Обвязка свайного фундамента: необходимость и определение, способы и применение

Подготовка бруса к установке на сваи

Подготовка обвязки к установке на сваи заключается в обработке древесины антисептическими составами, а также в отрезании заготовок необходимой длины. Для антисептической обработки лучше всего подойдут биозащитные составы, одновременно способные выполнять функции грунтовки. С рекомендациями застройщиков по поводу применения тех или иных защитных составов вы можете познакомиться здесь.

Некоторые застройщики перед установкой обвязки стремятся высушить древесину до оптимальной влажности. Какой же должна быть влажность бруса, используемого для строительства обвязки? Опытные пользователи FORUMHOUSE считают, что если древесина имеет товарный вид, если ее влажность не отличается запредельными значениями, то использовать ее для строительства обвязки лучше в том виде, в котором она была куплена. А сушка доски или бруса в домашних условиях принесет больше вреда, чем пользы.

Kedruchu Пользователь FORUMHOUSE

Сушить брус надо в специальной камере, а не за сараем или же под пленкой. Строят обвязку сразу после покупки древесины, а сохнет она уже внутри строительной конструкции. Все, что успело перед строительством полежать, потом только на дрова годится, увы.

Этот совет для тех, кто не желает получить после неумелой сушки брус, скрученный во всех возможных направлениях.

Необходимость обвязки фундамента

Обвязка для фундамента из свай – это достаточно трудный процесс

Обвязка для фундамента из свай – это достаточно трудный процесс. Именно по этой причине давайте выясним, зачем она нужна. Для начала разберемся с принципом действия свайного строения. В большинстве случаев его монтируют для нетяжелых зданий, таких как деревянный дом, баня, терраса и другие. Предпочтенье такому основанию отдают из-за его низкой стоимости и меньшей затраты времени.

Конструкция фундамента состоит из нескольких элементов, основных из них это сваи. Что они собой представляет? Они имеют вид металлических столбов, которые погружаются в землю ниже уровня ее промерзания. Такие детали удерживают вес здания, и защищает напольное покрытие от контакта с почвой. Но, стоит заметить, что минус их функционирования это неумение самостоятельно распределять нагрузку между собой, что приводит к образованию перекосов. Для решения этой проблемы фундамента и необходима обвязка.

Обвязка – это совокупность горизонтальных элементов, которыми соединяются все сваи между собой. Помимо этого она служит основой и пунктом опоры для брусков, бревен и панелей. Еще данную конструкцию называют ростверком, который есть надежным и долговечным строением.

Обвязка свай брусом

Ростверки из бруса применяются для обвязки винтовых и, реже, буронабивных и забивных свай. Данный тип ростверка широко распространен в сфере каркасного строительства. Брусовый ростверк имеет ограниченный запас прочности, что не позволяет использовать его для строительства тяжелых кирпичных зданий, однако при возведении легких деревянных 1-2 этажных домов из хозяйственных помещений – бань, гаражей, веранд, в плане экономии и скорости монтажа это предпочтительный вариант обвязки.

Рис. 1.3: Ростверк из бруса на винтовом фундаменте

Типовый размер бруса для обвязки – 15х15 и 20х20 см. Рекомендуется применять хвойные породы дерева, ввиду их большей долговечности, в сравнении с лиственными.

Важно: использовать для обвязки можно только брус, прошедший камерную сушку, поскольку материал имеющий естественную влажность будет подвергаться усадке, что может стать причиной деформации стен дома.

Перед монтажом брус необходимо обработать антисептическим средством, предотвращающим гниение дерева, и покрыть обмазочной битумной изоляцией, которая будет защищать материал от влаги. Технология обвязки винтовых свай брусом:

После монтажа опоры выравниваются по нулевому уровню посредством обрезки болгаркой;
К стволам свай привариваются оголовки. Сварной стык покрывается антикоррозийной грунтовкой;
Поверхность пластины оголовка укрывается гидроизоляционным материалом (рубероид, стеклоизол либо пергамин);
Брус подгоняется по размеру согласно длине стен дома (на сторону здания идет по одному сплошному брусу) и на краях, соединяющихся в углах дома и местах пересечения стен, болгаркой вырезаются пазовые стыки;

Рис. 1.4: Варианты стыковки ростверка из бруса

Брус устанавливается поверх оголовков свай, выполняется финишная подгонка по размеру. Места стыка между элементами ростверка уплотняются джутом;
С помощью “глухарей” – болтов по дереву с шестигранными шапками, брус закрепляется на оголовках свай (на пластинах предусмотрены специальные отверстия под монтаж болта).

Проектирования свайно-винтового фундамента

Строительство дома на винтовых сваях начинают с исследования грунта, опора должна встать на плотный несущий грунтовый слой. Самые точные результаты могут быть получены специалистами после бурения разведочной скважины. Для определения глубины залегания несущего слоя своими силами можно использовать винтообразный щуп или выкопать шурф. При расчетах глубины установки винтовых свай, к результатам изыскательских работ прибавляют 300-500 мм.

Совет от мастеров: в любом случае лопасти винтовых свай должны располагаться на глубине, превышающей уровень зимнего промерзания почвы. В результате морозного вспучивания опору может выдавить, данный процесс может привести к разрушению строения. Данные о глубине промерзания почвы в регионе можно найти в справочниках.

Для расчета фундамента и несущих способностей опор, определения количества и размеров винтовых свай надо поработать со СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». При возведении свайного фундамента под брус своими руками, специалисты рекомендуют придерживаться общих правил:

Под каждый угол сруба и в местах примыкания несущих перегородок устанавливается отдельная винтовая свая;
Для стандартного 6-метрового бруса опоры выставляют с шагом 3000 мм;
Под тяжеловесные внутридомовые конструкции: печи, камины, бассейны и ванны, устанавливают дополнительные винтовые сваи;
Для веранд и примыкающих к дому построек, свайное поле рассчитывается отдельно, можно применять более легкие опоры.

Результатом проектирования должен стать эскиз свайного поля, перечень инструмента и расходных материалов.

Как рассчитать глубину погружения

Глубина погружения винтовых свай определяется глубиной залегания плотных слоев грунта. Попытки использования «висячих» винтовых свай обычно заканчиваются постепенными оседаниями или деформациями ростверка, ведущими к разрушению наружных стен.

Обычный расчет несущей способности грунта дает вполне точные данные, но они показывают только текущую обстановку на участке. При изменении ситуации — подъеме уровня грунтовых вод, сезонных подвижках, возникновении нагрузок морозного пучения — расчетные данные становятся неактуальными.

Поэтому единственно правильный и эффективный вариант решения вопроса — пробное бурение или, как минимум, погружение пробной сваи. Глубина, на которой возникает контакт с твердыми слоями, и есть искомая величина.

Варианты монтажа обвязки

Перед выполнением всех работ стоит определиться с типом обвязки фундамента. В настоящее время методики оборудования ростверка зависят от типа используемого сырья, толщины балки и материальных возможностей застройщика.

Монтаж сваи с крепежом

Наиболее популярными из них являются:

Посадка на резьбовые крепежные изделия

Важно делать акцент на правильном расчете резьбы, поскольку ошибки при определении нагрузки могут привести к пагубным последствиям.
Крепление при помощи сварочного аппарата. Единственный вариант крепления металлических свай с балками ростверка, выполненного из аналогичного материала

В случае применения различных типов первоосновы укладка бруса ростверка на оголовок сваи выполняется без использования крепежных приспособлений. При таком варианте важно учитывать, что ширина ростверковой и оголовочных частей должны максимально совпадать.
Монтаж специальными хомутами. Представленный способ является универсальным и подходит для каждого из используемых материалов. Также он является наиболее рациональным типом крепления балок и свай при небольшой толщине поперечных элементов.

Варианты обвязки

Обвязка свай брусом

Фундамент, обвязанный брусом.

Часто для обвязки используют брус, изготовленный из древесины хвойных деревьев, поскольку его стоимость в разы меньше подобных изделий, сделанных из древесины лиственных пород, а отличия в эксплуатационных характеристиках минимальны.

Перед установкой ростверка на брус обязательно наносят специальные антисептические составы, предотвращающие разрушение древесины под воздействием атмосферных факторов, и покрывают битумным гидроизоляционным слоем. Последний придает брусу водоотталкивающие свойства.

При обвязке свайно-винтового фундамента брусом делают следующее:

Оголовок сваи монтируется после выравнивания (обрезания) сваи и после заливки внутрь неё бетона (в случае необходимости).

Аккуратно выравнивают установленные сваи так, чтобы столбы находились точно на одном уровне.
На сваи монтируют оголовки.
Выполняют гидроизоляцию материала.
На брусе, который приходится на стыки углов дома, выпиливают пазы нужного размера для последующего соединения деревянных частей между собой.
Брус выкладывают на оголовки свай по периметру вдоль всего контура фундамента таким образом, чтобы стыки обособленных частей ростверка скреплялись между собой на оголовках. Места стыков при этом прокладываются жгутом для лучшего уплотнения.
Выравнивают ростверк и тщательно проверяют угол: он не должен отклоняться от 90 градусов.
Фиксируют брус на оголовках свай посредством саморезов.

Обвязка свай доской

При монтаже свайного фундамента обвязка доской имеет ряд бесспорных достоинств по сравнению с брусом:

При проведении работ в брусе со слишком большим сечением могут появиться трещины либо он значительно деформируется.
Для изготовления балок длиной более 6 м брус не годится из-за серьезных проблем, которые могут возникнуть при этом.
Балки из бруса достаточно тяжелые, поэтому для их монтажа потребуется целая бригада рабочих. В то же время балку из досок изготавливают прямо возле фундамента, что значительно проще.
Балки из досок не требуют дополнительной просушки и отличаются повышенной прочностью по сравнению с аналогами из бруса.

Обвязку винтовых свай с применением доски выполняют по следующему алгоритму:

Между оголовками свай и собственно обвязкой обязательно делают гидроизоляционный влагонепроницаемый слой, часто из рубероида высокого качества.

Существует и другой способ обвязки доской. Доски склеивают друг с другом и дополнительно скрепляют саморезами и гвоздями. При небольшой толщине досок можно проложить их фанерой для большей прочности

При монтаже важно разнести места состыковки досок на различные сваи и использовать проверенный метод «в полдерева»

Обвязка свай швеллером (двутавром) или профтрубой

Металлические ростверки позволяют использовать свайно-винтовой фундамент при возведении не только деревянных строений, но и зданий из шлакоблоков, пенобетона и газосиликата в один этаж.

Иногда вместо швеллера применяют двутавр, отличающийся большой устойчивостью к сжимающим нагрузкам и обеспечивающий большую жесткость конструкции. Часто используют двутавры с сечением 20. В случае швеллера для несущих стен берут металлические балки с сечением около 30 мм, для остальных – с сечением примерно 20 мм.

Обвязку фундамента швеллером или двутавром производят следующим образом:

Устанавливают столбы свай на одинаковой высоте и обрабатывают металлические элементы обвязки антикоррозийным средством.
Металлические балки помещают на сваи так, чтобы они соединялись посередине столбов свай. Швеллер обрезают под прямым углом в местах угловых стыков элементов ростверка.
Балки приваривают друг к другу и к оголовкам свай.

Обвязка свайного фундамента профтрубой производится практически аналогично, однако устойчивость такого материала к значительным механическим нагрузкам может оказаться намного меньше. Из преимуществ трубы отметим дешевизну и небольшой вес.

Обвязка свай с использованием железобетонного ростверка

Железобетонная обвязка монолитного типа выходит почти на треть дешевле, чем металлическая, однако она имеет ряд недостатков, основные среди которых – трудоемкость установки и невозможность продолжения строительства до полного отвердевания ростверка. На это обычно уходит не меньше месяца.

Обвязка свай с использованием железобетонного ростверка: итоговый вариант.

При обвязке свай посредством железобетонного ростверка необходимо действовать следующим образом:

Столбы свай выставляют на один уровень.
Из обструганных досок изготавливают опалубку для дальнейшей заливки бетоном, которую изнутри оббивают клеенкой для предотвращения утечек.

Готовая деревянная опалубка на бетонных сваях.

Подготовка обвязки

Можно выделить три основных этапа устройства обвязки:

Подготовка поверхности фундамента
Подготовка материала обвязки
Укладка и монтаж бруса

Прежде всего, нужно убедиться в горизонтальности плоскости, которую образует верхняя плоскость фундамента. Проверить ленточный и монолитный фундамент на горизонтальность поверхности довольно просто – с помощью строительного уровня.

Свайный фундамент обычно контролируется на горизонтальность еще на стадии закладки – до приварки оголовков.

Верхняя часть свай с оголовками

Кроме того, между верхней частью фундамента и обвязкой нужно проложить гидроизоляцию. Это очень существенно, так как именно обвязка – последний барьер для излишней влаги между основанием дома и воздушным пространством под домом: как правило, нижние слои воздуха излишне увлажнены. Обычно гидроизоляцию проводят укладкой на оголовки влагонепроницаемого материала, например, рубероида. Можно использовать битум и толь.

Подготовка материала обвязки состоит в предварительной сушке бруса и выпиливании элементов для дальнейшего соединения.

Рассмотрим простейший вариант, когда дом имеет небольшие размеры и брус обвязки уложен по периметру будущего здания. На углах брус должен быть каким-то образом соединен, чтобы получилась горизонтальная плоскость. Для этого на концах бруса делают распилы для замкового соединения. Различают два способа соединения:

В пол-дерева
В лапу

В первом случае срез делается на середине торца и проходит до глубины, равной толщине бруса. Выпиливание происходит под прямым углом. Это наиболее распространенный вариант.

Во втором выпиливание проводят под углом к поверхности бруса. Перпендикулярный брус выпиливается под обратным углом. Такое соединение более надежно и применяется для особенно нагруженных конструкций.

Способы соединения брусьев обвязки

Винтовые сваи установка своими руками – преимущества

Перед тем, как ставить винтовые сваи, следует оценить качество почвы для определения диаметра и длины элементов. Для систематизации расходов на материал рекомендуется провести расчеты и составить ориентировочную смету.

При проектировании важно учитывать состав грунта, вес и площадь сооружения, глубину промерзания грунта, протекание подземных вод и сезонные нагрузки. Отличием свайной конструкции выступает размещение всех столбцов фундамента в соответствии с контурами будущей постройки

Для соблюдения данной особенности предварительно важно определить расположение всех несущих стен, под которыми будут находиться сваи

Отличием свайной конструкции выступает размещение всех столбцов фундамента в соответствии с контурами будущей постройки

Для эффективного обустройства все конструктивные элементы необходимо ввинчивать за пределы промерзания грунта для соблюдения устойчивости.

Монтаж винтовых свай для строительства обладает такими преимуществами:

отсутствует потребность в земляных работах по созданию котлованов и траншей;
выполнять работы можно независимо от температурного режима;
низкая цена материалов и работ, если сравнивать с финансовыми затратами на обустройство других видов фундамента;
для установки не требуется многочисленная бригада рабочих;
за короткий период времени выполняется полное обустройство;
работы могут производиться на неровных поверхностях;
используется для сейсмически неустойчивой зоны;
после установки возможно выполнение ремонтных работ по замене элементов;
после вкручивания конструкции нет необходимости выдерживать время для усадки;
процесс ввинчивания обеспечивает уплотнение почвы, за счет чего повышается степень несущей функции фундамента.

Как и чем обвязывать?

Материал для обвязки

Установка будет зависеть от особенностей материала изготовления балки и фундаментной основы. Обвязка винтовых свай брусом является распространенным вариантом. Но большинство интересуются вопросом, требуется ли использовать технологию с использование бруса, если можно использовать материалы с большей надежностью, металл или бетон. Отметим сразу, что брус является самым лучшим вариантом для ростверка при строительстве каркасного дома или дома из дерева, так как брус имеет большую прочность и высокую устойчивость к температурным перепадам. Во время обрабатывания антисептиком, который помогает защитить дерево от гниения, срок эксплуатации бруса увеличивается и становится больше, чем у стальных балок. Обвязка свай брусом проводится по технологии, которая предусматривает крепление балок на резьбу, или же выполняется закрепление каждой части ростверка при помощи хомута.

Установка на резьбу

Такая методика используется лишь для фундамента, который П-образный. Во впадины на фланцах нужно установить брус и закрепляют при помощи самореза. Между сваями и балками помещают рубероид. Балки соединяют в чащу или лапу по углам. Крепления угла может быть выполнено при помощи шипов. Для углов снаружи используют элементы в виде уголков. Такая методика дает возможность не тратить время на систему пазов и гребней.

Использование двутавровой балки и швеллера

Если конструкция не сильно нагружена, можно сделать ростверк из швеллера. К такой конструкции можно отнести сарай или баню. Ростверк из металла и сваи обвязывают с применением сварки. Элементы конструкции и основания прикрепляют на круговой шов. Процедура сборки заключена в установке швеллера на оголовки. Элемент можно укрепить таким образом, что боковые грани будут как будто бы смотреть вниз. Обвязка швеллером винтовых свай также выполняется и в противоположном направлении, в этом случае грани направляют вверх.

При таком расположении швеллера сопротивление нагрузкам на поперечных частях конструкции будет в разы лучше. Таким образом, вы получаете опалубку, которую следует залить раствором, и получится сформировать стеновую кладку для армопояса. Для того, чтобы обеспечить обвязке высокую прочность, вместо швеллера используют двутавровую балку того же размера. Когда балки и швеллеры стыкуются в углах, то используют сварку. По окончанию обвязывания опор ростверк покрывают средством, которое не дает образовываться коррозии.

Обвязка доской

Обвязка винтовых свай досками своими руками часто подразумевает использование материала из лиственницы, кедра, ели или сосны. Крепление фундамента в этом случае начинают с изготовления балки, в основе которой используют доски. Элементы следует склеить между собой и зафиксировать при помощи саморезов или установить на болтовую систему. При использовании в строительстве фундамента тонких досок следует дополнительно придавливать их листами фанеры. Обязательно следите за тем, чтобы все стыки были расположены на разных сваях. Доски между собой соединяем в полдерева. Балки должны быть расположены на ребре и зафиксированы при помощи свай.

Обвязка свай по данной технологии выполняется так:

Делают внутренний, внешний и средний контур (по принципу елочки).
Элементы по очереди собирают и устанавливают.
Между оголовками, швеллером и обвязкой следует обязательно установить слой рубероида для гидроизоляции.
Если высота обвязки вышла больше 0,4 метров, то дополнительное основание следует укрепить профильной трубой.

Использование профильных труб для обвязки двутавром

Если хотите, можно сделать обвязку двутавровой балкой, и тогда выбирайте материал с отверстиями перфорации. Двутавр следует приварить как можно крепче и впритык. Предпочтение в выборе данного материала заключается в малой массе и высокой прочности. Профильная труба в этой конструкции будет играть роль распорки, что повысит долговечность и улучшит эксплуатационные характеристики здания. Для обвязки профильную трубу следует приварить снаружи по всему периметру основания.

Виды свай для дачного строительства

Сваи – это относительно длинные заостренные или имеющие пяту бетонные, деревянные или металлические стержни квадратного или круглого сечения, погруженные в грунт в готовом виде или изготовленные непосредственно в грунте. Применяется в дачном строительстве для укрепления грунта в качестве фундамента здания.

Сваи могут использоваться на любых типах грунта, кроме скальных пород. Этот вид фундамента технологически и экономически целесообразно применять в частном строительстве:

Для строительства зданий на участках с высоким уровнем грунтовых вод;
Если плотные грунты расположены глубоко и когда верхние слои естественного основания характеризуются слабой несущей способностью (торфяники, плавуны);
При большой глубине промерзания от 2 м;
На склонах с крутым уклоном;
Если масса частного дома слишком велика (более 350 т).

Свая в готовом виде с одной стороны имеет острый конец, которым свая погружается в землю с помощью специальной техники (молотов) через подвижные слои грунта, пока она не достигнет твердого слоя.

Для изготовления свай непосредственно в грунте в нем бурятся скважины с последующим их армированием и заливкой бетоном.

Сваи различают по способу изготовления, материалу, форме поперечного и продольного сечений, способу их погружения в грунт.

Требуемая длина свай заранее рассчитывается проектировщиком.

Как правило, в индивидуальном домостроении длина сваи составляет от 1,5 до 6 м, расстояние между сваями не привышает 2 м.

В зависимости от способа их заглубления в грунт можно рассматривать следующие виды свай:

Забывные – загружаются в грунт без выемки. Для этого используются специальные механизмы, такие как вибропогружатели, вибровдавливающие и вдавливающие устройства;
Набивные бетонные и железобетонные, устраиваемые в грунте путем укладки бетонной смеси в пробуренные скважины;
Буровые железобетонные, устраиваемые в грунте путем установки в пробуренных скважинах железобетонных элементов;
Винтовые – имеют форму сверла и закручиваются в грунт при помощи специальных машин.

1 – деревянная, 2 – железобетонная сплошного сечения, 3 – железобетонная полая, 4 – стальная винтовая, 5 – набивная бетонная в процессе изготовления.

В частном строительстве, в основном, применяют сваи вариантов 1, 2, 4, 5.

По характеру работы сваи подразделяют:

Сваи-стойки, которые передают давление от зданий и сооружений на прочный грунт, расположенный под толщей слабого грунта

У свай-стоек небольшая гладкая поверхность, за которую не цепляется грунт. Сваи-стойки, прорезая слои слабых грунтов, передают нагрузку своим острием на глубоко расположенный прочный грунт. В этого типа сваях самое важное – это достаточно широкое основание, так как оно принимает на себя более 80% нагрузки. К ним относятся сваи ТИСЭ – это сваи с уширением в нижней части и сваи, забетонированные в обсадной трубе или иногда без нее бетонируют прямо в скважине, но теряется 15-20% прочности

Применяются, когда прямо под подошвой залегает слабый грунт и такие сваи практически не дают осадки.

Висячие сваи, передающие нагрузку на окружающий грунт через трение о боковые стенки. Эти сваи имеют развитую боковую поверхность и по всей своей длине они цепляютмя за грунт. Для них менее важна площадь острия, главное их поверхность – неровная, со множеством выступов. Например, буронабивные сваи, когда бетон просто заливается в скважину (иногда и под давлением). В этом случае боковые поверхности сваи обеспечивают от 60-70% несущей способности. Применяются, когда вести серъезные земляные работы оказываются очень дорого. Чаще используют когда высокий уровень грунтовых вод или сравнительно толстый слой слабого грунта, под которым есть более прочный, но не настолько, чтобы удержать сваю-стойку).

Конструкция свай-стоек.

Особенности выполнения обвязки

Выполняя обвязку свай необходимо правильно выбрать уровня ее размещения, согласно которому железобетонные ростверки классифицируются на:

Висячие;
Наземные;
Углубленные.

Рис. 2.0: Виды ростверков по уровню размещения

В условиях стабильного грунта наиболее простым в обустройстве способом обвязки будет наземный ростверк, который расположен на поверхности почвы. Сваи с наземным ростверком классифицируются как свайно-ленточный фундамент – это надежное основание с высокой несущей способностью, которая достигается за счет увеличения опорной площади фундамента контактирующей с грунтом лентой. Однако в почве, склонной к пучению, такой вариант обвязки неприменим ввиду риска отрыва ростверка от стволов свай выталкивающими нагрузками. Тут необходимо обустраивать висячий ростверк, поднятый над грунтом на высоту 20-40 см. Углубленный ростверк – конструкция, которая размещается в толще почвы. Под опорной подошвой ростверка грунт заменяется на не подвергающуюся пучению песчано-гравийную подушку. Такой ростверк применяется при возведении тяжелых многоэтажных зданий, запаса прочности висячей обвязки для которых недостаточно.