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.
В каких случаях рекомендован швеллер для обвязки свайного фундамента
Свайный фундамент после возведения образует отдельно стоящие столбы с оголовками наверху. При отсутствии сплошной опорной части возвести стены практически невозможно, поэтому требуется сделать обвязку. В качестве основного материала выбираются: профилированная труба, брёвна, брус. Альтернативой является использование швеллера, который создаст надёжную опору в таких случаях:
• при строительстве сруба, каркасного дома;
• когда проектная документация предусматривает выкладку стен из кирпича, блоков или бетона;
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.
ВАЖНО!
Для увеличения прочности металлической обвязки рекомендуется использовать дополнительные болтовые соединения.
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.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Для некоторых видов свай нередко используют комбинированный вариант обвязки, при котором сам ростверк выполняет основные несущие функции, а стволы дополнительно соединяются металлическими перемычками. Такая перевязка, в частности, используется для винтовых свай. Она позволяет усилить систему и уменьшает возможности расшатывания или потери сцепления с грунтом.
Расчет нагрузки
При установке свайного фундамента на винтовых опорах приходится работать с основанием для слабой нагрузки. Такая схема хорошо подходит для небольших сараев, гаражей и бань, производимых из бруса. Несильная опора с лихвой будет компенсирована значительной скоростью строительства и очень малыми затратами. Фундамент на винтовых сваях сконструирован из опор, установленных вертикально, и обвязки, горизонтально расположенной. На всю систему обычно используется четыре опоры, хотя может быть и больше.
Обвязка в данном случае представляется ростверком. Его создают из материала, подходящего для создания балки. Это может быть либо бетон, либо дерево, либо металл. Древесина кладется в основу бруса, из металла выполняется уголок, из бетона делают блоки. Обвязка винтовых свай соединяет балки между собой и с ростверком. Положительность процесса напрямую зависит от тщательного соблюдения всех требований инструкции по укладке и установке.
Оголовки свай обязательно должны быть на одной линии горизонта, что контролируется при погружении опор в грунт. Ширина бруса должна быть больше диаметра свай в полтора раза. Еще одно обязательное требование состоит в том, что ось по центру опор обязательно должна идти только через центр бруса. Обвязка винтовых свай соединяет опоры и балки резьбовым соединением либо на сварку, либо на хомуты.
Отличия ростверка и нижней обвязки фундамента
Горизонтальная обвязка, которая соединяет опорные столбы между собой, сканирует план первого этажа дома и является одновременно опорной площадкой для стен дома, называется ростверком. Она выполняет сразу две функции — делает свайное поле единой опорной системой и создаёт площадку для возведения наружных и внутренних стен.
Дополнительные диагональные и поперечные балки, которые называют нижней обвязкой, служат для равномерного распределения нагрузки и устойчивости опор.
Этот элемент строения используют в следующих ситуациях:
- когда фундамент возведён на сложном пересеченном рельефе, где сваи имеют разную высоту над уровнем грунта;
- когда строение приподнято над землёй более чем на 1 метр;
- для массивных сооружений;
- для сооружений на подвижных грунтах.
Введение нижней обвязки повышает жёсткость связки отдельных свай и параллельно усиливает прочность ростверка.
Применение швеллера и двутавровой балки
На несильно нагруженных конструкциях можно возвести ростверк из швеллера. К таким конструкциям относятся, например, бани и сараи. Ростверк из сваи и металла обвязывают при помощи сварки. Элементы основания и конструкции крепят на круговой шов. Процедура сборки заключается в установке швеллера на оголовки свай. Элемент можно так укрепить, что боковые грани будут «смотреть» вниз. Обвязка винтовых свай швеллером также осуществляется и в противоположном направлении, в таком случае грани направляют вверх.
При расположении швеллера по такой системе сопротивление нагрузкам на поперечные части конструкции намного лучше. Получается опалубка, которую необходимо залить раствором, так формируется стеновая кладка для армирующего пояса. Для обеспечения обвязки высокой прочности взамен швеллера применяют двутавровую балку равных размеров. Когда швеллеры и балки стыкуются в углах, тогда применяется сварка. По окончании обвязки опор ростверк покрывается средством против коррозии.
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.
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.
ВАЖНО!
По возможности, все соединения усиливаются металлическими «косынками», установленными на болтовые соединения.
Технология возведения Фундамента на забивных ж/б сваях с обвязкой швеллером
Обвязка свайного фундамента швеллером проводится сразу после забивки жб свай. Выполняя в некотором роде роль фиксатора, обвязка свай швеллером предотвратит нарушения заданных параметров фундамента под воздействием остаточного напряжения в сваях.
Особенности работ по обвязке швеллером фундамента на железобетонных сваях
- Швеллер, как правило, монтируется на сваи (оголовки), что предполагает соразмерность геометрических параметров швеллера и сваи. Обвязка осуществляется по внешнему периметру, а для придания дополнительной прочности конструкции и обеспечения ее надежности – внутри, в том числе с монтажом балок, соединяющих два других швеллера по перпендикулярной линии и (или) две сваи (их оголовки) по диагонали.
- Если это предусмотрено проектом, швеллер устанавливается таким образом, чтобы сформировать опалубку для заполнения бетоном и создания армирующего пояса для последующего монтажа стен.
- В качестве компромиссного варианта, который позволяет сохранить верхнюю «опалубку» и высокую прочность ростверка, вместо швеллера используют двутавровую балку аналогичного размера.
- Угловые сопряжения швеллеров или балок соединяют сваркой встык. Особое внимание следует уделить крепежам. Мы не рекомендуем применять для соединения только сварочный шов, желательно совместить его с использованием болтовых соединений или заклепок.
Последовательность обвязки швеллером свайного фундамента
- Проводится замер уровня расположения верхней части свай — все торцы опор должны быть на одном уровне. Это делается в первую очередь, чтобы убедиться в горизонтальности фундамента. Сваи, которые расположены выше необходимого уровня, нужно либо погрузить глубже, либо обрезать. Если опоры расположены ниже необходимого уровня, то на оголовок следует подложить прокладку.
- Намечаются точки внешних углов конструкции на сваях. Для этого определяется точка как первый внешний угол. Затем точно также намечаются остальные углы.
- Проверяется угольником точность оформления угловых размеров конструкции.
- Делается первый угол ростверка из швеллера.
- Последовательно выкладывается из подготовленных элементов вся конструкцию обвязки швеллером опор. Когда все элементы будут уложены, необходимо еще раз проверить прямоту углов и горизонтальность всей получившейся конструкции.
- Крепление швеллеров. Оно обеспечивается сваркой или болтовыми (заклепочными) соединениями. Какими бы ни были требованиям к фундаменту, более надежный результат дает сочетание разных вариантов креплений. Все элементы фундамента фиксируются на шов кругового типа. Процесс сборки предполагает монтаж швеллера на оголовки свай, что обеспечивает высокую прочность конструкции и швеллер имеет высокое сопротивление поперечным нагрузкам или боковыми гранями вниз. Перевернутый швеллер формирует естественную опалубку, которую можно залить бетонным раствором, создав армирующий пояс для стеновой кладки.
- Антикоррозийная обработка конструкции. В связи с тем, что между грунтом и самой платформой образуется слой воздуха, появляется сырость, особенно в осенне-зимний период, в результате — коррозийные повреждения поверхности металла. Чтобы этого избежать, после окончания обвязки швеллером опор элементы ростверка грунтуются антикоррозийными составами.
Применение фундаментов на забивных ж/ю сваях с обвязкой швеллером
- Кирпичные дома
- Деревянные дома
- Каркасные дачные дома
- Гаражи
- Бани
- Беседки
- Надворные постройки
Применение для обвязки фундамента швеллера рекомендуется при строительстве в слабонагруженных конструкциях или при устройстве свайного фундамента в нестабильных грунтах. Многие прибегают к обвязке швеллером и для придания строению дополнительного запаса прочности.
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.
Когда нужна обвязка
Металлическая обвязка (она же ростверк) применяется при закладке свайного или свайно-винтового фундамента. Она позволяет связать разрозненные вертикальные сваи в единую прочную конструкцию, равномерно распределяющую вес постройки по всем точкам опоры.
Дополнительные плюсы ростверка:
- менее масштабные земляные работы,
- низкая стоимость фундамента,
- возможность установки в зимнее время,
- высокая устойчивость на слабых грунтах,
- возможность строительства при перепадах высот на участке.
Обвязка свайного фундамента швеллером обычно осуществляется при строительстве относительно легких зданий: хозяйственных построек или жилых домов из кирпича, блоков, деревянного бруса или по каркасной технологии.
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.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Для заливки бетонной обвязки необходимо использовать плотные марки бетона от М200 и выше.
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.
