Что такое ростверк фундамента? детальное изучение важного элемента

Что такое ростверк

Что такое ростверк

Фундамент является основой вашего строения. Классическим решением является создание ленточного фундамента, глубина залегания которого совпадает или превышает глубину промерзания грунта на вашем участке. Однако во многих случаях, особенно при большой глубине промерзания грунта строительство ленточного фундамента является экономически нецелесообразным. В этом случае можно построить фундаментные столбы-опоры, уходящие вглубь земли, которые располагаются под углами строения и под местами примыкания стен. Но такие столбы, не связанные между собой не будут иметь той прочности, которую имеет цельная фундаментная бетонная лента.

Выход есть. Между столбами-опорами строится ростверк – верхняя горизонтальная соединяющая силовая линия. Он объединяет отдельные столбы-опоры в единую систему, жесткость которой возрастает в разы.

Ростверк может представлять собой бетонную ленту, опоясывающую столбы фундамента по периметру (и иногда включающую в себя и горизонтальный элемент под внутренними стенами), или сплошную бетонную плиту, которая также может соединять несколько столбов-опор.

Виды ростверков

Классифицировать ростверки можно по их размещению над уровнем грунта. Условно можно выделить три основных типа этих конструкций:

Надземный ростверк (или возвышенный)
Наземный ростверк (или повышенный)
Подземный ростверк (или заглубленный)

Надземный ростверк

Между надземным ростверком и поверхностью грунта имеется промежуток, таким образом он висит в воздухе, опираясь на столбы фундамента. Такая конструкция позволяет избежать повреждения здания при большой вероятности затопления. Также такой тип фундамента строится на грунте с большой степенью пучения, так, чтобы увеличивающаяся в объемах почва не задевала нижнего края фундаментного ростверка. Такой тип горизонтального силового соединения требует повышенной теплоизоляции перекрытия пола, ведь под ним в буквальном смысле «гуляет ветер». Однако, такой тип фундаментного основания является единственно возможным, например, при строительстве зданий и сооружений в условиях грунтов с вечной мерзлотой.

Схема надземного ростверка

Наземный ростверк

Наземные или повышенные ростверки располагаются вровень с уровнем грунта. Между их нижней поверхностью и уровнем грунта не существует никакого промежутка – нижний край горизонтальной силовой линии лежит непосредственно на земле, или даже может быть несколько заглублен в грунт. В ряде случаев, перед размещением наземного ростверка с поверхности земли снимают верхний слой почвы и под нижнюю поверхность ростверка размещается подушка из грунта, который не подвержен пучению.

Подземный ростверк

Подземный или заглубленный ростверк заглубляется в грунт вашего участка. Также, как и в наземном ростверке при их строительстве под нижний уровень конструкции ростверка должна быть размещена подушка из грунта с низкой степенью расширения при замерзании.

Классификация ростверков по материалу изготовления

Схема подземного,наземный и надземного ростверка

Также ростверки можно поделить на типы в зависимости от материала их изготовления. Ростверк может размещаться как на заранее изготовленных сваях, так и на сваях, которые формируются в процессе строительства или на буронабивных сваях.

Заранее изготовленные сваи могут делаться из специальным образом пропитанного дерева, металлических труб или из железобетона.

Буронабивные сваи формируются непосредственно на участке в процессе строительства. Это является, пожалуй, наиболее простым и дешевым способом формирования свайного фундамента.

Монтаж фундамента из буронабивных свай с ростверком своими руками

Понятие «буронабивные» образовано из двух последовательных действий, в ходе которых формируется заглубленная в землю железобетонная свая.

1. Сначала по месту разметки фундамента пробуриваются скважины. Их глубина и диаметр определяются исходя их проекта. Обычно диаметр такой скважины составляет не менее 30 сантиметров. На дно скважины размещается последовательно песчаная и гравийная подушка. Затем, в случае хорошей впитываемости грунта на дно скважины можно разместить плотную полиэтиленовую пленку.
2. Внутрь скважины опускается труба. Они может быть изготовлена практически из любого материала. В индивидуальном строительстве используются как асбестоцементные, так и металлические или полимерные трубы. В крайнем случае в качестве опалубки можно использовать свернутый в трубку лист рубероида.

Монтаж фундамента из буронабивных свай с ростверком

Виды ростверков на свайные фундаменты по расположению

Существует очень много вариантов устройства ростверка для комбинированного свайного фундамента. При выборе необходимо определиться с тем, каким образом конструкция будет располагаться относительно земли. По этому критерию различают следующие типы ростверков:

1. Висячий или высокий. Расстояние между уровнем земли и нижней частью сооружения составляет не менее 30 см. Подходит для домов на пучинистых, набухающих грунтах, участках с риском подтопления, при высоком уровне подземных вод. Для устройства висячего ростверка необходим сложный расчет несущей способности свай, т.к. именно они будут воспринимать до 70% нагрузки.
2. Повышенный. Подошва сооружения совпадает с нулевой отметкой, а сама конструкция возвышается над нулевым уровнем на 10 см. Устройство такой обвязки возможно только на грунтах с хорошей несущей способностью. Недостаток данного типа — отсутствие воздушной прослойки между ростверкоми почвой, что приводит к повышенным теплопотерям дома. Для минимизации потерь тепла под ростверком производят выемку грунта на 10-15 см, чтобы образовалась воздушная подушка.
3. Мелкозаглубленный. Ростверк на 10-20 см заглублен в землю. Это самый оптимальный вариант, т.к. в этом случае конструкция равномерно распределяет нагрузку на сваи и фундамент. Мелкозаглубленный ростверк можно делать только на стабильных грунтах. Если почвы на участке рыхлые, водянистые, то потребуется подсыпка слоя грунта толщиной 0,5 м, что приводит к удорожанию строительства.
4. Заглубленный. Более половины ростверка находится под землей. Конструкция отличается надежностью, но при ее реализации необходимо проделать большой объем земляных работ. Поэтому такой тип обвязки применяется редко, преимущественно для возведения массивных 2-4-х этажных таунхаусов и коттеджей из кирпича.

Преимущества и недостатки

Сваи рассматриваемой опорной конструкции за счет большой глубины погружения обеспечивают отличную устойчивость всему мини ленточному фундаменту сверху. А стоят они гораздо дешевле, нежели железобетонный монолит аналогичной высоты. Причем если опорные столбы сверху связать не бетонной лентой, а металлическим ростверком, то можно еще немного сэкономить. Такой вариант – один из самых недорогих способов создания опоры для частного дома.

По скорости устройства свайное основание с ростверком уступает разве что аналогу только из одних винтовых опор. Плюс фундамент из фундаментных блоков стеновых готово будет дать фору рассматриваемой конструкции. В обоих случаях высокая скорость работ обусловлена отсутствием бетонных работ, когда необходимо ждать несколько недель до завершения набора бетоном прочности.

Если участок застройки имеет уклон, то заливать на нем монолит проблематично и дорого. Без этого типа фундамента на такой площадке вообще обойтись будет сложно. Только с помощью свай здесь получится сделать устойчивую и ровную в горизонтальной плоскости основу для строения. Это одно из главных достоинств основания. Все остальные варианты ему на стройплощадках со сложным рельефом проигрывают сразу.

Еще один неоспоримый плюс – это предельная простота исполнения. Сделать самостоятельно набивные опоры из асбестоцементных труб и бетона внутри несложно. Еще проще выполнить на них небольшую по размерам и массе ленту из железобетона.

Небольшие трудности здесь могут возникнуть лишь при монтаже опалубки на весу. Погружать ее в землю нельзя. Столбы должны приподнимать ростверковую часть над грунтом минимум на 30 см, иначе при сильном пучении она может “поплыть” с опор вместе со зданием сверху.

Подпольное пространство коттеджа на свайном основании с ростверком должно быть закрыто от ветра, иначе постоянные сквозняки под полом выдуют все тепло из здания. Для этого можно использовать фасадные панели из различных материалов либо сделать кладку из красивого облицовочного кирпича. Плюс пол в таком доме обязательно придется утеплять. Эти траты лучше сразу внести в общую смету строительства жилища.

Классификация

От вида ростверка, уложенного на свайный или столбчатый фундамент, зависит долговечность, эргономичность и эстетичность сооружения. Поэтому к его выбору необходимо отнестись край не серьезно.

Классифицируется ростверк по:

• месту расположения;
• конструкции;
• материалу.

Виды объекта по месту расположения

По месту расположения существует три вида ростверка.

1.Высокий тип фундамента. Он отличается целесообразностью, так как располагается в 15–25 см., а то и выше от поверхности земли. За счёт этого создаётся дополнительная вентиляция пола, что исключает сырость и появление плесени.

Также эта конструкция позволяет попасть под сооружение, чтобы проверить целостность основания жилища и при необходимости без проблем его отремонтировать. К тому же пустота под полом является дополнительной зоной для хранения, например, садового инвентаря или для просушки урожая.

Есть и недостаток: в доме с высоким ростверком нельзя сделать подвальное помещение, поэтому погреб нужно сооружать отдельно.

2.Низкий тип ростверка. Объекты этого типа сооружаются в уровень с поверхностью земли. Из-под опалубки вынимается 20 см грунта, чтобы плита или балки находились над воздушной «подушкой», но при этом не касались почвы.

Благодаря такой конструкции отсутствует пространство под жилищем, которое не «ворует» тепло, что позволяет значительно сэкономить на теплоизоляционном материале. Правда, придётся немножко потратиться, чтобы изолировать «подушку», иначе ростверк будет лежать на грунте, что приведёт к осыпанию земли в открытое пространство.

3.Заглубленный тип основания. Этот вариант пользуется большой популярностью, так как помещение получается очень тёплым, комфортным, надёжным, долговечным, безопасным. Выполняется он следующим образом: копается траншея, монтируются сваи или столбы, делается опалубка и заливается бетон. Этот тип базиса превосходен даже для домов в несколько этажей.

Оптимальным является объект, устроенный на уровне земли, поскольку он равномерно распределяет нагрузку на несущую плоскость.

Виды сооружения по конструкции

Конструктивно существует три вида фундамента, но мы рассмотрим два.

1. Монолитный вид. Он представляет собой цельную плиту или замкнутую балку. Монолитный ростверк чаще всего используется при малоэтажном строительстве.
2. Сборный вид. Он представляет собой «конструктор», состоящий из деталей, оборудованных крепежной системой. Применяется он в основном для строительства промышленных зданий и многоэтажных сооружений. Для частного домостроения сборная категория не подходит, так как её изготовление очень трудоёмкое и затратное.

Безупречный вариант для частного строительства – это монолитный вариант, например, из швеллера или армированного бетона. О нём и речь далее.

Разновидности основания по материалу

По материалу существует четыре вида.

1. Деревянный. Он безупречен для древесных домов и срубов. Отличается надёжностью, прочностью, экологичностью, безопасностью. Но в то же время требуется обработка противопожарными, гидроизоляционными и антисептическими составами.
2. Железобетонный. Он изготавливается из стальной арматуры и бетона, которые, сочетаясь, обеспечивают долговечность, износостойкость, прочность и надёжность всему объекту.
3. Металлический. Он прочен и надёжен. Ростверк безупречен для фундамента на винтовых сваях. А вот для базиса на буронабивных опорах – это не самый лучший вариант. Кроме того, ростверк из металла требует наличия грузоподъёмной техники (попробуйте разложить и точно выставить двутавровые балки).
4. Бетонный. Специалисты крайне негативно к нему относятся, так как устройство работает на изгиб (вот Вам статья), а его возникновение приводит к растрескиванию бетона. Ростверк применяется исключительно для небольших зданий при наличии множества опор.

Оптимальный вариант – железобетонные виды или сварные металлические (для каркасных домов).

Устройство ростверка: подготовительные работы

После установки столбов, не ранее чем бетон наберет половину своей прочности (неделя), приступают к заливке самой ленты. Над землей монолитный ростверк должен располагаться на высоте не менее чем в 5 см, а на болотистых или пучинистых грунтах – 15 см. Это необходимо для того чтобы избежать давления на него земли во время весеннего пучения, а следовательно и отрыва ленты от головок столбов.

Дно опалубки под очень высоко расположенный над землей ростверк изготавливается из досок. При этом устраивается деревянный «короб» формой повторяющий конфигурацию самой ленты. Ширина ростверка обычно делается равной толщине стен.

Если лента расположена над землей не слишком высоко, опалубка изготавливается без дна. Для удержания жидкого бетона внутри нее, снизу делается песчаная подсыпка. В качестве «дна» можно использовать также толстый пенополистирол или фанеру, установленную на бруски. Верхнюю плоскость свай перед началом устройства ленты обязательно следует гидроизолировать двумя слоями рубероида.

Свайный фундамент на жб сваях с ростверком

Ростверк — это верхняя часть свайного фундамента, распределяющая нагрузку от несущих элементов здания (сооружения). Как правило, это железобетонная рама под несущими стенами здания и стоящая на забивных сваях, сбоку напоминая стол. Ростверк на сваях выполняется в виде балок или плит, объединяющих оголовки свай и служащих опорной конструкцией для возводимых элементов здания.

При строительстве малоэтажных домов и коттеджей в качестве основания широко используются свайные фундаменты с ростверком. В этих случаях чаще всего конструкция представляет собой монолитную ленту. Основание дома на ж/б сваях используют там, где применение других типов фундаментов нерационально. На слабых грунтах нагрузка от дома должна передаваться глубокозалегающим слоям почвы, которые являются более плотными и обладают лучшей несущей способностью. Именно эту задачу и решают железобетонные забивные сваи под ростверк. Возводят такое основание и в районах с глубиной промерзания грунта до полутора метров. При строительстве на сложном рельефе фундамент с ростверком на железобетонных сваях — единственно возможный вариант.

Виды ростверка на ж/б сваях

Ростверки свайных фундаментов классифицируют в зависимости от технологии их изготовления:

• Монолитные ростверки – бетонная лента с арматурой, соединяющая все верхние концы свай. Такой ростверк сооружается также, как и обычный ленточный фундамент, однако, в некоторых ситуациях он имеет вид не отдельных лент, а сплошной плиты. Для возведения ленточного свайного фундамента потребуется намного меньше стройматериалов и времени, чем для заливки плитного основания. Обвязка ростверком оголовков свай в этом случае происходит лишь по периметру будущего дома, а иногда (если площадь основания большая) периметр связывают дополнительной поперечной лентой. Возводить ленточный фундамент дешевле и проще, чем свайный плиточный ростверк. Отличие заливки монолитного плитного основания заключается не только в повышенном расходе бетонной смеси, но и в большей трудоемкости процесса. Для плиты потребуется надежная опалубка, которой, помимо боковых стен, необходимо крепкое основание, способное выдержать вес всей армированной плиты. Обвязка арматуры по всем оголовкам опор не только займет много времени, но и потребует терпения. Поэтому, если это допустимо по расчетным показателям прочности, возводится свайный фундамент с ростверком ленточного типа.
• Сборные ростверки – монтируются из стандартных железобетонных балок. Набирается из нескольких готовых элементов особой конфигурации (предусмотрены замки), которые затем замоноличиваются. Отдельные элементы сборного ростверка, если предполагается изготовление монолитной ж/б конструкции, укладывают поверх специально устроенной песчаной насыпи, которую по завершении работ убирают.
• Сборно-монолитные – комбинированные ростверки.

Размеры ростверка свайного фундамента подбираются конструктивно. Ширина его обычно соответствует ширине цоколя или, если таковой не предусмотрен, ширине стены, но не менее 40 см.

Кроме того, ростверки отличаются уровнем расположения над землей:

1. Высокий ростверк на железобетонных сваях — передает нагрузку от здания через сваи на глубокие слои грунта. Свайный фундамент с высоким ростверком сооружают на сильнопучинистом грунте, поскольку при такой конструкции действие сил морозного пучения на подошву ростверка полностью исключается. Под зданием с высоким ростверком имеется хорошо продуваемое пространство. При жарком климате эту особенность можно считать преимуществом, при холодном – недостатком. Чтобы минимизировать негативное влияние сквозняков, усиливают утепление пола, а щель между ростверком и грунтом закрывают щитами.
2. Низкий ростверк на железобетонных сваях — частично сам принимает нагрузку, если он опирается на землю. Такой ростверк располагают над поверхностью земли, так чтобы между его нижней гранью и грунтом оставался зазор в 10 – 15 см. При таком исполнении приходится предпринимать меры по предотвращению осыпания грунта в траншею. Если этого не делать, пространство под ростверком со временем заполнится землей и в зимнее время ростверк оторвётся от свай.
3. Заглублённый ростверк на железобетонных сваях — располагают в траншее глубиной 30 – 40 см. При таком варианте упрощается создание монолитного ростверка (траншея заменяет часть опалубки), а полы первого этажа получаются не такими холодными.

Плюсы и минусы столбчато-ростверковых фундаментов

Ростверк из металлических пластин.

9 основных плюсов СРФ

1. Относительная простота монтажа. Все работы по подготовке, заливке/завинчиванию свай и ростверка можно выполнить самостоятельно без привлечения большого количества людей и дорогостоящей техники.
2. Универсальность. Можно возводить на любых грунтах, в том числе тех, где нет возможности использовать другие виды фундаментов.
3. Малые теплопотери. Фундамент располагается на некотором расстоянии от земли, что позволяет сохранять тепло в зимний период.
4. Снижение вибрации. Ростверковое соединение столбов позволяет избежать вибрации здания, расположенного даже около железной дороги.
5. Экономичность. Малые затраты на подготовительные работы, нет необходимости в дорогостоящей технике (исключение – фундамент на забивных сваях), для частного строительства ЖБИ-фундамента достаточно бригады в несколько человек и бетононасоса для заливки столбов и ростверка.
6. Идеально подходит для участков с высоким уровнем грунтовых вод.
7. Нет необходимости в сложных земляных работах, таких, например, как рытье траншей и котлованов.
8. Долговечность. Фундамент на железобетонных или металлических сваях прослужит длительный срок.
9. Хорошая несущая способность.

Пример бетонированного ростверка.

Минусы свайно-ростверковых фундаментов

1. В домах со свайно-ростверковым фундаментом сложно сделать цокольный этаж, так как придется заполнять расстояние между свайными столбами, а это требует значительных материальных и трудозатрат.
2. Сложности при определении характеристик грунта. Так как сваи погружаются на определенную глубину без удаления верхних слоев грунта, возможность изучить особенности опорного слоя почвы затрудняется. При самостоятельном возведении фундамента геодезические исследования следует в обязательном порядке предоставлять профессионалам и при расчетах учитывать тот факт, что несущая способность опорного слоя почвы может оказаться ниже предполагаемой.
3. При сильном промерзании почвы, если сваи установлены недостаточно глубоко, может произойти разрыв основания, что приведет к повреждению здания.
4. Недостаточная стойкость к опрокидыванию. Поэтому возможно, но не рекомендуется возводить СРФ на интенсивно набухающих и просадочных грунтах.
5. Монтаж фундамента невозможен при минусовых температурах.
6. Возможность неравномерного проседания СРФ. Несмотря на то, что теоретически нагрузки должны распределяться равномерно, на практике часто выходит перевес той или иной части дома, что может привести к перекосу и даже разрушению здания. Ростверк частично сглаживает неравномерность, но при неправильном расчете нагрузок, фундамент может прийти в негодность.
7. Пространство между полом и земляным пластом идеальное место для мелких животных – котов, собак, грызунов, змей. В летний период там прохладно, зимой относительно тепло – это идеально место для разнообразной живности. Чтобы обезопасить жилище от подобных соседей, необходимо еще на стадии возведения установить преграды на глубину от 0.5 метра.

Основные положения по устройству и расчету свайного ростверка

При устройстве свайно-ростверкового фундамента необходимо знать основные требования, предъявляемые к ростверку и провести грамотные расчеты всей конструкции. Также обязательно наличие исполнительной схемы по ростверкам, на которой обозначаются все основные элементы конструкции. Важным моментом при проектировании основания здания является точный расчет необходимого числа опор для каждого конкретного типа сооружений. Основой расчетов является общий вес строения и несущая способность почв. Массу дома необходимо разделить на несущую способность грунта и, получаем значение площади проектируемого основания. Для определения запаса прочности площадь фундамента следует увеличить на 30%. Чтобы вычислить необходимое число опорных колонн требуется площадь основания разделить на объем каждой сваи, при этом должны соблюдаться следующие условия:

• опоры должны быть установлены во всех углах возводимого строения;
• сваи монтируются в точках пересечения стен здания;
• согласно СНИП расстояние между сваями в ростверке составляет 2-2,5 м.

Соединение сваи с поясом может быть жестким или свободным. В случае свободного соединения оголовки опор входят в ростверк на глубину 50-100 мм. Данный тип крепления подходит для центрально-нагруженных опорных колонн.

Крепление ростверка к свае

При жестком соединении оголовок сваи разбивается, и арматура оголяется, после чего выполняется замоноличивание в бетонный или железобетонный ростверк. Подобный тип крепления выполняется в тех случаях, когда:

• устройство свайных фундаментов с ростверками выполняется на нестабильных грунтах;
• на опоры оказываются горизонтальные нагрузки;
• в основании установлены комбинированные или наклонные опоры;
• опорные колоны работают на выдергивающие нагрузки.

Пример расчетов

Рассмотрим пример расчета свайного фундамента с ростверками для одноэтажного кирпичного дома с вальмовой крышей из металлочерепицы. В здании имеется два железобетонных перекрытия толщиной 220 мм. Размеры дома в плане – 6*9 м, толщина несущих стен составляет 380 мм. Общая высота этажа – 3,15 м, от пола до потолка – 2,8 м, а суммарная длина перегородок внутри здания – 10 м (внутренние стены в помещениях отсутствуют). На участке присутствует тугопластичная смесь с пористостью – 0,5 и глубиной залегания – 3,1 м.

Предварительно устанавливаем ширину ростверка 400 мм. и высоту 500 мм. Длина опоры составляет 3 м., а сечение – 50 см. Ориентируемся на шаг опорных свай – 1,5 м. Для определения общего количества свай необходимо длину ростверка разделить на шаг опор и прибавить 1 (при необходимости полученное значение округляем в меньшую сторону до целого числа – 30/1,5+1≈21).

• Площадь опоры, м2 3,14*0,52/4 = 0,196
• Периметр, м — 2*3,14*0,5 = 3,14
• Масса ростверка, кг — 0,4 м.*0,5 м.*30 м.*2500кг/м3 = 19500
• Масса опор, кг — 21*3 м.*0,196 м2*2500кг/м3*1,3 = 40131
• Масса здания, т — Вес опор + вес ростверка + сумма из таблицы ≈ 224

Чтобы рассчитать объем ростверка и другие параметры необходимо определить массу строения без фундаментных опор. В результате получаем M = 204 т. Ширина посолы равна М / (L * R) = 204/ (30*75) = 0,09 м. Такой пояс нельзя применять для строительства, в рассматриваем случае, поскольку свесы кирпичных стен должны быть не больше 40 мм. Поэтому назначаем ширину — 400 мм, а высота остается – 500 мм.

Статья по теме:

Расчет и чертежи армирования ростверка свайных фундаментов

Сечение горизонтальной (рабочей) арматуры должно быть 0,1%*0,4*0,5 = 0,0002 м2 = 2 см2. В данном случае хватит 4 металлических прута Æ 8 мм, но согласно нормативам необходимо использовать минимально допустимый Æ 12 мм. Для вертикальной и поперечной арматуры используются стержни Æ 6 мм.

Схема армирования ростверка

Расчеты занимают какое-то время, но они помогут значительно сэкономить деньги и время в ходе возведения дома

Для лучшего понимания важности процесса выполнения расчетов стоит посмотреть это видео: