Обвязка свайно-винтового фундамента своими руками

Варианты обвязки свайно-винтового фундамента

В отличие от столбчатого фундамента, который без ростверка не имеет достаточной пространственной жесткости, в свайно-винтовом фундаменте каждая свая (СВС) может эксплуатироваться отдельно. Боковые усилия, стремящиеся выдернуть трубу из грунта, практически сведены к нулю, глубина погружения намного превышает любые другие фундаменты.

Необходима обвязка винтовых свай швеллером лишь для решения двух задач. Созданный ростверк распределяет сборные нагрузки от здания, распределяя их через сваи на несущий пласт. Если СВС выступают из земли больше 70 см, ветровые нагрузки могут привести к ослаблению несущей способности.

Содержание статьи

• 1 Обвязка швеллером
• 2 Обвязка брусом
• 3 Обвязка доской
• 4 Бетонный ростверк
• 5 Придание свайному полю пространственной жесткости

Обвязка швеллером

Обвязка швеллером.

Недостатком свайного фундамента (СВФ) является отсутствие сплошной опорной поверхности для мелкоформатных стеновых материалов. Если венцы сруба и брус нижней обвязки каркасного или панельного коттеджа можно уложить на оголовки СВС без особых проблем ввиду их значительной длины, кирпичную, блочную кладку без ростверка выполнить невозможно. Поэтому обвязка СВФ фундамента уголком, швеллером или двутавром применяется в случаях:

• в проект одноэтажного здания заложены бетонные, кирпичные стены;
• сруб, «каркасник» возводятся на склоне с перепадом высот больше 0,5 м;
• необходимо построить двух – трехэтажный дом из СИП панелей, сруб или здание по каркасной технологии.

Обвязка металлическим ростверком свайного поля вдвое увеличивает пространственную жесткость конструкции, эксплуатационный ресурс. Технология усиления  свайно-винтового фундамента уголком имеет вид:

• монтаж оголовков – пластины либо усиленные косынками модификации, позволяющие расширить опорную плоскость тела сваи;
• наружный контур – уголок укладывается полкой вверх с учетом оси стены, заложенной в проекте;
• внутренний контур – так же полкой вверх, чтобы между двумя уголками помещался стеновой материал (кирпич тычком, брус 15 х 15 см, калиброванное бревно)

При этом используется уголок 7,5 х 7,5 см с 5 мм полками либо 5 х 5 см 5 мм толщины. Сортамент металлопроката должен соответствовать ГОСТ 8509 от 1993 года. Не допускается применение б/у материалов с внутренними напряжениями, способными изменить геометрию пространственной конструкции.

При выборе швеллера существует два метода изготовления ростверка:

• швеллер укладывается непосредственно на тело сваи стенкой вверх, стыкуется на углах под 45 градусов;
• два швеллера, установленных на ребро, свариваются в общую балку, монтируются по головкам.

Сечение металлопроката зависит от диаметра свай, стенового материала. Например, для тяжелых стен из пеноблоков необходим швеллер 24П – 30П (25 см кладка), на 108 мм сваи без подрезки надевается швеллер 14П.

Самым мощным является ростверк из двутавровой балки. Однако они значительно утяжеляют конструкцию и обходятся дорого. Например, для бруса 15 х 15 см (сруб) потребуется 36 или 40 двутавр, шестиметровая балка из которого стоит больше 30 тысяч рублей.

При значительных габаритах свайного поля обычно требуется наращивание металлопроката по длине. Стыки должны быть расположены на сваях либо оголовках, запрещена стыковка в воздухе. Если висячий ростверк приподнят над землей больше 0,8 м, помимо верхнего ростверка дополнительно используется нижняя обвязка (0,3 – 0,5 м от земли) профильной трубой (стенка от 3 мм). Элементы, придающие конструкции жесткость, могут монтироваться между СВС, крепиться по наружному периметру. Сварочное соединение в любом случае обеспечивает одинаковую прочность конструкции.

Обвязка брусом

Обвязка брусом.

В нормальных условиях (прямой участок, высота оголовков в пределах 1 м) для свайного фундамента сруба, каркасного, панельного дома дополнительный ростверк не требуется. Им по умолчанию становится нижний венец, нижняя обвязка конструкции стен, соответственно. Однако при этом необходимо выполнить условия:

• жесткая связь между брусом и оголовком;
• стыковка стеновых материалов на площадках оголовков.

Поэтому, вместо саморезов, вкручиваемых в пиломатериал снизу через отверстия в пластине оголовка, стоит предпочесть надевание бруса на шпильки, приваренные к этому элементу сваи. Для этого на каждый оголовок приваривается шпилька, в брусе по месту высверливаются отверстия, сверху он притягивается к пластине гайкой через широкую шайбу.

 

После чего, лишняя резьба срезается УШМ. Чтобы гайки не торчали над нижним венцом, мешая укладке следующего ряда, на верхней грани бруса изготавливается потайное отверстие, в которое и утапливается крепежный элемент. Стыковка металлическим уголком запрещена, используется врубка элементов ростверка друг в друга в полдерева (на углах и в местах сопряжений внутренних стен с наружными).

В сложных эксплуатационных условиях обвязки брусом для здания недостаточно. Например, если дом стоит на склоне, деревянный ростверк в сочетании с балками пола нижнего этажа создают достаточно жесткую горизонтальную плиту. Однако боковой ветер стремится выдернуть сваи именно с этой стороны, что приводит к снижению несущей способности свайного поля. Поэтому применяется дополнительная обвязка уголком, профильной трубой в местах максимального возвышения оголовков свай над землей. Обычно это горизонтальные связи (спаренный уголок) с распорами под брусом (10 – 25 см).

Обвязка доской

Обвязка доской.

В технологии СИП брус не используется, поэтому для ростверка свайно-винтового фундамента используют доску 50 мм. При этом необходимо учесть:

• если высота ростверка над отмосткой не превышает 0,4 м, дополнительное усиление не требуется;
• при увеличении этого уровня до 0,7 м под оголовками производится обвязка профильной трубой (один пояс жесткости);
• начиная с 0,8 м (расстояние от ростверка до грунта) обвязка профильной трубой необходима через каждые 60 см.

Чтобы снизить расход материала для ростверков высотой более 1,5 м с обвязкой брусом, применяют два пояса жесткости (у земли и под оголовками) в сочетании с вертикальными и диагональными связями. Причем, пояс жесткости лучше приваривать к телу сваи, а диагонали крепить болтами через наваренные на них фасонки.

Бетонный ростверк

Бетонный ростверк, подготовка опалубки.

Для фундамента СВФ многоэтажного кирпичного или пенобетонного коттеджа оптимальным вариантом является монолитный ростверк. Это обеспечит максимальную жесткость конструкции без дополнительных затрат, обеспечит необходимый размер опорной плоскости для любых стеновых материалов. Технология бетонирования ростверка своими руками имеет вид:

• опалубка – нижняя палуба опирается на колышки с поперечинами, боковые щиты крепятся к ней, стягиваются шпильками или деревянными перемычками, внутренняя поверхность обычно обшивается пленкой или рубероидом;
• армирование – стандартная схема из двух горизонтальных поясов с учетом 1,5 – 3 см защитного слоя с 2 – 3 прутками рифленой арматуры в каждом из них, связанных хомутами или вертикальными и горизонтальными перемычками;
• бетонирование – заполнение всей опалубки за один прием, уплотнение глубинным вибратором или ручное штыкование прутком арматуры;
• гидроизоляция – рулонная, обмазочная, пенетрирующими составами либо комбинированная несколькими способами.

Ветровые нагрузки одинаково воздействуют на свайные поля с любым ростверком. Поэтому может потребоваться дополнительное усиление нижним каркасом жесткости при значительной высоте ростверка над грунтом. На склонах применяют стандартные способы усиления конструкции связями, распоры в этом случае не нужны.

Для монолитного висячего ростверка продухи вентиляции не нужны, если его подошва отстоит от земли на расстояние больше 60 см. В этом случае их изготавливают в забирке. Если ростверк подземный или наземный, вентиляционные окна общей площадью 1/400 от поверхности цоколя оставляют внутри опалубки. Для их изготовления достаточно пропустить сквозь боковые щиты опалубки стальные или полимерные трубы.

Арматура на углах запускается на соседнюю сторону (изгиб под прямым углом) на 40 – 60 см, нахлест на прямых участках составляет 40 диаметров. Стыковка стержней на углах, в местах сопряжения стен запрещена. Для связки свай с ростверком в трубах прожигаются отверстия, в которые пропускается арматура на уровне поясов. Ее необходимо связать с продольными стержнями.

Придание свайному полю пространственной жесткости

Для висячего ростверка часто необходимы дополнительные меры по обеспечению пространственной жесткости свайного поля. Для этого применяются вертикальные связи с распорами, которыми может служить обвязка брусом либо металлопрокатом по оголовкам:

• на прямых участках при высоте ростверка от 1,5 м вертикальные связи монтируют своими руками по периметру стен (наружные + внутренние);
• на косогорах к ним добавляются диагональные связи (от угловой сваи к соседней, расположенной внутри здания);
• распорами обычно служат элементы металлического, монолитного ростверка;
• при использовании деревянной обвязки (брус, доска) распоры изготавливаются из профильной трубы дополнительно, монтируются под оголовками (10 – 30 см), на уровне земли на таком же расстоянии от нее.

Самостоятельные расчеты связей крайне сложные, рекомендуются профессиональные консультации специалистов. Например, связи рекомендуется монтировать на болтах через фасонки, обеспечивая шарнирное соединение с несколькими степенями свободы. Распоры обычно приваривают к телу сваи, однако их можно разместить между трубами. Нагрузки будут восприниматься элементами жесткости по разному.

Следуя вышеуказанным рекомендациям, обвязать свайное поле ростверком, дополнительными элементами жесткости сможет индивидуальный застройщик без специального образования. Однако фундамент является слишком ответственной конструкцией силового каркаса здания, чтобы рисковать ресурсом при самостоятельном проектировании.