зазора при этом обеспечивает предотвращение разрыва опор при колебании грунта;
• железобетонные – из широкого металлического швеллера или двутавра, причем под несущие стены устанавливается швеллер 30, остальные опоры связываются швеллером 16-20;
• из дерева – используется реже;
• комбинированным методом – с использованием как металлических несущих элементов, так и бетона.

2. Расчет расстояния между сваями и глубины их погружения в свайном фундаменте

Глубина погружения свай рассчитывается исходя из вида и сложности грунта. Нижняя часть опоры должна находиться на 20-30 см ниже нормативной глубины промерзания определенного вида грунта в регионе проживания. К примеру, глубина промерзания для Санкт-Петербурга, по отчетам геологов, для глин и суглинков 1,4 м. Для возведения фундамента потребуется сваи размером не менее 140 + 20 = 160 см. Так как земля под домом прогревается, эту цифру можно уменьшить на 10-20%.

Для определения требуемого количества свай и расстояния между ними руководствуются СНиП № 2.02.03-85 и ГОСТ 27751, в которых перечислены основные требования, предъявляемые при возведении свайных фундаментов. При этом в расчет берутся следующие характеристики:

• прочность материала свай и ростверка;
• несущая способность грунта (при этом учитывается уплотнение при установке опоры);
• при наличии значительных перепадов рельефа – несущая способность основания (пяты) опоры;
• степень усадки сваи при вертикальной нагрузке.

2.1. Порядок проведения расчетов

1. Для начала расчетов понадобиться определить размер общей нагрузки на будущий фундамент, то есть узнать вес здания. При этом учитываются не только масса стен, но и пола, перекрытий между этажами, вес крыши, внутренней и фасадной облицовок.
2. Полезная нагрузка (вес мебели, бытовых приборов и людей) – если при возведении административных многоэтажных зданий в расчет принимается 200 кг/кв. м, то при строительстве жилых домов достаточно 150 кг/кв. м.
3. К полученной сумме веса добавляется снеговая нагрузка в зимний период. Давление снежных масс для большинства районов РФ – 180 кг/кв. м.
4. Сумма всех трех вышеуказанных нагрузок умножается на коэффициент запаса, равный 1,1 (в некоторых случаях возможно применение коэффициента 1,2).
5. Нагрузка на одну опору без проседания.

При приобретении готовых винтовых свай следует поинтересоваться не только их высотой, но и способностью выдерживать определенный тип нагрузки. Так, винтовые опоры ВСК, имеющие размер 86х250х2500, будут иметь предельную глубину залегания винта 1700 мм, при этом одна свая способна выдержать нагрузку 2000 кг. Способы расчета нагрузки для буронабивных свай более сложны. Возможно, для проведения расчетов понадобится помощью специалистов. Более подробно о монтаже бетонных свай можно прочесть в СНиП № 2.02.03-85. Неплохим справочником может стать книга «Универсальный фундамент» Р.Н. Яковлева, в которой приводится подробные способы расчетов.

2.2. Пример расчета свайного фундамента с ростверком

Винтовые сваи используются для возведения легких дачных домиков, при строительстве же тяжелых коттеджей применяются более массивные буронабивные сваи, способные выдержать серьезную нагрузку.

В данном примере для упрощения расчеты ведутся по винтовым опорам. Отметим, что, если для подобных свай небольшого размера при расчетах не учитывается боковое трение, то в случае возведения тяжелых зданий на буронабивных сваях также учитываются силы бокового трения, оказывающие воздействие на сваю.

Расчет общего количества свай и шага их установки для одноэтажного дома размером 6 × 6 м:

1. Определим общий вес расходных материалов. Допустим, общий вес бруса, крыши и облицовки дома с учетом снеговой нагрузки составит 27526 кг.
2. Размер полезной нагрузки 6 × 6 × 150 = 5400 кг (полезная нагрузка, данные которой приведены в п. 2.1, умножается на длину и ширину будущего дома).
3. Величина снеговой нагрузки 180 × 6 × 6 = 6480 кг.
4. Таким образом, общая масса нагрузки на фундамент составит 27526+ 5400 + 6480 = 39406 кг.
5. Умножаем полученный вес на коэффициент надежности 39406 × 1,1 = 43346,6 кг.
6. Допустим, мы планируем установку винтовых опор 86х250х2500 ВСК. Для расчета их количества полученную сумму общей нагрузки 43346,6 кг следует разделить на нагрузку, приходящуюся на одну сваю 43346,6/2000 = 21,673. Округляем полученное число до 22. Таким образом, для строительства дома размером 6×6 м нам понадобиться 22 сваи.
7. Для установки 22 опор шаг установки будет 1,2 метра. Для половых лаг следует добавить еще 2 сваи, которые будут расположены внутри дома.

3. Фундамент с ростверком своими руками

Буронабивные машины при строительстве частных домов используют лишь в тех случаях, когда грунт недостаточно плотный и для обнаружения более плотного участка требуется углубиться в толщу земли на достаточно большую глубину. Если толщина слабого грунта достаточно велика, возможно использование составных свай из отдельных разъемных секций.

В большинстве же случаев при возведении частного дома достаточно установки буронабивной сваи. Для того в грунте случае в грунте с помощью садового или ручного бура делается отверстие необходимой глубины.

3.1. Разметка и бурение скважин под сваи.

После расчистки и выравнивания участка на месте будущего фундамента делается разметка: с помощью натягивания нитей определяется на местности местоположение внутренних и внешних границ ростверка. Опоры, к которым крепится натянутая разметочная веревка, лучше вывести за периметр будущего фундамента, так, чтобы углы будущего фундамента образовывались в местах пересечения натянутых нитей.

Далее, место каждой опоры обозначается с помощью арматуры или деревянных кольев. Можно просто сделать небольшую лунку на месте будущей сваи и пролить ее водой: своего рода «маркер». Сваи обязательно устанавливаются по всем четырем углам будущего фундамента, а затем от каждого угла отмечается необходимое расстояние до следующей, при этом опоры обязательно должны устанавливаться в месте пересечения стен.

Слишком часто расставленные опоры значительно увеличат материальные затраты на их возведение. Редкое же их расположение может привести к существенной деформации ростверка, а затем и к появлению трещин в несущих стенах.

После завершения работ по разметке будущих свай, строительная нить, служившая разметкой границ будущего ростверка, убирается с опор, и производятся работы по бурению скважин под сваи.

3.2. Заливка скважин. Армирование свай фундамента

Перед заливкой бетоном каждая из скважин армируется. Арматура раскладывается продольно по всей длине сваи. Для каждой из столбовых опор достаточно 4-6 прутьев диаметром 12-10 мм. Для придания устойчивости каждая из арматур предварительно сваривается между собой проволокой. Получается своеобразный каркас (закладная), который вставляется в подготовленную скважину. Арматура обязательно должна выступать над сваей – ее длина должна быть такова, чтобы сцепление с ростверком было достаточным. Расстояние от стен скважины (в случае установки опалубки – от стен опалубки) до прута – не менее 5 см.

Во избежание появления воздушных карманов бетонирование должно осуществляться послойно по 25-30 см. Каждый последующий слой плотно утрамбовывается лопатой-штыковкой или вибратором. Чтобы не допустить швов на стыках, заливка каждого последующего слоя производится до высыхания предыдущего.

3.3. Армирование ростверка свайного фундамента

Поверх каждого столба перед установкой ростверка делают гидроизоляцию из просмоленного рубероида. Вместо смолы возможно использование гидростеклоизола.

Далее, разметочная нить снова натягивается на оставленные опоры, и в обозначенных границах под будущий ростверк укладывается подушка из щебня и песка, которая проливается водой и утрамбовывается. Для того, чтобы вода при заливке бетона не ушла в землю, укладывается полиэтилен или рубероид.

Армирование ростверка происходит до установки опалубки.

После завершения вязки арматуры, разметочная нить снова натягивается и по ней устанавливается опалубка.

Заливка монолитного ростверка осуществляется также, как и при заливке ленточного фундамента.

Для обустройства «висячего» фундамента под него предварительно укладывается слой песка, который по мере высыхания конструкции удаляется. Заменить песок можно деревянным коробом в форме буквы «П», который устанавливается на слой кирпича. Через 3 дня короб и кирпичи удаляются.

Армирование ростверка на одиночной свае

На эту статью меня вдохновил вопрос Владимира Б., присланный на почту. В исходных данных был вот такой фундамент, требовалось правильно заармировать ростверк.

Скажу сразу, что при наличии изгибающего момента, ростверк нужно проектировать на двух сваях – тогда момент раскладывается на пару сил, и сваи испытывают только сжимающую и выдергивающую нагрузку, их просто посчитать и законструировать. Работа же сваи под действием момента вызывает сомнения, лучше такого варианта избегать. Но вопрос меня все равно заинтересовал, и я решила написать статью для развития конструкторского мышления (с допущением, что наша свая уже рассчитана, законструирована, и выдерживает все нагрузки с запасом). Буду рада обсуждению в комментариях.

Итак, в исходных данных у нас монолитный ростверк 800х600 мм, высотой 500 мм, опирающийся на одиночную железобетонную сваю сечением 300х300 мм. Сверху на ростверк опирается металлическая колонна. Вертикальная нагрузка от колонны N = 18 т, момент вдоль оси 2 Mx = 4.5 тм, поперечная сила вдоль оси 2 Qy = 1 т. База колонны и расстояние между болтами показаны на рисунке ниже.

Давайте рассмотрим, какую расчетную схему следует принять для ростверка. У нас имеется жесткое опирание на сваю. Нагрузка от колонны передается точно по оси сваи, без сбивок. Но у нас имеется изгибающий момент, который передается через фундаментные болты, положение которых выходит за пределы сваи. По сути, если изобразить расчетную схему для ростверка, мы увидим следующее.

Вертикальная сила N = 18 т распределяется по длине пластины базы колонны 0,62 м и превращается в равномерно распределенную нагрузку q = 18/0,62 = 29 т/м.

Изгибающий момент Мх = 4,5 т∙м раскладывается на пару сил Р, находящихся на расстоянии 0,5 м, и действующих одна – вверх, другая – вниз. Каждая сила Р = 4,5/0,5 = 9 т.

Учитывая то, что расчетная длина консоли равна свесу консоли, мы получим для каждой консоли следующую расчетную схему с защемлением посередине:

У нас будет три нагрузки:

1) равномерно-распределенная q_с.в. = 0,5∙0,6∙2,5 = 0,75 т/м – нагрузка от собственного веса ростверка сечением 0,5х0,6 м (2,5 т/м 3 – собственный вес бетона);

2) равномерно распределенная q – нагрузка от колонны (от вертикальной силы N);

3) вертикальная сила Р (вниз и вверх) – нагрузка от колонны (от изгибающего момента Мх).

Длина каждой консоли равна длине свеса ростверка. Привязка вертикальной силы Р и распределенной нагрузки q – согласно реальным привязкам пластины и болтов.

Теперь нам нужно найти максимальный изгибающий момент М и максимальную поперечную силу Q в консоли.

Для расчета армирования нам понадобятся нормативное и расчетное значение М и Q, причем с выделением постоянных и временных нагрузок. Нагрузка от собственного веса – постоянная. Нагрузки N и Мх включают в себя постоянную и временную части, для уточнения задания следует обратиться к расчетчику металлоконструкций, но мы для примера просто придумаем, что кратковременная часть нагрузки составляет 30%.

В результате расчета мы получим следующие эпюры М и Q:

Что означают эти эпюры? Как их прочитать?

По эпюре моментов мы видим, что при такой нагрузке, как у нас в примере (когда момент пытается повернуть колонну против часовой стрелки, и она давит через болты на левую часть ростверка, а правую при этом пытается поднять вверх), максимальный момент в левой части ростверка, причем он на эпюре поднимается вверх над нулевой линией – а значит требует установить верхнюю рабочую арматуру вдоль ростверка, чтобы она восприняла растяжение от изгиба. Момент на эпюре сверху – значит, растянута верхняя часть сечения. Точно так же в правой части ростверка мы видим, что эпюра момента сначала уходит вниз (требуется нижняя рабочая арматура), а потом в месте установки болта выныривает вверх – там появляется растяжение, требующее уже верхнюю арматуру. Таким образом, нам нужно установить в ростверке и верхнюю, и нижнюю рабочую арматуру. Верхнюю мы рассчитаем, исходя из величины М1 (он больше, чем М3), а нижнюю – исходя из величины М2.

Из эпюры поперечной силы мы можем увидеть потребность в поперечной арматуре. Очень напряженные участки у нас Q1-Q3 и Q2-Q5, на них будет максимальная поперечная арматура. Это и логично, т.к. в точках Q3 и Q5 у нас расположены сосредоточенные силы от болтов, и по правилам конструирования мы должны поставить надежную поперечную арматуру от опоры до места приложения сосредоточенной нагрузки – это и подтвердилось расчетом.

Рассмотрим же, какие усилия получились в нашем ростверке.

Как мы видим, максимальный момент М1, максимальная поперечная сила Q1.

Имея на руках результаты расчета, мы можем посчитать арматуру и заняться конструированием ростверка. Процент армирования по результатам расчета получился маленьким – всего лишь 0,05%, но минимальный процент армирования ростверков не нормируется.

У нас получилась по расчету верхняя рабочая арматура площадью 1,5 см², нижняя рабочая арматура площадью 0,6 см² (и это логично, момент М1 больше момента М2), поперечная арматура площадью 0,28 см² при шаге 200 мм. Теперь нам нужно законструировать ростверк.

Рекомендуемый шаг арматуры в ростверке – 200 мм. Еще ростверк рекомендуется армировать сварными сетками (сварка обязательно должна быть контактной, и ни в коем случае – ручной дуговой!), если же сетки вязанные, то по периметру ростверка два ряда пересечений стержней должны быть соединены сваркой. Помимо этого для анкеровки рабочих стержней на расстоянии 25 мм от их края должен быть приварен перпендикулярный стержень половинного (по сравнению с рабочими стержнями) диаметра. Все эти требования взяты из пособия «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», Тихонов И.Н.

Обратите внимание, т.к. ростверк – не плитный, а балочный, мы не должны пренебрегать конструктивными требованиями к армированию балок (их можно изучить в том же пособии).

Итак, верхнюю и нижнюю сетки ростверка мы принимаем сварными, рабочая арматура – продольная (вдоль ростверка), диаметром 12 мм с шагом 200 мм, класс арматуры А400С – всего получится 4 стержня арматуры, площадь армирования 4,52 см² (это значительно больше, чем 1,5 см² и 0,6 см², но арматуру меньших диаметров в балочном ростверке лучше все-таки не устанавливать). Перпендикулярно этой арматуре установим стержни диаметром 6 мм (как раз выдерживается требование по половинному диаметру – 12/2 = 6 мм) с шагом 200 мм, класс арматуры А400С или А240С.

Теперь разберемся с поперечной арматурой, ростверк мы будем армировать сварными каркасами, в которых установим поперечную арматуру с нужным нам шагом. При шаге 200 мм площадь сечения всех стержней должна быть не менее 0,28 см² — выходит, нам достаточно одного стержня диаметром 6 мм в сечении. Но теперь заглянем в рисунок 3.1 пособия. При ширине балки более 350 мм мы должны установить даже не два, а три каркаса с поперечной арматурой. Далее, уточним шаг арматуры. Согласно рисунку 3.10 пособия и пояснениям под ним, на длине Lsup мы должны установить поперечную арматуру с шагом Sw1, который не должен превышать 500 мм или треть высоты сечения балки (500/3 = 160 мм). В нашем случае Lsup равна расстоянию от опоры до места приложения сосредоточенной нагрузки (т.е. до фундаментного болта). На остатке консоли мы можем установить арматуру с шагом 3h/4 = 3∙500/4 = 375 мм, но при нашей длине консоли такой шаг будет слишком велик, от фундаментного болта до края ростверка у нас остается всего 150 мм, поэтому мы принимаем для всей балки шаг поперечных стержней 150 мм (что меньше 160 мм, т.е. допустимо). Такие величины, как 160 мм лучше не применять, а придерживаться размеров, кратных 50 мм.

Продольную арматуру каркасов примем такую же, как и поперечная – диаметром 6 мм, это будет два стержня – вверху и внизу каркаса.

Итак, мы определились с армированием ростверка. У нас есть две сетки с рабочей арматурой и три каркаса – с поперечной. Между собой в объемный каркас строители соединят их вязальной арматурой.

Армирование ростверка на одиночной свае

На эту статью меня вдохновил вопрос Владимира Б., присланный на почту. В исходных данных был вот такой фундамент, требовалось правильно заармировать ростверк.

Скажу сразу, что при наличии изгибающего момента, ростверк нужно проектировать на двух сваях – тогда момент раскладывается на пару сил, и сваи испытывают только сжимающую и выдергивающую нагрузку, их просто посчитать и законструировать. Работа же сваи под действием момента вызывает сомнения, лучше такого варианта избегать. Но вопрос меня все равно заинтересовал, и я решила написать статью для развития конструкторского мышления (с допущением, что наша свая уже рассчитана, законструирована, и выдерживает все нагрузки с запасом). Буду рада обсуждению в комментариях.

Итак, в исходных данных у нас монолитный ростверк 800х600 мм, высотой 500 мм, опирающийся на одиночную железобетонную сваю сечением 300х300 мм. Сверху на ростверк опирается металлическая колонна. Вертикальная нагрузка от колонны N = 18 т, момент вдоль оси 2 Mx = 4.5 тм, поперечная сила вдоль оси 2 Qy = 1 т. База колонны и расстояние между болтами показаны на рисунке ниже.

Давайте рассмотрим, какую расчетную схему следует принять для ростверка. У нас имеется жесткое опирание на сваю. Нагрузка от колонны передается точно по оси сваи, без сбивок. Но у нас имеется изгибающий момент, который передается через фундаментные болты, положение которых выходит за пределы сваи. По сути, если изобразить расчетную схему для ростверка, мы увидим следующее.

Вертикальная сила N = 18 т распределяется по длине пластины базы колонны 0,62 м и превращается в равномерно распределенную нагрузку q = 18/0,62 = 29 т/м.

Изгибающий момент Мх = 4,5 т∙м раскладывается на пару сил Р, находящихся на расстоянии 0,5 м, и действующих одна – вверх, другая – вниз. Каждая сила Р = 4,5/0,5 = 9 т.

Учитывая то, что расчетная длина консоли равна свесу консоли, мы получим для каждой консоли следующую расчетную схему с защемлением посередине:

У нас будет три нагрузки:

1) равномерно-распределенная q_с.в. = 0,5∙0,6∙2,5 = 0,75 т/м – нагрузка от собственного веса ростверка сечением 0,5х0,6 м (2,5 т/м 3 – собственный вес бетона);

2) равномерно распределенная q – нагрузка от колонны (от вертикальной силы N);

3) вертикальная сила Р (вниз и вверх) – нагрузка от колонны (от изгибающего момента Мх).

Длина каждой консоли равна длине свеса ростверка. Привязка вертикальной силы Р и распределенной нагрузки q – согласно реальным привязкам пластины и болтов.

Теперь нам нужно найти максимальный изгибающий момент М и максимальную поперечную силу Q в консоли.

Для расчета армирования нам понадобятся нормативное и расчетное значение М и Q, причем с выделением постоянных и временных нагрузок. Нагрузка от собственного веса – постоянная. Нагрузки N и Мх включают в себя постоянную и временную части, для уточнения задания следует обратиться к расчетчику металлоконструкций, но мы для примера просто придумаем, что кратковременная часть нагрузки составляет 30%.

В результате расчета мы получим следующие эпюры М и Q:

Что означают эти эпюры? Как их прочитать?

По эпюре моментов мы видим, что при такой нагрузке, как у нас в примере (когда момент пытается повернуть колонну против часовой стрелки, и она давит через болты на левую часть ростверка, а правую при этом пытается поднять вверх), максимальный момент в левой части ростверка, причем он на эпюре поднимается вверх над нулевой линией – а значит требует установить верхнюю рабочую арматуру вдоль ростверка, чтобы она восприняла растяжение от изгиба. Момент на эпюре сверху – значит, растянута верхняя часть сечения. Точно так же в правой части ростверка мы видим, что эпюра момента сначала уходит вниз (требуется нижняя рабочая арматура), а потом в месте установки болта выныривает вверх – там появляется растяжение, требующее уже верхнюю арматуру. Таким образом, нам нужно установить в ростверке и верхнюю, и нижнюю рабочую арматуру. Верхнюю мы рассчитаем, исходя из величины М1 (он больше, чем М3), а нижнюю – исходя из величины М2.

Из эпюры поперечной силы мы можем увидеть потребность в поперечной арматуре. Очень напряженные участки у нас Q1-Q3 и Q2-Q5, на них будет максимальная поперечная арматура. Это и логично, т.к. в точках Q3 и Q5 у нас расположены сосредоточенные силы от болтов, и по правилам конструирования мы должны поставить надежную поперечную арматуру от опоры до места приложения сосредоточенной нагрузки – это и подтвердилось расчетом.

Рассмотрим же, какие усилия получились в нашем ростверке.

Как мы видим, максимальный момент М1, максимальная поперечная сила Q1.

Имея на руках результаты расчета, мы можем посчитать арматуру и заняться конструированием ростверка. Процент армирования по результатам расчета получился маленьким – всего лишь 0,05%, но минимальный процент армирования ростверков не нормируется.

У нас получилась по расчету верхняя рабочая арматура площадью 1,5 см², нижняя рабочая арматура площадью 0,6 см² (и это логично, момент М1 больше момента М2), поперечная арматура площадью 0,28 см² при шаге 200 мм. Теперь нам нужно законструировать ростверк.

Рекомендуемый шаг арматуры в ростверке – 200 мм. Еще ростверк рекомендуется армировать сварными сетками (сварка обязательно должна быть контактной, и ни в коем случае – ручной дуговой!), если же сетки вязанные, то по периметру ростверка два ряда пересечений стержней должны быть соединены сваркой. Помимо этого для анкеровки рабочих стержней на расстоянии 25 мм от их края должен быть приварен перпендикулярный стержень половинного (по сравнению с рабочими стержнями) диаметра. Все эти требования взяты из пособия «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», Тихонов И.Н.

Обратите внимание, т.к. ростверк – не плитный, а балочный, мы не должны пренебрегать конструктивными требованиями к армированию балок (их можно изучить в том же пособии).

Итак, верхнюю и нижнюю сетки ростверка мы принимаем сварными, рабочая арматура – продольная (вдоль ростверка), диаметром 12 мм с шагом 200 мм, класс арматуры А400С – всего получится 4 стержня арматуры, площадь армирования 4,52 см² (это значительно больше, чем 1,5 см² и 0,6 см², но арматуру меньших диаметров в балочном ростверке лучше все-таки не устанавливать). Перпендикулярно этой арматуре установим стержни диаметром 6 мм (как раз выдерживается требование по половинному диаметру – 12/2 = 6 мм) с шагом 200 мм, класс арматуры А400С или А240С.

Теперь разберемся с поперечной арматурой, ростверк мы будем армировать сварными каркасами, в которых установим поперечную арматуру с нужным нам шагом. При шаге 200 мм площадь сечения всех стержней должна быть не менее 0,28 см² — выходит, нам достаточно одного стержня диаметром 6 мм в сечении. Но теперь заглянем в рисунок 3.1 пособия. При ширине балки более 350 мм мы должны установить даже не два, а три каркаса с поперечной арматурой. Далее, уточним шаг арматуры. Согласно рисунку 3.10 пособия и пояснениям под ним, на длине Lsup мы должны установить поперечную арматуру с шагом Sw1, который не должен превышать 500 мм или треть высоты сечения балки (500/3 = 160 мм). В нашем случае Lsup равна расстоянию от опоры до места приложения сосредоточенной нагрузки (т.е. до фундаментного болта). На остатке консоли мы можем установить арматуру с шагом 3h/4 = 3∙500/4 = 375 мм, но при нашей длине консоли такой шаг будет слишком велик, от фундаментного болта до края ростверка у нас остается всего 150 мм, поэтому мы принимаем для всей балки шаг поперечных стержней 150 мм (что меньше 160 мм, т.е. допустимо). Такие величины, как 160 мм лучше не применять, а придерживаться размеров, кратных 50 мм.

Продольную арматуру каркасов примем такую же, как и поперечная – диаметром 6 мм, это будет два стержня – вверху и внизу каркаса.

Итак, мы определились с армированием ростверка. У нас есть две сетки с рабочей арматурой и три каркаса – с поперечной. Между собой в объемный каркас строители соединят их вязальной арматурой.

Фундамент на сваях с ростверком

Свайный фундамент с ростверком представляет собой равномерно расположенные сваи, скрепленные сверху бетонной лентой или плитой. Основная задача ростверка заключается в равномерном распределении массы здания по фундаментальной опоре. Также он способствует значительному увеличению общей прочности и устойчивости свайного поля.

• Виды ростверка
• Виды ростверка по используемому материалу
• Свайный фундамент с монолитным ростверком
• Технология возведения
• Этапы возведения
• Фундамент на сваях с ростверком — видео

Так как в Подмосковье грунты преимущественно слабые, песчаные и водонасыщенные, устройство свайного фундамента с ростверком, или как иногда его называют в народе фундамент ростверк на сваях, дело обычное.

Виды ростверка

Разновидности ростверка различаются по высотному уровню от поверхности почвы, причем высота наземной области свай может быть разной.

• Заглубленный – такой вид ростверка полностью погружен в грунт. Верхняя плоскость находится ниже основного уровня почвы. Самый сложный вид ростверка, так как трудно обеспечить свободное пространство под ним.
• Повышенный – бетонная лента проходит в одной параллели с грунтовой поверхностью. В отдельных случаях имеет незначительное возвышение.
• Высокий – внешняя плоскость фундамента возвышается на значительную высоту от общего уровня грунта. Является часто используемым видом, так как имеет простой монтаж и не подвергается земляному давлению на фундамент. Но требует дополнительного утепления и гидроизолирования. Также нет возможности сделать подвал или подземный склад.

Рис. Виды ростверков свайных фундаментов

Важно! Под любым видом ростверка необходимо обустраивать свободное от грунта пространство. Оно разгружает весь фундамент от грунтового давления, повышая его прочность и устойчивость.

Расположение свай под ростверком может быть различным. Для большой прочности их можно расположить сплошными рядами, тогда ростверк будет выглядеть в виде плиты. Либо если нужны точечные усиленные зоны, то сваи устанавливаются пучками. Довольно часто встречаются полосные установки свай с ленточным ростверком.

Виды ростверка по используемому материалу

• Металлический

Представляет собой швеллер или двутавровую балку, которые выполняют функцию обвязки фундамента. Такой вид ростверка полностью исключает деформацию стен и пола в виде проседания или искривления. Имеет дополнительную основу для несъемной опалубки и бетонирования чернового пола на первом этаже.

• Бетонный

Выдерживает нагрузку большого кирпичного или блочного дома, так как является самым надежным конструкционным устройством. Его одиночные сваи имеют общее перекрытие в виде железобетонной балки.

• Деревянный

Применяется только для легких дачных домов. Выполняет функцию обвязки нижнего венца деревянной постройки. Обычно монтируется без создания цокольной области.

Свайный фундамент с монолитным ростверком

Сделать такой фундамент самому не представляет особой сложности, если почва не имеет каких-либо серьезных нюансов, например, наличие скальной породы или больших прослоек песочной породы.
Сначала производится установка свай по намеченному чертежу. Они в большинстве случаев обязательно проходят армирование и заливку бетонной смесью, хорошо проталкиваемой на всю глубину механическим вибрированием.

Рис. Схема расположения монолитного ростверка

Так как ростверк представляет собой бетонную ленту, опоясывающую свайное поле, то его сечение определяется при помощи расчета постоянного давления от здания. Все это можно распределить на несколько этапов:

• Чертежи и разметка

Составление чертёжного плана и проведение грунтовой разметки.

Бурение скважин с последующей забивкой свайных стволов при помощи специальной техники.

Изготовление опалубной конструкции для ростверка и свайных оголовок, если последние имеют возвышение над грунтовой поверхностью. При заглубленном виде ростверка осуществляется рытье траншеи для заливания бетонной смеси.

• Заливка бетона

Непосредственное бетонирование свайной конструкции и ростверка горизонтальными наложениями.

• Застывание

Обязательная выдержка залитого монолитного сооружения до его полного застывания. Разборка съемной опалубки (если есть).

Важно! Заливка бетонной смеси для ростверка происходит в опалубку, сделанную из деревянных частей. Но перед началом работ нужно удостовериться в отсутствии грунтовых вод в траншее и при необходимости откачать их. Идеальным вариантом является создание дренажной канавы рядом с фундаментом.

Технология возведения свайного фундамента с ростверком

Прежде чем начинать строительство необходимо провести все расчетные работы по возведению фундамента. Так как могут возникнуть сложности при монтаже, то лучше обратиться к профессиональным сотрудникам. Они, проведя необходимые исследования, представят полный отчет по необходимым работам и их стоимости.

Цена свайного фундамента с ростверком будет зависеть от:

• численности свай;
• диаметра, поперечного сечения и общей длины свайных стволов;
• необходимого для строительства материала (цемент, песок, арматура и т.д.);
• наличие или отсутствие специальной техники.

Этапная последовательность:

• Проведение разметочных работ по участку

Есть два вида разметки: «египетский треугольник» и «две кривые». Первый способ заключается в забивке реек по углам на длинной стороне будущего фундамента и прочерчивании линии между ними. Далее на верёвке завязываются узлы с промежутком в три, четыре и пять метров. Узлы в 3 и 4 метра соединяются с помощью гвоздя. Далее узел верёвки прикрепляется к рейке и натягивается так, чтобы промежуток в четыре метра оказался на проведенной линии. По участку верёвки в три метра проводится еще одна линия. Потом на ней отмечается ширина здания и ставится третья рейка. Также обнаруживается и последний угол.

Рис. Схема разметки фундамента

Способ «двух кривых» заключается в определении равного метража от установленной рейки. В эти точки устанавливаются метки. Верёвка привязывается одним концом к рейке, а другим к установленной метке. Выводится и отмечается дуга. Тоже самое делается со второй отметкой. От точки соединения дуг прокладывается линия, на которой будет определена ширина дома. Затем четыре метки соединяются шнуром, и проводится такая же разметка внутреннего фундаментального контура. Только после этого отмечаются контрольные точки для свай.

Рис. Схема «две кривые» (разметка фундамента)

• Бурение скважин для свай

Проводится согласно расчетам, которые должны показывать уровень промерзания грунта и прохождение подземных вод. Стандартная глубина не превышает двух метров. После окончания буровых работ на дно скважины укладывают песчаную подушку и устанавливают в качестве опалубки асбестовые трубы. Сваи могут иметь не только круглую форму, но и квадратную. Такие применяются, если необходимо маленькое заглубление фундамента.

• Установка свайных опор

Монтаж свай производится с точным соблюдением заданных параметров. После установки проводится их динамическое испытание.

• Монтаж ростверка

В свою очередь подразделяется на несколько этапов:

• При заглубленном виде ростверка выкапывается траншея вместе с бурением скважин. На дно укладывается подушка из песка минимум в десять сантиметров.
• Затем монтируется сама опалубка с применением ДСП-щитов.

Рис. Монтаж ростверка

Важно! Главное внимание обращается на устойчивость опалубки и ее прочность. При необходимости все элементы стягиваются проволочными скрутками и устанавливаются распорки, длина которых равняется ширине ростверка.

• Двухуровневое армирование

Проводится с помощью двенадцатимиллиметровых прутов. Их связка осуществляется с помощью обожжённой проволоки. Дно траншеи предварительно должно быть устлано брусовыми досками шириной до пяти сантиметров. Такое же расстояние арматура не должна доставать до верхнего края опалубки.

Рис. Двухуровневое армирование ростверка

Важно! Арматурный каркас свай для большей прочности должен быть соединен с арматурой ростверка. Так свайный фундамент образует одно целое.

• Бетонирование ростверка

Производится в один день той же смесью, которая использовалась для заливки свай. Верхнюю плоскость бетонного раствора необходимо тщательно разровнять с помощью строительного уровня. При заглубленном ростверке опалубка снимается через 2-5 дней, а с высокого – минимум через месяц. Причем две недели бетон необходимо регулярно смачивать водой два раза в день, чтобы избежать растрескивания.

Все нормативные требования, относительно размеров элементов фундамента и применяемых материалов, определяются на основании инженерных расчетов, также в соответствии со СНиП и входят в состав проекта строительства.

Фундамент на сваях с ростверком — видео

В этом видео можно поэтапно просмотреть создание свайно-ростверкового фундамента:

Методика расчета свайного буронабивного фундамента с ростверком

Расчет свайного фундамента выполняется в зависимости от его типа. Важно понимать, что расчет буронабивных свай будет отличаться от вычислений для винтовых. Но во всех случаях требуется выполнить предварительную подготовку, которая включает в себя сбор нагрузок и геологические изыскания.

Изучение характеристик грунта

Несущая способность буронабивной сваи будет во многом зависеть от прочностных характеристик основания. В первую очередь стоит выяснить прочностные показатели грунтов на участке. Для этого пользуются двумя методами: ручным бурением или отрывкой шурфов. Грунт разрабатывается на глубину на 50 см больше, чем предполагаемая отметка фундамента.

Схема буронабивного фундамента

Перед тем, как рассчитать свайный фундамент рекомендуется ознакомиться с ГОСТ «Грунты. Классификация» приложение А. Там представлены основные определения, исходя из которых, тип грунта можно определить визуально.

Далее потребуется таблица с указанием прочности грунта в зависимости от его типа и консистенции. Все необходимые для расчета характеристики приведены на картинках ниже.

Сбор нагрузок

Перед расчетом буронабивного фундамента также необходимо выполнить сбор нагрузок от всех вышележащих конструкций. Потребуется два отдельных вычисления:

• нагрузка на сваю (с учетом ростверка);
• нагрузка на ростверк.

Это необходимо потому, что отдельно будет выполнен расчет ростверка свайного фундамента и характеристик свай.

При сборе нагрузок необходимо уесть все элементы здания, а также временные нагрузки, к которым относится масса снегового покрова на крыше, а также полезная нагрузка на перекрытие от людей, мебели и оборудования.

Для расчета свайно-ростверкового фундамента составляется таблица, в которую вносится информация о массе конструкций. Чтобы рассчитать эту таблицу, можно пользоваться следующей информацией:

Собственный вес фундаментов и ростверка определяется в зависимости от геометрических размеров. Сначала требуется вычислить объем конструкции. Плотность железобетона при этом принимается равной 2500 кг/куб.м. Чтобы получить массу элемента, нужно объем умножить на плотность.

Каждую составляющую нагрузки нужно умножить на специальный коэффициент, который повышает надежность. Его подбирают в зависимости от материала и способа изготовления. Точное значение можно найти в таблице:

Расчет сваи

На этом этапе вычислений необходимо определиться со следующими характеристиками:

• шаг свай;
• длина сваи до края ростверка;
• сечение.

Чаще всего размеры сечения определяют заранее, а остальные показатели подбирают исходя их имеющихся данных. Таким образом, результатом расчета должны стать расстояние между сваями и их длина.

Всю массу здания, полученную на предыдущем этапе, требуется разделить на общую длину ростверка. При этом учитываются как наружные, так и внутренние стены. Результатом деления станет нагрузка на каждый пог.м фундаментов.

Несущую способность одного элемента фундамента можно найти по формуле:
P = (0,7 • R • S) + (u • 0,8 • fin • li), где:

• P — нагрузка, которую без разрушения выдерживает одна свая;
• R — прочность почвы, которую можно найти по таблицам, представленным ниже после изучения состава грунта;
• S — площадь сечения сваи в нижней части, для круглой сваи формула выглядит следующим образом: S = 3,14*r2/2 (здесь r — это радиус окружности);
• u — периметр элемента фундамента, можно найти по формуле периметра окружности для круглого элемента;
• fin — сопротивление почвы по боковым сторонам элемента фундамента, см. таблицу для глинистых грунтов выше;
• li — толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи (находят для каждого слоя почвы отдельно);
• 0,7 и 0,8 — это коэффициенты.

Шаг фундаментов рассчитывается по более простой формуле: l = P/Q, где Q—это масса дома на пог.м фундамента, найденная ранее. Чтобы найти расстояние между буронабивными сваями в свету, из найденной величины просто вычитают ширину одного элемента фундамента.

При выполнении расчетов рекомендуется рассмотреть несколько вариантов с разными длинами элементов. После этого будет легко подобрать наиболее экономичный.

Армирование буронабивных свай выполняется в соответствии с нормативными документами. Арматурные каркасы состоят из рабочей арматуры и хомутов. Первая берет на себя изгибающие воздействия, а вторые обеспечивают совместную работу отдельных стержней.

Каркасы для буронабивных свай подбираются в зависимости от нагрузки и размеров сечения. Рабочая арматура устанавливается в вертикальном положении, для нее используют стальные стержни D от 10 до 16 мм. При этом выбирают материал класса А400 (с периодическим профилем). Для изготовления поперечных хомутов потребуется закупить гладкую арматуру класса А240. D = минимум 6-8 мм.

Сортамент стальной арматуры

Каркасы буронабивных свай устанавливаются так, чтобы металл не доходил за край бетона на 2-3 см. Это нужно для обеспечения защитного слоя, который предотвратить появление коррозии (ржавчины на арматуре).

Размеры ростверка и его армирование

Элемент проектируется так же, как и ленточный фундамент. Высота ростверка зависит от того, насколько нужно поднять здание, а также от его массы. Самостоятельно можно выполнить расчет элемента, который опирается вровень с землей, или немного заглублен в нее. Основа расчетов висячего варианта слишком сложна для неспециалиста, поэтому такую работу стоит доверить профессионалам.

Пример правильной вязки арматурного каркаса

Размеры ростверка вычисляются так: В = М / (L • R), где:

• B — это минимальное расстояние для опирания ленты (ширина обвязки);
• М — масса здания без учета веса свай;
• L — длина обвязки;
• R — прочность почвы у поверхности земли.

Арматурные каркасы обвязки подбираются так же, как и для здания на ленточном фундаменте. В ростверке требуется установить рабочее армирование (вдоль ленты), горизонтальное поперечное, вертикальное поперечное.

Общую площадь сечения рабочего армирования подбирают так, чтобы она была не меньше 0,1% от сечения ленты. Чтобы подобрать сечение каждого стержня и их количество (четное), пользуются сортаментом арматуры. Также необходимо учитывать указания СП по наименьшим размерам.

Пример расчета

Чтобы лучше понять принцип выполнения вычислений, стоит изучить пример расчета. Здесь рассматривается одноэтажное здание из кирпича с вальмовой крышей из металлочерепицы. В здании предполагается наличие двух перекрытий. Оба изготавливаются из железобетона толщиной 220 мм. Размеры дома в плане 6 на 9 метров. Толщина стен составляет 380 мм. Высота этажа — 3,15 м (от пола до потолка — 2,8 м), общая длина внутренних перегородок — 10 м. Внутренних стен нет. На участке найдена тугопластичная супесь, пористость которой — 0,5. Глубина залегания этой супеси — 3,1 м. Отсюда по таблицам находим: R = 46 тонн/кв.м., fin = 1,2 тонн/кв.м. (для расчетов среднюю глубину принимаем равной 1 м). Снеговая нагрузка берется по значениям Москвы.

Сбор нагрузок делаем в форме таблицы. При этом не забываем про коэффициенты надежности.

Предварительно назначаем ростверк шириной 40 см, высотой 50 см. Длину сваи — 3000 мм, D сечения = 500 мм. Используем примерный шаг свай 1500 мм.
Чтобы рассчитать общее количество опор нужно 30 м (длину ростверка) поделить на 1,5 м (шаг свай) и прибавить 1 шт. При необходимости значение округляется до целого числа в сторону уменьшения. Получаем 21 шт.

Площадь одной сваи = 3,14 • 0,52/4 = 0,196 кв.м., периметр = 2 • 3,14 • 0,5 = 3,14 м.

Найдем массу ростверка: 0,4м • 0,5 м • 30 м • 2500 кг/куб.м.• 1,3 = 19500 кг.

Найдем массу свай: 21 • 3 м • 0,196 кв.м. • 2500 кг/куб.м. • 1,3 = 40131 кг.

Найдем массу всего здания: сумма из таблицы + масса свай + масса ростверка = 244167 кг или 244 тонн.

Для расчета потребуется нагрузка на пог.м ростверка = Q = 244 т/30 м = 8,1 т/м.

Расчет свай. Пример

Находим допустимое нагружение на каждый элемент по формуле указанной ранее:
P = (0,7 • 46 тонн/кв.м. • 0,196 кв.м.) + (3,14 м • 0,8 • 1,2 тонн/кв.м. • 3 м) = 15,35 т.
Шаг свай принимается равным P/Q = 15,35/8,1= 1,89 м. Округляем до 1,9 м. Если шаг получается слишком большим или маленьким, нужно проверить еще несколько вариантов, меняя при этом длину и диаметр фундаментов.

Для каркасов применяются пруты D = 14 мм и хомуты D = 8 мм.

Расчет ростверка. Пример

Нужно посчитать массу здания без учета свай. Отсюда М = 204 тонн.
Ширина ленты принимается равной М / (L • R) = 204/ (30 • 75) = 0,09 м.
Такой ростверк использовать нельзя. Свесы стен кирпичного здания с фундамента не должны превышать 4 см. Ширину назначаем конструктивно 400 мм. Высота остается равной 500 мм.

Армирование ростверка свайного фундамента:

• Рабочее 0,1%*0,4*0,5 = 0,0002 кв.м. = 2 кв.см. Здесь достаточно будет 4 стержней диаметром 8 мм, но по нормативным требованиям используем минимально возможный диаметр 12 мм;
• Горизонтальные хомуты — 6 мм;
• Вертикальные хомуты — 6 мм.

Выполнение расчетов займет определенный промежуток времени. Но с их помощью можно сберечь деньги и время в процессе строительства.

Также вы можете рассчитать фундамент при помощи онлайн калькулятора. Просто нажмите на ссылку Расчет фундамента столбчатого типа и следуйте инструкциям.