Обвязка
Долговечность и экономичность свайных фундаментов привлекает внимание застройщиков малоэтажных зданий.
Такое основание можно возвести на слабонесущих, обводненных или подтапливаемых грунтах самостоятельно без «мокрых» работ за несколько дней.
Должную устойчивость свайному фундаменту придаёт грамотная обвязка.
Что это такое?
Обвязкой свайного фундамента называют конструкцию, которая скрепляет между собой сваи, установленные в землю по контуру дома и под внутренними перегородками. Если строение возводится на участке с неровным рельефом или на склоне, горизонтальные крепления дополняются диагональными. Фундамент с обвязкой уже невосприимчив к почвенным сдвигам, сезонному пучению и иным выталкивающим силам.
Обвязочный материал жёстко связывает сваи в единую систему, придавая дополнительную устойчивость строению к разрушительным силам извне.
Нужно ли делать для свайного основания?
Сваи, которые монтируются отдельно друг от друга, испытывают разные внешние нагрузки. На каждую опору оказывает воздействие не только сила пучения грунта, но и вес всего сооружения.
Даже если столбы установлены согласно всем строительным нормам и расчётам, нельзя быть уверенным в том, что ни один из них с течением времени не даст усадку.
Например, на винтовых опорных трубах случается облом лопастей. Это приводит к перекосам стен и пола и разрушению здания. Обвязка призвана удерживать конструкцию на одном уровне.
Материал, который используется для скрепления свай в общую систему должен обладать необходимой жёсткостью и механической прочностью, чтобы выдержать высокие нагрузки.
Обвязка свайного фундамента — это гарантия надёжности основания, а значит и долговечности всего сооружения.
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.
Разновидности
Обвязка свайного фундамента может быть исполнена в различных конструкционных версиях. Каждый вариант обладает своими преимуществами и недостатками и способен справиться с различными нагрузками.
Обвязка может быть следующей:
- Высокой, приподнятой над землёй. Устанавливают на пучинистых грунтах.
- Повышенной, лежащей на поверхности грунта.
- Заглубленной, когда на одной плоскости с поверхностью земли находится верхняя плоскость ленты. Используется редко.
Для обвязки используют:
- древесину;
- изделия металлопроката;
- возводят ленту из монолитного железобетона.
Выбор материала
Когда встает вопрос, чем обвязать основание опираются на следующие требования:
- выдерживать наибольшие нагрузки, чем возможные во время эксплуатации;
- противостоять внутренним и внешним воздействиям;
- иметь высокую механическую прочность.
В зависимости от задач и условий для обвязки могут использоваться следующие материалы:
- Брус сечением 150х150 мм либо 200х200 мм. Актуален при возведении и обвязке каркасного либо щитового дома. Наиболее экономичным вариантом является брус из лиственных пород деревьев. Перед выполнением монтажа древесину пропитывают антисептиками и слоем битумной гидроизоляции.
- Уголок равнополочный шириной не менее 50 мм и толщиной 5 мм. Самый экономичный вариант из всех видов металлической обвязки. Материал и работа обойдутся в два раза дешевле двутавровой балки либо швеллера. Используется для дачных домиков и хозпостроек.
- Швеллер обладает на порядок большей несущей способностью, чем обвязка из бруса. Используется при строительстве каркасных строений, одноэтажных домов из шлакоблоков и газобетона. Для обвязки по периметру несущих стен нужен швеллер сечением 0,3 см, под внутренние перегородки достаточно 0,2 см. Стыки балок из металлопроката соединяют точно под прямым углом.
- Толстостенная профильная труба имеет более низкую устойчивость к механическим чем у швеллера. Скрепляют при помощи сварки. Преимуществом являются дешевизна и вес, не утяжеляющий конструкцию.
- Доскидля лёгких строений. Устанавливают на ребро, предварительно склеивая между собой. Фиксируют при помощи саморезов или болтов. Стыки должны быть расположены на разных сваях.
Расчет
Для проведения расчётов проводят геологические изыскания, которые позволяют разработать соответствующий данной местности проект.
Расчет обвязки включается отдельным разделом в проект свайно-ростверкового основания. На каждую опору предусмотрена определённая нагрузка, которую нужно учесть и рассчитать. При неправильных расчётах ростверк будет продавлен, а сама свая деформирована.
Для расчёта необходимо учитывать следующие моменты:
- прочность используемых материалов;
- несущие характеристики грунта;
- наличие горизонтальных и вертикальных нагрузок;
- горизонтальные повороты несущих конструкций;
Расчётную нагрузку на каждую опору определяют с учётом равномерного распределения всего веса на конструкцию. Жёсткость ростверка принимается как максимальная. В процессе расчёта учитывают нагрузки, которые дополнительно возникнут при эксплуатации строения.
Расчёты достаточно сложные, поэтому следует обращаться к специалистам, специализирующиеся на этом профиле.
Инструменты для работы
Перед тем, как начинать работы по обвязке, необходимо подготовить:
- уровень;
- саморезы; рулетку;
- болты;
- дрель;
- анкера;
- сварочный аппарат;
- рубероид;
- молоток;
- антисептики для защиты древесины и антикоррозийные составы для металла;
- брус (либо швеллер, уголок, профильную трубу).
Если обвязка осуществляется из изделий металлопроката, необходимо подготовить грунтовку и краску для покрытия металла от коррозии.
Как правильно обвязать сваи?
Обвязочный материал прикрепляется с помощью сварки или болтов на оголовки винтовых свай. Оголовки могут идти готовыми в комплекте к винтовым сваям, либо их делают самостоятельно.
Порядок монтажа:
- Наваривают на оголовки стальные листы (20х20 см, толщиной 0,4 см).
- Под болты по углам площадок делают отверстия 8 мм в диаметре;
- Сварные швы обрабатывают средством от ржавчины.
- В местах контакта древесины с металлическими поверхностями на оголовки прокладывают рубероид в 2-3 слоя.
- Укладывают брус и прикрепляют к площадкам с помощью болтов или шурупов.
Если обвязочным материалом выступает швеллер, его укладывают на оголовки вниз гранями. Двутавровую балку соединяют сварным швом, он считается наиболее надёжным. Профильную трубу приваривают под оголовками по периметру основания.
Установку ростверка выполняют строго по уровню. Отсутствие горизонта создаст проблемы при кладке стен.
Гидроизоляция
При возведении фундамента на сваях при наличии подземных вод возникает необходимость создавать дренаж и гидроизолировать фундамент.
Если допустить коррозию металлических конструкций, несущая способность фундамента значительно снизится.
Защищают от влаги изначально сами сваи и затем обвязку. Опоры обрабатывают двухкомпонентным защитным слоем.
Обвязку из древесины закрывают рубероидом, сложенным в несколько слоев. Изделия металлопроката, которые используют при сооружении обвязки, необходимо защищать антикоррозионным составом. Гидроизоляционный слой на обвязке не даёт подземным водам возможности проникнуть внутрь сооружения.
Теплоизоляция
Внутреннее пространство под домом необходимо защитить от холода. Иначе затраты на обогрев сооружения значительно увеличатся. С целью теплоизоляции необходимо возвести фальш-цоколь и выполнить утеплительные работы. В качестве материала для цоколя используют кирпич или навесные панели из сайдинга, профнастила, пластика.
Утеплитель должен соответствовать следующим требованиям:
- иметь низкую теплопроводность;
- быть устойчивым к атмосферным осадкам;
- не утяжелять строение;
- не разрушаться от времени.
По указанные параметры идеально подходят:
- полистирольные листы;
- пеноплекс;
- экструдированный пенополистирол.
Полезное видео
Дополнительная информация по обвязке винтового фундамента в видео:
Заключение
Свайный фундамент отличается надёжностью, доступной ценой, быстро монтируется. Подходит для болотистого и подвижного грунта. Однако такое основание выполнит свою задачу только в том случае, если правильно выполнить его обвязку с использованием долговечных и прочных материалов.
Тщательная гидро- и теплоизоляция фундамента продлит долговечность сооружения, улучшит микроклимат в доме.
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