Технология обвязки свайного фундамента

Обвязка фундамента на винтовых сваях

После монтажа винтовых свай, получения расчётной сетки свайного поля начинается не менее важный этап — обвязка свайно — винтового фундамента по проекту. Это позволяет закрепить оголовки выступающих, обрезанных на одном уровне свай в проектном положении, обеспечить жесткость конструкции, получить полноценное основание под строительство здания.

Существуют различные технологии обвязки, применение любой априори должно согласовываться с расчётными нагрузками от строения, особенностями грунтов на участке, технико-экономическом обосновании. Обвязка винтовых свай требует ответственного подхода на любом этапе строительства дома и соответствующих знаний технологии процесса.

Необходимость обвязки винтовых свай и виды

Винтовые сваи должны выдерживать расчётные статические и динамические нагрузки от строящегося дома. Выступающие над поверхностью части труб не должны шататься, обязаны сохранять вертикальное положение, жёсткость при горизонтальных природных и техногенных подвижках грунтов, пучинистости.

По видам обвязки делятся на:

Нижняя обвязка

Нижняя обвязка необходима для придания жёсткости всей конструкции свайного поля. Рассчитана на исключения воздействий от подвижности верхних, выступающих над поверхностью частей свай не зависимо от состава грунта.

Важно! Заливка внутренней полости винтовой сваи бетоном со щебнем мелкой фракции на порядок увеличивает жёсткость оголовка от воздействия изгибающих моментов при подвижках грунтов.

Применение нижней обвязки необходимо, даже если дальше будет смонтирована верхняя рама в следующих случаях:

1. Для фундаментов, монтируемых на пересечённой местности с выступающими частями винтовых свай >5 метра.
2. Когда возможны подвижки грунтов или высокая сейсмическая активность в районе строительства.
3. Значительная вертикальная нагрузка от проектируемого сооружения.

Нижняя обвязка выполняется из металла:

• швеллер,
• уголок 50*50,
• толстостенные профильные трубы.

Основное условие монтажа — приварка металлических профилей горизонтально или с уклоном только по центру тела винтовой сваи. Устройство растяжек со сваркой к боковым частям сваи не допускается.

Работать при изгибах будет только сварной шов, а не тело металлического профиля.

Пример неправильно выполненной нижней обвязки профильными трубами. Вся конструкция держится на небольших сварных швах.

При сложностях в определении размеров раскосов или значительного количества подрезов при подгонке рекомендуется к серединам свай сначала приварить пластины из толстостенного металла, а уже к ним растяжки.

Расчёт нижней обвязки, как рамной конструкции, производите только в проектных организациях.

Верхняя обвязка

В этом варианте подразумевается устройство ростверка, представляющего жёсткую раму, служащую одновременно основанием фундамента для строящегося сооружения. Каркас рассчитывается так, чтобы выдерживать нагрузки от здания и равномерно передавать на все винтовые сваи поля.

Технология обустройства верхней обвязки винтовых свай различна и полностью зависит от материала, используемого для этих целей. Она выполняется такими способами:

1. Деревянная обвязка из бруса или досок, скреплённых в пакет.
2. Металлическая из швеллеров, двутавров или толстостенных профилированных труб.
3. Железобетонная с устройством ростверков на головах свай, выступающих над поверхностью.

В каждом случае необходимо соблюдать технологию монтажа каркаса. Винтовые сваи должны располагаться строго в одной вертикальной плоскости, разница в уровнях по горизонтали не должна превышать 0.02% от крайних свай по всей длине фундамента.

Ростверк из бруса

Во всех случаях, кроме обвязки швеллером, на подготовленные сваи монтируются оголовки. Изделия представляют толстостенную пластину, имеющую 4 отверстия для крепления стягивающих болтов. Снизу приварен стакан по размеру, следующему за диаметром винтовой сваи и 4 ребра жёсткости.

Оголовки продаются в комплекте с винтовыми сваями или подбираются отдельно по диаметрам. После установки на выступающую над поверхностью голову и проверки горизонтальности, стаканы привариваются к телу.

Вот некоторые моменты общепринятой технологии обвязки брусом винтовых свай:

1. Обвязку из бруса применяют для лёгких каркасных деревянных зданий. Используется брус размерами: 150*150 мм, 150*200 мм, 200*200 мм в зависимости от расчётных нагрузок. Брус 150*200 мм монтируется на оголовки плоскостью 150 мм. Геометрические размеры изделий подбираются строго одинаковыми чтобы получить ровный верх фундамента.
2. Материал перед применением необходимо просушить, покрыть антисептиком.
3. На оголовки обязательно наклеивается слой рубероида на битумной мастике. Это предохраняет дерево от конденсата, образующегося на металле при перепадах температур.
4. Предварительно балки укладываются по всем оголовкам с целью определить места стыков, горизонтальность основания, диагонали конструкции. Для сборных щитовых или из бруса домов допускается разность уровней крайних точек фундамента 5 мм.
5. Стыкуются балки только в пределах пластины оголовка так, чтобы брус мог опираться всей толщиной. Соединение между винтовыми сваями не допускается.
6. Стыки производятся в половину бруса или в лапу, садятся на клей, скрепляются 4—6 гвоздями. Резы и пропилы обязательно обрабатываются антисептиком.
7. Крепятся балки к оголовкам на саморезах снизу через отверстия. Применяется крепление на стыках саморезами сверху, но тогда делается потайное рассверливание для шайбы и гайки чтобы они не мешали дальнейшим работам по возведению строения.
8. С целью усиления соединений допускается применение скоб с острыми концами или резьбовыми под гайку. В этом случае обязателен паз по размеру арматуры скобы.

Устройство ростверка из досок

Обвязка винтовых свай пакетом из досок занимает больше времени по сравнению с устройством ростверка брусом, но доски легче, работу можно сделать самостоятельно. Материал стоит одинаково, но крепежа здесь гораздо больше — необходимо получить жёсткий пакет, соединить доски в единую конструкцию.

Это повышает общую стоимость фундамента, но составной брус имеет большую несущую способность по сравнению с цельным, меньше скручивается под воздействием изгибающих нагрузок. Примерная технология процесса:

1. Рекомендуется применять доски 200*50 мм. Материал хорошо просушивается, полностью покрывается антисептиком. Во время покупки проследите чтобы доски были одинакового размера по высоте и ширине.
2. На оголовки наклеивается на битумной мастике рубероид.
3. Первыми устанавливаются крайние доски по наружной оси фундамента в стык, крепятся гвоздями. Проверяется горизонтальность, диагональные размеры конструкции. Затем доски притягиваются к оголовкам саморезами через отверстия на опорной пластине.
4. Следующими монтируются средние доски пакета по внутренним осям фундамента в торец крайним доскам, установленным ранее по наружной оси, крепятся гвоздями. Все стыки обязательно выполнять в пределах опорных пластин оголовков.
5. Затем устанавливают средние доски по наружным осям, крайние внутренних осей, внутренние по наружным. В итоге, на практике, следуя такой очерёдности, получится составной брус из трёх досок размером 150*200 мм.
6. Стяните саморезами доски через все оставшиеся отверстия на оголовках.
7. Угловые и Т-образные стыки стягиваются на шпильках по обеим сторонам стыков в пределах пластины оголовка. Рекомендуется установить металлические уголки на внутренней стороне соединений. Правильно смонтированный Т-образный узел примыкания внутренней оси фундамента к наружной, пока без стяжных шпилек и уголков Так должно правильно выглядеть соединение углового стыка обвязки из пакета. Обратите внимание на положение торцов досок. Здесь пока нет стягивающих шпилек и внутреннего уголка.
8. Последний этап — скрепление досок в пакет. Крепление производите на гвозди, по 3—4 штуки через 40—50 см с обеих сторон пакета по всей длине фундамента.

Устройство монолитного ж/б фундамента на винтовых сваях

Монолитный фундамент делается для зданий, стены которых планируется выполнить из пенобетонных блоков. Это значительно уменьшает нагрузку от стен сооружения, но увеличивается давление на винтовые сваи от самого фундамента.

Монолитный фундамент напоминает ленточный, но висящий над поверхностью и опирающийся на оголовки. Расчёт выполняется как для железобетонной балки, закреплённой с двух концов. Здесь важно правильно рассчитать геометрические размеры ростверка, необходимое количество и диаметр несущей арматуры.

Важно! Проект монолитного железобетонного фундамента выполняйте только в проектных организациях.

Технология процесса такая:

1. Внутрь винтовых свай опускается арматура расчётного сечения и количества.
2. Из щитов или досок изготавливается висячая опалубка под ростверк.
3. Внутри монтируется несущая и конструкционная арматура, перевязывается с арматурой в свае. Голова сваи и обвязка арматуры при железобетонном ростверке
4. Производится заливка ростверка и свай одновременно и беспрерывно за один проход бетоном с наполнителем из мелких фракций щебня до проектной отметки. Важно во время заливки в ростверке уплотнять бетон вибратором, а внутри сваи куском арматуры.
5. Остаётся снять опалубку, проверить фундамент на горизонтальность и по диагоналям.

Металл в формировании обвязки

Верхнюю обвязку можно смонтировать из швеллера, двутавра, уголков, толстостенной профильной трубой. Все работы выполняются на сварке. Процесс занимает много времени, учитывая количество резки металла и сварных соединений.

Узел примыкания внутренней оси к наружной при обвязке швеллером

Устройство металлической обвязки рекомендуется только в сейсмических районах строительства и для тяжёлых сооружений, что не согласуется с проектируемым фундаментом на винтовых сваях. Существуют ограничения и экономического характера. Стоимость сортаментного металла значительно превышает общую цену фундамента железобетонного, из досок или бруса.

Для устройства каркаса фальшцоколя применяются тонкостенные профильные трубы, привариваются по периметру к телу свай. По каркасу можно смонтировать утеплитель и облицовку на саморезах.

Источник

Технология обвязки свайного фундамента при помощи бруса, профильной трубы и швеллера + достоинства и недостатки этих видов

10.11.2018 1,714 Просмотров

Необходимость строительства на проблемных грунтах диктует собственные подходы и решения.

Одним из них является свайный фундамент, обеспечивающий опору на глубинные плотные слои грунта.

Слабые, обводненные или рыхлые поверхностные слои при этом не участвуют в работе опорной системы, являясь, по сути, лишь промежуточным звеном между верхними надземными элементами конструкции и плотными грунтами.

Отдельные сваи, являясь вертикальными элементами, принимают на себя определенную часть нагрузки от веса дома, равномерно распределенную по всем стволам.

За принятие веса постройки и передачу его системе свай отвечает ростверк или пояс обвязки, о котором следует поговорить подробнее.

Обвязка свайного фундамента

Система свай представляет собой комплекс вертикальных стволов, погруженных в грунт.

Для дальнейшего строительства требуется горизонтальный элемент, соединяющий опоры между собой и служащий опорной линией для стен дома.

Этот элемент называется обвязкой или ростверком. Он выполняет важнейшую функцию — объединяет группу отдельных стволов в комплекс, делая свайное поле единой опорной системой.

После погружения в грунт внешние части свай обрезают, контролируя их высоту для получения ровной горизонтальной плоскости по всем опорным точкам. Затем на верхние части устанавливаются специальные колпаки — оголовки, оборудованные горизонтальными площадками и полками для монтажа обвязки.

Ростверк обычно повторяет план первого этажа дома, т.е. конфигурацию несущих стен.

Однако, для большей равномерности распределения нагрузок и устойчивости свай устанавливаются дополнительные поперечные или диагональные балки, увеличивающие жесткость связки отдельных опор и дающие дополнительное усиление несущим линиям.

В результате добиваются конструкции, при которой отдельно стоящих опор нет, все они включены в объединенный комплекс свайного поля.

Виды обвязки

Пояс обвязки свайного фундамента может быть реализован в разных конструкционных вариантах. Они имеют собственные возможности, предназначены для работы с разными нагрузками и условиями.

Существуют следующие виды:

Деревянная

Используется брус сечением 200 : 200 мм, или пачка обрезных досок 50 : 200. Балки устанавливаются по периметру дома (под внешними несущими стенами), по линиям внутренних несущих стен, а также связывают остальные опоры, чтобы выровнять нагрузки и привязать все стволы к общей системе.

Угловые соединения делаются в пол дерева, крепление на оголовках производится через двойной слой рубероида для гидроизоляции.

Достоинствами такого решения являются:

• Простота обработки, доступность материала.
• Древесина имеет достаточную прочность и относительно малый вес, не нагружающий фундамент.
• Монтаж возможен в полевых условиях, без применения строительной техники или даже без электроинструментов.

Недостатками деревянных видов обвязки можно считать:

• Особенности древесины, склонность к короблению или образованию трещин, потребность в качественной гидрозащите и т.д.
• Пожарная опасность древесины.
• Возможность порчи материала насекомыми или грызунами.

Несмотря на явные недостатки древесины, ростверк из бруса — распространенный и популярный вариант.

Металлический ростверк

Обвязка металлом требует использования сварных работ.

С точки зрения монтажа она обладает заметными преимуществами:

• Высокая скорость соединения.
• Прочность, устойчивость ко всем возможным нагрузкам.
• Широкий выбор видов металлопроката, позволяющий получить различные варианты обвязки.

Наряду с достоинствами, металлическая обвязка обладает недостатками:

• Склонность металла к коррозии.
• Необходимость периодического обслуживания конструкции (окраски влагонепроницаемыми полимерными материалами).
• Сварные соединения требуют участия профессионального сварщика, способного грамотно выбрать режим работы и силу тока. В противном случае швы будут ломкими и хрупкими, что создаст значительную опасность для постройки.

Основным аргументом в пользу создания металлической обвязки является высокая ремонтопригодность и быстрота сборки ростверка.

Стоимость металлического проката и сварочных работ заметно выше, чем у деревянных балок.

Тем не менее, сторонников такого варианта обвязки примерно столько же, сколько и поклонников деревянных деталей.

Прочность и устойчивость металла высоко ценятся пользователями и повышает конкурентоспособность материала.

Бетонная

Бетонная обвязка — это практически полноценный аналог свайно-ленточного фундамента.

Принципиальным различием является распределение нагрузок — на свайно-ленточных основаниях оба элемента делят нагрузки поровну, а бетонный ростверк свайного фундамента лишь передает нагрузку на опоры, не выполняя несущих функций как таковых.

При этом, будучи лишь промежуточным элементом, бетонная обвязка позволяет получить максимальный эффект.

Она обладает высокой прочностью, долговечностью, устойчивостью к нагрузкам.

Кроме того, бетонный ростверк способен компенсировать изменение нагрузок или несущих способностей отдельных опор, перераспределяя или частично принимая на себя новые условия работы.

Достоинствами такой конструкции являются:

• Обеспечение максимальной несущей способности системы.
• Независимость от климатических или погодных условий.
• Относительно низкая потребность в периодическом обслуживании.
• Долговечность, надежность материала.

Недостатками бетонных элементов являются:

• Сложность создания, необходимость выполнения разных последовательных этапов работ.
• Большие объемы материалов (бетона, арматуры, древесины для опалубки, гидроизоляционных материалов и т.д.).
• Для затвердения обвязки требуется длительный период времени (28 дней с момента заливки), в течение которого дальнейшее строительство невозможно.

Строительство бетонной обвязки обычно выбирается при возведении крупных и массивных построек, где особенно важно обеспечить прочность и надежность пояса несмотря на высокий расход материалов и трудозатрат.

Технология обвязки брусом

Большинство случаев использования брусовой обвязки относятся к строительству каркасных домов на буронабивных или винтовых сваях.

Порядок действий:

• Нарезка брусьев по длине 200х200. Поскольку обычно используется соединение вполдерева, длина каждого пролета измеряется полностью, без учета толщины примыкающих брусьев.
• Укладка периметра, соединение по углами. На каждом оголовке укладывается двойной слой рубероида. Соединения уплотняются джутовыми жгутами.
• На оголовках брус фиксируется при помощи «глухарей» — специальных шурупов по дереву, имеющих шестигранные шляпки.
• После укладки внешних балок приступают к монтажу внутренних пролетов, расположенных под несущими стенами. Над соответствующими сваями делаются углубления на ширину бруса (200 мм) и на половинную глубину (100 мм). В эти углубления укладываются соответственным образом подготовленные соединительные элементы внутренних пролетов.
• Производится соединение всех параллельных пролетов дополнительными балками или досками, установленными на ребро. Для соединения используются саморезы и оцинкованные уголки с ребрами жесткости.
• Поверхность всех деревянных деталей покрывают антисептическим и антипиреновым составом. После высыхания наносят слой гидроизоляции (горячий битум или битумная мастика).

Метод связки профилированной трубой

Профилированная труба имеет строение, схожее со швеллером, но по степени прочности она ему сильно уступает.

Это происходит из-за менее прочного металла, применяемого для изготовления профильной трубы, меньшей толщины стенок и прочих особенностей материала. Для достижения максимальной прочности угловые соединения производятся внахлест или внакладку.

Как вариант, производится подрезка концов под 45°, сварка с последующим укреплением стыка косым уголком на болтовые соединения.

Порядок действий:

• Подрезка свай, установка оголовков.
• Укладка балок по внешнему периметру, соединение углов.
• Укладка внутренних балок, сварка с внешними элементами.
• Обвязка остальных опор для получения максимальной жесткости.
• Нанесение слоя защитного антикоррозийного покрытия.

Способ повязки швеллером

Отличие технологии обвязки швеллером от методики установки профилированной трубы состоит в отсутствии стандартных оголовков.

Швеллер устанавливается широкой стороной кверху, образуя горизонтальную площадку по всем балкам обвязки.

В остальном порядок действий аналогичен технике установки профильной трубы.

Обычные размеры швеллера м для свай диаметром до 108 мм (для них используют швеллер 160 мм).

Сварные соединения дополнительно фиксируются болтовыми соединениями с помощью «косынок».

Сварку должен производить профессиональный квалифицированный специалист, имеющий допуск к работам с ответственными конструкциями. Гидроизоляцию обвязки выполняют традиционными обмазочными материалами или защитными полимерными покрытиями.

При помощи железобетона

Создание железобетонной обвязки выполняется поэтапно.

Порядок действий:

• Сборка опалубки. Горизонтальные щиты (дно) укладываются на поверхность оголовков, боковые стенки присоединяются к ним и прочно соединяются в верхней части поперечинами. Внутренние размеры должны соответствовать параметрам ростверка.
• Укладка гидроизляции. Пленкой или слоем рубероида плотно устилают дно и внутренние стенки опалубки. Стыки материала делаются внахлест на 10 см с проклейкой соединения скотчем. Полотно должно полностью закрывать всю поверхность днища и стенок опалубки и плотно прилегать к поверхности, не отставая от нее.
• Сборка арматурного пояса. Используется арматура диаметром 10 мм и гладкие прутки на 6 мм для вертикальных элементов. Армпояс вяжется с помощью мягкой проволоки, после чего устанавливается внутри опалубки в нужном положении. Необходимо обеспечить заглубление горизонтальных стержней на 2-5 см внутри бетона.
• Заливка бетона. Она выполняется в один прием, без долгих перерывов (более суток). Заливать бетон следует с нескольких точек, чтобы не дожидаться, пока материал растечется по всей опалубке. После заливки поверхность накрывают полиэтиленом или мешковиной и выдерживают 28 дней для набора конструкционной прочности.
• Опалубку снимают через 10 дней после заливки.
• После окончания времени выдержки производят гидроизоляцию поверхности и переходят к дальнейшим работам.

С использованием доски

Обвязка доской 50х200 производится при недоступности качественного бруса.

Технология несколько более трудоемкая, поскольку каждую балку приходится собирать по отдельности, но имеются и плюсы:

• Отсутствие коробления или разворота винтом.
• Возможность более точного выполнения угловых соединений.
• Каждую доску можно предварительно обработать антисептиком и антипиреном, что позволяет значительно увеличить устойчивость балок к биологическим проявлениям или к возгоранию.

Работа заключается в изготовлении из пачки досок подобия сборного бруса.

Доски нарезают по длине, подрезают в нужных местах для угловых соединений и собирают в плотный пакет.

Для фиксации используют шпильки, которые пропускают через сквозные отверстия и туго стягивают.

Образованные балки собирают по технологии, аналогичной методике монтажа брусовой обвязки.

Балки необходимо располагать таким образом, чтобы доски были установлены на ребро, а не горизонтально.

Полезное видео

В данном разделе Вы наглядно сможете увидеть как происходит обвязка, обварка и отделка свайного (свайно-винтового) фундамента (на глубину промерзания):

Заключение

Обвязка свайного фундамента является связующим элементом между отдельными опорами и стенами дома.

Принимая нагрузку, ростверк распределяет ее по всей длине и по всем опорам.

Это позволяет снизить нагрузку на каждую отдельную сваю и образовать достаточно мощную несущую систему, способную работать в сложных условиях.

Большое количество вариантов изготовления обвязки позволяет выбрать наиболее подходящий вид для выбранного материала стен и условий строительства.

От качества и технологии изготовления ростверка во многом зависит эффективность работы фундамента и устойчивость всей постройки.

Источник