Армирование свайно-ростверкового фундамента для частного дома и сам свайный фундамент используют при возведении постройки в нестандартных условиях. Это может быть большое количество подземных вод, сильные перепады высоты, или слабый, не способный должным образом выдерживать давление постройки, грунт. Этот тип также используют при строительстве в зоне вечной мерзлоты. При таких условиях использовать монолитный или ленточный фундамент невозможно или слишком затратно.
Другие типы фундамента являются цельными, монолитными конструкциями и благодаря этому равномерное распределение веса постройки происходит без использования дополнительных приспособлений. Свайная конструкция же разделена на части, на каждую из которых производится разное давление, вследствие чего одни сваи могут проседать больше, чем другие, тем самым создавая угрозу целостности постройки. Для того чтобы объединить отдельные сваи в прочную и целостную конструкцию, вне зависимости от их типа, используют ростверковую плиту. При таком устройстве фундамента, основное давление приходится именно на ростверк, который перераспределяет нагрузку и передает ее на сваи.
Проводится армирование свайно-ростверкового фундамента, затем плита формируется из бетона. Для частного дома армирование является обязательным элементом. Дело в том, что бетон сам по себе - очень прочный материал и отлично выдерживает нагрузки на сжатие. Но при растяжении или на изгибах, он имеет свойство трескаться и деформироваться, так как недостаточно пластичен. Для того чтобы это предотвратить, всю конструкцию укрепляют армирующим каркасом, состоящим из отдельных металлических прутьев. Пластичность металла придает фундаменту необходимые свойства и делает его более прочным и надежным.
Виды ростверка
Существует два основных типа ростверка:
Выбор арматуры
На нижнюю часть ростверка чаще всего приходятся наиболее сильные нагрузки, поэтому нижний слой армирующего каркаса собирается из толстых прутьев рифленого типа, их диаметр должен быть не менее 2см. Верхняя часть армирования свайно-ростверкового фундамента для частного дома в основном выполняет функцию перераспределения давления, поэтому для ее формирования достаточно арматуры толщиной до 1 см. Для выполнения армирующих работ используются различные типы арматуры:
- А1 - арматура, обладающая гладкой поверхностью и относительно небольшим диаметром. Такие прутья могут быть использованы в местах каркаса, где не предвидится сильных нагрузок, а также для создания основы конструкции.
- А3 - арматура с неровной поверхностью. Это прутья с диаметром от 1 см. Они обладают повышенными прочностными характеристиками и диаметром от 1 см. Существует 2 основных вида рифленой арматуры: с кольцевидным профилем - для повышенного сцепления с бетоном и с серповидным профилем - для противодействия деформации растяжения. Также могут быть смешанные варианты, обладающие преимуществами обоих типов.
Для того, чтобы выполнить армирование свайно-ростверкового фундамента для частного дома, используются два типа соединения - сварка и вязка проволокой. Таким образом при выборе металлических прутьев обращайте внимание на то, каким образом они будут скрепляться с другими. Для сварки подходит только арматура с маркировкой «С».
Сварка неподходящей арматуры может привести к потере материалом прочности, эластичности и появлению повышенной склонности к коррозии, что негативно скажется на состоянии всего фундамента.
Схема армирования ростверка свайного фундамента
Выполняя армирование ростверка свайного фундамента, чертеж необходимо составить до начала строительных работ. При создании чертежа, следует учитывать то, что в местах, где ростверк соединяется со сваями, присутствуют повышенные нагрузки, такие места требуют дополнительного усиления, путем увеличения частоты укладки горизонтальной арматуры в 2 раза. Процесс укладки арматуры будет отличаться в зависимости от типа ростверка.
- Для ростверка ленточного типа создание чертежа армирования ростверка свайного фундамента осуществляется довольно легко. Для его выполнения следует учитывать ширину и высоту ленты. Стандартное расстояние между горизонтальными прутьями - 8-10 см. Они укладываются в два слоя - верхний и нижний, которые соединяются между собой более редкими вертикальными прутьями.
- Для монолитного ростверка используется армирование повышенной прочности. Для этого по всей площади дома, укладывается арматура диаметром от 20-25 мм. Шаг укладки составляет от 10 до 15 см, в зависимости от типа постройки. Помимо стандартных вертикальных и горизонтальных элементов, в конструкции такого каркаса для дополнительно усиления присутствуют также уложенные крест-накрест прутья, предназначенные для того, чтобы максимально упрочнить армирование ростверка свайного фун дамента.
Чертеж допускает наличие только нижнего слоя армирующего каркаса, так как именно он, как и в случае с ленточным ростверком, принимает все нагрузки на себя. Верхняя сетка часто отсутствует совсем или остается только в виде тонких дополнительных прутьев.
Для получения максимально точных расчетов нужно учитывать не только вес будущего строения, но также вес кровли, бетонных перекрытий и дополнительных нагрузок, которые проявятся в будущем. Мебель, оборудование, осадки и количество людей, которые будут находиться в здании одновременно.
Таким образом, выполняя армирование-ростверка свайного фундамента, чертеж дает вам всю необходимую информацию о количестве нужных для проведения работ материалов и типе арматуры.
Армирование свайно-ростверкового фундамента
Прутья, выпущенные из свай, используются для соединения армирующего ростверка каркаса и свайной конструкции. Все элементы скрепляются между собой путем сварки. При формировании каркаса следует четко следовать составленному чертежу ростверка свайного фундамента и следить за соответствием стандартам. Арматура укладывается в два слоя, которые должны быть скреплены между собой, вертикальными стержнями. Они могут быть не слишком толстыми и иметь гладкую поверхность, так как практически не подвергаются нагрузке и предназначены исключительно для создания основы и формы каркаса.
Армирование-свайно-ростверкового фундамента для частного дома происходит в несколько этапов:
- Обустройство траншей между сваями. В эти траншеи следует последовательно засыпать и утрамбовать песок и мелкофракционный щебень. Это делается для того, чтобы давление ростверка в дальнейшем передавалось не прямо на грунт, а на поддерживающую подушку.
Сборка опалубки. Внимательно проследите за тем, чтобы на поверхности опалубки не было никаких трещин или щелей, это приведет к вытеканию раствора.
Армирование нижней части свайно-ростверкового фундамента для частного дома. Эта часть должна быть особенно прочной, так как именной на низ ростверка приходятся основные нагрузки.
Монтаж вертикальных прутьев и дополнительных поддерживающих элементов.
Сборка верхней части каркаса.
Скрепление всех отдельных частей каркаса проволокой и при необходимости сваркой.
Заливка конструкции бетоном.
Заливка бетоном
После завершения формирования арматурного каркаса, можно приступать к заливке плиты бетоном. Бетон, при формировании бетонной основы ростверка, должен быть использован марки не меньше, чем М250 или М300. Такой бетон обладает достаточной прочностью и используется для заливки фундаментов, лестниц, колонн и других конструкций, от которых требуется максимальная надежность. Рассчитывать необходимое количество бетонной смеси для проведения строительных работ нужно учитывая процент усадки бетона после застывания.
Выполняя армирование свайно-ростверкового фундамента для частного дома, крайне важно выполнить все расчеты с максимальной точностью. Нехватка необходимых для продолжения работ материалов может привести к прерыванию строительного процесса. Впоследствии это негативно скажется на прочностных характеристиках фундамента, так как неравномерно застывший бетон склонен к появлению трещин и деформации. В свою очередь лишний бетон – это выброшенные впустую деньги.
Бетон набирает необходимую прочность по истечению 28 дней, но ходить по нему можно уже через неделю. Стоит заметить, что через месяц после заливки бетон резко теряет скорость застывания, однако постепенно делается все прочнее на протяжении многих лет.
Основные ошибки
Для того, чтобы ростверк был максимально устойчивым к воздействию любых негативных факторов и исправно выполнял свои функции, при проведении работ следует строго придерживаться технологии, указанной в стандартах. Также следует избегать часто совершаемых ошибок:
Не целостная структура опалубки.
Сварка непригодной для этого арматуры или арматура слишком маленького диаметра.
Утечка бетонного молочка из-за отсутствия полиэтиленового покрытия залитой конструкции.
Неверноеармирование ростверка свайного фундамента, чертеж выполнен без необходимых расчетов.
Слишком большое расстояние между горизонтальными прутьями.
Отсутствие гасящей давление на грунт подушки между сваями.
Ростверк – это устройство, которое выполняет равномерное распределение нагрузки дома на столбы или сваи фундамента.
Есть 3 наиболее популярных видов ростверка: это ленточный, плитный и свайный. Армирование ростверка необходимо выполнять точно по проекту, который необходимо составить предварительно. В нем следует произвести предварительный расчет и анализ фундамента будущего дома. Потому что, пренебрегая этими данными, можно ошибиться в основании, что приведет к нежелательным и необратимым последствиям.
Процесс армирования плитного и монолитного ростверка
Схема армирования стаканной части ростверка: 1 – сетки поперечного армирования; 2 – пространственный каркас; 3 – сетки косвенного армирования.
Когда делается армирование монолитного ростверка, надо обязательно произвести укладку 2 слоев горизонтальных сеток, а между ними сделать защитный слой. Арматурные прутья необходимо устанавливать на расстоянии (шаг) 200 мм. Сами соединения нельзя сваривать, потому что их нагрев ведет к потере прочности металла. Поэтому для арматурных соединений надо использовать вязальную проволоку, которую связывают специальными крючками. Арматурный каркас следует делать пространственным, для этого используют «вертикальные дистанции», которые делаются из нарезанных кусков арматуры. Эти отрезки делают не очень длинными, для того чтобы получившееся соединение обладало достаточным запасом прочности и устойчивости.
Вертикальный выпуск из свай фундамента нужно обязательно связать с горизонтальными стержнями. Делается это тоже при помощи вязальной проволоки. Армирование можно считать завершенным только тогда, когда в опалубку будут уложены все стержни, и они нигде не будут проседать при давлении на них. После этого необходимо проверить защитный слой в нижних участках соединений.
Убедившись в надежности конструкции, можно начинать процесс ее бетонирования.
Вернуться к оглавлению
Процесс армирования ленточного ростверка
Армирование по технологии практически ничем не отличается и похоже на армирование плитного. Различия будут заключаться в установленной опалубке, потому что она будет существенно ограничивать зону работы. В пределах самой опалубки надо обязательно выдерживать слои защиты со всех сторон. Производить нужно тоже при помощи вязальной проволоки. Стержни необходимо укладывать внахлест. Величина нахлестов должна быть равна или быть немного больше, чем 50 диаметров используемых стержней.
Чтобы сделать правильно армирование, надо помнить, что прутья, которые будут укладываться в горизонтальном положении, не должны провисать. В тот момент, когда будет происходить бетонная заливка, прутья должны обязательно занимать то положение, которое оговорено в проекте. В ленточном фундаменте нужно правильно разместить вертикальные стержни, т.к. они обеспечат жесткость стержней. Поэтому их наличие в ленточном фундаменте обязательно.
Основное различие между плитным и ленточным ростверками состоит в том, что при первом варианте соединяются сразу все оголовки. При ленточном варианте ростверком соединяются только соседние конструкции.
Если вы армируете ростверк со свайным фундаментом, то делаться это может из разных материалов. Материал, из которого изготовлены сваи – в основном бетон. Процесс армирования – дело довольно несложное. Для свайного фундамента необходимо подготовить арматурные прутья, диаметр которых должен составлять 1,0-1,5 см. Чтобы сваи, высота которых может составлять 2 метра, связать между собой, арматуру следует размещать на расстоянии 45-55 см друг от друга. Каркас из арматуры для свайного фундамента необходимо сделать так, чтобы выступы вертикальных прутов были 15-20 см. К ним и надо будет его привязать.
Вернуться к оглавлению
Особенности производства работ
Основная проблема, возникающая при строительстве и расчете фундамента, стоит в выборе поперечного сечения самого ростверка. Необходимо обязательно учитывать тот факт, что под ленточным ростверком должен быть сделан воздушный зазор, размер которого должен быть не меньше 15 см. Очень часто при строительстве может возникнуть желание совмещения плитной и ленточной конструкции. Это может в будущем привести к печальным последствиям, а именно: когда зимой произойдет промерзание грунта, лента фундамента будет подниматься, а плиты будут препятствовать этому. Что приведет к разрыву опор, а это вызовет в дальнейшем разрушение всего фундамента, а потом и разрушение дома.
Чтобы определиться с размером поперечного , сначала нужно сделать проект дома: определиться с толщиной возводимых стен, с видом самого строения (этажность). Нужно узнать уклон строительной площадки и вид грунта. Если будет использоваться ленточный фундамент, он должен совпадать с толщиной самой стены дома. При этом надо учитывать утепление стены и ее отделку. Если на строительной площадке имеется уклон, то нужно сразу принять во внимание, что ленточный фундамент будет иметь разную высоту по всей своей длине.
Если уклон строительной площадки очень большой, то ростверк можно сделать ступенчатой конструкции. При этом опорные стержни нужно заглубить не меньше чем на 20-25 см. Опору нужно в него ввести на 5-7 см. При выборе высоты ступеней надо обязательно определиться с толщиной кладки стены. Ступени не должны зависеть от расположения самих опор, их расположение должно быть свободно. Когда будет производиться строительство стены в самом месте ступени, нужно обязательно проложить стержни, чтобы исключить появление трещин. Расположение этой арматуры должно быть в одной плоскости со строением и только в месте ступеней.
Вернуться к оглавлению
Расчет армирования плитного фундамента
Чтобы рассчитать количество арматуры, нужно руководствоваться типом и формой фундамента. Их можно определить, исходя из нагрузки на фундамент и несущей способности грунта. Как пример, можно сделать для дома, размер которого составляет 6х10 м и имеет 2 внутренние стены.
Будут использоваться стержни, которые имеют ребристую поверхность. Таким требованиям отвечает арматура класса А3. взяли диаметром 10 мм. Нужно помнить тот факт, что чем толще стержни, тем прочнее будет фундамент. Толщину арматурного прута необходимо подбирать с учетом массы дома и типа грунта, на котором он расположен. Если грунт, на котором будет располагаться будущее строение, довольно плотный и его несущая способность высокая, то деформация фундамента будет меньше. При постройке щитового, каркасного или легкого деревянного дома, где будет иметься грунт, у которого будет несущая способность хорошей, можно будет применить стержни диаметром 10 мм. Если же будут использоваться плитный фундамент и грунт со слабой несущей способностью, то в этом случае нужно использовать арматуру, диаметр которой составляет 14-16 мм. Шаг сетки каркаса из арматуры делают 20 см (0,2 м). Расчет количества будет выглядеть следующим образом:
((10/0,2)+1) = 51 шт. прутков по 10 м.
((6/0,2)+1) = 31 шт. прутков по 6 м.
51 + 31 = 82 шт. прутков.
Так как фундамент плитный, то в нем используется 2 армированных пояса: нижний и верхний. В нем нужно удвоить количество прутов. Получается 164 прута, из них 102 шт. длиной по 10 м и 62 шт. длиной по 6 м. В итоге получается:
102 * 10 = 1020 м.
62 * 6 = 372 мм.
1020 + 372 = 1392 м.
Нижнюю сетку стержней нужно соединить между собой. Соединения делаются в месте пересечения поперечных и продольных прутов. Рассчитывается количество соединений:
51 * 31 = 1581 соединение.
Если используется плита, толщиной 200 мм. И расстояние поверхности плиты до каркаса 50 мм, то 200 – 50 – 50 = 100 мм или 0,1 м.
1581 * 0,1 = 158, м.
158,1 + 1392 = 1550,1 м. – необходимое количество стержней для плитного фундамента.
Рассчитывается вязальная проволока:
51 * 31 * 2 = 3162 соединения.
Соединять нужно вдвое сложенной вязальной проволокой. Длина куска проволоки -15 см. Умножается на 2, получается 30 см. Количество вязок в местах соединений умножается на количество соединений и получается 6324 шт.
6324 * 0,3 = 1897,2 м проволоки.
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.
Сбор нагрузок
Перед расчетом буронабивного фундамента также необходимо выполнить сбор нагрузок от всех вышележащих конструкций. Потребуется два отдельных вычисления:
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:
| Конструкция | |
|---|---|
| Каркасная стена с утеплителем, толщиной 15 см | 30-50 кг/кв.м. |
| Деревянная стена толщиной 20 см | 100 кг/кв.м. |
| Деревянная стена толщиной 30 см | 150 кг/кв.м. |
| Кирпичная стена толщиной 38 см | 684 кг/кв.м. |
| Кирпичная стена толщиной 51 см | 918 кг/кв.м. |
| Гипсокартонные перегородки 80 мм без утепления | 27,2 кг/кв.м. |
| Гипсокартонные перегородки 80 мм с утеплением | 33,4 кг/кв.м. |
| Междуэтажные перекрытия по деревянным балкам с укладкой утеплителя | 100-150 кг/кв.м. |
| Междуэтажные перекрытия из железобетона толщиной 22 см | 500 кг/кв.м. |
| Пирог кровли с использованием покрытия из |
|
| листов металлической черепицы и металлических | 60 кг/кв.м. |
| керамочерепицы | 120 кг/кв.м. |
| битумной черепицы | 70 кг/кв.м. |
| Временные нагрузки | |
| От мебели, людей и оборудования | 150 кг/кв.м. |
| от снега | определяется по табл. 10.1 СП "Нагрузки и воздействия" в зависимости от климатического района |
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.
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.
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.
| Вид нагрузки | Расчет |
|---|---|
| Стены из кирпича | периметр стен = 6+6+9+9 = 30 м; площадь стен = 30 м*3м = 90 м2; масса стен = (90 м2* 684)*1,2 = 73872 кг |
| Перегородки изготовленные из гипсокартона не утепленные высотой 2,8 м | 10м*2,8*27,2кг*1,2 = 913,92 кг |
| Перекрытие из ж/б плит толщиной 220 мм, 2 шт. | 2шт*6м*9м*500 кг/м2 *1,3 = 70200 кг |
| Кровля | 6 м*9 м*60 кг*1,2 /соs30ᵒ (уклон крыши) = 4470 кг |
| Нагрузка от мебели и людей на 2 перекрытия | 2*6м*9м*150кг*1,2 = 19440 кг |
| Снег | 6м*9м*180кг*1,4/cos30° = 15640 кг |
| ИТОГО: | 184535,92 кг ≈ 184536 кг |
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.
В качестве надежного основания для возведения зданий используется фундамент свайного типа. Основание на опорных элементах необходимо при осуществлении строительства объектов на проблемных почвах. Свайная основа – оптимальное решение во многих ситуациях, в том числе, если строение возводится на вечной мерзлоте или слабой почве с близко находящимися водоносными слоями, а также при наличии значительных перепадов высот на строительной площадке. Армирование ростверка свайного фундамента позволяет обеспечить прочность основания, сформировать надежную базу для возводимого здания.
Ростверк – ответственная, горизонтально расположенная часть силового каркаса, соединяющая в единый контур опорные колонны. Он обеспечивает вертикальность столбов, предотвращает их перемещение. Обеспечение прочностных характеристик опорной конструкции достигается путем укрепления стальной арматурой. Для усиления опорного контура необходим чертеж, требуется выполнение расчётов предполагаемых усилий, воздействующих на основание при эксплуатации строения.
Свайный фундамент - универсальное основание для строительства кирпичных, деревянных, газобетонных и пенобетонных малоэтажных домов
Рассмотрим, как производится укрепление ростверкового фундамента. Остановимся на особенностях главных этапов работ, профессиональное выполнение которых обеспечит надежность возводимой основы.
Что такое ростверк?
Для тех, кто не владеет строительной терминологией, сообщаем, что ростверк – это ответственная часть свайного фундамента, соединяющая оголовки свай в единый силовой контур.
Существуют различные виды ростверков, применяемых в свайных основаниях:
- ленточного типа, представляющего монолитную бетонную ленту. Она располагается по периметру опор, последовательно расположенных под несущими нагрузку капитальными стенами;
- плитной конструкции, в виде монолитной плиты, размеры которой соответствуют контуру основания строения и охватывают все опоры.
Ростверк представляет собой ленточную конструкцию, соединяющую отдельно стоящие сваи между собой
В зависимости от особенностей ростверкового фундамента, он может изготавливаться в следующих исполнениях:
- Цельном варианте. Изготовление осуществляется путем заливки в предварительно подготовленную опалубку бетонного раствора. Формирование монолитной базы происходит после твердения бетонной смеси.
- Составном виде. Основа представляет сборную поверхность из произведенных промышленным путём железобетонных изделий, соединённых при установке с опорными колоннами, а также между собой.
Независимо от особенностей конструкции, ростверк формирует опорную поверхность, предназначенную для возведения стен постройки. Обвязка находящихся в земле колон обеспечивает высокую жесткость пространственной системы и стойкость к воздействию действующих усилий.
Армирование свайно ростверкового основания, позволяет укрепить монолитную основу стальными прутками, способствующими целостности конструкции и повышающими долговечность.
Конструктивные особенности
Для формирования расположенного на сваях ленточного фундамента изготавливают ростверки на различной высоте по отношению к нулевой отметке. В зависимости от расположения контура относительно уровня грунта различают следующие виды:
- высокий, нижняя отметка которого превышает уровень грунта на 10 см и более. Сооружается для легких построек, расположенных на любых видах почвы. На проблемных почвах его устройство особенно актуально. Конструкция нуждается в серьезном укреплении арматурой, что связано с наличием полостей, имеющихся под бетонным монолитом, находящимся над поверхностью грунта;
Именно в случае монтажа монолитного свайного ростверка, который используется при обустройстве домов из тяжелых материалов, необходимо выполнить армирование обвязки
- наземный вариант, выполненный на гравийно-песчаной подсыпке без заглубления в почву. Его особенность – отсутствие свободного пространства между бетонным монолитом и грунтом. Установка осуществляется на не проблемных грунтах. При подверженности почвы морозному пучению возможно образование трещин и отрыв затвердевшего бетонного массива от опорных колонн;
- мелкозаглубленный тип, сформированный путем заглубления нижней части в почву на предварительно подготовленную песчано-гравийную подсыпку. Конструкция такой основы напоминает устройство ленточного фундамента, основание которого опирается на сваи. Формирование заглубленной основы связано со значительными затратами и применяется для возведения массивных построек, расположенных на почвах, характеризующихся низкой несущей способностью.
Основания свайного типа формируют, главным образом, для легких строений. Именно поэтому достаточно распространено устройство ростверкового фундамента, основа которого представляют висячую ленту из бетона, усиленного стальной арматурой. При высоте основы до 40 см, ее ширина зависит от вида, размеров материала, применяемого для возведения стен, и составляет 30-40 см.
О целесообразности армирования
Потребность усилить основание здания стальной арматурой связана с особенностями бетона. Материал обладает повышенной стойкостью к воздействию сжимающих усилий, однако восприимчив к воздействию изгибающих моментов и растяжения, вызывающих нарушение целостности и деформацию основания.
Отметим, что армированию подлежат фундаменты, в которых используются сваи двух видов - забивные и буронабивные
Армирование свайно ростверковой конструкции позволяет предотвратить вероятность разрушения, повысить устойчивость, ресурс эксплуатации возводимого здания. Расположенный внутри бетонного массива арматурный каркас воспринимает растягивающие нагрузки и изгибающие усилия, обеспечивая устойчивость возводимой основы.
Независимо от конструкции применяемых свай, расположенных внутри грунта, опорные колонны, также, усиливают арматурой. Расположенные в сваях стальные стержни связываются в общую конструкцию с арматурным каркасом опорной поверхности.
Армирование ростверка свайного фундамента позволяет:
- Предотвратить разрушение монолитного массива в результате реакции почвы.
- Значительно увеличить прочность базы, воспринимающей нагрузку от массы строения.
- Не допустить усадку строения, вызванную низкими прочностными характеристиками основы.
Усиление ростверкового фундамента позволяет избежать негативных явлений.
Специфика армирования
Армирование ростверка свайного фундамента осуществляется предварительно изготовленным объемным каркасом, состоящим из двух ярусов стержней, объединенных в единую конструкцию с помощью стальных перемычек.
Армирование ленточного ростверка выполняется посредством пространственного армокаркаса, состоящего из двух продольных поясов арматуры
Надежность и прочность столбчатого фундамента с ростверком во многом зависит от его правильного армирования. Рассмотрены особенности армирования столбчатого фундамента, последовательность работ при армировании, требования к арматуре, расположение арматуры в углах здания и на пересечении с несущими стенами. Также показаны нормативные документы, согласно которым ведется строительство и перечислены ошибки, которые не должны допускаться в ходе работ.
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:
- Арматурный каркас устанавливают на грунт. Металл корродирует, расширяется в объеме и рвет бетон в самом важном месте - подошве столбов.
- При установке в скважину каркас не центрируется. Арматура может выйти наружу столба или остаться малая толщина защитного слоя.
- Не выпускается арматура для связей с каркасом ростверка. Монолитный ростверк не сможет противостоять горизонтальным подвижкам грунта, и фундамент может разрушиться.
- При сварке стержней соединения не должны быть на углах и на пересечениях стен.
- При изгибе прутов место сгиба не греют - прут дает микротрещины.
- 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.
- При заливке бетона глубинный вибратор использовать только во внутренней зоне каркаса и аккуратно, чтобы не нарушить его конфигурацию.
