Обвязка свай:
основные способы и особенности их применения
Если в качестве фундамента для будущего строения выбран свайный фундамент, то сразу возникает множество вопросов: какие сваи выбрать, как правильно обвязать сваи, чем обвязать сваи? В этой статье я постараюсь дать ответы на эти вопросы.
Итак, по порядку. Если у вас дом из бревна или бруса, и сваи стоят на ровном участке, то может быть вполне достаточно свай с оголовками. Обвязкой в этом случае будут служить нижние венцы будущего дома. Но что делать если дом каркасный, или из сип панелей, или же дом из бруса или бревна, но с каркасными перегородками? В этом случае необходимо обвязать сваи материалом, который не даст сваям “гулять” во время бокового пучения грунтов, и не даст провиснуть стенам на пролётах, больше ширины установки стоек.
Вариантов обвязки достаточно много, но мы остановимся на основных: двутавр, швеллер, брус, бетон (рис. 1). При этом в качестве свай могут быть использованы винтовые сваи, буронабивные сваи, бетонные столбы и т.д.
При выборе в качестве опоры, буронабивных свай (рис. 2), во время заливки можно будет выпустить из сваи шпильку диаметром 14-16мм или арматуру. Так как такие сваи диаметром от 200мм, то им обычно не требуются оголовки и можно укладывать обвязку из бруса или делать ростверк сразу поверх свай.
Если в качестве свай выбраны винтовые сваи, то для обвязки деревом будут нужны оголовки свай. Они могут быть круглые, овальные, квадратные, прямоугольные с усилением и без, с поддержкой или с дополнительным упором. Но обычно используются квадратные, размером 20х20см, это оптимальный размер, у него достаточно большая площадь опоры как для углов, так и для пересечений и стыков, он не большой и не маленький (рис. 3-5).
При использовании в качестве обвязки металлического швеллера, двутавра и т.д., его приваривают сразу к залитой бетоном свае. Также обычно при выборе металла, сваи обвязывают швеллером шириной 16см (см. картинку ниже), реже двутавром, ввиду его большей цены и неудобства монтажа на стыках, так как приходится достаточно много фигурно вырезать, а потом приваривать. По несущей способности, двутавр конечно более выгоден, но при нетяжёлом доме и шаге свай менее 3м, может быть достаточно и швеллера 16см. Я всегда заказчикам рекомендую швеллер, и объясняю, как и писал выше, что швеллер не даст сваям “гулять” во время морозного пучения грунтов, а дополнительно уложенный сверху брус, хотя бы 15х15см, уменьшит прогиб примерно в 2-4 раза, в зависимости от длинны пролёта и его нагруженности.
Если вы в качестве обвязки выбрали брус, то есть несколько вариантов обвязки: брус в один ряд, брус в 2 ряда со сдвигом и с перехлестом запилов или составной брус. В качестве составного бруса используются доски, установленные на ребро и сколоченные в шахматном порядке (см. картинки ниже). Преимущество такого метода в том, что мы достаточно равномерно соединяем обвязку и равномерно распределяем нагрузку по свае и всему её оголовку. Минус данной технологии в том, что приходится достаточно долго всё размечать и подгонять, а потом много сколачивать и связывать, в большинстве случаев на болты или шпильки. При таком методе желательно использовать хорошо обработанные сухие доски, чтобы на этапе стройки между ними не заложить плесень и грибок.
При выборе в качестве обвязки бруса (см. картинки ниже), необходимо сделать правильный запил. Правило гласит: максимально нагруженный брус запиливается сверху, а менее нагруженный запиливается снизу (рис. 5 – тёмный брус нагруженный, светлый менее нагруженный). При использовании обвязки в два бруса, запилы повторяются с точностью до наоборот и стыки по длине сдвигаются на соседнюю сваю. Также последнее время при появлении хорошего крепежа очень часто стали использовать запилы в 1/2 или 3/4 дерева не по высоте как всегда, а по толщине (рис. 4) или вариант запила под углом (рис. 6). В этих вариантах надо использовать шпильки и/или длинные и прочные саморезы. Метод опять же сложен ввиду необходимости высокой точности запилов, стыковки дерева как между собой, так и с оголовками свай.
Для прикручивания бруса к оголовкам обычно используют шпильки диаметром 8-12мм или сантехнические болты диаметром 10-12мм и длинной 100-150мм. Неудобство работы со шпильками в том, что приходится сверлить отверстия в брусе под них, сверлом длинной 20см, снизу, через оголовок. А если сложить сверло 20см+30см дрель и всего 30-40см просвет между оголовком сваи и землёй, то это становится большой проблемой. Под болты же достаточно сверла диаметром 6мм и длиной 10см, со сверлением под небольшим углом.
Монтаж свайно-винтового фундамента.
Вид фундамента подбирают в зависимости от веса будущей конструкции, типа грунта, глубины промерзания.
Начинать строительство фундамента необходимо сгеодезического исследования грунта. Данная процедура необходима для определения уровня грунтовых вод, а также устойчивых пластов. По окончании обследования и подготовки участка переходят к монтажу фундамента.
Как сделать вентиляцию в частном доме?- здесь больше полезной информации.
Во время ручного вкручивания опор требуются усилия трех работников. Один из них должен постоянно следить за уровнем сваи, а двое – вкручивать ее до нужной отметки.
Нельзя использовать лидерные лунки.После вкручивания опоры ниже уровня промерзания почвы, ее обрезают по единому уровню и заливают бетоном. Цементный раствор должен попасть и внутрь свайной трубы, поскольку это только укрепит опору и избавит металл от коррозии. После застывания бетона к каждой свае приваривают металлический оголовок.
Для равномерного распределения нагрузки строения осуществляются обвязка свай. Для придания дополнительной прочности фундаменту при использовании более тяжелых конструкций обвязку делают из швеллера.
Ростверкомназывают верхнюю часть фундамента.Она равномерно перераспределяет нагрузку несущих элементов строения. На неровном участке опоры будут иметь разную длину, но их верхушки должны быть на одном уровне. На установку одной сваи требуется 30–45 минут времени.Вас заинтересует эта статья – Как утеплить потолок в частном доме?
Варианты обвязки
Обвязка свай брусом
Фундамент, обвязанный брусом.
При обвязке свайно-винтового фундамента брусом делают следующее:
Оголовок сваи монтируется после выравнивания (обрезания) сваи и после заливки внутрь неё бетона (в случае необходимости).
- Аккуратно выравнивают установленные сваи так, чтобы столбы находились точно на одном уровне.
- На сваи монтируют оголовки.
- Выполняют гидроизоляцию материала.
- На брусе, который приходится на стыки углов дома, выпиливают пазы нужного размера для последующего соединения деревянных частей между собой.
- Брус выкладывают на оголовки свай по периметру вдоль всего контура фундамента таким образом, чтобы стыки обособленных частей ростверка скреплялись между собой на оголовках. Места стыков при этом прокладываются жгутом для лучшего уплотнения.
- Выравнивают ростверк и тщательно проверяют угол: он не должен отклоняться от 90 градусов.
- Фиксируют брус на оголовках свай посредством саморезов.
Обвязка свай доской
При монтаже свайного фундамента обвязка доской имеет ряд бесспорных достоинств по сравнению с брусом:
- При проведении работ в брусе со слишком большим сечением могут появиться трещины либо он значительно деформируется.
- Для изготовления балок длиной более 6 м брус не годится из-за серьезных проблем, которые могут возникнуть при этом.
- Балки из бруса достаточно тяжелые, поэтому для их монтажа потребуется целая бригада рабочих. В то же время балку из досок изготавливают прямо возле фундамента, что значительно проще.
- Балки из досок не требуют дополнительной просушки и отличаются повышенной прочностью по сравнению с аналогами из бруса.
Обвязку винтовых свай с применением доски выполняют по следующему алгоритму:
Между оголовками свай и собственно обвязкой обязательно делают гидроизоляционный влагонепроницаемый слой, часто из рубероида высокого качества.
- Затем на обвязку из древесины монтируют лежень размера приблизительно 50х150 см, который закрепляют на оголовках посредством надежных болтов.
- На лежень накладывают доски обвязки в три слоя: сначала одна доска по всему периметру основания, потом вторая и третья. Все слои необходимо тщательно скрепить гвоздями.
- Если высота обвязки превышает 40 см, следует дополнительно усилить ее, используя профтрубу.
Обвязка свай швеллером (двутавром) или профтрубой
Металлические ростверки позволяют использовать свайно-винтовой фундамент при возведении не только деревянных строений, но и зданий из шлакоблоков, пенобетона и газосиликата в один этаж.
Обвязку фундамента швеллером или двутавром производят следующим образом:
- Устанавливают столбы свай на одинаковой высоте и обрабатывают металлические элементы обвязки антикоррозийным средством.
- Металлические балки помещают на сваи так, чтобы они соединялись посередине столбов свай. Швеллер обрезают под прямым углом в местах угловых стыков элементов ростверка.
- Балки приваривают друг к другу и к оголовкам свай.
На данном фото фундамент обвязан и швеллером, и профильной трубой (снизу).
Обвязка свайного фундамента профтрубой производится практически аналогично, однако устойчивость такого материала к значительным механическим нагрузкам может оказаться намного меньше. Из преимуществ трубы отметим дешевизну и небольшой вес.
Обвязка свай с использованием железобетонного ростверка
Железобетонная обвязка монолитного типа выходит почти на треть дешевле, чем металлическая, однако она имеет ряд недостатков, основные среди которых – трудоемкость установки и невозможность продолжения строительства до полного отвердевания ростверка. На это обычно уходит не меньше месяца.
Обвязка свай с использованием железобетонного ростверка: итоговый вариант.
При обвязке свай посредством железобетонного ростверка необходимо действовать следующим образом:
- Столбы свай выставляют на один уровень.
Из обструганных досок изготавливают опалубку для дальнейшей заливки бетоном, которую изнутри оббивают клеенкой для предотвращения утечек.
- Создают двухконтурный каркас, используя металлическую арматуру. Горизонтальные элементы арматуры по вертикали скрепляют перемычками из вязальной проволоки.
- Армокаркас помещают в опалубку таким образом, чтобы от ее поверхности металл отделяло не менее 5-6 см.
- Металлический каркас приваривают к сваям и заливают опалубку бетоном.
Цены на винтовые сваи 133 мм
| Название | Покрытие — Hempel | Горячий цинк | Оголовок | Монтаж | Кол-во | Стоимость |
| СВСН-133 / 350 / 1500 | 2890 | 4650 | 420 | 1350 | ||
| СВСН-133 / 350 / 2000 | 3640 | 5780 | 420 | 1400 | ||
| СВСН-133 / 350 / 2500 | 4370 | 6920 | 420 | 1450 | ||
| СВСН-133 / 350 / 3000 | 5230 | 8040 | 420 | 1550 | ||
| СВСН-133 / 350 / 3500 | 5860 | 9190 | 420 | 1600 | ||
| СВСН-133 / 350 / 4000 | 6620 | 10320 | 420 | 1730 | ||
| СВСН-133 / 350 / 4500 | 7360 | 11450 | 420 | 1850 | ||
| СВСН-133 / 350 / 5000 | 8110 | 12580 | 420 | 1950 | ||
| СВСН-133 / 350 / 5500 | 8920 | 13710 | 420 | 2100 | ||
| СВСН-133 / 350 / 6000 | 9600 | 14840 | 420 | 2300 | ||
| СВЛН-133 / 350 / 1500 | 4340 | 5910 | 420 | 1350 | ||
| СВЛН-133 / 350 / 2000 | 5160 | 6990 | 420 | 1400 | ||
| СВЛН-133 / 350 / 2500 | 5950 | 8050 | 420 | 1470 | ||
| СВЛН-133 / 350 / 3000 | 6800 | 9120 | 420 | 1520 | ||
| СВЛН-133 / 350 / 3500 | 7550 | 10190 | 420 | 1580 | ||
| СВЛН-133 / 350 / 4000 | 8350 | 11250 | 420 | 1630 | ||
| СВЛН-133 / 350 / 4500 | 9150 | 12310 | 420 | 1750 | ||
| СВЛН-133 / 350 / 5000 | 9950 | 13380 | 420 | 1850 | ||
| СВЛН-133 / 350 / 5500 | 10750 | 14460 | 420 | 2150 | ||
| СВЛН-133 / 350 / 6000 | 11550 | 15510 | 420 | 2400 | ||
| Оголовок ОВС-133 200Х200 | 420 | 530 | ||||
| Оголовок ОВС-133 250Х250 | 510 | 650 |
Пошаговая инструкция по монтажу своими руками
Рассмотрим порядок действий по монтажу железобетонного ростверка, расположенного на высоте 30 см над уровнем грунта (один из наиболее сложных вариантов).
Порядок действий:
Подготовка
Производится очистка и планировка участка (если это необходимо). Удаляют все посторонние предметы, растения и прочие помехи.
С помощью колышков производят разметку участка. Для забивных свай она заключается в установке одного колышка на оси опор, для буронабивных отмечаются линии внешнего и внутреннего периметра. Также для них необходимо предварительное бурение скважин, которое производится по результатам пробного бурения.
Оно определяет глубину залегания плотных слоев грунта и производится в любом случае, так как дает возможность определить длину стволов.
Установка свай
Забивка свай производится с помощью специальных машин.
Необходимо составить схему погружения, чтобы готовые сваи не отсекли точки установки следующих опор.
Обычно установку производят по спирали или змейкой, последовательно переходя от одной точки к другой.
Для буронабивных свай производят гильзование скважин (погружение трубы из свернутого рубероида или куска пластиковой трубы нужного диаметра). Затем собирают и опускают в скважину армпояс, размеры которого надо выбрать так, чтобы он легко входил в отверстие.
Длина арматуры должна превышать длину скважины, чтобы впоследствии ее можно было жестко связать с армпоясом ростверка. Затем производится заполнение скважины бетоном и выдержка в течение положенного времени (28 дней).
Строительство опалубки
Для постройки опалубки не обязательно выжидать срок затвердения бетона в скважинах. Если использованы забивные сваи, то обычно выжидают около недели, чтобы ствол «обсосало» (строительный термин, обозначающий восстановление грунта и плотное прилегание к боковым стенкам).
Опалубка представляет собой род длинного деревянного лотка, внутренние размеры которого повторяют форму будущего ростверка.
Сборку производят из обрезных досок, стараясь не допустить образования щелей и промежутков.
Высота опалубки должна несколько превышать высоту ростверка. Для жесткости нижнего отдела на землю устанавливают ряд подпорок, исключающих прогиб днища опалубки. Внутренняя часть устилается полиэтиленом, препятствующим выход воды или материала из опалубки.
Создание армпояса
Арматурный каркас создается по обычной технологии — рабочие стержни с помощью гладкой вспомогательной арматуры устанавливаются в нужном положении согласно проектной схемы и общих правил.
Важным моментом является жесткое соединение арматуры свай и армпояса ленты, для которого лучше всего использовать сварку. Остальные элементы соединяют путем вязки мягкой проволокой.
Заливка бетона
Заливку бетона производят после окончательного затвердения бетона в сваях.
Это важно, так как вес железобетонного ростверка очень велик и способен деформировать не застывший бетон. Заливку надо выполнить максимально быстро, без перерывов, чтобы получить абсолютно монолитную опору с большой степенью жесткости
Бетон выравнивают и накрывают мешковиной или полиэтиленом, первые 10 дней периодически поливают водой
Заливку надо выполнить максимально быстро, без перерывов, чтобы получить абсолютно монолитную опору с большой степенью жесткости. Бетон выравнивают и накрывают мешковиной или полиэтиленом, первые 10 дней периодически поливают водой.
Через 10 дней снимают опалубку, после чего выдерживают ленту до полного застывания, которое наступает через 28 дней после заливки.
Критерии выбора утеплителя
В строительной отрасли с этой целью используются пеноплекс, минвата, природные аналоги, полиуретановая пена, вспененное стекло, пенофол. Учитывая непростые эксплуатационные условия, целесообразнее первый вариант как самый устойчивый к природным проявлениям и удобный в монтаже.
Пеноплекс
В работе должна быть задействована разновидность продукции, предназначенная именно для теплоизоляции винтового фундамента. Плиточный материал способен качественно и быстро укрыть цоколь, защитить подпольное пространство от проникновения холода, сырости и ветра. Решение полезно не только с точки зрения утепления, оно защищает от проникновения грунтовых вод и атмосферных осадков, влаги. Легкий материал не создает дополнительную нагрузку на фундамент, сохраняет эксплуатационные свойства в широком диапазоне температур, бюджетен и востребован во всех регионах.
Полиуретановая пена
При нанесении равномерно охватывает всю площадь и образует плотный слой. По сравнению с другими материалами она выигрывает по теплоудерживающим свойствам, обладает оптимальными размерами пузырьков и ячеек в структуре. Полиуретановая пена проявляет высокую адгезию, сочетается с любыми материалами поверхности основания, качественно обволакивает площади со сложной конфигурацией. Единственной сложностью использования является необходимость в спецоборудовании для нанесения.
Вспененное стекло
Спорное решение, так как характеризуется трудоемким монтажом и высокой стоимостью. Фиксация осуществляется с помощью дюбелей, которые нужно вводить предельно аккуратно, чтобы в хрупком материале не образовались трещины
При соблюдении технологии монтажа решение долговечно, не горит, проявляет отменные гидроизоляционные свойства, что важно для сохранности металлического основания сооружения
Пенофол
Предлагается в рулонах, востребован у строителей благодаря высоким теплоизоляционным показателям. Материал изготавливается с применением тонкой алюминиевой фольги, ровно ложится на поверхности и охватывает большие площади. Защищает от теплопотерь и проникновения влаги, поглощает звуки, не боится температурных скачков. Присутствие фольги запрещает использование отделки в виде краски и шпаклевки.
Минеральная вата
Привлекает легкостью укладки, проявляет высокие способности к удерживанию тепла. Так как материал уязвим перед влагой, понадобится качественная гидроизоляция, что увеличивает смету. Это решение недолговечно и при халатном отношении на этапе монтажа быстро деформируется.
Минеральная вата – утеплитель для утепления винтового фундамента
Природные материалы
В качестве утеплителей могут быть задействованы пакля, остатки фанеры, опилки, их преимущества заключаются в воздухопроницаемости и экологической безопасности. Но этого решения недостаточно, если планируется круглогодичное использование сооружения. Также потенциальной проблемой считается привлекательность подобных натуральных материалов для насекомых и грызунов.
Процесс монтажа винтовой сваи
Устанавливать винтовые сваи зимой на небольшом участке индивидуальном участке рекомендуется после составления расчетной схемы расположения свайных опорных конструкции и глубины их закручивания.
Зимний монтаж свай
Сбор нагрузок при расчете свайных фундаментов, выполняемых зимой, не отличается от летнего производства работ. Единственно, что трудно сделать зимой – выполнить полноценные геологические изыскания грунтов с целью определения категории почвы на участке. После составления проектной документации можно приступать к устройству винтового свайного фундамента. Работы производятся в несколько этапов.
Подготовка территории
На этом этапе необходимо хотя бы частично расчистить снег с площадки под застройку для проведения разметки места расположения свайного фундамента. Убирать снежный покров со всего участка не рекомендуется, так как снег защищает грунт от глубинного промерзания. Проводить какие-то мероприятия для утепления конструкций свай не надо, достаточно убрать строительный мусор, сухую траву и, таким образом, подготовить строительную площадку для следующего этапа.
Разметка
Для проведения разметки потребуется металлическая рулетка, шпагат, арматурные колышки. Согласно заранее разработанному рабочему проекту размечаются места установки винтовых свай. Обычно расстояние между ними составляет от 2 до 2,5 м, проектная глубина заглубления – от 1,5 до 2 м. Чтобы верхние части свайных опор находились на одной проектной отметке, отбивается единый горизонтальный уровень.
Завинчивание винтовых свай
Зимний мерзлый грунт имеет значительную твердость и поэтому лучше всего использовать для этих целей специальную технику.
Применение специальной техники при монтаже винтовых опор
Выполнить такую работу вручную будет трудно. Если такой возможности нет, значит, придется прорубать небольшие углубления в виде приямков с помощью ямобура. Если земля сильно промерзла, то необходимо ее отогреть, используя обыкновенный костер.
Процесс завинчивания с помощью специальной техники производится в следующей последовательности:
- Вначале закручиваются несущие свайные опоры по углам площадки, которые монтируют в строго вертикальном положении.
- Дальше происходит последовательная установка свайных конструкций согласно рабочей схеме.
Ручной способ установки винтовых опор
Так процесс завинчивания свай технологически несложный, то часто индивидуальные застройщики задумываются над вопросом, а можно ли самому своими руками выполнить такой монтаж. Если в зимнее время почва не сильно промерзла, то решение самостоятельного монтажа винтовых опор вполне можно реализовать. Чтобы понять, как закрутить винтовые сваи своими руками, и какие для этого понадобятся инструменты и приспособления, нужно ознакомиться с порядком монтажа:
- В процессе ручного закручивания понадобится металлический лом и два рычага из труб.
- Механизированный способ закручивания потребует наличие таких инструментов, как: дрель, гайковерт и металлический швеллер для усиления конструкции.
Техника ввинчивания свай заключается в поэтапном выполнении:
- В готовое технологическое отверстие, расположенное в верхней части сваи, вставляется лом или вал.
- Производится закручивание свай вращательным движением. Для контроля горизонтальности используют строительный уровень.
Закрученную винтовую сваю проверяют на отклонение по вертикали. Если величина отклонения больше 2 градусов, то это означает неправильность монтажа и опорную конструкцию придется выкручивать.
Видеопример самостоятельной установки винтовых свай:
Заливка бетоном
После монтажа свайного поля согласно технологии производства работ необходимо заполнить свайные полости бетонной смесью. Так зимой продолжительность светового дня небольшая, то бетонные работы обычно выполняют на следующий день после монтажа свай. Чтобы бетон при низких температурах не терял своих эксплуатационных свойств, в него добавляют антиморозные добавки, способные снизить температуру замерзания и кристаллизации воды до 30 градусов ниже ноля.
Применение таких добавок существенно повышает стоимость бетона, но оставлять полости металлических винтовых свай незаполненными – означает возникновение рисков потери прочности свайного фундамента из-за возможного изгиба.
При замерзании бетонной смеси в теле свайной конструкции вследствие расширения ледяных кристаллов может произойти нарушение целостности и разрыва сваи.
Виды свай
Винтовые сваи имеют два основных вида:
- Сварные.
- Литые.
Отличие между ними состоит в конструкции наконечника. Это важный элемент, принимающий на себя основную нагрузку при погружении.
От качества наконечника зависит, как поведет себя свая при появлении контакта с техногенным или природным препятствием, не являющимся плотным грунтовым слоем. Сварные наконечники в этом отношении менее прочные, при встрече с обломками скальных пород часто деформируются и выходят из строя.
Литой наконечник намного прочнее и способен проходить препятствия, разрушая их и не теряя работоспособности сваи.
Кроме того, имеются различия по количеству лопастей.
Существуют винтовые сваи:
- Однолопастные.
- Многолопастные.
Однолопастные сваи имеют единственную спиралеобразную лопасть, обеспечивающую поступательное движение при вращении сваи вокруг вертикальной оси. Они предназначены для установки в относительно мягкий и однородный грунт, не имеющий плотных или скальных включений.
Несущая способность таких свай ниже, чем у многолопастных образцов, которые гораздо устойчивее и прочнее соединяются с грунтом. Наличие нескольких опорных узлов позволяет уменьшить диаметр ствола, что облегчает установку и обеспечивает целостность конструкции.
В комплекте с литым наконечником они оптимальным образом подходят для работы на плотных грунтах, в зонах вечной мерзлоты или с большим количеством техногенных включений.
По типу защитного покрытия сваи делятся на оцинкованные и неоцинкованные. Последние практически ничем не защищены от воздействий грунтовой влаги, так как слой краски, который наносится для придания изделиям большей солидности, сходит при завинчивании.
Кроме того, все типы винтовых свай практически не защищены от электрохимической коррозии или воздействия блуждающих токов, что сложно заранее предусмотреть или определить.
