Двутавр для свайного фундамента

Двутавр на сваях. Обвязка винтового фундамента

Двутавр на сваях

Металл является одним из актуальных материалов для строительства каркасных сооружений. Это подходящий вариант для фундаментов на винтовых сваях. Двутавровый профиль обладает высокой степенью прочности большой несущей способностью, стойкостью к изгибающим и сжимающим нагрузкам. Такие характеристики позволяют применять двутавр на сваях как опору для возведения блочных зданий, сооружений из кирпича, бруса, прочих материалов.

Свайно-винтовые основания широко распространены в современном частном строительстве. В списке их преимуществ:

• Экономичность;
• Быстрая установка;
• Универсальность;
• Небольшой объем земляных работ;
• Устраивается в любое время года;
• Готовность принимать нагрузки сразу после монтажа.

Все перечисленное относится как к деревянному, так и к металлическому ростверку, как неотъемлемой части остова строения. Металлический прокат технологичен при наличии спиральных стержней. Элементы укрепления с помощью сварки или болтов соединяются с оголовками. Между собой они привариваются таким образом, чтобы место стыка находилось на оголовке столба.

Двутавр на сваях – распространённое решение

Металлопрокат этого типа применяют в частном и промышленном строительстве, для перекрытия больших пролётов. Изделие обладает высокой прочность и жёсткостью, ростверк демонстрирует безупречную работу на сжимающие нагрузки, обеспечивает лучшую жёсткость, поэтому его использование во многих случаях является более предпочтительным. Такого рода устройство уместно при серьёзных нагрузках на фундамент, при подъеме домов, замене или ремонте оснований. Несущая способность «Н» образного проката в среднем составляет:

• Сечение № 14 – 1-1,2 тонны на метр;
• № 20 – до полутора т/м;
• № 30 – более двух тонн на один метр.

Использование двутаврового профиля для укрепления стержней предусматривает применение одинаковой его толщины по всему периметру. С этой целью обычно берут металлопрокат сечением 20. Конструкция из металлопроката не нуждается в предварительном монтаже на стержни оголовков, для соединения элементов со стержнями применяется сварка.

Для создания надежного сооружения при выборе проката необходимо придерживаться ряда требований. Все изделия должны соответствовать требованиям СНиП и ГОСТ. Для устройства основания недопустимо применение балки, бывшей в эксплуатации ввиду уже имеющегося внутреннего напряжения предыдущими конструкциями. Если периметр здания велик, изделия необходимо нарастить, при этом стыки, стыковочные узлы должны приходиться на оголовки столбов. В тех случаях, когда укрепление поднято над грунтом более чем на 800 мм, потребуется дополнительная нижняя обвязка, ее устраивают на высоте полуметра от поверхности.

Этапы монтажа ростверка

Устройство конструкции с использованием «Н» образного профиля, предполагает выполнение ряда обязательных мероприятий. В первую очередь винты следует выровнять по высоте. Затем все металлические элементы необходимо обработать специальным составом для предотвращения коррозии. Обычно для этого используется грунтовка с антикоррозийными свойствами. Далее балки укладываются на сваи, их соединения должны стыковаться посередине столбов. На заключительном этапе выполняется приваривание балок к стволам винтов и стыков отдельным элементов структуры друг к другу. При необходимости устраивается нижнее укрепление профильной трубой, которая приваривается враспор между винтами или с внешней стороны.

Ростверк является неотъемлемой частью винтового остова, от него во многом зависит качество и срок службы здания. Монтаж основы должен быть выполнен безупречно, ведь даже минимальные ошибки при проектировании грозят серьёзными проблемами в будущем. Двутавр в качестве обвязки свайного фундамента обеспечит надежную основу будущего строения, долгий и безаварийный срок службы

Источник

Зачем нужна обвязка свайного фундамента?

Обвязка свайного фундамента

На неустойчивых грунтах, рельефной местности рекомендован свайный фундамент. Обвязка свайного фундамента позволяет повысить ее прочностные характеристики.

Свайный фундамент сооружается из опор, углубленных в почву. Профессиональные специалисты выполняют забивку ЖБ столбов, закручивание винтовых свай довольно тщательно с соблюдением всех требуемых условий. Однако отдельные сваи не могут считаться в полной мере надежными, оказавшись под нагрузкой. При этом в процессе эксплуатации происходит обычно перекос полов, возникают прочие негативные явления.

Чтобы создать устойчивость фундаментной конструкции, столбы по периметру соединяются ростверком. Нагрузка на единую систему основания распределяется равномерно. Такой фундамент не будет разъезжаться в разные стороны.

Особенности, присущие свайному фундаменту

Винтовые опоры для фундамента хороши там, где неприемлемо применение традиционных оснований. История их использования начинается с сооружений в порах. Однако в последние годы свайный фундамент нашел широкое применение при возведении домов. Ростверк служит важной составляющей свайной конструкции.

Обустройство свайного фундамента применяется для каркасных построек, малоэтажных объектов. Данный вид основы под дом распространен благодаря тому, что:

• он удобен для сложных, пучинистых грунтов, стройплощадок с наклонным рельефом;
• эксплуатационный срок такой опоры достаточно продолжительный, если использованы качественные материалы, а монтажные работы выполнены профессионалами с учетом специфики строительства;
• стоимость свайной конструкции получается довольно экономичной;
• монтажные работы, выполняемые специалистами, не представляют сложностей. Винтовые сваи погружаются в грунт за несколько часов. Их можно ввинчивать вручную или с использованием специального оборудования.

При формировании фундамента на сваях исключается необходимость в выполнении земляных работ, которые занимают большое количество времени и сил. Перед началом строительства требуется рассчитать расстояние между опорами и глубину их погружения.

При расчетах, проводимых на этапе проектирования свайного фундамента, учитываются такие факторы, как УГВ, особенности состава грунта, глубина промерзания почвы. Также необходимо иметь в виду, что у свайной конструкции нет сплошной опоры. Поэтому могут возникнуть трудности при возведении межкомнатных перегородок. Однако эта проблема решается обустройством ростверка. При соблюдении точной технологии строительных операций показатель прочности становится достаточно высоким.

Виды ростверка

В каждом случае обвязочный пояс располагается по отношению к земле на разном уровне. Его делают:

• заглубленным. Верхняя часть обвязки при этом находится на поверхности почвы. Такая разновидность ростверка применяется при малой пучинистости грунта;
• на поверхности земли;
• приподнятым. Такой вариант следует выбирать там, где наблюдаются пучинистые почвы.

При строительстве из легких стройматериалов для ростверка используется обычно деревянный брус. Монтаж его осуществляется достаточно просто. Такой вид ростверка считается наиболее прочной и экономичной конструкцией. Обвязка свайного фундамента жестко соединяет установленные столбы, которые приобретают дополнительную устойчивость. Свайное основание аккумулирует свойства невосприимчивости к выталкивающим силам, сдвигам грунта. Надежность фундамента служит важным критерием для обеспечения долговечности возведенной на нем постройки.

Обвязка

Соединение брусом делают одним или двойным слоем. Вариант с двумя рядами позволяет повысить теплоизоляцию дома, прочность фундамента.

В этом случае не нужно делать запилы, что является плюсом для прочностных показателей. Во втором ряду укладывается брус с меньшим сечением. Брусовые изделия располагаются на ребре. Стыковочные зоны первого ряда перекрываются вторым.

Первый венец размером 200 на 200 мм укладывается на оголовки. Второй ряд делается из материала сечением 100 на 150 миллиметров. Благодаря монтажу на торец внутри периметра образуется полка, на которую укладываются лаги.

Если свайный фундамент обвязывается брусом, то прежде всего необходимо произвести обработку дерева антисептиком. Данная процедура обеспечит надежную защиту древесины от плесени, грибка. В наши дни существуют также различные вещества (антипирены), снижающие свойство воспламеняемости материала. Такие составы нивелирует легковоспламеняющиеся смолы, повышают огнестойкость дерева.

Для нижнего обвязочного ряда используют хвойную древесину, которая имеет следующие преимущества:

• долгий срок эксплуатации;
• низкое содержание влаги;
• хороший уровень прочности;
• доступную стоимость.

Чтобы конструкция обвязки получилась качественной, деревянные изделия берутся без трещин. При расчете потребности в пиломатериале рекомендуется увеличить необходимый объем процентов на пятнадцать.

По утвержденным нормам обвязка выполняется из цельного бруса или материала, соединенного из трех-четырех досок. Некоторые показатели подобного аналога, заменяющего цельный элемент, являются более надежными. Брус целиком слишком тяжелый по весу. Также у такого пиломатериала плохая сопротивляемость на изгиб. Эти факторы снижают его практичность.

Этапы строительства

При формировании свайного фундамента пиломатериалы для обвязочного ростверка должны быть без сколов, трещин, повреждений вредителями. Обязательно выполнение требований к влажности бруса, для которой имеется ограничение – 18 %. Иначе пиломатериал будет деформироваться после высыхания.

Для укрепления обвязочного пояса делаются на верхушках свай оголовки, которые представляют собой пластины размером 25х25 см. На них укладывается битумная или рубероидная прослойка, обеспечивающая гидроизоляцию. Она защитит дерево от негативного влияния влажности, создаваемой появлением конденсата.

Обвязочный материал закрепляются сверху свайных опор. Важно заранее подготовиться к способу крепления. Соединение элементов можно выполнять с помощью косого прируба или прямого стыка.

В качестве креплений ростверка к сваям используются резьбовые метизы, скобы, хомуты, сварка. Для фиксации бруса на винтовой конструкции необходимо:

• скрепить два элемента металлической накладкой;
• зафиксировать брус на оголовке, например, при помощи саморезов;
• выполнить проверку полученной системы на прочность, поскольку она отвечает за состояние всего сооружения.

При выборе стройматериала для ростверка учитывается вес постройки. Для более тяжелого строения требуются обвязочные изделия с более прочной структурой.

Для обвязки применяются:

• деревянный брус;
• набор обрезных досок;
• двутавровая балка;
• П-образный швеллер.

Заказав строительство фундамента в компании Эндбери, обвязка конструкции из ЖБ свай выполняется монолитным ростверком, швеллером, брусом. По желанию клиента используется профильная труба.

При обвязке винтовых опор не рекомендуется монолит и балка, поскольку такие ростверки тяжелые. Уголком или профильной трубой делается дополнительная боковая обвязка.

При проведении монтажных работ прежде всего внимание уделяется местам пересечений. Стыковка должна быть плотной. Поэтому нужно ровно обрезать торцы. На участках соединений их следует промазать клеем. Крепление к оголовкам производится саморезами. Удобно использовать метизы, имеющие шестигранные головки.

Швеллер, балка

Для ростверка зачастую применяют металлический швеллер, двутавр. Швеллер является металлоизделием в виде буквы «П» с толщиной стенки до 8 мм. Двутавровая балка – это удлиненная металлическая деталь, профиль которой похож на латинскую «I».

Данные конструктивные элементы обладают хорошей поперечной и продольной прочностью. Благодаря металлической обвязке можно строить здания из кирпича, соблюдая ряд необходимых правил:

• обязательны надежные сварные соединения;
• для балки размеры оголовков такие же, как для бруса. Швеллер в оголовках не нуждается благодаря своей форме;
• угловые соединения делаются после торцевания под углом 45 градусов;
• металлическую обвязку следует покрыть антикоррозийным веществом.

При невозможности использования электросварки применяется болтовое соединение для крепления швеллера. В этом случае швеллер прикручивается к оголовкам свай болтами.

Источник

Нужна ли обвязка винтовых свай швеллером?

Обязательным конструктивным элементом свайно-винтового фундамента является так называемая обвязка, т.е., если по-простому, то соединение выступающих над землей концов винтовых свай между собой.

Первая функция обвязки – предотвратить расшатывание винтовых свай под влиянием ветровой, а также иных видов нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации каркасного дома, например, вибрационной нагрузки от стиральной машины в режиме отжима белья.

Одновременно обвязка свай выполняет функцию несущей конструкции, своеобразной ленты фундамента, передающей нагрузку от стен каркасного дома на сваи и дальше в землю.

В связи с этим в Инете ведется непрекращающаяся дискуссия о том, насколько целесообразно помимо деревянной обвязки дополнительно обвязывать сваи металлическим швеллером.

В рамках этой дискуссии отчетливо выделяются несколько точек зрения.

Инженеры по металлоконструкциям все как один говорят, что обвязка винтовых свай швеллером представляет собой безграмотное техническое решение. Для обеспечения максимальной несущей способности швеллер необходимо устанавливать на ребро, а при обвязке свай он устанавливается плашмя, что существенно снижает его несущую способность. Поэтому, по их мнению, применение швеллера для обвязки свай экономически нерентабельно, лучше правильно рассчитать высоту деревянной обвязки, и ее несущая способность будет обеспечена без лишних затрат.

Данная оценка, вне всяких сомнений, конечно, является абсолютно верной. Тут не поспоришь. Но эта позиция рассматривает интересующий нас вопрос лишь с одной стороны, с точки зрения обеспечения несущей способности обвязки. Но как же быть с первой функцией обвязки? Обеспечит ли деревянная балка без швеллера надежность в плане защиты свай от расшатывания? Инженеры по металлоконструкциям этот вопрос вообще не затрагивают. Их этому вопросу не учили, и сказать им в данной связи нечего.

Профессиональные строители, которые делают фундаменты на винтовых сваях, утверждают, что обвязка винтовых свай швеллером существенно повышает надежность фундамента по обоим позициям, и несущую способность усиливает, и расшатыванию свай хорошо препятствует.

Однако, каких-либо конкретных аргументов они при этом не представляют, поэтому оппоненты упрекают их в меркантильности в том смысле, что обвязка швеллером – это дополнительный объем работ, а, значит, и заработка, в котором они заинтересованы.

«Доморощенные инженеры» по деревянным конструкциям, почерпнув из Инета информацию о том, что дерево одинаково хорошо работает и на растяжение, и на сжатие, считают, что для связывания винтовых свай между собой вполне достаточно и одной деревянной обвязки. По их мнению, то, что дерево хорошо работает и на растяжение, и на сжатие, надежно обеспечит и защиту свай от расшатывания.

Верить надо практике. А практика показывает, что свайно-винтовой фундамент с деревянной обвязкой, но без швеллера, со временем начинает хоть и совсем понемногу, но шататься. Подавляющее большинство владельцев таких фундаментов предпочитают об этом не распространяться, но это так, и мне удалось откровенно поговорить со многими, кто честно признался в наличии этой проблемы и пожалел, что не сделал обвязку швеллером или вообще не сделал бетонный фундамент.

Но почему? Неужели свойства деревянной балки работать одинаково хорошо и на растяжение, и на сжатие со временем ухудшаются? Вроде бы нет… Так в чем же дело? Кто объяснит?

Ответ на данный вопрос могли быть дать инженеры по деревянным конструкциям, но они вопроса свайно-винтового фундамента не касаются. А могли бы… ведь, знания, которыми они обладают, прекрасно объясняют интересующий нас вопрос.

Из всей совокупности этих могучих знаний нам потребуется лишь маленький фрагмент, касающийся крепежа деревянных конструкций.

Начнем с малого, а именно, с самореза.

В Инете превалирует мнение о том, что саморезы можно использовать только в тех местах, где действует нагрузка «на отрыв», а там, где действует нагрузка на сдвиг, их использовать нельзя. В качестве объяснения данной рекомендации приводится мнение о том, что саморезы сделаны из каленого металла, ввиду чего являются более хрупкими, чем гвозди, и при нагрузке на сдвиг ломаются.

Не оспаривая данного объяснения, отметим, что инженеры по деревянным конструкциям к данному вопросу подходят с другой точки зрения. Так, в частности, решая вопрос о креплении узлов деревянных конструкций, работающих под нагрузкой «сдвиг», они рекомендуют проводить соединение не шпилькой, и не болтом с полной резьбой, а болтом с неполной резьбой. Так, чтобы в теле дерева резьбы не было. По их пояснениям, резьба со временем разобьет посадочное место, приведет к образованию люфта и конструкция начнет «люфтить», т.е. расшатываться. Шпильки по их науке можно ставить только при нагрузке «на отрыв», где нагрузка «на сдвиг» отсутствует.

Всё это является в еще большей степени актуальным для самореза, ведь его резьба является намного более высокой и острой, чем болтовая более низкая и «тупая» резьба. Вот откуда на самом деле берет свое начало рекомендация использовать саморезы при нагрузке «на отрыв», а не «на сдвиг».

В быту и строительстве к этой рекомендации следует подходить творчески, с умом. Например, саморезы можно использовать и при нагрузке «на сдвиг», но только в тех случаях, когда эта нагрузка является равномерной и постоянной. Саморез один раз немного промнет посадочное место и остановиться. И та штуковина, которая будет висеть на этом саморезе, провисит сколько угодно долго. Так, например, многие проводят крепление горизонтальной обрешетки перекрестного утепления конструкционными саморезами 120х6. И эта обрешетка стоит без проблем. Я сам планирую крепить такие бруски на один конструкционный саморез и на один гвоздь. Но там, где нагрузка «на сдвиг» носит периодический характер, расшатывание неизбежно.

Этот последний момент с периодически возникающей нагрузкой «на сдвиг» имеет для нашего вопроса очень большое значение. Ведь, именно такой, периодически возникающей, действующей рывками, т.е. расшатывающей, является ветровая нагрузка на каркасный дом. А чем, спрашивается, соединены винтовые сваи с деревянной обвязкой? Правильно, так называемыми глухарями, т.е. метизами, которые имеют толщину болта и высокую острую резьбу самореза.

Вот они и проминают со временем свои посадочные места, и сваи начинают понемногу шататься.

Как избежать этой проблемы?

Да очень просто, необходимо снять с глухарей нагрузку «на сдвиг» или, во всяком случае, максимально уменьшить её. А для этого необходима дополнительная обвязка металлическим швеллером.

Во-первых, это придаст жесткости самому фундаменту, что уже значительно ограничит диапазон «расшатывания» крепежа.

Во-вторых, глухарь очень хорошо работает «на отрыв», и если дать ему надежную основу, то он, будучи очень хорошо притянут к основе (к швеллеру), сможет гораздо лучше противостоять нагрузке «на сдвиг».

В-третьих, при наличии швеллера можно увеличить количество глухарей. Сверлить дырки в швеллере для крепежа можно не только по углам и соединениям, а где угодно, посередине интервала между сваями, по два раза. Чем больше будет их общее количество, тем меньше будет нагрузка на каждый из них в отдельности. В этом смысле проблему расшатывания вообще можно решить только за счет большого количества крепежа. Но как его крепить? Через установленный швеллер.

Свайно-винтовой фундамент моего дачного домика имеет и обвязку швеллером, и ветровые связи (укосины) между сваями. При высоте свай над уровнем земли 65 см ничего не шатается. Каждый, кто приходил ко мне на стройку «в гости», обязательно интересовался этим вопросом, и с разрешения или без него, пытался, как мог, расшатать полы. Ни у кого не вышло. Практически как на бетонной плите (чуть-чуть приврал…как бетонной плите с пробковым полом).

Поэтому, как оказывается, правы строители с опытом, которые рекомендуют все-таки делать обвязку винтовых свай швеллером.

Приятные бонусы обвязки швеллером;

— швеллер легко компенсирует некоторые отклонения в установке свай;

— швеллер можно очень точно выставить и по горизонту (по уровню) и по геометрии, с точностью до миллиметра;

— это, в свою очередь, позволяет заранее, без примерки, нарезать доски для составной нижней обвязки, проантисептировать их, а потом просто собрать конструкцию и все будет очень точным;

— дополнительное усиление несущей способности обвязки (хоть швеллер, положенный плашмя, и не работает на полную мощь, он все равно дает усиление, поэтому, когда после обвязки швеллером мы топтались сверху, то швеллер даже не прогибался, а только пружинил).

Да, установка швеллера и ветровых связей неизбежно повлечет увеличение стоимости фундамента. И не только в части стоимости материалов. Швеллер и уголки с квадратами для ветровых связей надо будет еще и отпескоструить, снять прокатную окалину, иначе они будут ржаветь, причем, ржаветь постоянно. Поэтому я всегда и говорю о том, что свайно-винтовой фундамент надо делать только по необходимости, там, где бетон использовать нельзя или нежелательно. Но если уж делать, то делать надо хорошо, а всё, что «хорошо», дешевым не бывает. Хотя, в итоге все равно будет дешевле, чем бетон с правильным армированием. Не тем армированием, которое делают, а тем, которое надо делать. Там одна правильная гибка углов хороших денег стоит.

С большим уважением отношусь к тем специалистам, которые не только великолепно вкрутили мне сваи, но прежде сами убедились в том, что на моем участке – это нормальный вариант, т.е. более лучший, чем бетон.

Источник