Есть такое понятие, как винтовая свая — столб из металла, имеющий с одной стороны винтовую лопасть, с другой — техническое отверстие. Используются данные изделия для надежного укрепления фундамента под домом. Они являются гарантией прочности и стойкости строения. Но для этого их строго рекомендуется бетонировать. Бетон увеличивает стойкость столбов по отношению к внешним нагрузкам, обеспечивает их длительную функциональность. Качественно забетонированная свая будет служить в несколько раз дольше, чем укрепленная с помощью цинка, к тому же, стоит она гораздо дешевле.
Для чего нужно бетонирование?
Бетонировать винтовые сваи необходимо, чтобы избежать коррозии внутри стержня изделия, то есть вытеснить из внутренней части трубы воздух. Кроме того, бетон увеличивает прочность винтовой сваи и позволяет сэкономить средства.
Марки используемых бетонов
Прежде чем приступать к работе, необходимо выяснить, какой бетон целесообразнее всего использовать для укрепления винтового столба. Обычно для бетонирования берут низкофракционный бетон М200, М300.
Марку М200 чаще всего используют для процесса строительства одноэтажных либо двухэтажных домов, имеющих легкое перекрытие. Такая марка применяется в работе с железобетонными изделиями, по характеристикам прочности ее относят к конструкционным.
Марка M300 является подходящей для возведения фундаментов частных домов высотой до пяти этажей. Подобный бетон рекомендуют приспосабливать к монолитным типам перекрытий.
Технология
Для удобной заливки бетона необходимо сначала подготовить лейку с водой. Арматура должна быть сразу нарезана и вставлена в размер. Если свай не слишком много, рекомендуется месить бетон собственноручно, лопатой в пластиковой емкости. Важно помнить: для надежного и прочного бетонирования стоит отрегулировать стержни по высоте.
После строительных работ в бетоне могут остаться монтажные отверстия, которые следует заклеивать обыкновенным бумажным скотчем. Позже, когда бетон перейдет в твердую форму, скотч можно будет снять.
Подготовка материалов и инструментов
Подготовка материалов зависит от многих факторов. Выбор материалов для возведения свайного фундамента должен быть ответственным, чтобы позже не пришлось бороться с нежелательными последствиями. Чаще всего он зависит от таких факторов, как тип столбов, способ их изготовления, погружения в землю, расположения при строительстве здания.
Для свайного фундамента требуется большое количество строительной техники, поэтому в случае, когда речь идет о дачах и жилых коттеджах, необходимо рассмотреть те варианты конструкций, которые возможно соорудить своими руками.
Важной составляющей изделия является ростверк. Ростверком называется верхняя часть фундамента, функция которой — распределение нагрузки на его основание. Он имеет вид плит, которые объединяют основания свай и служат для них опорным сооружением.
Обрезка свай
Строительство свайного фундамента предусматривает подготовку безупречно ровной поверхности согласно уровню свай. Это нелегко сделать без специального оборудования, ведь расстояние между концами свай довольно велико, и практически невозможно определить, идеально ли выровнена поверхность. Оборудование помогает определить все параметры с точностью. Представляет оно собой специализированную насадку для экскаватора, которая крепится сверху на стрелу. Внутри находится мощный инструмент для резания бетона, металла и других строительных материалов. Работа с такой насадкой гарантирует аккуратность обрезки. Выравнивание поверхности ведется без видимых недостатков.
В одной из предыдущих статей мы рассказывали о том, . Мы разобрались, как стремление к экономии может сказаться на качестве изделий и, в конечном итоге, на прочности и долговечности фундамента.
На этот раз пришло время вспомнить о том, что мало купить хорошие винтовые сваи – их еще нужно правильно установить. И здесь тоже могут иметь место некоторые ошибки и «косяки» со стороны нечистых на руку поставщиков услуг. Их бывает сложно заметить сразу, а расплачиваться в итоге снова придется надежностью постройки.
Как говорится, предупрежден – значит, вооружен.
Чем грозит неправильный расчет свайного поля?
Перед монтажом свайно-винтового фундамента важно точно знать, сколько свай потребуется, и на каком расстоянии друг от друга их нужно устанавливать.
Самое «безобидное» последствие, к которому может привести неправильный расчет свайного поля – увеличение расходов на материалы, необходимые для обвязки и сооружения ростверка.
В худшем случае фундамент будет нестабильным, это приведет к деформации пола и нарушению устойчивости здания. В зависимости от «тяжести симптомов», придется устанавливать дополнительные сваи, либо строить новый фундамент.
Какая разница – что там, под землей?
Для того чтобы не столкнуться во время строительства фундамента с подземными «сюрпризами», нужно уделить достаточное внимание проведению инженерно-геологических изысканий.
К чему может привести стремление сэкономить на этом этапе работы? Будет потеряна часть несущей способности свай. О дальнейших последствиях несложно догадаться.
Вкрутили, выкрутили, снова вкрутили…
Как вы думаете – для чего сваям нужен наконечник с винтом? Чтобы было проще закрутить их в землю? Отчасти это верно. Но лопасти винта выполняют и еще одну важную функцию: они уплотняют грунт, который находится под ними, в результате фундамент получается более устойчивым.
А теперь представим такую ситуацию: рабочие заметили, что вкрутили сваю слишком глубоко, и она получилась ниже, чем остальные. Как поправить ситуацию? Самое простое (но не самое лучшее) решение – выкрутить сваю обратно на нужную высоту. Вот только после этого она потеряет несущую способность и в будущем снова просядет.
Еще хуже, когда сваю устанавливают в заранее вырытую яму. Профессионалы точно никогда так не сделают.
«Нетрезвые» сваи
В идеале все винтовые сваи должны быть установлены строго вертикально. На практике допустимо небольшое отклонение – не более 2°. Если же превысить это критическое значение, устойчивость фундамента снизится. Такие «нетрезвые» сваи ни в коем случае нельзя наращивать.
Нужен ли бетон?
Стоит ли заливать бетон в стволы свай после установки? Есть, как минимум, две причины, по которым это стоит сделать:
- Бетон защитит ствол сваи изнутри от коррозии.
- Если внутри ствола нет бетона, то туда проникнет вода, которая при замерзании может просто разорвать металл.
Таким образом, бетонирование свай – не та процедура, на которой стоит экономить.
В малоэтажном строительстве в последние годы все более популярным становится фундамент на винтовых сваях. Несмотря на то, что в промышленном строительстве данная технология используется более ста лет, частные домовладельцы заинтересовались ею лишь в начале девяностых.
Суть технологии
При возведении частных домов на проблемных грунтах главная трудность – выбор оптимального фундамента. В зависимости от проблемы с грунтом, можно использовать винтовые сваи либо «плавающую» плиту.
Бетонный фундамент на винтовых сваях известен достаточно давно. На данный момент выпускается два вида свай, отличающихся способом создания винта. В первом случае к концу сваи приваривается листовой металл. Во втором случае отливка свай происходит в специальной форме, вследствие чего винт является единым целым со всей конструкцией. При строительстве частных домов часто используются сваи с приваренным листовым металлом.
Винтовая свая имеет одну особенность: находясь в достаточно плотном грунте, она его еще более уплотняет. В результате увеличивается сопротивляемость грунта различным внешним нагрузкам.
Возможность варьировать высоту свай позволяет использовать такое на местности с существенными перепадами высот. При необходимости к стволу можно приварить трубу равного диаметра.
В каких случаях используется бетонный ростверк
Бетонный ростверк – один их самых надежных способов обвязки. Он обладает двумя ключевыми преимуществами – прочностью бетона и устойчивостью к выдавливающей силе.
Ростверк на бетонных сваях подходит для возведения домов из кирпича, пеноблока, газосиликата и иных непластичных материалов. Он исключает прогиб при пиковых нагрузках.
Кроме возведения домов свайный ростверк используется и в других случаях:
- Если нужно придать цоколю более эстетичный вид. На бетонный цоколь можно установить сайдинг, его можно перекрасить или оштукатурить.
- При необходимости утеплить пространство под строением или протянуть какие-либо коммуникации.
- При строительстве заборов. В данном случае ростверк используется одновременно для эстетики и для установки кирпичных столбов.
Противопоказанием к установке винтовых свай считаются текучие грунты и очень глубокие торфяники. Не рекомендуется устанавливать сваи в скальные основания. Для каменистых грунтов можно использовать винтовые сваи с наконечником литым.
Бетонный фундамент на винтовых сваях применяется в основном для строительства небольших дачных домов или коттеджей.
Видео о бетонном фундаменте на винтовых сваях:
Преимущества и недостатки
Свайно-винтовой фундамент не идеален. Он имеет как положительные свойства, так и недостатки.
Главные преимущества фундамента на винтовых сваях:
- Легкость и быстрота возведения. Его можно сделать самостоятельно в течение 1-2 дней;
- Чистота при строительстве. Это отличает его от монолитных типов фундамента;
- Небольшая стоимость;
- Надежность и долговечность;
- можно монтировать в любое время года;
- Повышенная несущая способность;
- Возможность неоднократного использования;
- Идеальное решение для нестандартных ландшафтов: при больших перепадах высот, ограниченном пространстве и т.д.
Существуют и определенные недостатки:
- В доме на свайно-винтовом фундаменте не получится оборудовать подвальное помещение;
- Нижняя часть строения требует дополнительного утепления;
- Отдельная проблема – качество материалов. В идеале, сваи должны приобретаться у производителей,но не у перекупщиков. У достаточно крупного производителя есть собственные научно-исследовательские, а также опытно-конструкторские подразделения, испытывающие всю производимую продукцию, выдающие разрешения и техническое обоснования.
Строительство свайно-винтового фундамента с бетонной обвязкой
Перед началом строительства здания швеллер грунтуется антикоррозийным составом. Это препятствует образованию ржавчины и преждевременному износу фундамента. Бетонный ростверк на винтовых сваяхприменяется при возведении строений из газобетонных блоков.
Несмотря на то, что виды самих свай могут различаться, использование комбинированных материалов повышает прочность фундамента. Потому чаще всего в строительстве применяется железобетонный ростверк. Для возведения фундамента необходимы:
- Сваи винтовые;
- Железная арматура;
- Специальная вязальная проволока;
- Бетонный раствор;
- Опалубочные доски.
Вначале завинчиваются сваи. Винтовая свая – это металлическая труба с острым наконечником и специальной спиралевидной лопастью, благодаря которой свая ввинчивается в грунт, подобно саморезу. Помимо этого лопасть уменьшает давление на грунт и исключает возможность выдергивания сваи вследствие пучения грунта на морозе.
В обычных условиях сваи ввинчиваются на глубину ниже промерзания. В Московской области эта глубина составляет полтора метра. Ввинченные сваи необходимо обрезать по уровню.
На установленные сваи вяжут арматуру. Ее диаметр должен быть в диапазоне 12-18 мм. Расстояние между отдельными арматурными прутьями – 15-35 см. Обвязка арматурой делается по периметру ленты.
В верхней части установленных винтовых свай сверлятся отверстия. Сквозь них проходят закладные, где крепят продольные хлысты арматур.
После монтажа арматуры устанавливается опалубка. Затем заливается бетон. При этом необходимо следить, чтобы верхний край сваи не выходил за пределы бетонного основания. При заливке бетона в первую очередь заливается внутренность винтовой сваи. Во избежание возникновения пустот, заливку подвергают вибрации при помощи металлических труб. После этого делается окончательная заливка места между краями опалубки.
Бетонный ленточный фундамент со сваями – это оптимальный вариант для возведения относительно легких строений на сложных наклонных ландшафтах. Сваи в данном случае являются еще и якорями, удерживающими основание дома при смене времен года. В свою очередь лента обеспечивает равномерное распределение нагрузки по всей площади фундамента.
Видео с примером строительства бетонного фундамента на винтовых сваях для забора:
Нередко установку винтовых свай сочетают с внутренним бетонированием, которое делают после того, как произвели погружение сваи, и перед установкой оголовка. Делается это для того, чтоб:
- Не допустить проникновения в ствол скважины влаги, так как она увеличивается скорость распространения коррозии внутри изделия. А лед во время температурных расширений может повредить и изменить ствол сваи.
- Упрочнить степень жесткости конструкции.
Преимущества и недостатки заливки бетона в сваи
Укрепление бетоном винтовой сваи изнутри позволяет усилить несущую возможность ствола на тридцать процентов, и поэтому данный способ можно использовать для того, чтоб сэкономить на монтаже свайно-винтового основания. Благодаря заливке бетона в сваи, изделия можно использовать с меньшим диаметров по причине того, что цена применяемого бетона будет в разы меньше, чем цена сваи.
Многие специалисты рекомендуют заливать бетоном сваи тогда, когда установка свайного фундамента будет проходить на водянистой земле. Также на территории крупных городов, когда при строительстве важное значение играет каждый метр, это прекрасный способ, чтоб усилить основание. Также заливают бетоном сваи при возведении трехэтажных домов или же зданий с такими же параметрами и весом.
Однако, не смотря на множество плюсов, остаётся много противников данной процедуры, так как они полагают, что бетонирование может нанести вред конструкции, ведь железо и бетон обладают разными коэффициентами теплового расширения. К тому же через какое-то время бетон начинает давать трещины, в которых остаётся воздух и влага, что ускоряет разрушение конструкции. Частично такие доводы правдивы, однако, если бетона в свае не будет, то внутри будет образовываться лед, который тоже провоцирует коррозийные процессы и расширяется при изменениях температуры.
Что важно помнить при бетонировании свай изнутри
- Не нужно заливать уже готовый раствор, так как мало вероятности, что он полностью ляжет, и не образуются пустоты внутри. Стоит засыпать в сваи сухой пескобетон, который через время будет пропитываться водой и станет каменным.
- Как правило, чтоб забетонировать один метр сваи диаметром девяносто миллиметров, придется израсходовать двенадцать килограмм вещества.
- В зимнее время в смесь стоит добавлять присадку.
Когда не стоит бетонировать сваи
Если фундамент ставится не надолго, пример - строительные вагончики. Сваи, которые заливаются бетоном, плохо поддаются демонтажу, и не подходят для повторного использования, как это можно делать с полыми сваями. Когда производится монтаж свай в шестьдесят миллиметров, то расширение льда в таких сваях не наносит вред конструкции, так как его внутри совсем не много. При установке свай с толщиной стен от восьми миллиметров экономически не целесообразно заливать их бетоном.
В статье рассматриваются необходимость бетонирования ствола винтовой сваи, совместная работа стали и бетона, и альтернативные способы заполнения трубы.
Процедура заполнения полости ствола винтовой сваи
Нередко заказчики сомневаются в необходимости заполнения ствола винтовой сваи. Причина кроется в том, что, не будучи специалистом, довольно сложно оценить все преимущества процедуры. Тем не менее, в соответствии с технологией, инъекция раствора в ствол сваи – один из важных процессов.
Производится она следующим образом: в завинченную сваю после спиливания участка с монтажным отверстием заливается, как правило, бетонный или цементно-песчаный раствор. Желательно при этом использовать воронку раствор не будет проливаться, и Вы получите возможность лучше контролировать расход материала.
После заливки при помощи металлического стержня (это может быть кусок арматуры) рекомендуется уплотнить раствор. Конечно, устранить все оставшиеся воздушные полости таким образом вряд ли удастся, но все же процедура позволит существенно сократить их количество. После этого можно монтировать оголовок и продолжать работы.
Бетонированные сваи в большей степени подвержены коррозии – миф или реальность?
Казалось бы, технология простая и необходимая, но ее целесообразность, тем не менее, была поставлена под сомнение. Некоторые компании не используют бетонирование ствола сваи, так как, с их точки зрения, оно уменьшает срок службы фундамента. Это мнение подкрепляется тем, что у металла и бетона коэффициенты теплового расширения отличаются. Из-за этого несоответствия якобы образуются микрозазоры, в которых скапливается влага, и при наличии доступа кислорода коррозия протекает в ускоренном темпе.
Эти доводы не имеют под собой реальных оснований и легко опровергаются. Коэффициенты линейного теплового расширения стали и бетона мало различаются между собой, и существующая незначительная разница не может стать причиной конфликта материалов. Конструкции из стали и бетона и при отрицательных температурах, и в условиях нестационарного теплового режима ведут себя аналогично однородным. Именно это делает возможным применение таких материалов как железобетон и трубобетон.
Даже если в бетонном растворе останутся полости, отсутствие возможности проникания воздуха сведет к минимуму вероятность образования в них конденсата на внутренней стенке ствола. При заливке литого раствора происходит вытеснение воздуха из ствола и образование полостей становится маловероятным. Основным преимуществом данной технологии является то, что бетон является щелочной средой (pH более 7 единиц) и препятствует процессам коррозии металла. К примеру, в железобетоне арматура сохраняется за счет наличия защитного слоя бетона толщиной в несколько сантиметров, который обеспечивает наличие щелочной среды вокруг стальных стержней. Коррозия арматуры в железобетоне возможна только при наличии сильно агрессивных сред или изменения уровня pH в сторону уменьшения за счет карбонизации. Это возможно только при открытом контакте с воздушной или водной средой. Поэтому вода, которая попадает в полости, трещины и зазоры затвердевшего бетона внутри трубы не изменяет уровень pH. Бетон не оказывает негативного воздействия на металл, а является защитной средой.
Более того, заполнение стальной трубы бетоном повышает жесткость элементов, увеличивает местную устойчивость стенок и глушит вибрации.
Альтернативное заполнение полости ствола винтовой сваи
Для работы с бетоном наиболее благоприятной является температура в промежутке от +15° до +25℃. Если использовать противоморозные добавки, этот диапазон расширяется до +5℃. Стоит напомнить о том, что при отрицательной же температуре воздуха бетонную либо песчано-цементную смесь необходимо постоянно подогревать, из-за чего возникают дополнительные расходы, поэтому для заполнения ствола винтовой сваи можно использовать и сухую песчано-цементную смесь.
Как и в случае с бетонным или песчано-цементным раствором, после срезки участков с технологическим отверстием она засыпается в сваю через воронку, а затем уплотняется.
Песчано-цементная смесь, как и бетонный раствор «выдавливает» воздух, а наличие цемента обеспечивает создание щелочной среды при попадании воды. Всё это предотвращает тем самым возникновение коррозионных процессов на внутренней поверхности трубы.
Если, несмотря на все приведенные доводы, Вы все же с настороженностью относитесь к этой процедуре, то Вам следует использовать сваи с толщиной стенки 6 и более миллиметров. Только в этом случае допускается не заполнять ствол, при условии, что оголовок будет проварен полностью в соответствии с пунктом 9.2.2. СП 28.13330 «Защита строительных конструкций от коррозии».