Обвязка фундамента на винтовых сваях: рекомендации по обвязке швеллером и пошаговые инструкции по обвязке брусом

Подготовка к процессу

Первым этапом подготовки является обустройство основы фундамента, то есть, забивка свай, установка рамы-ростверка. Преимущественно, обвязка утоплена в земле, поэтому для нее готовят траншею. На этом подготовительные работы заканчиваются.

Подбор уголка по характеристикам

Минимальный размер уголка – 50 мм с толщиной полки 4 мм. При выборе проката нужно учитывать цокольное расстояние, чем оно больше, тем большей должна быть ширина уголка.

При строительстве домов используют прокат с параметрами 50×50, 63×63, 75×75, толщиной 4-5 мм. Нет особых видов проката для этих целей – подходит обычный уголок с нужными параметрами.

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.

Как и чем обвязывать?

Материал для обвязки

Установка будет зависеть от особенностей материала изготовления балки и фундаментной основы. Обвязка винтовых свай брусом является распространенным вариантом. Но большинство интересуются вопросом, требуется ли использовать технологию с использование бруса, если можно использовать материалы с большей надежностью, металл или бетон.  Отметим сразу, что брус является самым лучшим вариантом для ростверка при строительстве каркасного дома или дома из дерева, так как брус имеет большую прочность и высокую устойчивость к температурным перепадам. Во время обрабатывания антисептиком, который помогает защитить дерево от гниения, срок эксплуатации бруса увеличивается и становится больше, чем у стальных балок. Обвязка свай брусом проводится по технологии, которая предусматривает крепление балок на резьбу, или же выполняется закрепление каждой части ростверка при помощи хомута.

Установка на резьбу

Такая методика используется лишь для фундамента, который П-образный. Во впадины на фланцах нужно установить брус и закрепляют при помощи самореза. Между сваями и балками помещают рубероид. Балки соединяют в чащу или лапу по углам. Крепления угла может быть выполнено при помощи шипов. Для углов снаружи используют элементы в виде уголков. Такая методика дает возможность не тратить время на систему пазов и гребней.

Использование двутавровой балки и швеллера

Если конструкция не сильно нагружена, можно сделать ростверк из швеллера. К такой конструкции можно отнести сарай или баню. Ростверк из металла и сваи обвязывают с применением сварки. Элементы конструкции и основания прикрепляют на круговой шов. Процедура сборки заключена в установке швеллера на оголовки. Элемент можно укрепить таким образом, что боковые грани будут как будто бы смотреть вниз. Обвязка швеллером винтовых свай  также выполняется и в противоположном направлении, в этом случае грани направляют вверх.

При таком расположении швеллера сопротивление нагрузкам на поперечных частях конструкции будет в разы лучше. Таким образом, вы получаете опалубку, которую следует залить раствором, и получится сформировать стеновую кладку для армопояса. Для того, чтобы обеспечить обвязке высокую прочность, вместо швеллера используют двутавровую балку того же размера. Когда балки и швеллеры стыкуются в углах, то используют сварку. По окончанию обвязывания опор ростверк покрывают средством, которое не дает образовываться коррозии.

Обвязка доской

Обвязка винтовых свай досками своими руками часто подразумевает использование материала из лиственницы, кедра, ели или сосны. Крепление фундамента в этом случае начинают с изготовления балки, в основе которой используют доски. Элементы следует склеить между собой и зафиксировать при помощи саморезов или установить на болтовую систему. При использовании в строительстве фундамента тонких досок следует дополнительно придавливать их листами фанеры. Обязательно следите за тем, чтобы все стыки были расположены на разных сваях. Доски между собой соединяем в полдерева. Балки должны быть расположены на ребре и зафиксированы при помощи свай.

Обвязка свай по данной технологии выполняется так:

• Делают внутренний, внешний и средний контур (по принципу елочки).
• Элементы по очереди собирают и устанавливают.
• Между оголовками, швеллером и обвязкой следует обязательно установить слой рубероида для гидроизоляции.
• Если высота обвязки вышла больше 0,4 метров, то дополнительное основание следует укрепить профильной трубой.

Использование профильных труб для обвязки двутавром

Если хотите, можно сделать обвязку двутавровой балкой, и тогда выбирайте материал с отверстиями перфорации. Двутавр следует приварить как можно крепче и впритык. Предпочтение в выборе данного материала заключается в малой массе и высокой прочности. Профильная труба в этой конструкции будет играть роль распорки, что повысит долговечность и улучшит эксплуатационные характеристики здания. Для обвязки профильную трубу следует приварить снаружи по всему периметру основания.

Определение обвязки свайного фундамента

Для легких каркасных домов подойдет обвязка брусом

Каждая погруженная в землю свая обладает определенным запасом прочности и несущей способности. В процессе эксплуатации на трубы действуют сильные вертикальные нагрузки. Кроме этого на опоры давит грунт при намокании, пучении и высыхании. Такие условия вызывают перекос изделий, если они не имеют дополнительной поддержки.

Обвязка винтовых свай — процедура, благодаря которой все трубы жестко соединяются в единую конструкцию. Выполняется она сразу после установки, чтобы исключить малейшую вероятность нарушения вертикального положения изделий.

Обвязка свайного фундамента брусом применяется при строительстве легких каркасных, деревянных домов, сооружений из пеноблоков или щитов. При этом первый ряд венцов является одновременно ростверком и опорой для балок. Обвязочный брус должен обладать высокой прочностью, твердостью и устойчивостью к влаге. Для его изготовления выбираются дорогостоящие сорта древесины, такие, как дуб, кедр и лиственница. Затем допускается укладывать легкие и недорогие фрагменты из ели или сосны.

Обвязка или свайный ростверк?

Фундамент – это группа свай, объединённая жёстким ростверком, который воспринимает вертикальные и горизонтальные нагрузки, изгибающие моменты.

Такое определение прописано в актуализированной редакции СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Главное, что надо понимать: устройство безростверковых свайных фундаментов недопустимо.

Расчётная нагрузка на сваю определяется с учётом веса ростверка и всего здания, поэтому проектом (в соответствии с СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений») его материал определяется одновременно с видом свай.

Если используется слово «обвязка», то оно применимо к сваям как основе лёгкого сооружения из бревна, бруса, каркасного здания.

Выражение «обвязка свайного фундамента брусом» означает, что ростверком в конкретном случае служит нижний венец дома, жёстко связанный со сваями.

Преимущества винтовых свай

В отношении веса каркасных домов железобетонные винтовые сваи обладают избыточной несущей способностью, поэтому нецелесообразно переплачивать за дорогие конструктивные элементы и аренду оборудования для их вкручивания. Металлические винтовые сваи намного проще в монтаже и способны удерживать вес каркасного сооружения.

Положительные характеристики винтовых свай, которые обуславливают их широкое применение для строительства каркасных домов:

1. Дешевизна.
2. Простой монтаж.
3. Быстрое возведение.
4. Разнообразие моделей.
5. Достаточная несущая способность.
6. Ремонтопригодность.
7. Возможность строительства на склонах.

Какие выбрать?

В зависимости от геологических условий и особенностей проектной конструкции выбирают модель винтовых свай. Определяющие характеристики опорных элементов:

• ширина лопасти;
• диаметр столба;
• длина трубы;
• тип наконечника;
• толщина металла.

Для каркасных домов с несущей нагрузкой 5–9 т используют винтовые сваи диаметром 108 мм и толщиной трубы 4-5 мм. Вес построек в несколько этажей может достигать 14 т, тогда выбирают стержни с размером сечения – 133 мм. В большинстве случаев подходят сваи со стандартным размером лопастей – 250–300 мм.

Как рассчитать?

На какую глубину закручивать винтовые сваи? Минимальная глубина закладывания свай рассчитывается исходя из уровня промерзания почвы. При этом наконечник опоры должен упираться в твердый несущий пласт. Для этого на этапе геологических исследований анализируют состав почвы и высоту слоев.

Например, в преобладающей части московского региона глубина промерзания грунта равна 1,5 м, тогда как в северных – этот показатель составляет 2,4 м. Это значение принимается за глубину фундамента.

Высота свай рассчитывается исходя из таких показателей, как:

• высота снежного покрова зимой;
• температурный режим в помещении;
• уровень подземных источников;
• вероятность подтопления;
• тип рельефа на участке.

Минимальна высота свай – 20 см, но на практике этот показатель редко опускают ниже 30 см. уровень цоколя подбирают индивидуально в зависимости от исходных условий.

Определяясь с моделью силового элемента, выбирают сваи с запасом по длине минимум в 0,5 м, чтобы было удобно выровнять высоту фундамента по горизонтали. Чаще всего для строительства каркасных домов используют стандартный типоразмер опор – 108х300х2500 мм.

Как рассчитать расстояние между сваями? Шаг между ближайшими силовыми элементами рассчитывают, основываясь на потребности в опорах. Сваи обязательно устанавливают в местах, где сооружение оказывает максимальную нагрузку на почву: под углами и точками пересечения несущих стен.

Если расстояние между столбами превышает 3 м, то посередине устанавливают промежуточные опоры. Рекомендованный шаг для винтовых свай – 1,5–2,5 м.

Подготовка обвязки

Можно выделить три основных этапа устройства обвязки:

• Подготовка поверхности фундамента
• Подготовка материала обвязки
• Укладка и монтаж бруса

Прежде всего, нужно убедиться в горизонтальности плоскости, которую образует верхняя плоскость фундамента. Проверить ленточный и монолитный фундамент на горизонтальность поверхности  довольно просто – с помощью строительного уровня.

Свайный фундамент обычно контролируется на горизонтальность еще на стадии закладки – до приварки оголовков.

Верхняя часть свай с оголовками

Кроме того, между верхней частью фундамента и обвязкой нужно проложить гидроизоляцию. Это очень существенно, так как именно обвязка – последний барьер для излишней влаги между основанием дома и воздушным пространством под домом: как правило, нижние слои воздуха излишне увлажнены. Обычно гидроизоляцию проводят укладкой на оголовки влагонепроницаемого материала, например, рубероида. Можно использовать битум и толь.

Подготовка материала обвязки состоит в предварительной сушке бруса и выпиливании элементов для дальнейшего соединения.

Рассмотрим простейший вариант, когда дом имеет небольшие размеры и брус обвязки уложен по периметру будущего здания. На углах брус должен быть каким-то образом соединен, чтобы получилась горизонтальная плоскость. Для этого на концах бруса делают распилы для замкового соединения. Различают два способа соединения:

• В пол-дерева
• В лапу

В первом случае срез делается на середине торца и проходит до глубины, равной толщине бруса. Выпиливание происходит под прямым углом. Это наиболее распространенный вариант.

Во втором выпиливание проводят под углом к поверхности бруса. Перпендикулярный брус выпиливается под обратным углом. Такое соединение более надежно и применяется для особенно нагруженных конструкций.

Способы соединения брусьев обвязки

Железобетонный ростверк

Ростверк для достаточно массивного дома можно делать из железобетона

Существует также вариант устройства бетонной обвязки, без армирования.  Применять такую конструкцию следует с осторожностью

Не закладывать в ростверк арматуру можно только при соблюдении следующих условий:

• расстояние между сваями небольшое;
• нагрузка на фундамент невелика;
• тип ростверка — заглубленный и незаглубленный (применение висячего недопустимо).

Устройство железобетонного ростверка

Устройство железобетонного ростверка для фундамента дома выполняют в следующем порядке:

Выставляют опалубку из досок. Для устройства достаточно купить пиломатериалы толщиной 22-25 мм.

Укладывают арматуру. Пруты сваривают со сваями для обеспечения совместной работы элементов. В зависимости от высоты ростверка подбирают количество рядов армирования. При высоте более 150 мм необходимо предусмотреть не менее 2 рядов, для толщины 150 мм и менее достаточно одного. Диаметр арматуры зависит от шага свай и нагрузки, в среднем принимается диаметр 14-16 мм. Также влияет расположение элемента относительно земли. Для конструкций, которые по всему пролету опираются на грунт, арматура потребуется меньше, чем для висячих обвязок. Класс арматуры — А400. Для каркаса применяют три типа стержней: рабочие, поперечные хомуты, вертикальные хомуты. Диаметры хомутов можно назначать из конструктивных соображений не менее 8 мм

Важно заложить арматуру также внутрь свай для совместной работы конструкции.

Выполняют заливку бетона. Лучше всего проводить ее за один раз

Максимальное число этапов -2. При этом разрыв между слоями с разным временем заливки должен быть горизонтальным, а не вертикальным. Класс бетона во многом зависит от расположения элемента. При опирании всем пролетом на грунт достаточно смеси В20 — В22,5. Для висячих может понадобится более прочный бетон в зависимости от нагрузки и шага свай.

Отвердевание бетона и уход за ним. Снимать опалубку можно после набора прочности 70% от марочной. 100% прочности при темпе6ратуре +20°С конструкция набирает в течение 28 дней. Уход заключается в увлажнении поверхности и предотвращении испарения с нее.

Особенности обвязки свай брусом

Обвязку свайно – винтового фундамента брусом начинают с пропитки дерева антисептическими средствами. Эта операция поможет в дальнейшем защитить его от плесени и грибков. Кроме того, необходимо обработать брус антипиренами, способными снизить воспламеняемость древесины.

Пока обработанные брусья сохнут, на торце каждой винтовой сваи монтируется оголовок (как сделать винтовые сваи своими руками). Он представляет собой металлическую конструкцию, приваренную к стволу винта. Оголовок имеет форму перевернутой буквы «П». Расстояние между ножками выбирается в соответствии с размерами сечения бруса. Заранее в них сверлятся отверстия под крепеж.

Концы брусьев, предназначенных для обвязки свайно – винтового фундамента, оформляются в виде пазов для соединения их «в лапу» или «вполдерева».

Второй способ проще первого, но его надежность – ниже.

Укладка бруса

На поверхности металла будет образовываться конденсат. Чтобы при обвязке винтовых свай брусом оградить древесину от контакта с влагой, поверхность оголовков закрывают рубероидом. Некоторые строители используют в качестве гидроизоляции битум и полиэтиленовую пленку.

Обвязку свай брусом начинают вести с угловых элементов. В этих местах соединяют первую пару смежных брусьев, контролируя прямой угол при помощи угломера. Аналогичным образом оформляются остальные углы.

Брусья для обвязки свайного фундамента скрепляются посредством гвоздей или саморезов. Последние, с точки зрения ремонтопригодности, предпочтительнее. Угловые стыки ростверка желательно усилить стальным уголком, который также прикручивается к дереву саморезами. Усилить можно и прямые стыки при помощи металлических скоб и планок.

Крепление бруса к винтовым сваям производится после его укладки по всему периметру фундамента. Для соединения ростверка с оголовками используют болты и шпильки.

На рисунке формула расчета, используемая для вычисления параметров обвязки брусом.

Использование швеллера для обвязки

Одно из актуальных предложений — обвязка винтовых свай швеллером. Это хорошее решение, когда речь идет об:

• Обустройстве действительно массивной конструкции на слабой почвеУчастков с перепадами высот основания в 100 см. и больше;Иных случаев, когда требуется по-настоящему мощное усиление основания.

Основные способы обустройства обвязки швеллером

Методы использования швеллера для обвязки также различные. Приваривание можно осуществить:

Внакладку.

С самой длинной (внешней) стороны по всему периметру конструкции приваривается швеллер. Соединив друг с другом каждую внешнюю сваю основания, необходимо установить поперечные отрезки. После чего приварить их к продольным отрезкам.

Выполненная таким образом правильная обвязка винтовых свай гарантирует высокую прочность и надежность фундамента даже в случае с песком или насыпным грунтом;Крестом. Верхушку одного отрезка необходимо приварить к верхней части первой сваи, нижнюю часть того же отрезка – к нижней части второй сваи. Если говорить проще, у вас должен получиться своеобразный зигзаг, надежно соединяющий все сваи друг с другом.

Пошаговая инструкция по монтажу

Рассмотрим порядок действий при монтаже свайно-винтового фундамента для бани. Процесс проектирования и расчетов опустим, перейдем сразу к практическим действиям.

Работа ведется поэтапно, выполняются следующие операции:

Подготовка

Участок освобождают от лишних предметов, растений и прочих помех. Необходимо обеспечить пути подхода для техники, если планируется механическая установка свай. Приобретение и доставка на участок необходимого количества стволов нужного размера.

Понадобятся следующие материалы и инструменты:

• Лопата.
• Рулетка.
• Металлический лом и два отрезка трубы по 1,5-2 м, внутрь которой этот лом входит свободно, но без лишнего люфта.
• Болгарка с отрезным кругом.
• Сварочный аппарат с электродами.
• Оголовки для используемого размера свай.
• Цемент и песок для изготовления бетона.
• Колышки для разметки.
• Лазерный уровень.
• Покрытие для металлических деталей, защита сварных швов.
• Швеллер, двутавр, рельс для обвязки.

Разметка

С помощью колышков отмечаются места установки свай согласно проектных данных. Начинать разметку следует с углов, сразу же проверяя равенство диагоналей. Пока они не будут выровнены, продолжать разметку нельзя.

Точки монтажа свай отмечаются колышками. После отметки углов переходят к промежуточным сваям и размечают их положение. Затем с помощью лопаты и личной бодрости в этих точках выкапывают небольшие углубления глубиной до 30 см и шириной, равной диаметру лопастей.

Это позволит сваям легче входить в грунт и обеспечить меньшее отклонение от вертикали.

Погружение

Завинчивание свай производится по определенной схеме. Это делается для того, чтобы уже установленные стволы не стали помехой для других опор

В особенности это важно при монтаже машинным способом, где техника должна подойти вплотную к точке погружения

Обычно начинают с центра и движутся последовательно к краям по спирали или змейкой.

При погружении свай необходимо постоянно контролировать вертикаль

В особенности важно делать это на начальном этапе, когда ствол достаточно свободно раскачивается и может быть установлен с перекосом

Выкручивать сваю назад для выравнивания нельзя, второй раз в эту точку ее устанавливать запрещается из-за нарушения прочности грунта после контакта с лопастями. Все исправления делаются на первых порах, когда ствол погружен на незначительную глубину.

Обрезка, обвязка, заливка бетоном

После установки всех свай производится обрезка. Устанавливается лазерный уровень, отмечающий горизонтальную плоскость на нужной высоте, на поверхности свай мелом или белым маркером отмечаются линии реза.

Болгаркой с отрезным кругом отрезают лишние куски трубы.

После этого выполняют обвязку. Все сваи соединяются между собой в продольном и поперечном направлении при помощи сварки. Используются отрезанные по размеру куски швеллера, двутавра или иного вида металлопроката.

После соединения свай в единую систему следует сразу же покрасить все участки сварки защитным слоем краски, кузбасслака или иного материала.

Затем внутреннюю полость свай заливают бетоном. Это дает стволам дополнительную жесткость и устойчивость к боковым нагрузкам пучения. Необходимо пользоваться плотными марками, начиная от М200 и выше.

На заполненные сваи устанавливаются и фиксируются оголовки, образующие площадки для установки ростверка и промежуточных (внутренних) опор.

Ростверк

Для бани обычно используют деревянный брус сечением 150 : 200 или 200 : 200 мм. Балки укладывают на площадки оголовков, предварительно подложив на металл двойной слой рубероида. Углы соединяют вполдерева.

Тщательно проверяют равенство диагоналей, выравнивают балки по осям, после чего закрепляют их на оголовках, используя специально созданные монтажные отверстия. Деревянные балки сразу же следует покрыть гидроизоляционным материалом для защиты от влаги.

Как выполняется обвязка винтовых свай брусом

Надежность и качество любого фундамента зависит в первую очередь от точного соблюдения технологии на каждом этапе его выполнения. И обвязка столбчатого фундамента брусом не является исключением.

Далее мы рассмотрим, как правильно выполнить этот ответственный и очень важный этап строительства фундамента.

Обвязка винтового фундамента брусомс одним венцом

Винтовая свая

Винтовой сваей называется тип свай, которые погружаются в грунт путем завинчивания. Как правило – это металлическая труба, к основанию которой приварены лопасти. Эти лопасти служат не только для погружения конструкции в грунт, но и для равномерного распределения массы по большей площади грунта.

Винтовая свая в грунте

Что такое обвязка

После монтажа винтовых опор, они скрепляются балками, в результате получается одна жесткая конструкция, которая называется обвязкой или ростверком.

Обвязка дома, по сути, является перекрытием между самим строением и фундаментом. Эта конструкция равномерно распределяет вес дома из бруса на все опоры. Кроме того, ростверк первый принимает на себя негативные воздействия окружающей среды. Поэтому он должен быть крепким, надежным и защищенным от влаги.

Брусом называется материал, выполненный путем обрезки ствола дерева с четырех сторон. По всей длине он имеет одинаковое сечение. В настоящее время брус является наиболее популярным материалом для обвязки фундамента. Особенно часто его применяют при строительстве срубов,бань и других деревянных домов.

Чаще всего используется нижняя обвязка из бруса хвойных пород, так как они обладают некоторыми преимуществами перед лиственными:

• Более высокий срок эксплуатации и долговечность;
• Высокая прочность;
• Пониженная влагопроницаемость;
• Цена, как правило, ниже, чем на лиственные породы.

Обратите внимание! Брус для обвязки должен иметь сечение не менее 150х150 мм. При покупке материала необходимо проследить, чтобы на нем не было даже малейших трещин, иначе пострадает качество сборки

Прежде чем делать ростверк, необходимо обработать материал:

• Антисептиком –для предотвращения загнивания и развития грибка; (см. подробнее статью Обработка бруса от гниения – залог длительной эксплуатации постройки)
• Антипиреном, что позволит повысить огнестойкость и предотвратит возгорание. Особенно эта обработка актуальна для соснового материала, так как данная древесина в своем составе имеет большое количество горючих смол.

Совет! При расчете количества материала, желательно прибавить 10-15 процентов, так как в процессе работы его может не хватить.

Отдельно следует сказать о клееном брусе, который получают путем склейки нескольких досок. Как правило, доски хорошо высушивают, после чего они проходят отбор, так как для изготовления этого материала использую самый прочный материал. Затем их склеивают под прессом. (см. подробнее статью Какими преимуществами отличается клееный брус из кедра)

Клееные балки получаются намного более прочными, чем обычные, кроме того, они имеют более точные размеры. Как правило, такой материал обладает выступами и пазами. В результате конструкция из такого получается очень прочной.

Главным же преимуществом клееного бруса является термо- и влагозащита. Конструкция получатся плотной и без щелей в угловых соединениях. Конечно, стоит такой материал дороже, чем обычный, за то его не надо высушивать и обрабатывать антисептиком.

Еще одним достоинством клееного материала является то, что он не гниет и сам по себе очень легкий. Таким образом, ростверк из клееного бруса является отличным решением.

Функции обвязки

Обвязка фундамента на винтовых сваях предназначена для объединения отдельных столбов в жёсткую единую конструкцию. Получившийся свайный ростверк равномерно распределяет нагрузки от веса строения на все сваи с равномерной передачей на несущее грунтовое основание и предотвращает отклонение свай от вертикали. Обвязкой достигается ровная горизонтальность поверхности, что позволяет выполнение качественного возведения стен и дальнейшую настилку полов без перекосов.

Обвязка, кроме ростверка, включает установку горизонтальных, вертикальных и диагональных связей. При расположении ростверков от поверхности земли ≥ 80 см, нижняя обвязка выполняется обязательно. Материал — профильные трубы квадратного сечения со стенкой ≥ 3 мм или уголок. Элементы крепятся в два – три ряда по внешней поверхности столбов. По ним хорошо устанавливается облицовка из цокольного сайдинга или декоративных фасадных панелей. Вертикальные и диагональные связи, в основном, состоят из спаренных уголков. Для крепления ростверка по верху выровненных на одинаковой высотной отметке труб, привариваются стальные столики с боковыми косынками, дополнительно увеличивающие площадь опирания.

Ростверк может быть деревянным, металлическим или железобетонным.