Ростверк: устройство монолитного и балочного ростверка

Свайный ростверк или обвязочная балка — это железная или железобетонная конструкция, которая объединяет все верхние части свай фундамента. Верхние части также называются оголовками свай. Назначений у ростверка несколько: — на его поверхность устанавливается сам дом; — обеспечивается равномерное распределение нагрузки дома на все сваи; — связываются все сваи воедино, что обеспечивает более надежное стояние фундамента. Следует отметить, что на свайный ростверк можно устанавливать относительно нетяжелые дома в один-два, максимум в 3 этажа. Как правило, такие дома выполнены из бруса, сруба или панелей.

В зависимости от используемых материалов различают два вида ростверков: бетонные и металлические. Бетонные ростверки способны выдерживать более тяжелую нагрузку. Металлические ростверки быстро устанавливаются, но их срок службы меньше из-за коррозии материала. По своей сути бетонные ростверки схожи с ленточным фундаментом, только для ленточного фундамента роль опалубки выполняет траншея в земле, а для создания бетонного ростверка необходимо возводить деревянную опалубку. Также, создание бетонного свайного ростверка обойдется дороже, чем монтаж ленточного фундамента, поэтому калькуляцию материалов необходимо составить заранее. Однако, на свайный ростверк не действуют силы пучения, поэтому такой фундамент является более устойчивым, по сравнению с ленточным.

Что такое ростверк в строительстве

Среди различных типов фундаментов широко используется ростверковый. Ростверк – это что? Такой вопрос часто задают начинающие строители. Разберемся, что представляет собой ростверковая основа здания. Опытные застройщики, осуществляя строительство домов на винтовых сваях, объединяют верхние части опор горизонтально расположенными балками. В результате создается единый силовой контур – ростверк, обладающий повышенной прочностью и жесткостью. В сформированном фундаменте нагрузку от массы строения воспринимают свайные опоры ростверковой конструкции.

Главное назначение силовой обвязки:

• обеспечение фиксированного положения фундаментных опор;
• равномерное распределение передаваемых зданием нагрузок на колонны.
• формирование надежной опорной поверхности для возведения стен и перегородок.

Ростверк – горизонтально расположенная часть свайного фундамента, воспринимающая и передающая нагрузку от стен здания на сваи
Подобная конструкция, состоящая из винтовых или железобетонных свай, объединенных горизонтальным поясом, широко применяется при возведении одноэтажных строений на различных видах грунтов, в том числе почвах с повышенной концентрацией глинистых частиц, песка и влаги.

Ростверковая основа обладает комплексом серьезных преимуществ:

• позволяет осуществлять строительство зданий на проблемных грунтах;
• обеспечивает устойчивость строений;
• не требует выполнения трудоемких земляных мероприятий;
• не зависит от глубины расположения водоносных слоев.

Наряду с достоинствами, свайно-ростверковая основа имеет и слабые стороны:

• сложность сооружения подвального помещения, основные размеры и габариты которого связаны с конструкцией ростверка и высотой выступающих частей опор;
• необходимость использования специального оборудования для установки в грунт опорных элементов фундаментной базы.

Выполняя устройство свайных фундаментов, с целью повышения их нагрузочной способности, выступающие части опор целесообразно объединить силовым поясом. Ведь фундаментную основу нагружают своим весом крыша, стены, потолок, бытовая техника. Сметы на сооружение ростверковой основы всегда ниже, чем на постройку ленточного фундамента.

В зависимости от типа фундамента, особенностей геологического строения грунтов ростверк может отличаться

Разбираясь, что такое ростверк в строительстве, изучите его классификацию. Ростверковый фундамент классифицируется по следующим критериям:

• уровню расположения;
• используемому для постройки материалу;
• конструктивным особенностям.

Остановимся детально на особенностях каждой разновидности ростверка.

Устройство монолитного ростверка

Устройство монолитного ростверка повторяет технологические операции закладки опор по принципу столбчатых и свайных фундаментов и заливки ленты, опоясывающей оголовки столбов. Вместе с тем имеются некоторые отличительные особенности.

Подошва под столбы, предусмотренная в столбчатых фундаментах, не закладывается, если это не оговорено специальными проектными решениями. Обратная засыпка по уровню земли осуществляется сразу после снятия опалубки с заливки столбиков либо в два этапа для низких ростверков: по завершении устройства столбов и после снятия опалубки с монолитной ленты фундамента.

Закладка опор

Мероприятия по разметке и определению местоположения столбов при устройстве ростверка аналогичны описанным в разделе другой статьи «Разметка столбчатого фундамента». После выполнения этих работ разрабатывают ямы и по необходимости организуют песчаную либо гравийную подушку.

Затем армируют (1), устанавливают опалубку (2) и заливают бетонную смесь в короб (3).

На этом этапе после укладки первого слоя раствора толщиной 20–30 см арматурный каркас немного приподнимают так, чтобы нижний конец не касался дна (подушки), а верхний отстоял от шнура разметки не менее чем на 5 см.

Поэтому высота каркаса должна быть на 10 см меньше расстояния от дна (подушки) до шнура разметки. После затвердения бетона опалубку демонтируют и осуществляют обратную засыпку.

Устройство ленточной части ростверка

Перед началом закладки ленточной части ростверка устанавливают армированные каркасы с учетом отступа от дна и стенок опалубки не менее чем на 5 см.

Затем сооружают опалубку (1) и заливают бетонную смесь (2).

Установку опалубки, заливку бетона, демонтаж опалубки и выдержку бетонной смеси осуществляют согласно рекомендациям, изложенным в подразделе «Бетонные работы» для ленточных фундаментов.

Разновидности ростверка по расположению

Планируя соорудить ростверковый фундамент для каркасного дома своими руками, определитесь с уровнем расположения относительно нулевой отметки.

Возможны следующие варианты:

• висящий фундаментный пояс;
• возвышающийся ростверк;
• мелкозаглубленная основа.

Рассмотрим каждую разновидность.

Возвышающийся над уровнем грунта

Отличительная черта высокого ростверка – расположение низа связующего пояса над поверхностью грунта на расстоянии 10–15 см, что позволяет:

• соорудить возвышающуюся ростверковую основу на проблемных грунтах;
• исключить влияние сил морозного пучения почвы;
• избежать развития сырости за счет вентиляции пространства под постройкой;
• сохранить положение фундаментных опор при подвижках слоев грунта.

Повышенный ростверк наиболее распространен и предусматривает расположение его подошвы на уровне грунта
Имеется еще одно серьезное преимущество возвышающегося силового контура – гравийно-песчаная подушка для фундамента высокой конструкции не требуется, так как он расположен выше нулевой отметки и не контактирует с почвой.

Минусы конструкции:

• увеличенный уровень тепловых потерь за счет проникновения под основу здания холодных воздушных масс;
• необходимость усиленной теплоизоляции пола, контактирующего с холодным воздухом;
• повышенный уровень затрат, связанный с необходимостью монтажа по контуру здания защитных щитов декоративного цоколя.

Желая соорудить высокий ростверковый пояс, разберитесь, как правильно сделать цоколь дома, чтобы надежно защитить нижнюю часть строения и пол от холодных воздушных потоков.

Расположенный на нулевой отметке

Ростверковая основа, расположенная на одном уровне с почвой, возводится достаточно часто. Связующий пояс базируется на песчано-щебеночной подушке, имеющей толщину 15–20 см. Подсыпка производится после извлечения грунта под нижней плоскостью ростверка. Главная особенность конструкции – демпфирующая подушка.

Относится к данному типу, если происходит совпадение его подошвы и отметки планировки почвы

Она выполняет важные задачи:

• предотвращает отрицательное влияние морозного пучения грунта;
• не позволяет скапливаться талой воде и осадкам под ростверковой основой;
• герметизирует зазор под горизонтальной балкой ростверка.

Для повышения прочностных характеристик конструкции и защиты от влаги производится армирование и гидроизоляция. Устройство повышенного ростверка несложно выполнить своими руками. Пошаговая инструкция поможет справиться с поставленной задачей.

Заглубленный в почву

Силовая конструкция, связывающая верхние части опор, располагается ниже нулевой отметки. Технология сооружения предусматривает следующие работы:

1. Подготовку приямка, расположенного между опорными колоннами.
2. Выравнивание основы траншеи.
3. Подсыпку гравийной подушки.
4. Монтаж щитовой опалубки.
5. Сборку и установку арматурной решетки.
6. Заливку бетонного раствора.

Оголовки свай бетонируются в процессе заливки силовой рамы. Для повышения ресурса эксплуатации заглубленного ростверка важно надежно защитить его от влияния осадков. Разберитесь, как сделать отмостку вокруг дома правильно. Бетонная окантовка по контуру дома, выполненная с наклоном, обеспечит эффективный отвод влаги от ростверкового фундамента.

Основное отличие такого варианта состоит в расположении ленты ниже уровня земли

Типы ростверковых фундаментов

Эти основания классифицируют по материалам, месту расположения (степени заглубления), виду конструкций.

Из чего делают ростверк?

Этот силовой пояс выполняют из различных материалов, а выбор зависит от свойств местного грунта и особенностей (размеров, этажности, стен и т. п.) возводимого здания. Для сооружения такой обвязки используют:

• дерево — брус, бревна;
• металл — двутавр, швеллер;
• бетон либо железобетон.

В последнем случае для ростверка делают опалубку, в которую заливают раствор.

Деревянная конструкция

Дерево чаще всего выбирают для таких же домов и свай. Для деревянного ростверка необходима защита, поэтому обязательна гидроизоляционная прокладка: например, толь или рубероид, уложенный в несколько слоев. Древесину заранее обрабатывают био- и огнезащитными составами. Фиксируют материал болтами либо кронштейнами.

Самый распространенный вариант — сооружение решетки из бруса на столбчатом/свайном фундаменте. Минус этого решения кроется в свойствах древесины. Экологичный, натуральный материал нельзя назвать максимально надежным и прочным, поэтому чаще деревянный ростверк используют для сооружения беседок, небольших пристроек к жилому зданию, навесов.

Металлический ростверк

Такую обрешетку делают из профиля — из труб квадратного сечения, из двутавра, швеллера и т. п. В этом случае никаких претензий к прочности, надежности материала нет, поэтому конструкция получается достаточно жесткой. Этот вид ростверка используют при строительстве одноэтажных зданий, в качестве обвязки для свайно-винтовых фундаментов каркасных домов.

Соединяют элементы сваркой. Металлические ростверки на сваях сейчас используют не слишком часто, так как конструкция-решетка имеет большой вес, а значит, необходима помощь спецтехники. Такое решение попросту невыгодно. Другая «ахиллесова пята» металла — риск возникновения коррозии, избежать этого процесса вряд ли удастся.

Монолитный пояс

Силовая обвязка из железобетона — оптимальная конструкция, практически лишенная недостатков. Она надежна, максимально прочна и долговечна, способна выдерживать серьезные нагрузки благодаря арматурному поясу, уложенному в опалубку до заливки бетона. В роли армирования выступают стальные прутки, соединенные вместе сваркой (вязальной проволокой).

Замена пруткам — готовые пространственные арматурные каркасы. Бетонные конструкции, не имеющие армирования, не так надежны. Поэтому их применение ограничивается строительством одноэтажных зданий, однако такой вариант не слишком распространен из-за недостаточной прочности неармированного ростверка. Минимизировать риск растрескивания бетонной обвязки поможет максимальное количество опорных элементов.

Место расположения ростверка

Существует три варианта ростверковых фундаментов: повышенные, заглубленные и высокие — висящие.

Незаглубленный

Этот тип конструкции оптимален с точки зрения устойчивости фундамента. Подошва такого ростверкового пояса находится вровень с землей, поэтому нагрузка распределяется равномерно — на обвязку и сваи. Основу сооружают на подушке из песка и щебня, общая толщина обоих материалов составляет 150-200 мм. Такой демпфер предохраняет фундамент от морозного пучения грунта, от скопления осадков.

Заглубленный

Этот вариант подразумевает расположение подошвы ленты значительно ниже уровня земли: толщина подушки составляет 200 мм, фундамент заглубляют в землю тоже на 200 мм. В этом случае в выкопанную траншею тоже обязательно засыпают подушку. Этот способ противопоказан для пучинистых грунтов, так как их подъем спровоцирует выдавливание ростверка из почвы. Это может повлечь разрушение его соединений с опорами.

Высокий

Минимальное расстояние между грунтом и висящим ростверком — 100 мм. Это лучший вариант для участков с «неспокойным» грунтом, в тех регионах, где повышена влажность. Главные плюсы: отсутствие контакта с землей, вентилируемое пространство под зданием. Минусы: необходимость максимально прочных опор, теплопотери, требующие очень качественного утепления пола. Обязательно сооружения цоколя, а значит, потребуется большая сумма, которая уйдет на строительство.

Для незаглубленных и заглубленных конструкций оптимальным материалом для ростверка остается бетон (железобетон). Для висящих конструкций возможно небольшое расширение «ассортимента»: для их сооружения используют дерево или металлический профиль. Но есть ограничение: с таким ростверком допускается строительство небольших зданий, имеющих только один этаж.

Виды ростверков

Есть три вида конструкций, которые применяют при строительстве различных зданий. Возможно сооружение сборного, цельного или комбинированного ростверка.

1. Сборная металлическая конструкция. Она состоит из профиля, собранного (сваренного) в единую конструкцию. Этот вариант обычно используют для создания фундамента для временных сооружений. Причина — ограниченный ресурс эксплуатации (около 20 лет) из-за ненадежности, недостаточной жесткости.
2. Ростверк–монолит — цельная железобетонная часть фундамента. Ее изготавливают непосредственно на месте строительства. Наиболее популярен простой и экономичный ленточный тип основания, использующийся для малоэтажных домов, однако монолит незаменим там, где грунт не отличается устойчивостью.
3. Комбинированный вариант. Узлы для него — готовые элементы, приобретаемые отдельно. В каркас их собирают на месте, затем в ленту заливают бетон. Этот вид конструкций используют в промышленном строительстве, для возведения многоэтажных зданий, потому что такой ростверк потребует больших вложений, точности при монтаже, присутствия специальной техники.

Для частного малоэтажного строительства подходят всего 2 варианта, но один из них не гарантирует долговечности строения. Именно по этой веской причине остается единственный кандидат — железобетонный ростверк. Лучше и проще соорудить ленту — конструкцию несложную и не такую требовательную, как плита, в финансовом плане.

Классификация ростверка по виду применяемого стройматериала

Рассмотрим, из какого материала можно сделать ростверк. Для изготовления ростверковой обвязки применяются различные стройматериалы:

• бетон, усиленный арматурной решеткой;
• металлопрокат различного сечения;
• высушенная и обработанная древесина;
• марочный бетон без арматуры.

Прочностные характеристики конструкции должны соответствовать расчету свайного ростверка. Остановимся на особенностях применения различных материалов.

Монолитный железобетонный ростверк

По эксплуатационным характеристикам конструкции из железобетона прочнее бетонных.

Ростверк железобетонный благодаря прочной арматурной решетке обладает следующими достоинствами:

• повышенной нагрузочной способностью;
• продолжительным периодом эксплуатации;
• высоким уровнем надежности;
• достаточной жесткостью;
• способностью воспринимать увеличенные сжимающие нагрузки.

Для армирования применяются стальные прутки, соединенные в общий каркас, а также готовые пространственные решетки.

Монолитный ростверк представляет собой цельную конструкцию, заливаемую непосредственно на строительной площадке

Конструкция из металла

Силовой пояс из металлопроката позволяет обеспечить требуемый запас прочности. Технология сооружения предусматривает выполнение следующих операций:

1. Нарезку заготовок из швеллера или двутавра.
2. Установка профильного проката на торцы колон.
3. Сварку отдельных балок в общий контур.

Для повышения стойкости к воздействию коррозии нанесите защитное покрытие.

Ростверковая основа из древесины

Прочность древесины позволяет воспринимать массу легких деревянных или каркасных строений. Для обеспечения долговечности деревянных брусьев:

• тщательно высушите материал;
• пропитайте древесину антисептиками;
• гидроизолируйте поверхность балок рубероидом.

Ресурс эксплуатации зависит от качества подготовки материала.

Бетонный ростверк

Последовательность действий по обустройству ростверкового фундамента из бетона аналогична сооружению железобетонного пояса. Основное отличие – бетонирование силовой обвязки без арматурных каркасов. Восприимчивость бетона к воздействию растягивающих усилий и изгибающих моментов ограничивает область использования бетонного ростверка.

Расчет количества свай для фундамента

Надежность возведенного строения во многом зависит от правильного расчета количества опор и расстояния между ними, так как они принимают на себя основную нагрузку и распределяют ее. При проведении расчетов необходимо учитывать:

Считаем количество свай

• Примерную массу конструкции, включая пол, стены, перекрытия и облицовку.
• Полезную нагрузку от мебели, приборов и жильцов. Чаще всего этот параметр имеет постоянную величину: для многоэтажных конструкций — 200 кг/м2, для жилых одноэтажных домов — 150 кг/м2.
• Нагрузка от снежного покрова в зимнее время. Это значение также имеет постоянность, в большинстве регионов оно составляет 180 кг/м2.
• Коэффициент запаса, который в большинстве случаев равен 1,1 (очень редко применяется коэффициент 1,2).

К примеру, нужно рассчитать количество свай и шаг между ними для строения высотой в один этаж и размером 6*8 метров:

• Определяем вес конструкции, для примера можно взять 29500 кг.
• Высчитываем общую полезную нагрузку, для этого значение, указанное на 1 кв.м., умножаем на площадь дома: 6*8*150=7200 кг.
• Узнаем величину снеговой нагрузки с учетом площади дома: 6*8*180=8640 кг.
• Определяем общую нагрузку на основание, для этого суммируем нагрузку конструкции, полезную и снеговую нагрузку: 29500+7200+8640=45340 кг.
• Полученное значение необходимо умножить на коэффициент запаса 1,1: 45340*1,1=49874 кг.
• Принимая во внимание, что в среднем одна свая способна выдержать нагрузку около 2000 кг, определяем необходимое количество свай. Для этого достаточно разделить значение общей нагрузки с учетом коэффициента надежности на возможную нагрузку на одну сваю: 49874:2000=24,937.

Считаем шаги между сваями

При округлении этого числа получаем, что для одноэтажного дома площадью 48 кв.м. необходимо 25 свай. К этому количеству нужно прибавить сваи, которые будут поддерживать половые лаги внутри фундамента.

Шаг между опорами свайного фундамента определяется в размере 1,2-1,5 метра.

Конструктивные разновидности фундамента с ростверком

Классификация предусматривает деление ростверков на виды в зависимости от конструкции. Возможные варианты:

• сборная конструкция. Состоит из профилей, сваренных между собой. Ресурс эксплуатации ограничивается двумя десятилетиями в связи с недостаточной жесткостью. Сборный вариант применяется для временных строений;
• цельный ростверк. Формируется из бетонного раствора, усиленного арматурным каркасом. Обеспечивает устойчивость малоэтажных зданий на проблемных грунтах;
• комбинированный вариант ростверковой базы. Включает изготовленные в производственных условиях узлы. Их собирают в единый силовой каркас и бетонируют. Конструкция применяется в промышленном строительстве.

Выбор оптимального варианта определяется требованиями проекта.

Конструктивные решения

По конструктиву можно привести классификацию по способу изготовления:

• сборный (чаще применяется, если фундамент из винтовых свай или для деревянных строений);
• монолитный (такое решение подойдет, если фундамент буронабивной или сборный бетонный);
• сборно-монолитный.

К сборным конструкциям относят деревянный и металлический ростверк. Монолитный вариант изготавливается из бетона или железобетона. Кроме того монолитный ростверк имеет разделение на:

• монолитная лента;
• монолитная плита.

Ленточный — наиболее распространенный вариант. При плохих геологических условиях и сильных подвижках грунта проектируют плитный ростверк по обрезу фундамента. Он придает конструкции дополнительную жесткость, но характеризуется высокой стоимостью и трудоемкостью.

Плитный ростверк.

Промежуточный вариант между сборным и монолитным — сборно-монолитный вариант. Он состоит из сборных элементов, которые служат опалубкой и заполнения бетонной смесью. Такое решение не получило широкого распространения из-за своей высокой стоимости.