Для чего необходимо и как правильно произвести обвязку свайного фундамента уголком?

Необходимость строительства на проблемных грунтах диктует собственные подходы и решения.

Одним из них является свайный фундамент, обеспечивающий опору на глубинные плотные слои грунта.

Слабые, обводненные или рыхлые поверхностные слои при этом не участвуют в работе опорной системы, являясь, по сути, лишь промежуточным звеном между верхними надземными элементами конструкции и плотными грунтами.

Отдельные сваи, являясь вертикальными элементами, принимают на себя определенную часть нагрузки от веса дома, равномерно распределенную по всем стволам.

За принятие веса постройки и передачу его системе свай отвечает ростверк или пояс обвязки, о котором следует поговорить подробнее.

Обвязка свайного фундамента

Система свай представляет собой комплекс вертикальных стволов, погруженных в грунт.

Для дальнейшего строительства требуется горизонтальный элемент, соединяющий опоры между собой и служащий опорной линией для стен дома.

Этот элемент называется обвязкой или ростверком. Он выполняет важнейшую функцию — объединяет группу отдельных стволов в комплекс, делая свайное поле единой опорной системой.

После погружения в грунт внешние части свай обрезают, контролируя их высоту для получения ровной горизонтальной плоскости по всем опорным точкам. Затем на верхние части устанавливаются специальные колпаки — оголовки, оборудованные горизонтальными площадками и полками для монтажа обвязки.

Ростверк обычно повторяет план первого этажа дома, т.е. конфигурацию несущих стен.

Однако, для большей равномерности распределения нагрузок и устойчивости свай устанавливаются дополнительные поперечные или диагональные балки, увеличивающие жесткость связки отдельных опор и дающие дополнительное усиление несущим линиям.

В результате добиваются конструкции, при которой отдельно стоящих опор нет, все они включены в объединенный комплекс свайного поля.

Что представляет собой обвязка свайно-винтового фундамента?

Обвязка необходима для надежного закрепления винтовых свай, установленных в точках разметки.

План разметки свайно-винтового фундамента.

Она позволяет объединить их в одну долговечную жесткую конструкцию, отличающуюся особой устойчивостью. Особенно актуальна обвязка при строительстве на «плывущей» почве – торфяной, болотистой, пучинистой.

Производится эта операция только при условии, что винтовые сваи возвышаются над поверхностью земли не менее чем на 60 см. В остальных случаях необходим монтаж оголовков.

Экономить на обвязке свайно-винтового фундамента не стоит, если вы не планируете капитальный ремонт строения в ближайшее время. Без нее сваи могут легко отклоняться в разные стороны, что становится причиной серьезных дефектов основания: проседания углов, появления наклона пола и т. п.

Выполняют обвязку только после окончания монтажа свайного поля. Винтовые сваи следует предварительно обрезать и забетонировать их внутренние пустоты. В процессе обвязки все элементы фундамента покрывают антикоррозийными составами.

Сваи объединяют между собой с помощью строительных материалов, имеющих большой коэффициент прочности.

Виды обвязки

Пояс обвязки свайного фундамента может быть реализован в разных конструкционных вариантах. Они имеют собственные возможности, предназначены для работы с разными нагрузками и условиями.

Существуют следующие виды:

Деревянная

Используется брус сечением 200 : 200 мм, или пачка обрезных досок 50 : 200. Балки устанавливаются по периметру дома (под внешними несущими стенами), по линиям внутренних несущих стен, а также связывают остальные опоры, чтобы выровнять нагрузки и привязать все стволы к общей системе.

Угловые соединения делаются в пол дерева, крепление на оголовках производится через двойной слой рубероида для гидроизоляции.

Достоинствами такого решения являются:

• Простота обработки, доступность материала.
• Древесина имеет достаточную прочность и относительно малый вес, не нагружающий фундамент.
• Монтаж возможен в полевых условиях, без применения строительной техники или даже без электроинструментов.

Недостатками деревянных видов обвязки можно считать:

• Особенности древесины, склонность к короблению или образованию трещин, потребность в качественной гидрозащите и т.д.
• Пожарная опасность древесины.
• Возможность порчи материала насекомыми или грызунами.

Несмотря на явные недостатки древесины, ростверк из бруса — распространенный и популярный вариант.

Металлический ростверк

Обвязка металлом требует использования сварных работ.

С точки зрения монтажа она обладает заметными преимуществами:

• Высокая скорость соединения.
• Прочность, устойчивость ко всем возможным нагрузкам.
• Широкий выбор видов металлопроката, позволяющий получить различные варианты обвязки.

Наряду с достоинствами, металлическая обвязка обладает недостатками:

• Склонность металла к коррозии.
• Необходимость периодического обслуживания конструкции (окраски влагонепроницаемыми полимерными материалами).
• Сварные соединения требуют участия профессионального сварщика, способного грамотно выбрать режим работы и силу тока. В противном случае швы будут ломкими и хрупкими, что создаст значительную опасность для постройки.

Основным аргументом в пользу создания металлической обвязки является высокая ремонтопригодность и быстрота сборки ростверка.

Стоимость металлического проката и сварочных работ заметно выше, чем у деревянных балок.

Тем не менее, сторонников такого варианта обвязки примерно столько же, сколько и поклонников деревянных деталей.

Прочность и устойчивость металла высоко ценятся пользователями и повышает конкурентоспособность материала.

ВАЖНО!

Для увеличения прочности металлической обвязки рекомендуется использовать дополнительные болтовые соединения.

Бетонная

Бетонная обвязка — это практически полноценный аналог свайно-ленточного фундамента.

Принципиальным различием является распределение нагрузок — на свайно-ленточных основаниях оба элемента делят нагрузки поровну, а бетонный ростверк свайного фундамента лишь передает нагрузку на опоры, не выполняя несущих функций как таковых.

При этом, будучи лишь промежуточным элементом, бетонная обвязка позволяет получить максимальный эффект.

Она обладает высокой прочностью, долговечностью, устойчивостью к нагрузкам.

Кроме того, бетонный ростверк способен компенсировать изменение нагрузок или несущих способностей отдельных опор, перераспределяя или частично принимая на себя новые условия работы.

Достоинствами такой конструкции являются:

• Обеспечение максимальной несущей способности системы.
• Независимость от климатических или погодных условий.
• Относительно низкая потребность в периодическом обслуживании.
• Долговечность, надежность материала.

Недостатками бетонных элементов являются:

• Сложность создания, необходимость выполнения разных последовательных этапов работ.
• Большие объемы материалов (бетона, арматуры, древесины для опалубки, гидроизоляционных материалов и т.д.).
• Для затвердения обвязки требуется длительный период времени (28 дней с момента заливки), в течение которого дальнейшее строительство невозможно.

Строительство бетонной обвязки обычно выбирается при возведении крупных и массивных построек, где особенно важно обеспечить прочность и надежность пояса несмотря на высокий расход материалов и трудозатрат.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Для некоторых видов свай нередко используют комбинированный вариант обвязки, при котором сам ростверк выполняет основные несущие функции, а стволы дополнительно соединяются металлическими перемычками. Такая перевязка, в частности, используется для винтовых свай. Она позволяет усилить систему и уменьшает возможности расшатывания или потери сцепления с грунтом.

Пошаговая инструкция обвязки

В строительстве используется несколько вариантов обвязки свайного фундамента. Каждый способ имеет свои тонкости, которые нужно учитывать при возведении конструкции, поэтому перед тем как связать свайный фундамент нужно также стоит сразу определиться с силовыми нагрузками и условиями эксплуатации.

Брусом

Порядок работ при использовании ростверка из деревянного бруса:

1. После того, как сваи установлены и закреплены в земле, на верхний край приваривается площадка, выполненная из листовой стали. Размер такой площадки 20х20 сантиметров. При этом толщина листа не меньше 4 миллиметров. Потом по краям площадки делается четыре отверстия, диаметр каждого составляет 8-10 миллиметров. Здесь будут располагаться элементы крепления бруса. После монтажа, все металлические части следует обработать составом для предотвращения коррозии. Нередко используют нитрокраску, специально для наружных работ;

2. На подготовленной площадке укладывается рубероид или бикрост для гидроизоляционного эффекта. Материал укладывается в 2-3 слоя. Теперь здесь не будет скапливаться влага и дерево будет служить долго;
3. Теперь наступила пора для брусьев. Первый слой, который будет выполнять роль ростверка, укладывается на площадки. Главное, чтобы геометрия дома не была нарушена, потому постоянно проверяем правильность направления. Это можно сделать с помощью веревки или строительной рулетки, измерив диагонали возводимого каркаса. Торцы брусьев должны быть уложены по принципу «лапа в лапу». Если используется шов, тогда применяется «ласточкин хвост»;
4. Когда все параметры проверены, необходимо прикрепить брусья к металлическим площадкам. Для этого берутся шурупы 150 миллиметровые шурупы с диаметром до 10 мм. Чтобы брус не растрескивался в процессе монтажа, в нем просверливают отверстия на ¾ длины винта. Далее, используя гаечный ключ, шурупы затягиваются с помощью болта;
5. После того, как ростверк смонтирован, делается контрольный замер и проверка параметров. Только после этого можно приступать к строительству дома.

Доской

Если будущий дом планируется делать каркасным, или это будет сруб, то обвязка свайного фундамента пакетом досок используется в большинстве вариантов. Для обвязки используют следующие виды деревьев:

• Ель;
• Кедр;
• Сосна;
• Лиственница.

Следует сразу обратить внимание на преимущества использования в качестве ростверка доски:

• Не деформируется и не трескается, в отличие от бруса. Массивное сечение последнего нередко приводит к появлению трещин в процессе монтажа;
• Брусья сложно соединить в одну длинную балку;
• Вес готового бруса значительный и для его перемещения, установки и корректировки положения нужно больше рабочих. Доски легче, балка собирается непосредственно на месте монтажа. Потому количество рабочих рук не увеличивается;
• Доски не нуждаются в предварительной сушке;
• Балка, собранная из отдельных досок способна выдержать вес больше, чем брус той же толщины.

Существует два способа обвязки доской:

1. В полдерева. Каждая доска промазывается клеем и соединяется с другой доской. Затем готовую балку дополнительно скрепляют саморезами и гвоздями. Если используются тонкие доски, то между ними прокладывают дополнительно фанерные листы. Готовую балку ставят на ребро и шурупами крепят к площадке.
2. Елочка. Предварительно обвязка разделяется на три контура: средний, внешний, внутренний. Сборка происходит поочередная, как и крепление.

Какой бы способ не был выбран, обязательно должна присутствовать гидроизоляция, снижающая наличие влаги в дереве.

Швеллером

Металлический профиль, произведенный на заводе, крепится к сваям с помощью сварки или винтов. Если используется винтовое крепление, то швеллер укладывается на металлические площадки, которые были заранее приварены к сваям.

При использовании сварки для создания обвязки, то этот метод используется чаще, ввиду того, что конструкция становится значительно устойчивее. В свою очередь надежность фундамента влияет на строение в целом. Крепление швеллера к свае путем сварки не требует установки металлических площадок. Главное требование – это одинаковая высота опор.

Следует обратить внимание, что между сваями должны лежать цельные элементы, чтобы обеспечить жесткость возводимой конструкции. На сегодня в продаже имеются швеллера длиной 11,8 метра.

В зависимости от строительного материала, который будет использоваться для возведения стен дома, швеллер устанавливают профилем вверх или укладывают на сваю. Для увеличения надежности конструкции, желательно использовать металлические «косынки» в местах, где присутствуют болтовые соединения.

Профильной трубой

Указанный вид строительного материала используется, когда выполняется обвязка фундамента на винтовых сваях и имеет строение наподобие швеллера. Однако его прочность значительно ниже.

Дело в том, что металлический лист, используемый при изготовлении профильной трубы, менее прочный и тоньше, чем металл для швеллера. Чтобы достигнуть максимального показателя прочности профиль крепят внахлест или делают накладку на сваи. Можно еще подрезать под 45 градусов и скрепить стыки с помощью косого уголка болтами.

Алгоритм действий при е свай профильной трубой:

• Сваи ввинчиваются в грунт и закрепляются на одном уровне. Далее привариваются оголовки;
• Балки укладываются по внешнему периметру. Углы соединяются;
• Теперь балки укладываются на внутренней стороне и с помощью сварки скрепляются с внешними элементами;
• Далее происходит обвязка оставшихся свай, чтобы достигнуть максимального показателя жесткости;
• На металлические элементы наносится нитрокраска или антикоррозийный раствор.

Для повышения прочности конструкции, рекомендуется приварить металлические «косынки» на места соединения профилей, а также в местах, где вкручены болты.

Все сварочные работы должны выполняться специалистом, имеющим соответствующую квалификацию, а также допуск к указанным видам работ.

Уголком

Использование металлического уголка считается самым экономичным способом создание обвязки. При этом, если все работы выполнить правильно, то надежность полученной конструкции не будет уступать швеллеру. Есть два важных условия, которые влияют на качество:

• Каким способом уголок крепится к свае;
• Какое расстояние выдержано от грунта до нижней части обвязки.

Существует несколько правил, используемых для осуществления обвязки с помощью уголка:

• Нужно постоянно следить за расстоянием между грунтом и нижней частью конструкции. Следует выдерживать высоту не меньше 10-15 сантиметров. Невыполнение указанного условия, способно привести к повреждению креплений обвязки. Зимой под действием низких температур происходит пучение грунта, что негативно воздействует на установленные конструкции;
• Правильное крепление уголка к свае. Профиль размещают между осями, под оголовками;
• Если фундамент располагается выше одного метра, то здесь понадобится диагональная раскосина.

Уголок, который будет использоваться для обвязки свайного фундамента, должен быть равнополочным, ширина одной стороны 50 миллиметров. Сам металл не меньше 5 миллиметров в толщине. Полученный материал является надежным.

Однако, при использовании уголка нужен опыт, если таковой отсутствует, то возникают проблемы с диагональной раскосиной. Неизвестно сколько материала нужно обрезать, чтобы углы получились ровные. Здесь есть два выхода:

1. Несколько раз промерить, только потом подрезать. Так можно определить, какой размер профиля нужен.
2. Берется прямоугольная пластина (ее можно отрезать от уголка), приваривается к свае, выдерживая направление по оси. Затем, к уже установленной пластине приваривается уголок.

Технология обвязки брусом

Большинство случаев использования брусовой обвязки относятся к строительству каркасных домов на буронабивных или винтовых сваях.

Порядок действий:

• Нарезка брусьев по длине 200х200. Поскольку обычно используется соединение вполдерева, длина каждого пролета измеряется полностью, без учета толщины примыкающих брусьев.
• Укладка периметра, соединение по углами. На каждом оголовке укладывается двойной слой рубероида. Соединения уплотняются джутовыми жгутами.
• На оголовках брус фиксируется при помощи «глухарей» — специальных шурупов по дереву, имеющих шестигранные шляпки.
• После укладки внешних балок приступают к монтажу внутренних пролетов, расположенных под несущими стенами. Над соответствующими сваями делаются углубления на ширину бруса (200 мм) и на половинную глубину (100 мм). В эти углубления укладываются соответственным образом подготовленные соединительные элементы внутренних пролетов.
• Производится соединение всех параллельных пролетов дополнительными балками или досками, установленными на ребро. Для соединения используются саморезы и оцинкованные уголки с ребрами жесткости.
• Поверхность всех деревянных деталей покрывают антисептическим и антипиреновым составом. После высыхания наносят слой гидроизоляции (горячий битум или битумная мастика).

Обвязка хомутами

Посадку на хомуты осуществляется путём насаждения. Брусок накладывают на вершину сваи и фиксируют участок саморезами. Обвязывают хомутами деревянные элементы. Для фундамента на винтовых сваях можно использовать и сварку. Плоскость брусьев должна быть максимально ровной. Данный параметр проверяют строительным уровнем. Устанавливать хомуты идеально точно и ровно следует по всему периметру конструкции:

• между балками на горизонтально уложенный брус надевают бруски П-формы;
• фиксируют элементы концом вниз. Данный брусок придаёт лучшую прочность всей конструкции;
• свайные столбики соединяют саморезами.

Для усиления конструкции применяются металлические уголки. С помощью данной технологии обустраивают весь фундамент, после фиксации хомутов можно продолжать строительство.

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.

Способ повязки швеллером

Отличие технологии обвязки швеллером от методики установки профилированной трубы состоит в отсутствии стандартных оголовков.

Швеллер устанавливается широкой стороной кверху, образуя горизонтальную площадку по всем балкам обвязки.

В остальном порядок действий аналогичен технике установки профильной трубы.

Обычные размеры швеллера м для свай диаметром до 108 мм (для них используют швеллер 160 мм).

Сварные соединения дополнительно фиксируются болтовыми соединениями с помощью «косынок».

Сварку должен производить профессиональный квалифицированный специалист, имеющий допуск к работам с ответственными конструкциями. Гидроизоляцию обвязки выполняют традиционными обмазочными материалами или защитными полимерными покрытиями.

Виды

Перед началом процесса тщательно выбирают технологию обвязки. Сваи можно фиксировать с помощью:

• резьбы;
• сварки;
• хомутов.

Сделать обвязку с посадкой на саморезы можно, если в сооружении применялись деревянные столбы. Они должны быть достаточно плотными и толстыми. При данной технологии правильно рассчитать резьбу. Скрепление винтовых свай брусом применимо в возведении деревянных, каркасных, блочных и кирпичных домов.

Сварочный монтаж элементов основания применяется, если сваи металлические. Обвязка фундамента с помощью сварки станет наилучшим вариантом и позволит прочно держаться всем частям конструкции.

Использование хомутов – вариант обвязочной технологии для свай из плотной древесины. Хомуты можно использовать при небольшой толщине столбиков. Способ монтажа выбирают в зависимости от характеристик и параметров свай.

При помощи железобетона

Создание железобетонной обвязки выполняется поэтапно.

Порядок действий:

• Сборка опалубки. Горизонтальные щиты (дно) укладываются на поверхность оголовков, боковые стенки присоединяются к ним и прочно соединяются в верхней части поперечинами. Внутренние размеры должны соответствовать параметрам ростверка.
• Укладка гидроизляции. Пленкой или слоем рубероида плотно устилают дно и внутренние стенки опалубки. Стыки материала делаются внахлест на 10 см с проклейкой соединения скотчем. Полотно должно полностью закрывать всю поверхность днища и стенок опалубки и плотно прилегать к поверхности, не отставая от нее.
• Сборка арматурного пояса. Используется арматура диаметром 10 мм и гладкие прутки на 6 мм для вертикальных элементов. Армпояс вяжется с помощью мягкой проволоки, после чего устанавливается внутри опалубки в нужном положении. Необходимо обеспечить заглубление горизонтальных стержней на 2-5 см внутри бетона.
• Заливка бетона. Она выполняется в один прием, без долгих перерывов (более суток). Заливать бетон следует с нескольких точек, чтобы не дожидаться, пока материал растечется по всей опалубке. После заливки поверхность накрывают полиэтиленом или мешковиной и выдерживают 28 дней для набора конструкционной прочности.
• Опалубку снимают через 10 дней после заливки.
• После окончания времени выдержки производят гидроизоляцию поверхности и переходят к дальнейшим работам.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Для заливки бетонной обвязки необходимо использовать плотные марки бетона от М200 и выше.

С использованием доски

Обвязка доской 50х200 производится при недоступности качественного бруса.

Технология несколько более трудоемкая, поскольку каждую балку приходится собирать по отдельности, но имеются и плюсы:

• Отсутствие коробления или разворота винтом.
• Возможность более точного выполнения угловых соединений.
• Каждую доску можно предварительно обработать антисептиком и антипиреном, что позволяет значительно увеличить устойчивость балок к биологическим проявлениям или к возгоранию.

Работа заключается в изготовлении из пачки досок подобия сборного бруса.

Доски нарезают по длине, подрезают в нужных местах для угловых соединений и собирают в плотный пакет.

Для фиксации используют шпильки, которые пропускают через сквозные отверстия и туго стягивают.

Образованные балки собирают по технологии, аналогичной методике монтажа брусовой обвязки.

Балки необходимо располагать таким образом, чтобы доски были установлены на ребро, а не горизонтально.

Особенности выполнения работ

Схема обвязки винтовых свай

Успех любого строительства зависит от грамотного проектирования. Даже самый качественный ростверк не способен сгладить допущенные при обустройстве фундамента дефекты.

Следует соблюдать такие правила:

• выдерживать расстояние между опорами не более 200 см;
• соблюдать вертикаль во время вкручивания изделий в землю;
• опускать лопасти свай ниже точки промерзания грунта;
• не регулировать высоту опор путем их вывинчивания.

Вкручивать сваи можно вручную или привлекая к этому мероприятию специальную технику. В зависимости от типа и плотности почвы изделия ввинчиваются в нее сразу или предварительно делаются скважины.

Методика изготовления обвязки имеет свои нюансы:

1. Перед установкой брус необходимо обработать антисептиком и гидрофобным средством. Это убережет древесину от намокания и поражения насекомыми.
2. Оголовки свай требуется тщательно выровнять и только после этого приваривать к ним крепление. Оптимальным вариантом является скоба в виде перевернутой буквы П. После сварочных работ металл должен быть очищен и обработан средством от коррозии.
3. Проведение гидроизоляции. На все оголовки следует уложить рубероид или несколько слоев плотного целлофана. Чтобы материал не сдвинулся при монтаже ростверка, его лучше приклеить к основанию.
4. Соединение элементов обвязки делаются в углах и на оголовках. Крепление осуществляется стальными пластинами и саморезами. Каждый узел и угол дополнительно обрабатывается средствами от коррозии.
5. Применение двойного ростверка. Поверх первого венца толщиной 200 мм укладывается второй ярус толщиной 100-150 мм с перевязкой стыков. Такой подход обеспечивает конструкции большую прочность и устойчивость.

В процессе эксплуатации обвязка требует регулярного ухода и обслуживания. Все элементы сооружения необходимо периодически чистить от грязи, удалять плесень и ржавчину, обрабатывать средствами от грибка и коррозии.