Поперечное армирование ростверка. Схемы и советы по армированию ростверка свайного фундамента

Зачастую при возведении дома применяется свайный тип фундамента. Причем актуальность и популярность армирования ростверка свайного фундамента не вызывает сегодня никаких сомнений. В данной статье разберемся в основных важнейших этапах, характеристиках и особенностях этого направления.

В каких случаях целесообразно использование свайного фундамента

Прежде всего, такой тип фундамента становится актуальным в случае строительства на пучинистых, а также слабых грунтах. Также такой вариант станет наилучшим тогда, когда на строительной площадке очевидны существенные перепады высоты либо имеются грунтовые воды. Помимо этого, возведение такого фундамента становится необходимостью при возведении дома в областях вечной мерзлоты.

Что в целом представляет собой ростверк и процесс его армирования?

В описанных выше случаях могут использоваться разноплановые сваи. Они могут отличаться касательно:

• Применяемого для их изготовления материала;
• Способа их погружения в грунт.

Ростверк является тем связующим элементом, который объединяет их в единую прочную и цельную конструкцию.

Армирование свайного фундамента, в свою очередь, выполняется с целью придания требуемой прочности ростверку. Для этого должен составляться предварительный чертеж и должны выполняться все важнейшие расчеты, касающиеся предстоящих нагрузок в процессе эксплуатации строения.

Какие особенности характерны для устройства ростверка.

1. Нормой для ростверков является наличие так называемого изгибающего момента в вертикальной плоскости. Ведь он представляет собой уложенные на сваи балки. В то же самое время пролет, который располагается между опорами, восприимчив к весу различных частей здания, а также к другим нагрузкам. Он как бы расположен в подвешенном состоянии в воздухе. По этой причине и появляется прогиб;
2. Ростверк полностью исключает всякое воздействие со стороны грунта. Поэтому можно довольно просто спрогнозировать возникновение в нем напряжения. К примеру, нижняя часть поперечного сечения во всех случаях оказывается растянутой в пролетах, находящихся между сваями. Верхняя же – в зонах, где конструкция опирается на сваи.

Эти особенности ростверка имеют определяющее значение в процессе составления схемы армирования ростверка свайного фундамента. Неудивительно, что большое внимание уделяется повышению мощности нижнего пояса устанавливаемого арматурного каркаса в участках между сваями. В то же самое время, важным остается усиление верхнего пояса в точках опоры.

Схема армирования ростверка свайного фундамента

Также следует помнить, что перед тем, как приступить к монтажу ростверка и его армированию, необходимо грамотно и четко определить требуемый тип свайного фундамента и общее количество необходимых свай.

Их должно быть минимум 4 из того расчета, что в случае каждого угла будет устраиваться собственная свая. Именно на такой фундамент свайного типа в последующем будет выполняться укладка ростверка. Причем он может иметь форму сплошной плиты либо может быть ленточного типа.

Схема ленточно свайного фундамента

Как грамотно выбрать материалы для арматурного каркаса и определить его параметры

Для того, чтобы грамотно вычислить требуемый диаметр применяемой арматуры, а также необходимые параметры каркаса, требуется грамотно выполнить расчет с обязательным учетом временных и постоянных нагрузок.

Рассмотрим важнейшие аспекты подробнее:

• Прежде всего, необходимо максимально точно и четко определить состав имеющегося грунта, располагаемого на строительной площадке. С особой ответственностью стоит подойти к глубине, на которой собственно и планируется обустройство фундамента. Почему это так важно? Эти моменты несут немаловажное значение для расчета длины свай, а также планирования их конструктивных особенностей. Кроме того, немаловажными эти моменты станут для планирования обустройства фундамента.
• Также необходимо грамотно выполнить расчеты несущей способности устанавливаемой будущей сваи.
• Требуется определить возможные нагрузки, которые могут оказывать влияние не только на сваи, но и на грунт.
• С целью получения общего веса будущей постройки требуется суммировать вместе не только её вес, но и вес планируемых перекрытий и кровли.
• Полезным станет учет возможных природных нагрузок (к примеру, массы людей, находящихся в доме, снега, разнопланового оборудования, а также мебели).

Все дальнейшие расчеты должны выполняться с обязательным учетом общей площади строения.

В целом, в наиболее частых случаях ростверк выбирают в случае построек с площадью не меньше 300 квадратных метров. Причем рассчитывать армирование свайно ростверкого фундамента должен строительный инженер, который отлично владеет знаниями и навыками касательно железобетонных конструкций.

После того, как происходит расчет фундамента строения (с определением необходимого количества свай, а также расстояния между ними, глубины монтажа), должна составляться соответствующая схема, а также чертеж.

Рассмотрим типовые решения и правила, которых рекомендуется придерживаться:

1. Несколько стержней арматуры класса АIII продольного типа (диаметр — 20 мм) и выше должны укладываться в растянутых зонах устанавливаемого ростверка;
2. Арматуру с диаметром от 8 до 15 мм располагают в сжатом поясе. Шаг между стержнями продольной (рабочей) арматуры должен составлять от 80 до 100 мм;
3. С целью восприятия поперечных растягивающих усилий, а также с целью объединения арматуры продольного типа в единый каркас, выполняют крепеж к ней поперечных стержней. В таком случае используют гладкую арматуру класса АI с диаметром 6-8 мм. Причем расстояние между ними должно составлять не меньше 250 мм. Однако обычно оно составляет 3/8 от имеющейся высоты сечения ростверка.

В случае, когда ростверк превышает 150 мм, в имеющемся арматурном каркасе необходимо установить вертикальные стержни. Причем шаг должен соответствовать шагу поперечной арматуры.

В целом, зачастую вместо отдельных поперечных и продольных стержней применяют хомуты. Они представляют собой детали арматуры в форме перевернутой литеры «П» либо в форме замкнутого прямоугольника.

Армирование ростверка

В процессе выполнения работ по устройству фундамента для постройки с ростверком в обязательном порядке осуществляют грамотное армирование конструкции.

Для чего армируют сваи? Для того, чтобы гарантировать им требуемую прочность.

С какой целью выполняют армирование ростверка? С целью максимального увеличения его возможной несущей способности.

Причем та часть арматуры, которая имеет свойство выступать из свайной конструкции, будет применяться в роли соединительного элемента непосредственно между самим ростверком и сваей.

Крепление, в свою очередь, в большинстве случаев выполняют с использованием сварки.

С целью выполнения армирования требуется составить предварительный чертеж. Помимо этого, важной является и схема армирования.

Схема ростверка ленточного фундамента

Не стоит забывать о том, что элементы ростверка, с которыми не будет выполнено грамотное армирование, не смогут выдержать нагрузок в процессе возведения перекрытий дома, а также его стен.

1. В случае монтажа ленточных ростверков арматурный каркас необходимо делать из двух отдельных поясов. Причем они должны быть максимально жестко связанными между собой с использованием вертикальных стержней, выполненных их металла (с требуемым диаметром сечения – до 8 мм). Почему актуален именно такой диаметр? Это происходит потому, что данные металлические прутья фактически не подлежат нагрузке. Их главная роль — придавать каркасу необходимую форму.

Ленточный фундамент

Требуемое условие – каждый пояс должен включать не менее двух прутьев. Причем пояса должны связываться между собой с использованием стержней, которые располагаются горизонтально и связываются с помощью так называемой вязальной проволоки.

При выполнении арматурных каркасов для фундаментов с ростверком в рамках промышленных предприятий с целью крепления поперечных соединений применяют сварочные аппараты.

Но при этом поперечные круги или же квадраты с прутьями продольного плана соединяются только с использованием метода вязания.

2.В случае монтажа основания в форме сплошной монолитной плиты, схема армирования останется такой же, как у фундаментов ленточного типа.

В таком случае верхний пояс каркаса выполняют в форме своеобразной сетки из арматуры, которая имеет диаметр сечения в 10-14 мм. С целью же обустройства вертикальных стержней используют арматуру с более маленьким диаметром.

Возможные варианты конструкции ростверков

В зависимости от конструктивных особенностей ростверки могут быть низкими либо высокими. Независимо от типа конструкции применяется одинаковый принцип армирования ростверка свайного фундамента.

• В случае, когда предполагается возведение основания так называемого загубленного типа, его нижнюю часть располагают на едином уровне с грунтом. Однако в некоторых случаях можно допустить его опускание вплоть до нескольких сантиметров ниже.
• Для грамотной организации траншеи между сваями требуется изготовить подушки из утрамбованного щебня и песка.
• После этого выполняется непосредственный монтаж опалубки, а также сборка арматурного каркаса.
• Арматурный каркас, в свою очередь, необходимо жестким образом связать симеющимися оголовками свай. Причем необходимо не доходить до стенок установленной опалубки приблизительно на 5 см.
• После перечисленных выше шагов можно переходить к заливке фундамента бетоном.

Однако стоит иметь в виду, что такой вариант ростверка станет возможным в случае возведения постройки на не пучинном грунте. В иных случаях важным условием станет монтаж более высокого ростверка с предельным вниманием к армированию конструкции.

Способы вязки арматуры

Рассмотрим подробнее, как вязать арматуру для свайного фундамента.

Наиболее часто встречаемый способ – связывание арматуры с использованием специальной проволоки. Со своей стороны, электросварка применяется достаточно редко (только в случае арматуры, которая обладает в маркировке литерой «С»). Соединение сваркой обычной арматуры недопустимо. Ведь по причине воздействия высоких температур она может потерять свою прочность.

С целью вязания арматуры используют только отожженную проволоку круглой формы с диаметром 1 мм. Ведь необожженная продукция обладает меньшей пластичностью и имеет свойство плохо гнуться.

Для ускорения процесса вязки используют специальный пистолет, который укомплектован аккумулятором. Однако приобретать его логично только в случае необходимости выполнения большого спектра работ. Помимо этого, многие ценят его за удобство работы с вязкой арматуры в разнообразных труднодоступных местах.

В целом армирование свайно ростверкового фундамента выполняют зачастую с использованием иного инструмента – специального крючка. Причем профессионалы зачастую сами делают их, однако для разового выполнения работ полезным станет и покупной вариант.

На современном этапе при желании можно приобрести винтовые (полуавтоматические), а также обычные крючки.

Схема вязки арматуры

Причем винтовые варианты помогают ускорить процесс армирования. В то же самое время, по причине конструкционных особенностей, после затягивания они могут оставлять достаточно длинные свободные концы используемой проволоки. Поэтому они имеют свойство выступать из бетона и начинают довольно быстро ржаветь.

Какие виды узлов считают самыми простыми и удобными? Так называемые «две петли» или «петля». Петля применяется с целью соединения арматуры внахлест, две петли — в случае стыковых соединений. На практике зачастую происходит использование петли не только в случае нахлесточных соединений, но и в случае угловых.

Не следует забывать, что завершающим этапом монтажа требуемого арматурного каркаса должно стать устранение бобышек, на которых происходила установка рабочей арматуры нижнего пояса. После этого этапа каркас оказывается подвешенным на проволоке, которая обвивает верхние перемычки опалубки. После этих операций можно приступать непосредственно к заливке бетона.

Понятно, что армирование ростверка свайного фундамента представляет собой довольно сложный многогранный процесс, который требует продуманного и грамотного подхода. Надеемся, что хитрости и советы в данной статье помогут Вам выполнить все работы четко и легко.

Чтобы постройка служила долго, нужно выполнить армирование ростверка свайного фундамента согласно нормативным требованиям. Домостроение передает силу тяжести на бетонную ленту, служащую для равномерного распределения нагрузки на сваи, а через них на устойчивые пласты грунта. Необходимость усиления бетонного монолитного ростверка арматурой возникает из-за того, что бетон хорошо реагирует на силу сжатия, но слабо сопротивляется нагрузкам на растяжение и изгиб. При отсутствии армировочного каркаса конструкция может деформироваться.

Для чего нужен ростверк

Дом дает неравномерную нагрузку, одни его части весят намного больше, чем другие. Это зависит от расположения мебели и других предметов.

Ростверк представляет собой конструкцию, соединяющую опоры в единую систему. Служит для равномерного распределения нагрузки здания и передачи ее через сваи (столбы) на грунт. Предохраняет постройку от неравномерной усадки.

Изготавливается он в виде монолитной бетонной ленты, которую необходимо усиливать арматурный каркасом, и может быть выполнен из деревянных, железобетонных, стальных изделий, которые укладываются на столбы и соединяются между собой в единое целое.

Ростверк может располагаться на расстоянии над уровнем земли, лежать по верхнему краю грунта или быть заглубленным в почву. Для основы висячей конструкции могут применять горизонтальные балки или бетонную ленту. Для заглубленного варианта чаще всего используют монтаж монолитной бетонной конструкции.

Технология армирования

Армирование ленточной бетонной ленты выполняют двумя рядами металлических прутьев, уложенных вдоль конструкции. Для получения достаточной прочности верхний и нижний ряды арматуры скрепляют между собой вертикальными и горизонтальными перемычками.

Прутья, укладываемые вдоль ростверка, должны иметь повышенную прочность. Они изготавливаются из горячекатанного рифленого профиля класса А3, диаметром 13-16 мм. Иногда применяют арматуру из стеклопластика, она хороша тем, что не подвержена коррозии.

В качестве перемычек между продольными рядами используется:

• Арматура прямоугольной формы, выгнутая в виде хомутов, изготовленная из гладких прутов класса А, сечением 8-10 мм. Такие перемычки являются более надежными и имеют длительный срок эксплуатации за счет меньшего количества сварных соединений. По трудоемкости такой вид армирования более сложный и длительный.
• Отдельные стальные пруты приваривают к верхнему и нижнему рядам. Стержни должны быть изготовлены из того же материала, что и продольная обвязка. Сварные швы не обладают достаточной прочностью, подвержены коррозии. Выполнять такую работу легче и быстрее, чем в первом случае.

В продольных рядах прутья укладывают на расстоянии 100 мм друг от друга, должно быть минимум 3-4 ряда стержней в каждом поясе. Поперечные перемычки продольного армирования, устанавливают с шагом 200-300 мм. Вертикальные прутья закрепляют на расстоянии, не менее 400 мм друг от друга.

Внизу ростверка оставляют место для того, чтобы залить бетонный раствор. Для этого приподнимают стальные пруты арматуры над опалубкой, подставляя под них пластиковые подставки в форме гриба.

Обязательно между крайними контурами металлического каркаса должен располагаться слой бетона, толщиной не менее 50 мм. Если его толщина будет меньше, прутья будут подвергаться коррозии, а сама конструкция будет неспособна равномерно перераспределять несущую нагрузку.

Расчет основания с ростверком

Чтобы правильно выполнить все расчеты нужно учитывать особенности грунта, близость нахождения подземных вод и нагрузку от меблированного домостроения с учетом максимальной силы тяжести. Все расчеты, схемы лучше показать специалистам, чтобы они проверили их правильность.

На основе полученных данных рассчитывают необходимое количество свай и глубину их заглубления. Опора должна заглубляться ниже точки промерзания грунта на 20 см. Располагают сваи или столбы на каждом углу, в местах пересечения несущих стен с перемычками, под наиболее тяжелыми конструкциями дома (под колоннами, камином). Остальные опоры устанавливают на определенном расстоянии друг от друга.

После монтажа свай монтируют ростверк, если он устраивается в виде монолитной бетонной ленты, обязательно нужно усиливать его арматурой.

Расчет количества арматуры

В качестве примера представлен монолитный бетонный ростверк длиной 8 м, шириной 6 м, толщиной 400 х 400 мм. Для армирования понадобится два продольных пояса по 3 стержня в каждом. Понадобятся металлические пруты сечением 14 мм класса А3. Расстояние между ними должно быть 100 мм, с учетом того, что по 50 мм с каждой стороны занимает слой бетона.

Для монтажа перемычек понадобятся пруты сечением 11 мм, класса А1. Устанавливают их на расстоянии 200 мм друг от друга.

Формула расчета:

1. Вычисляют длину стержней в верхнем продольном ряду. Определяют длину всего ростверка. Для этого складывают длину всех четырех его сторон: (8*2) + (6*2)= 16 +12 = 28 м. Так как используют по три стержня в ряду, полученное число умножают на три: 28 м * на 3 шт. = 84 м. Так как нужно заложить два ряда, полученное значение умножают на два: 84 * 2 = 168 м арматуры понадобится для монтажа двух продольных рядов.
2. Выполняют расчет перемычек на оба контура ростверка. Их располагают на расстоянии 200 мм друг от друга. Длина перемычек будет составлять 300 мм. Рассчитывают количество по формуле: (30/0.2) *2 = 300 шт. Вычисляют длину металлических прутьев: 300 *0,3 = 90 м.

В ростверке, в котором толщина со всех сторон одинаковая, вертикальных перемычек понадобится столько же, как и поперечных.

Понадобится 168 м металлических стержней класса А3 и 180 м прутьев класса А2.

Более прочные соединения получаться, если скреплять арматуру между собой проволокой, а не сваркой. На каждое соединение расходуется около 40 см проволоки. Определяют ее количество по формуле: (30/0,2) * 4 = 600 шт. по 0,4 м = 240 м.

Монтаж монолитного ростверка

После установки свай приступают к монтажу ростверка. Его устройство включает в себя:

• монтаж опалубки;
• укладку арматуры согласно расчетным показателям;
• заполнение формы бетонным раствором;
• демонтаж опалубки;
• работы по гидроизоляции.

Конструкция опалубки зависит от того, как располагается ростверк над уровнем земли.

Монтаж опалубки

От правильного монтажа опалубки будет зависеть прочность и внешний вид ростверка. Съемную форму чаще всего собирают из досок, иногда используют фанеру.

Обязательно нужно контролировать вертикальный уровень установки боковых стенок. Углы должны быть выставлены под 90 градусов, если в проекте не установлены другие параметры. Стенки укрепляют подпорками, чтобы бетонный раствор не разрушил опалубку.

Если ростверк располагается над уровнем земли, нужно рассчитать нагрузку от арматуры и бетонного раствора на нижнюю стенку формы. Если дно вывалится, работу нужно будет начинать сначала.

После монтажа опалубки, насыпают в нее слой песка, толщиной 150 мм. Смачивают его, хорошо утрамбовывают. Укладывают гидроизоляционный материал.

Армирование

Армирование висячих ростверков выполняют металлическими прутьями. Стеклопластиковая арматура, как показывает опыт, хороша в тех случаях, когда она опирается на почву. Тип армирования и вид балок для устройства ростверка определяют на этапе проектирования дома.

После обрезки опор до нужного размера, из них будет выступать арматура. Она будет использоваться как соединительный элемент между ростверком и опорой.

Перед выполнением армирования рисуют чертеж расположения металлических стержней. Все работы выполняют, ориентируясь на эту схему. Если неправильно заложить арматуру, конструкция может не выдержать нагрузки и деформироваться.

Металлические прутья, связанные между собой по 3-4 штуки проволокой, опускают в опалубку. Арматура не должна касаться краев деревянной формы под бетон, чтобы впоследствии не оказалось, что ее края выступают из бетонного основания.

Чтобы была вентиляция пространства под полом дома, оставляют в конструкции продухи, вставляя в опалубку трубы диаметром 100 мм.

После установки металлического каркаса, убирают из опалубки весь строительный мусор при помощи промышленного пылесоса с большой мощностью.

Перед тем как залить фундамент, нужно очистить будущий ростверк от воды и грязи. Когда погодные условия не позволяют откачать воду возле фундамента, ниже его уровня роют небольшую яму со скосом от основания дома, в которую будет стекать вода.

Заливка бетоном

Проверяют геометрию и надежность крепления опалубки и армированного каркаса, чтобы во время наполнением бетоном конструкция не развалилась.

Подготавливают цементный раствор. Он должен быть однородным, без комков. Перемешивают раствор на строительной площадке при помощи миксера или заказывают с завода в бетономешалке.

После застывания бетона демонтируют опалубку, убирают из-под ростверка песок. Разбирать форму можно не ранее, чем бетонное основание полностью высохнет.

Гидроизоляция

Висячий ростверк можно изолировать от воздействия влаги, обмазывая конструкцию битумными мастиками.

При монтаже заглубленной бетонной ленты и перед заливкой бетона укладывают на дно опалубки рубероид, а после демонтажа опалубки накрывают рулонной изоляцией весь ростверк.

Правила армирования ростверка

Придерживаясь перечисленных правил, можно избежать многих ошибок при строительстве ростверка:

• арматурный каркас и опалубку устанавливают строго по уровню;
• у свай срезают верхнюю часть, чтобы все оголовки находились в горизонтальной плоскости;
• при монтаже металлического каркаса перемычки устанавливают на расстоянии друг от друга 200-400 мм;
• угловые элементы соединяют гнутыми Г- и П-образными элементами;
• сечение опоры должно быть не менее 300 мм, количество прутов в продольном поясе 3 и более, припуск арматуры под ростверк должен быть 50 см и более;
• сварные соединения менее прочные, чем проволочные.

Нельзя экономить на качестве и количестве металлических прутов.

Более подробно узнать, как армировать свайно-ростверковый фундамент можно из профильных книг или видео:

Армирование монолитно-бетонного ростверка является обязательным технологическим процессом. При соблюдении всех норм и технологии армирования постройка прослужит более половины века.

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

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

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

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

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

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

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

У нас будет три нагрузки:

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

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

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

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

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

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

Для удобства расчета консоли нагрузки на нее сведем в таблицу:

Нормативное значение	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетное значение
Исходные данные
		0,75∙1,1 = 0,83 т/м
29∙0,7 = 20,3 т/м		20,3∙1,1 = 22,3 т/м
Нагрузка q (кратковременная часть, 30%)	29∙0,3 = 8,7 т/м
±0,7∙9 = ±6,3 т		±6,3∙1,1 = ±6,9 т
Нагрузка ±Р (кратковременная часть, 30%)	±0,3∙9 = ±2,7 т		±2,7∙1,2 = ±3,2 т

В результате расчета мы получим следующие эпюры М и Q:

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

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

Рассмотрим же, какие усилия получились в нашем ростверке.

Значения эпюр сведены в таблицу:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Технология арматурного каркаса ленточного ростверка

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

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

Продольное армирование

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

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

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

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

Поперечное армирование

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

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

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

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

Схема правильного армирования узла сопряжения ростверк/свая.

Правила армирования углов и примыканий со схемами

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

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

Чертеж правильного армирования углов и примыканий ростверка.

Отправим материал вам на e-mail

Прежде чем возводить дом и, решая какой фундамент создавать – или свайный, начинающие строители сталкиваются с таким понятием, как ростверк. Ниже мы рассмотрим, что это такое ростверк и его необходимость при устройстве оснований здания.

Общий вид монолитной конструкции

Ростверком называется горизонтально расположенный элемент свайного фундамента сооружения (своеобразный пояс или подушка), который принимает на себя всю нагрузку здания и, равномерно распределяя, передает ее на опорные колоны. Это достигается путем обвязки свай в целостную конструкцию. Поскольку ростверк на свайный фундамент повышает прочность здания, то необходимо обеспечить достаточную жесткость всем узлам соединения.

Преимущество подобного основания для здания заключается в его долговечности, прочности и возможности устройства на песчанистых и глинистых почвах, а также на плывунах. К тому же из-за незначительного объема подготовительных работ и используемого бетонного раствора подобная конструкция основания дома считается менее затратным вариантом по сравнению с другими видами фундаментов.

Чтобы лучше понять, что такое ростверк, нужно знать его классификацию по следующим типам:

• по месту обустройства;
• по используемым стройматериалам;
• по конструктивному решению.

По месту расположения:

• Мелкозаглубленный. Это оптимальный тип конструкции для получения надежной устойчивости. Поскольку подошва пояса устроена непосредственно на земле, то вся будущая нагрузка от конструкции будет распределяться не только между сваями, но и на весь фундамент.

• Заглубленный. В данном случае часть конструкции с шириной подошвы от 50 см входит в грунт. Такие используют для строительства, на неустойчивых грунтах, зданий в несколько этажей.

Видео: устройство ростверка для деревянного дома

Металлический пояс для фундамента

Металлическая обрешетка изготавливается из швеллера, двутавра или квадратного профиля и обладает высокой прочностью и жесткостью. Как правило, данная конструкция используется при устройстве свайно-винтовых оснований для . Швеллер устанавливают на оголовки опор, и фиксируют посредством сварочного соединения.

Пояс из металла используют в основном в висячем варианте. Однако в последнее время такие конструкции применяются очень редко, поскольку из-за тяжести материала требуется привлечение подъемной спецтехники, что экономически невыгодно. К тому же металл подвержен риску возникновения коррозийных процессов.

Типы и назначение ростверков

Ростверковые конструкции различаются по типу и назначению. При выборе необходимой конструкции учитывается много факторов.

Ленточные фундаменты с ростверками

Для зданий, довольно прочной и надежной опорой являются свайные фундаменты с ленточным ростверком, для устройства которых используют две технологии. Одна из них применяется при обустройстве оснований выше уровня грунта, а вторая – на этапе создания решетчатой конструкции, которая принимает на себя часть нагрузки.

Ленточный фундамент – это оптимальный вариант для устройства основания на склонах и участках со сложным рельефом, поскольку не требуется выполнение сложных подготовительных работ по планированию участка с привлечением спецтехники. Данная конструкция прекрасно подходит для возведения сооружений из облегченных материалов.

Используя при строительстве дома ленточный фундамент обязательно необходимы:

• Песчаная подушка, толщина которой составляет 200-300 мм. Она создается под бетонным каркасом и сваями для их защиты от разрушительного воздействия грунтовой влаги.
• Гидроизоляция решетки и опор, для чего применяют полиэтиленовую пленку, рубероид или асбоцементные трубы.

При обустройстве фундамента необходимо тщательно в ленточном ростверке, а также его толщину и прочие параметры.

Для забора

Устройство ростверка для заборов необходимо для полноценной защиты конструкции, которую не может обеспечить плоскость ограждения. Создание пояса обусловлено не только обеспечением от внешних факторов, но и для того, чтобы например домашние животные не могли выбраться за пределы участка. Причины могут быть любыми, но исполнение всегда должно быть качественным, обеспечивать прочность и долговечность конструкции.

В принципе, ростверк под забор практически не отличается от пояса, используемого при обустройстве фундаментов домов. Здесь использована та же конструкция, стройматериалы и выполняются аналогичные функции.

Для свайного основания

Необходимость устройства столбчатого фундамента с ростверком обуславливается непосредственно конкретной конструкцией здания, его весом и жесткостью каркаса сооружения. Для того чтобы опорные колоны не заваливались их обязывают монолитным железобетонным, металлическим или даже деревянным поясом.

В строительстве используется несколько схем свайного основания зданий:

• Колонны с навесным поясом заглубляются в грунт. Данная схема используется в 90% всех свайных фундаментов;
• Столбы опираются на щебневую насыпь без углубления в грунт. При такой схеме обеспечивается высокая жесткость основания дома, что позволяет максимально снизить вероятность просадки сооружения;
• Без ростверка. Этот вариант используется для строительства небольших домов.

На заметку! Опоры для столбчатого основания здания могут комбинированными, например, кладка из кирпича сочетается с заливкой бетонным раствором или основой из строительного бута. В принципе, свойства фундамента от этого не изменяются, но значительно упрощается процесс обустройства и снижается стоимость.

Свайно-ростверковые фундаменты

Технология ростверка с буронабивными сваями

Обустройство оснований с ростверком на буронабивных сваях обязательно при возведении зданий на неровном рельефе, склонах и неустойчивых почвах. Эти конструкции оптимальный вариант для строительства, как небольших домов, так и капитальных сооружений средней величины. Буронабивные фундаменты с ростверком имеют несущую способность выше, чем у монолитных и ленточных оснований, да и обходятся они дешевле.

Буронабивные сваи, в состоянии вынести нагрузку порядка 1500 кг. Для возведения сооружения средних размеров понадобится несколько десятков колонн, диаметр которых может доходить до 150 см., а длина до 40 м.

Для обустройства основания здания не требуется проведения серьезных земляных работ. Каждая свая гидроизолируется двумя слоями толи или рубероида и фиксируется в непромерзающем слое грунта. Гидроизоляция позволяет защитить бетон от разрушения и снизить давление грунта на опоры.

Преимущества основания на буронабивных опорах:

Верхушки установленных столбов обрезаются на одном уровне, после чего они объединяются общим поясом. Ростверк на буронабивных сваях позволяет обеспечить равномерное распределение нагрузки, оказываемые весом конструкции, по всему основанию здания. Устройство свайно-ростверкового фундамента можно посмотреть в видео ниже:

Минусом данной конструкции является тот факт, что из-за наличия свободного пространства между полом и грунтом, буронабивной фундамент с ростверком требуется утеплить. Это приводит к дополнительным рабочим и материальным затратам.

Ростверк на винтовых сваях

Преимущество фундамента на винтовых сваях заключается в том, что для их установки не требуется проведения земляных работ, и они как правило, применяются на глинистых и пучинистых грунтах. После того как опоры установлены, их оголовки срезают в один уровень и производят устройство решетчатого пояса.

Монолитные железобетонные и бетонные конструкции для винтовых свай делают крайне редко, поскольку этот тип опор используется для возведения легких сооружений. Чаще всего свайно-винтовой ростверк выполняют из металлического уголка или швеллера.

Перед установкой ростверка на оголовки , к ним приваривают металлические площадки, размер которых должен позволить скорректировать осевое смещение опор. Далее швеллером или уголком производится обвязка всех свай, в результате чего создается прочная и надежная конструкция.

Важно! Перед устройством фундамента и ростверка на винтовых сваях необходимо провести антикоррозийную обработку всех металлических элементов конструкции. Это значительно увеличит срок эксплуатации возводимого сооружения.

Основные размеры и габариты

Для создания прочного и долговечного фундамента необходимо произвести правильные расчеты. Форма и размеры применяемого ростверка определяются особенностями конструкции возводимого здания, нагрузками на фундамент, количеством и местоположением свай.

Ростверк создается, так же как и конструкция ленточного фундамента. Высота ростверков для свайных фундаментов напрямую зависит от того на какой уровень от земли должна быть приподнято строение, а также от его веса. Можно самостоятельно выполнить расчет конструкции, опирающейся на грунт или немного углубленной. В случае с устройством висячего пояса лучше доверить расчеты специалистам, поскольку для непрофессионала они очень сложны.

• B – минимально допустимая высота для опоры пояса;
• M – вес конструкции сооружения без учета используемых опор;
• L – длина пояса;
• R – прочность грунта у поверхности земли.

Арматурные каркасы для поясов на свайном основании создаются, так же как и для сооружения на ленточном фундаменте. В конструкции необходимо провести продольное (рабочее), горизонтально и вертикально поперечное армирование. Общее сечение продольного армирования должно быть не менее 0,1% от сечения пояса. Для подбора сечения каждого прута и их четного количества используют сортимент арматуры.

Основные производители и типовые серии свайных ростверков

Для частных или небольших строений можно изготовить решетчатые пояса самостоятельно непосредственно на месте строительства, но при возведении промышленных корпусов, многоэтажных зданий и т.п. используют конструкции заводского производства. Среди основных производителей ЖБИ ростверка от 35 тонн можно выделить следующие компании:

• ОАО АПСК «Гулькевичский» ;
• ЗАО «ОБД» ;
• ЗАО «Т-Бетон» ;
• ООО «ЛСР. Строительство-Урал» ;
• ООО «ЗКПД Томская Домостроительная Компания» ;
• АО «ПЗСП» .

Серия	Описание
Монолитные железобетонные ростверки Серии 1.411.1-1/89	Для устройства оснований под сборные ж/б колоны одно- и многоэтажных зданий промышленного назначения серии ИИ 20-1/70, ИИ 20-2/70, ИИ 20-3/70.	Опоры сооружений серий ИИ 20-1/70, ИИ 20-2/70, ИИ 20-3/70 имеют сечение 400*400 и 400*600 мм. и должны заделываться в фундамент на 600 мм.
Серия 1.011-6	Изготавливаются из тяжелого бетона класса В 12,5	Квадратные сваи 300*300 и 350*350 мм.
Серии на ростверк из металла: 3.407.9-1581	Для эксплуатации конструкции при температуре: ● до - 40˚C ростверк изготавливается из углеродистой стали марки ВСт 3, соответствующей ГОСТу 380-71; ● ниже - 40˚C для ростверка используют низколегированную сталь марки 09Г2С, которая соответствует ГОСТу 19281-73 и 19282-73.

Наименование, которым обозначаются типовые ростверки для свайных фундаментов, включает в себя обязательные буквенные индексы РС и РБ и порядковые номера. Маркировка РС1 – РС5 используются на квадратных опорах, а РБ – для прямоугольных свай.

Важно! При необходимости заказа ростверков от 50 тонн производителя ЖБИ нужно выбирать особо тщательно, чтобы гарантировать прочность и долговечность всей конструкции.

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.

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, м 2 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/м 3 = 19500
• Масса опор, кг - 21*3 м.*0,196 м 2 *2500кг/м 3 *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