Свайно-плитный фундамент

С развитием технологий требования к геологическим условиям и сейсмике по месту застройки всё менее категоричны — современные методы строительства позволяют обеспечить возводимым сооружениям должную безопасность, снижая влияние негативных факторов до необходимого уровня.

Важнейшим условием безопасной эксплуатации здания является надёжная опорная конструкция, и свайно-плитный фундамент – одно из таких решений, в обиходе именуемое соответствующей аббревиатурой СПФ.

В действующих же СНиП свайно-плитные фундаменты называются КСП, что означает «комбинация свая-плита».

СПФ – инновационная разработка универсального применения, изначально использовавшаяся для возведения тяжёлых зданий, в том числе высоток различного назначения. С развитием частного домостроения свайно-плитные фундаменты нашли своё применение и в этом сегменте жилищного строительства.

Рассмотрим комбинации свая-плита подробнее.

Конструкция свайно-плитного фундамента

Опорные сооружения этого типа — «плита на сваях» считаются одними из самых сложных среди фундаментов, но затраты на их возведение оправдываются высокими эксплуатационными характеристиками конструкции.

КСП представляет собой конструктивное объединение свайного и плитного фундаментов, в котором индивидуальные достоинства этих сооружений совмещаются, а «минусы» по сути являются не недостатками, а особенностями.

СПФ бывают в двух вариантах исполнения, различающихся расположением плитной части конструкции и, соответственно, её функционалом:

• Заглублённая плита всей площадью опирается на грунт, передавая ему часть (примерно 20%) воспринимаемых от здания нагрузок (рис. выше).
• Плита с землей не контактирует и «висит» над ней, опираясь только на сваи.

Являясь по сути ростверком плитного типа, она лишь собирает неравномерно распределённые нагрузки сверху, и благодаря своей жёсткости делит их поровну между столбами, а также служит опорной площадкой для стеновых конструкций из малоразмерных элементов (кирпич, блоки).

Возведение таких конструкций упрощённо состоит из 2-х этапов, выполняемых последовательно – устройство свайного опорного основания, и сооружение поверх него ж/б-плиты, чаще всего монолитной. Таким образом, строительство комбинированного фундамента всегда обходится дороже, чем составляющие его решения. При этом, согласно СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений», именно СПФ наиболее эффективны на просадочных грунтах. Это подтверждается и СП 24.13330. 2011 «Свайные фундаменты», где комбинированные свайно-плитные фундаменты рекомендованы при проектировании зданий для самых тяжёлых геологических условий – в ситуациях, когда даже монолитная плавающая конструкция может быть вдавлена в грунт после возведения на ней корпуса.

Применение СПФ

При строительстве частного дома использование свайно-плитных фундаментов оправдано в следующих случаях:

• В сейсмически активных регионах.
• На пучинистых грунтах (КСП с плитным ростверком на сваях с усиленным армированием).
• На участках с промерзанием глубже 2,5 м.
• При высоком уровне грунтовых вод.
• На площадках с подтоплением.
• Повышенные требования к статичности здания и уровню вибрации (конструкции из стекла, пенобетона).
• Сооружение пристройки к имеющемуся зданию (минимизировать осадку нового строения).

Применение СПФ позволяет строить частный дом без ограничения используемых материалов по их удельному весу. Особенно надёжны фундаменты с плитой, лежащей на грунте – статичность таких конструкций обеспечивается не только жёсткой фиксацией заглублённых свай, но и большой площадью опирания поверхностной части на грунтовое основание.

Достоинства и недостатки фундаментов КСП

Плюсы свайно-плитных опорных конструкций частично уже изложены в описании их применения. Основное достоинство СПФ – это пригодность к эксплуатации в особо сложных геологических условиях. К универсальности и высокой несущей способности плюсуются:

• Малый объём земляных работ или полное их отсутствие.
• Возможность строительства на склонах или площадках со складчатым рельефом.
• При использовании винтовых свай этап свайных работ выполняется в любое время года.
• Плита служит несущим полом первого этажа.
• Возможность обустроить (закрыть) контур свайного поля снаружи, что в регионах с умеренным климатом позволяет сэкономить на внешнем утеплении плиты.

Что касается «минусов», то с определённой натяжкой к ним можно отнести следующее:

• Более высокие, чем для возведения других фундаментов, потребность в материалах и трудоёмкость.
• Большие объёмы бетонных работ – привязка к времени года и погодным условиям.
• Устройство подвалов со свайным полем невозможно, со свайными «кустами» — на ограниченной площади можно, но технически сложно.
• Значительные финансовые затраты — следствие предыдущих пунктов.

Читайте также: Особенности строительства свайно-ленточного фундамента

Сооружение низкого свайно-плитного фундамента с буронабивными сваями

КСП конструкция сложная, требующая расчёта многих параметров с привязкой ко множеству нюансов – от структуры грунта с характеристиками отдельных пластов до конфигурации стен и плотности застройки места строительства. Правильно рассчитать и спроектировать свайно-плитный фундамент самостоятельно нереально, поэтому этап проектно-изыскательских работ всегда поручают специалистам.

По готовности проекта приступают к работам, начало которых – общее для возведения опорной конструкции любого вида. Площадку застройки очищают от растительности, пней и валунов, устраивают подъездные пути для используемой техники.

Рытьё котлована

Используя точки привязки, контур будущего фундамента начерно переносят на участок, и добавляют к нему с каждой стороны по 1-2 м – для установки укосов опалубки.
Используя землеройную технику, копают котлован – удаляют с участка грунт до отметки, учитывающей проектное заглубление монолитной плиты и толщину (0,4-0,8 м) щебне-песчаной подушки под неё.

Глубина котлована выполняется:

• 2-2,5 м (с привязкой к отметке промерзания грунта) – для плиты глубокого заложения;
• 0,7-1,0 м – при малом заглублении плиты.

Если в проекте висячий плитный ростверк, котлован не нужен.

Устройство подстилающей подушки

Подушку формируют послойной укладкой сначала песка, а потом щебня слоями толщиной по 15-20 см с промежуточным уплотнением каждого виброплитой. Суммарная толщина уплотнённой подсыпки должна составлять 40-80 см.

При возведении плиты, контактирующей с грунтом (не ростверковой), устройство подушки и утепление отмостки обязательны, иначе плитную конструкцию оторвёт от свай грунтовым вспучиванием при промерзании.

Выполнение разметки

Разметка свайно-плитного фундамента – это чистовой перенос из проекта на стройплощадку чертежа опорной конструкции в плане, а именно:

• контурных линий будущих стен;
• точек расположения свай – в пересечениях осевых линий;
• уровневой отметки, по которой будут выравниваться свайные опоры.

Для точности исполнения возводимую конструкцию намечают с использованием обноски – чаще всего самодельных конструкций, которые устанавливаются снаружи будущего фундамента и служат для натяжки контрольных шнуров, осевых или контурных

Процесс разметки – переноса схемы из проекта на участок наглядно показан в ролике:

Монтаж свай

Используя отвес, на грунт переносят места расположения свай – опускают точки пересечения шнуров, которые будут являться центрами опор.
По окончании переноса меток приступают к бурению скважин. Шурфы диаметром до 40 см выполняют бурами ручного применения или с мотоприводом. При этом для мотобуров производится также оснастка ?50 см, предпочтительная при устройстве буронабивных свай в просадочных грунтах. Выбирая бур с мото- или электроприводом, важно правильно сориентироваться в его мощности – от неё зависит диаметр отверстия, возможного к выполнению данной моделью.

Последовательность операций при устройстве буронабивных свай:

• Бурение скважин на проектную глубину (до несущего слоя грунта).
• Установка в шурфы неизвлекаемых обсадных труб — металлических, асбоцементных, пластиковых с внутренним диаметром не меньше проектного диаметра сваи. Обсадные трубы используют при высоком уровне грунтовых вод, в слабых песчаных и водонасыщенных грунтах.
  При строительстве на глинистых почвах с меньшим присутствием влаги альтернативой трубам служат самодельные цилиндрические оболочки из рубероида, свёрнутые в рулон и скрепленные строительным степлером.
• Армирование скважин – установка в шурфы арматурных каркасов.
  Каркасная конструкция состоит из не менее трёх продольных — рабочих стержней из арматуры переменного профиля Ø8-14 мм, обвязанных распределительными хомутами из гладкого прута Ø6-8 мм.

  

  Стержни выполняются длиннее сваи не менее, чем на 70 см, чтобы потом можно было связать их с арматурой плиты, согнув под прямым углом. Верхнюю часть каркаса после установки в шурф центруют.

• Бетонирование.
  Используют бетон марки не ниже М300, который чаще всего заказывают готовым с доставкой к стройплощадке. Укладку раствора производят подачей бетононасосом или самотёком по жёлобу из автомиксера с уплотнением глубинным вибратором.

  

  Если СПФ не выполняется монолитным – одновременной заливкой свай и плиты, то к следующему этапу работ приступают после набора бетоном не менее 50% прочности, т.е. через 5-7 дней после укладки.

Сооружение монолитной плиты по оголовкам свайных опор

Последовательность операций по возведению плиты следующая:

• Устройство подбетонки.
  Это слой неармированного бетона — стяжка толщиной 5-10 см, выполняемая по песчано-щебневой подушке для её чистового выравнивания. Ровная подбетонка не только обеспечит целостность рулонной гидроизоляции, которая будет на неё постелена, но и будет дополнительным элементом влагозащиты плиты.
• Гидроизоляция.
  Выполняется по всей площади с возможностью напуска изолянта на щиты опалубки до верхней кромки (или до отметки высоты плиты, если опалубочные щиты выше необходимого). Из возможных материалов наиболее распространены технический полиэтилен толщиной 0,15 мм и рубероид, настилаемые в два слоя – продольно и поперечно, с нахлёстом полос в слоях друг на друга в 10-15 см. Швы герметизируют битумной мастикой. Более продвинутыми, но и дорогими, решениями являются «ТехноНиколь» и «Бикрост» для фундаментов, битумно-полимерные мембраны

  

• Монтаж опалубки.
  Если используются щиты из досок, то их верхнюю кромку по периметру делают на уровне поверхности плиты и выравнивают в горизонтали – это облегчит работу с прави?лом при заливке бетона.
  Монтируя сборно-разборную опалубку многоразового использования, на внутренней стороне щитов по периметру чертят с использованием нивелира линию уровня бетона.
  Снаружи опалубку подпирают укосами – это сохранит её геометрию под нагрузкой.
• Армирование плиты.
  Каркас двухъярусный – верхняя и нижняя сетки с ячеей не более 30х30 см из арматуры переменного профиля диаметром от 10 мм, соединённые между собой так называемыми «пауками/лягушками», проставками из того же материала.

  

  Конструкцию укладывают на специальные фиксаторы, в обиходе «стульчики», обеспечивающие ей снизу защитный слой бетона.

• Бетонирование.
  Заливка бетона с уплотнением вибраторами (глубинными, реечными) «за один раз», с минимальными промежутками между укладкой порций. Одновременно выполняется выравнивание раствора правИлами на уровне толщины плиты.
• Обеспечение условий для набора бетоном прочности (укрытие плёнкой, периодическое увлажнение, утепление при вероятности заморозков).

Читайте также: Фундаменты с буронабивными сваями: достоинства и недостатки

Возведение СПФ с плитным ростверком

Если плита на грунт не опирается, а монтируется по сваям на определённой высоте, её называют висячей, ростверковой. Такое решение КСП исключает отрыв его плитной части от свай в результате пучения грунта.

Существуют два решения для возведения ростверковой плиты с демпферным пространством снизу:

• сооружение «висячей» плитной части — с использованием съёмной опалубки;
• заливка бетона в несъёмную опалубку из пенополистирола невысокой плотности – пучение грунта будет восприниматься и поглощаться мягкой пенопластовой оболочкой.

Первый способ наиболее трудоёмкий, поскольку требует монтажа подвесной опалубки – сложности обеспечения жёсткости, прочности и герметичности.

Во втором случае технология почти идентична с созданием монолитной плиты на грунте. Разница лишь в том, что вместо подбетонки стелется ППС, а свайные оголовки вмуровываются в плитный бетон на 5-10 см.

Заключение

Комбинированные свайно-плитные фундаменты – надёжные опорные конструкции, часто являющиеся единственно приемлемым решением. Но из-за сложности расчётов и трудоёмкости возведения СПФ редко сооружаются своими силами, разве что для малогабаритных частных домов. В остальных случаях, чтобы по достоинству оценить преимущества КСП, следует обращаться к профессионалам.