Что такое металлический фундамент

Металлический фундамент ускоряет строительство

Технологии строительства постоянно развиваются. Появляется очень много методик, которые базируются на новых возможностях и идеях.

Схема металлического фундамента.

Одна из новых технологий для строительства – возведение зданий на основе металлического фундамента.

Особенность металлического фундамента состоит в том, что несущие элементы изготавливаются из стальных свай и балок. Этот фундамент прост в конструкции и монтаже. При строительстве небольшого дома фундамент из металла – одно из самых лучших решений, доступных сегодня.

Основные характеристики фундамента под металлические опоры

Чтобы устанавливать металлический фундамент, не нужно проводить очень трудоемких операций, которые необходимы при строительстве обычного фундамента: не нужно выкапывать тонны грунта, потом уплотнять грунт, который остался, подсыпать, ставить опалубку. Плюсы металлического фундамента в том, что он возводится на порядок быстрее. Немаловажно, что возводить такой фундамент можно даже зимой.

Схема фундамента под металлические опоры.

Роль опорных элементов играют сваи, которые забиты до полного контакта с несущим слоем грунта. Обычно сваи изготавливают из стальных труб, а забивают их на глубину до 6 м. Это упростит монтаж опорных свай и повысит точность их позиционирования, в нужных местах для них бурят скважины. Это актуально для тех районов, где грунт каменистый, и где свая, если она будет забиваться традиционным способом, может встретить очень жесткое препятствие. Важно учитывать, что те трубы, которые используют для фундамента, должны быть больше по диаметру, чем диаметр самого бура (таким образом усилится фиксация свай).

После установки опорных элементов на них устанавливается конструкция из балок. Балки, которые идут на металлический фундамент, обычно делают из стального швеллера. Между собой балки, лежащие в одной плоскости, связываются посредством болтовых соединений или сварки. Если нужно, чтобы фундамент выглядел как «обычный», швеллера устанавливаются либо частично в земле, либо на уровне грунта. Швеллер, используемый для фундамента, обязательно обрабатывается для защиты от коррозии, потому что в пригрунтовой зоне этот процесс развивается очень интенсивно.

С этим связаны основные минусы возведения металлического основания. Даже если на этапе строительства была произведена качественная антикоррозийная обработка, эффекта она иметь не будет, если фундаменты под металлические опоры будут расположены вблизи грунтовых вод. Исходя из этого после 10-15 лет эксплуатации, возможно, потребуется провести антикоррозийную обработку еще раз. Так как балки будут закрыты, антикоррозийная обработка может быть затруднена. Но если ее не произвести вовремя, прочность балок снизится и дальнейшая эксплуатация постройки окажется под угрозой.

Этапы возведения фундамента на металлических трубах

На начальном этап этапе в выкопанную яму устанавливают металлические трубы.

Нужно подготовить площадку под металлический фундамент, и там, где пройдут в грунте трубы, выставить колышки. Сначала нужно выкопать яму глубиной примерно в 80 см. Это облегчит процесс бурения. Количество труб, необходимых для возведения фундамента, рассчитывается исходя из проекта, по которому будет строиться дом. Если проектом предусмотрена печь, для нее потребуется дополнительно четыре стальных трубы. Потом следует взять специальный бур с надставкой, чтобы насадка была на 5 см больше диаметра трубы, и сверлить грунт. Если будет попадаться слишком много корней, перерубать их лучше подготовленным куском арматуры с приваренным на конце топориком.

В случае если участок не имеет неровностей, нужно определить глубину бурения, которая в любом случае должна быть ниже глубины промерзания. Если участок неровный, место под металлический фундамент очень низкое и нужно подсыпать грунт, лучше начать бурить позже, когда будет легче это сделать. Надо замерять самое высокое место на участке и прибавить размер, на который следует выводить трубы из земли (какую высоту имеет металлический фундамент).

В только что пробуренное отверстие засыпается песок, затем гравий, каждый слой примерно по 15 см. Потом заливается так называемая подушка (смесь цемента и гравия), толщина этого слоя – около 25 см. Под каждое из отверстий отмеривается труба с небольшим запасом и обрезается. Снизу к трубе можно приварить «пятки» (квадратные кусочки металла, углы которых выступают за трубу).

Схема возведения фундамента на металлических трубах.

В отверстие вставляется подготовленная труба, которая предварительно обработана средством от коррозии (битумом, мастикой), с того места, где она будет выходить из земли, и до конца. Потом эту трубу нужно осадить, кувалдой нанести несколько ударов, чтобы она зашла, и выставить ее по уровню. Перед засыпкой или заливкой трубы ее надо подпереть, чтобы она не ушла в сторону. Бетоном нужно залить зазор между самой трубой и отверстием в земле вокруг нее. В трубу практически доверху заливают бетон (цемент и щебень).

На этом можно сэкономить, но лучше этого не делать: низ трубы примерно на 40 см заливают бетоном, засыпают песок, потом гравий, а сверху те же 40 см бетона. И песка, и щебня, и бетона получится по 1/3, но тогда песок и щебень нужно тщательно трамбовать. В середину трубы можно вставить арматуру. После того как произойдет естественная осадка труб и бетон схватится, нужно окончательно замерить плоскость фундамента и под него подрезать все трубы. Их также нужно залить бетоном.

После этого привариваются швеллеры (в зависимости от строительного материала 160-200 мм) по всему периметру и поперек него. В местах, где будут расположены несущие стены, должны быть вбиты и трубы. К ним можно приваривать различные металлические изделия, остатки металла, но обязательно достаточной толщины и ширины, при этом выводить наружные края вровень, внутри это соблюдать необязательно.

Усиление фундамента металлическими обоймами с приливами из бетона.

Если в трубу вставляли арматуру, ее выпуск нужно произвести в отверстие швеллера и приварить.

После того как бетон окончательно созреет, если есть такая возможность и материал уже завезен, нужно фундамент нагрузить. Для этого на него равномерно складывают весь материал, чтобы он осел под этой нагрузкой. По прошествии месяца-двух он сядет окончательно и процесс усадки фундамента закончится. Тогда можно приступать к строительству дома, но лучше, чтобы после заливки бетона прошел какой-то срок, хотя бы месяц.

Такой фундамент уже никуда не денется. Трубы зашиваются плитами из асбоцемента, при этом в них делается несколько «дверок», чтобы весной можно было их проветрить, предотвратив скапливание сырости.

Каким образом можно вставлять трубы в подготовленные отверстия?

Схема опалубки фундамента на металлических трубах.

Вручную их могут опустить несколько человек, но иногда лучше использовать приспособление для того, чтобы опускать и поднимать трубы в отверстиях. Вес труб – около 200 кг. Приспособление может быть такое: тренога, которая установлена над ямкой, и имеет высоту больше 2 м.

Материал треноги может быть любой, главное, чтобы выдержал указанный вес. Это могут быть трубы-трехдюймовки или сечением поменьше (для того чтобы конструкция была легче) или брус. Верхняя часть треноги должна быть тщательно скреплена и на нее нужно подвесить систему блоков. Через блоки нужно пропустить веревку (10-12 мм), на трубе обвязать конец веревки на много оборотов, чтобы не было сползания. Место – выше, чем высота 2/3 трубы, примерно по высоте треноги.

Второй конец веревки желательно обмотать вокруг дерева или столба, это сыграет роль стопора.

Затем два человека тянут тот участок веревки, который находится между блоками и стопором, а один человек освобожденную веревку выбирает и располагает ее за стопором, также страхует. Сначала нужно протестировать работу стопора, чтобы не было сюрпризов при самом спуске. Трубу поднимают, фиксируют над отверстием и очень аккуратно отпускают веревку с участка стопора.

Источник

Фундамент на сваях из металла

Металлические сваи применяются для изготовления фундамента на слабых грунтах, участках со сложным рельефом, вблизи и непосредственно на водоемах. Такие сваи используют и на твердых грунтах, что сокращает сроки строительства объекта и уменьшает объем земляных работ.

Фундаментное основание на сваях из металла является оптимальным вариантом для возведения легких строений. Фундаменты с применением таких конструкций считаются высокоэффективными, выгодными и, в то же время, надежными. Применяются они в любых климатических условиях. Основным преимуществом является то, что точка опоры у них находится на надежной основе и расположена ниже уровня замерзания грунта.

Винтовые сваи

Фундаментные основы на винтовых сваях используют при строительстве сооружений на разных грунтах. Чаще всего на слабых почвах, в непосредственной близости от водоемов и на грунтах с неровной поверхностью участка.

Такой фундамент является относительно недорогой конструкцией и применяется в основном для постройки легких зданий и сооружений. Такие конструкции представляют собой толстотелую металлическую трубу и приваренные к ней в нижней части металлические полоски в виде спирали.

Достоинства металлических свай:

• Объект на винтовых сваях можно сдать в более короткие сроки, чем на бетонном основании.
• Можно использовать при возведении зданий на болотистых грунтах, в местах с повышенной влажностью и сложных рельефах.
• Уменьшается объем тяжелых земляных работ и отпадает необходимость от выравнивания самого участка.
• Такой фундамент позволяет выполнять работы рядом с расположенными подземными коммуникациями, а также в условиях плотной городской застройки.
• После их установки можно сразу переходить к возведению строения.
• Установку инженерных коммуникаций можно проводить одновременно с объектом.
• Для возведения строения на металлических сваях подходит любое время года.
• В некоторых случаях они могут быть использованы повторно.
• Подлежат ремонту.
• При вдавливании в грунт исключается вибрация.
• Установку можно производить вручную с помощью 2-3 человек.

Недостатки

• При вкручивании в каменистый грунт может поцарапаться защитный слой, что послужит возникновению коррозии.
• Не исключается возникновения коррозии в связи с присутствием блуждающих электротоков в грунте.
• При самостоятельной установке может произойти отклонение от вертикальной оси.

Применение

Типы винтовых свай

Рассмотрим основные типы свай, которые применяются при строительстве

Широколопастные

Конструкции состоят из металлической трубы с одной или несколькими лопастями до полутора витков. Однолопастные применяются реже, в основном под легкие сооружения и не несущие стены строений.

Многолопастные обладают повышенной несущей способностью, как на сжатие, так и на извлечение из грунта. В связи с постоянной шириной лопастей, расположенных на сваях, увеличивается их способность выдерживать горизонтальные нагрузки.

Такой вид металлических свай используют под основные части сооружений, например, при возведении домов более двух этажей, высоких ангаров, заборов, основных стен, под строения, которые находятся на склонных участках и для закрепления грунта на склонах.

Их используют при строительстве сооружений, как на слабых грунтах, так и на твердых.

При использовании на твердых грунтах основным условием является отсутствие булыжников в самом грунте, которые могут повредить защитный слой трубы и будут способствовать отклонению ее от вертикальной оси. Это послужит уменьшению вертикальной нагрузки.

Узколопастные

Конструкции представляют собой толстотелую трубу и одну многовитковую лопасть. Длина спиральной навивки может доходить до 30% длины трубы. Такое количество небольших лопастей повышает их несущую способность, не увеличивая диаметра.

Для обычного грунта низ трубы выполняют в виде острого конца, что позволяет ввинчивать ее с меньшим сопротивлением грунта. Такой тип используют для особо твердых или каменистых грунтов.

Для грунтов с сезонными промерзаниями или вечномерзлых используют узкополосные сваи, нижний конец которых выполнен в виде фаски или зубьев. Такое окончание способствует лучшему проникновению в грунт. Лопасть выполнена из узких полосок металла, приваренных с помощью сварки к стволу.

Для обоих видов чаще всего используют не менее двух лопастей.

Существуют варианты с литым наконечником. Такие наконечники изготавливают на заводах способом литья и соединяют со сваей сваркой. Изготовленные на заводе сваи, как правило, цинкуют, что продлят срок их эксплуатации более чем в 2 раза.

Установка металлических свай

Винтовые сваи устанавливают в грунт как механизированным способом, так вручную. Механизированным образом завинчивают в особо твердых грунтах или при длине свайной трубы более 3,5м.

Вручную завинчивают свайные трубы длиной до 2,5м. Таким способом можно углубить трубу больше, чем на 2,5м, но при этом на закрученную часть следует приварить вторую трубу и дальше проводить углубление ручным способом. Для этого потребуется 3-4 человека.

Сначала надо сделать небольшое углубление и установить в него строго вертикально винтовую сваю. В качестве рычага для закручивания применяют длинную металлическую трубу, которая крепится или непосредственно к оголовку сваи с помощью троса, или на оголовок надевают специальное приспособление.

При закручивании 1-2 человека удерживают трубу строго в вертикальном положении, а два человека специальным рычагом вращают ее до проектного заглубления.

После того, как сваи закручены, верхние части труб срезают под нулевой уровень. С целью увеличения прочности, трубу заливают цементным раствором или производят армирование и заливают бетоном.

Недостатком свай из металлических труб является фактор тяжести. При монтаже свай диаметром более 10см и длине свыше 3-х метров понадобится крановое оборудование. При применении таких свай расходуется большое количество металла и требуется их антикоррозийная обработка.

По способу монтажа они относятся к забивным. Это длинный стержень с заостренным нижним концом. В связи с трудоемкостью погружения в грунт, такие сваи чаще всего применяются при строительстве промышленных зданий.

Могут они устанавливаться путем вдавливания в грунт, а также ударно-механическим способом. При слабых грунтах металлические сваи можно погружать на большую глубину, удлиняя путем сваривания по мере погружения их до нижней проектной отметки. После установки металлических свай, на их верхние части приваривают наголовники с отверстиями или анкерами. Обвязку свай выполняют при помощи швеллера или другой прочной металлической конструкцией.

Часто для придания свае дополнительной прочности ее заливают цементным раствором или бетоном. При малом диаметре труб используют несколько кусков ребристой арматуры, которые вставляют в заглубленную трубу и заливают бетоном.

При использовании в качестве свай металлических труб большого диаметра, отдельно готовят армирующий каркас и размещают его внутри всей трубы. После заливания бетоном такие сваи станут более прочными и существенно увеличат срок эксплуатации сооружения, размещенного на такой фундаментной основе.

Варианты строительства фундамента на металлических сваях

После установки металлических свай на нулевую горизонтальную отметку переходят к соединению оголовков. В зависимости от того, чем соединены сваи, фундаментные основания разделяют на несколько видов:

• С применением деревянных брусьев. Такой вид фундамента применяют при постройке небольших каркасно-щитовых домов. Это могут быть дачные и садовые домики, различные пристройки к зданию, которые не нуждаются в капитальном фундаментном основании. Для крепления брусьев используют наголовники из металла с отверстиями. Все свайные трубы соединяются между собой брусьями.
• Соединение швеллером применяют при возведении более крупных строений с большой нагрузкой на грунт. Такую обвязку применяют при строительстве причалов, мостов и в местах с повышенной влажностью
• Для фундаментов с заливкой железобетонного ростверка готовят армирующий каркас, устанавливают и связывают его с оголовками по всему периметру и по пересечениям перегородок внутри. После заливки бетоном получится единая монолитная железобетонная лента. Такой фундамент применяют при строительстве домов из газобетона, шлакоблоков, ракушечника, кирпичных домов, так как стены таких сооружений значительную нагрузку передают не только на свайный фундамент, но и на саму ленту.
• Заливка железобетонной плиты представляет собой создание единой цельной конструкции, что в итоге обеспечивает надежность опоры будущего здания. Фундамент с заливкой железобетонной плиты обеспечит надежность при резких перепадах температур, является прочным основанием при сооружении его на слабых грунтах.

Для выполнения такого фундамента по периметру и внутри него готовят армирующий каркас, связывают его с оголовками колонн и заливают бетоном. Такая конструкция не даст просесть ни одной свае, так как плита работает с ними как единое целое.

Источник