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

Обвязка свай:

основные способы и особенности их применения

Если в качестве фундамента для будущего строения выбран свайный фундамент, то сразу возникает множество вопросов: какие сваи выбрать, как правильно обвязать сваи, чем обвязать сваи? В этой статье я постараюсь дать ответы на эти вопросы.

Итак, по порядку. Если у вас дом из бревна или бруса, и сваи стоят на ровном участке, то может быть вполне достаточно свай с оголовками. Обвязкой в этом случае будут служить нижние венцы будущего дома. Но что делать если дом каркасный, или из сип панелей, или же дом из бруса или бревна, но с каркасными перегородками? В этом случае необходимо обвязать сваи материалом, который не даст сваям “гулять” во время бокового пучения грунтов, и не даст провиснуть стенам на пролётах, больше ширины установки стоек.

Вариантов обвязки достаточно много, но мы остановимся на основных: двутавр, швеллер, брус, бетон (рис. 1). При этом в качестве свай могут быть использованы винтовые сваи, буронабивные сваи, бетонные столбы и т.д.

При выборе в качестве опоры, буронабивных свай (рис. 2), во время заливки можно будет выпустить из сваи шпильку диаметром 14-16мм или арматуру. Так как такие сваи диаметром от 200мм, то им обычно не требуются оголовки и можно укладывать обвязку из бруса или делать ростверк сразу поверх свай.

Если в качестве свай выбраны винтовые сваи, то для обвязки деревом будут нужны оголовки свай. Они могут быть круглые, овальные, квадратные, прямоугольные с усилением и без, с поддержкой или с дополнительным упором. Но обычно используются квадратные, размером 20х20см, это оптимальный размер, у него достаточно большая площадь опоры как для углов, так и для пересечений и стыков, он не большой и не маленький (рис. 3-5).

При использовании в качестве обвязки металлического швеллера, двутавра и т.д., его приваривают сразу к залитой бетоном свае. Также обычно при выборе металла, сваи обвязывают швеллером шириной 16см (см. картинку ниже), реже двутавром, ввиду его большей цены и неудобства монтажа на стыках, так как приходится достаточно много фигурно вырезать, а потом приваривать. По несущей способности, двутавр конечно более выгоден, но при нетяжёлом доме и шаге свай менее 3м, может быть достаточно и швеллера 16см. Я всегда заказчикам рекомендую швеллер, и объясняю, как и писал выше, что швеллер не даст сваям “гулять” во время морозного пучения грунтов, а дополнительно уложенный сверху брус, хотя бы 15х15см, уменьшит прогиб примерно в 2-4 раза, в зависимости от длинны пролёта и его нагруженности.

Если вы в качестве обвязки выбрали брус, то есть несколько вариантов обвязки: брус в один ряд, брус в 2 ряда со сдвигом и с перехлестом запилов или составной брус. В качестве составного бруса используются доски, установленные на ребро и сколоченные в шахматном порядке (см. картинки ниже). Преимущество такого метода в том, что мы достаточно равномерно соединяем обвязку и равномерно распределяем нагрузку по свае и всему её оголовку. Минус данной технологии в том, что приходится достаточно долго всё размечать и подгонять, а потом много сколачивать и связывать, в большинстве случаев на болты или шпильки. При таком методе желательно использовать хорошо обработанные сухие доски, чтобы на этапе стройки между ними не заложить плесень и грибок.

При выборе в качестве обвязки бруса (см. картинки ниже), необходимо сделать правильный запил. Правило гласит: максимально нагруженный брус запиливается сверху, а менее нагруженный запиливается снизу (рис. 5 – тёмный брус нагруженный, светлый менее нагруженный). При использовании обвязки в два бруса, запилы повторяются с точностью до наоборот и стыки по длине сдвигаются на соседнюю сваю. Также последнее время при появлении хорошего крепежа очень часто стали использовать запилы в 1/2 или 3/4 дерева не по высоте как всегда, а по толщине (рис. 4) или вариант запила под углом (рис. 6). В этих вариантах надо использовать шпильки и/или длинные и прочные саморезы. Метод опять же сложен ввиду необходимости высокой точности запилов, стыковки дерева как между собой, так и с оголовками свай.

Для прикручивания бруса к оголовкам обычно используют шпильки диаметром 8-12мм или сантехнические болты диаметром 10-12мм и длинной 100-150мм. Неудобство работы со шпильками в том, что приходится сверлить отверстия в брусе под них, сверлом длинной 20см, снизу, через оголовок. А если сложить сверло 20см+30см дрель и всего 30-40см просвет между оголовком сваи и землёй, то это становится большой проблемой. Под болты же достаточно сверла диаметром 6мм и длиной 10см, со сверлением под небольшим углом.

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.

Установка и подготовка свай

После вкапывания труб, их следует обрезать на одинаковой высоте, поэтому если вы не поленились и выровняли участок, то сделать это будет намного проще. Равность высот свай определяется по уровню. В случае небольшого перепада выровнять его можно будет уже в процессе монтажа, подкладывая под брус необходимой толщины дощечки.
Далее привариваем верхушки (оголовки). В их качестве используются пластины, фланцы в виде перевернутой буквы «П». Лучшее крепление обеспечат фланцы с проточенным по диаметру трубы пазом. По окончании сварочных работ необходимо обстучать окалину, обработать швы и близлежащее пространство антикоррозийной жидкостью.

Установка нижней обвязки

Иногда нижняя стяжка выполняется металлическим профилем, однако в случае с каркасным деревянным домом данное решение не подходит. Установка нижней обвязки каркасного дома происходит в несколько этапов:

• выбор и установка фундамента;
• подготовка необходимых строительных материалов;
• установка и соединение обвязки.

Для нижней обвязки можно выбрать и установить любой фундамент, например, засыпной вариант. Но в большинстве случаев предпочтение отдается свайному фундаменту.

Еще на этапе установки свайного фундамента крайне важно осуществить проверку равномерности установленного основания и создать гидроизоляционный слой, используя рубероид или битум, а также схему. Кроме того, необходимо предусмотреть специальные механизмы крепления фундамента к нижней стяжке

Для реализации данной задачи рекомендуется использовать анкерный болт или специальную деревянную пробку.

Второй этап – подготовка необходимого строительного материала – начинается с предварительной сушки древесины. Далее необходимо подобрать угловую деталь и определить метод узла крепления: в пол дерева или лапу. Первый вариант предполагает выпиливание специального прямоугольника. Во втором варианте срез пиломатериала происходит под углом более девяноста градусов. Для изготовления выемок применяется электрический рубанок.

Для осуществления заключительного этапа установки нижней обвязки необходимо наметить углы будущей постройки. Для начала отмечается точка, принимаемая за первый внешний угол будущего сооружения. На данной точке необходимо вбить гвоздь. Таким же образом отмечаются остальные углы сооружения.

После, используя плотницкий треугольник, проверьте, прямые ли углы повело получились. При необходимости подкорректируйте расположение гвоздей.

Далее можно приступать к монтажу одного угла будущей постройки и укладке выбранных пиломатериалов. В ходе работы возникающие стыки рекомендуется прокладывать джутовой лентой. Она необходима для создания прокладки между пиломатериалами. Если вы используете связку досок, то рекомендуется производить их укладку на ребра. Так все соединения между пиломатериалами будут находиться в вертикальном положении.

На прямом участке обвязка соединяется при помощи лобового упора с джутовой лентой. Лобовой упор считается одним из самых простых и надежных соединений, которое применяется для большого количества конструкций из дерева. Крепление обвязки происходит при помощи скобок или уголков из металла.

Для того чтобы скрепить нижнюю обвязку с фундаментом, используют следующие два метода:

• Заранее установленные в фундамент анкерные болты фиксируются в основании каждого столба или по всей площади ленточного основания.
• Гвозди, которые также были заранее установлены в фундамент еще до начала работ с нижней обвязкой, вбиваются в пробки. Этот метод более надежен и качественен. Полученную нижнюю обвязку рекомендуется дополнительно проверить на равномерность при помощи строительного уровня, после чего происходит установка лаг.

Если в здании установлен фундамент ленточного типа, то нижняя стяжка каркасного дома выполняется гораздо проще. Прежде всего, ленточный тип фундамента предполагает наличие сплошной бетонной ленты с ровной горизонталью. Именно к ней и будет прочно фиксироваться нижняя обвязка. На бетонную ленту укладывают гидроизоляционный материал, после чего проделывают отверстия для угловых соединений.

Пиломатериалы фиксируются при помощи шпилек, болтов или анкеров. Для прочности соединения углов рекомендуется проверить, равномерно ли расположены пиломатериалы. При необходимости, используя клинья или подкладки, их расположение корректируется. Установка лаг осуществляется любым удобным для вас методом.

На сегодняшний день строительный рынок обладает несколькими различными технологиями для строительства каркасного дома. И для каждой технологии предусмотрен свой строительный материал, который и определит конечную стоимость строительства каркасного дома.

Укладка бруса на ленточный фундамент

Если на поверхности бетона есть неровности, их нужно сгладить или залить цементной стяжкой. Обвязка  дома брусом на ленточном фундаменте выполняется в следующей последовательности:

1. Фундамент накрывается гидроизоляцией. Для надёжности рекомендуется покрыть его битумом, а сверху положить два слоя рубероида.
2. На концах брусьев делаются гнёзда для или в чашу меж собой в углах.
3. Просверливаются отверстия размером чуть больше диаметра нагелей или шпилек.
4. Производится укладка бруса на фундамент, и строительным уровнем проверяется горизонталь. Небольшие перепады по высоте корректируются подкладыванием дощечек.
5. На шпильки надеваются прокладки и широкие шайбы, затягиваются гайки. Выступающая часть резьбы обрезается болгаркой.
6. По углам смежные элементы скрепляются между собой гвоздями или саморезами и усиливаются монтажными уголками.

Для стыковки по длине также используется соединение в лапу или в чашу и усиливается металлическими пластинами.

Лаги для настилки пола монтируются удобным способом, но с обязательной опорой на фундамент. Поскольку металлические элементы во время эксплуатации будут недоступны, их следует покрыть антикоррозийным составом.

При креплении обвязки с помощью деревянных пробок в фундаменте, для них выбирается материал с большим содержанием смолы. Внутренняя поверхность отверстий под пробки покрывается битумом/

Ростверк из металлического швеллера

Обвязка швеллером используется при возведении кирпичных, каркасных, рубленых и брусовых строений. Такое сооружение особенно устойчиво и надёжно. Но также может применяться профильная труба или двутавровый стандартный профиль с сечением 20 мм, который обеспечивает ещё большую жёсткость конструкции, особенно если предполагается тяжёлая постройка.

Технология обвязки включает следующие шаги:

• после установки опорных свай все столбы должны быть строго выровнены по нулевой отметке;
• после замера деталей ростверка швеллер размечают и нарезают на части необходимой длины;
• все элементы из металла обрабатываются антикоррозийными составами в два слоя;
• профили монтируются на столбы и обрезаются на стыках под прямым углом;
• ростверк закрепляется сварочным методом, после чего швы покрывают грунтовочной смесью.

В ряде случаев может быть использована профтруба, которая фиксируется аналогичным методом. Этот материал имеет небольшой вес и доступен по стоимости. Однако следует учитывать, что это изделие более подвержено механическим воздействиям, поэтому устойчивость всей конструкции будет гораздо ниже.

Металлический швеллер выбирают цельнопрокатный, так как он выдерживает большие нагрузки, чем элементы, выполненные посредством гнутья.

Выясняя, какая обвязка лучше – безусловно, это монтаж с помощью ростверка из двутавра или швеллера, но, с другой стороны, многое зависит от типа здания.

Железобетонный ростверк

Железобетонная обвязка свай является трудоемкой и самой длительной. На ее монтаж потребуется 1-2 месяца. Однако такая рама обходится дешевле, чем рама из металла, в тоже время, не уступая ей в прочности.

Укрепление из монолитного железобетона имеет следующие преимущества:

• долговечность;
• устойчивость к перепадам температур и влажности;
• способность выдерживать высокий уровень нагрузки.

Стоит учитывать, что из-за особенностей бетонного раствора, проводить строительные работы при отрицательной температуре сложно. Поэтому такой формат выполнения обвязки подходит для теплого времени года.

Строительство железобетонной рамы выполняется в несколько этапов:

• ввинчивание в грунт лопастных труб на одном уровне;
• создание опалубки из досок;
• установка деревянной кладки на свайные конструкции;
• создание двухконтурного каркаса при помощи канатов и проволоки;
• скрепление арматуры горизонтальными перемычками;
• помещение каркаса в опалубку;
• приваривание лопастных труб к раме;
• заливка опалубки бетонным раствором.

После того, как смесь залита, необходимо подождать несколько дней для укрепления бетона и убрать опалубку.

Железобетонная обвязка винтовых свай

Ключевые этапы создания железобетонной рамы для укрепления основания дома:

• сначала проводится ввинчивание в грунт лопастных труб;
• затем из досок создается опалубочная система;
• на свайные элементы устанавливается деревянная кладка;
• создается двухконтурный каркас для дополнительного армирования;
• арматура закрепляется горизонтальными перемычками;
• каркас помещается в подготовленную опалубку;
• лопастные трубы надежно привариваются к раме;
• опалубочная система заливается бетонным раствором.

Важной особенностью процесса является необходимость проведения работ в теплое время года, так как при минусовой температуре бетонная смесь слишком быстро теряет свои полезные и уникальные свойства. Если следовать этому правилу, то при такой обвязке получится прочное и надежное укрепление свай, которое имеет несколько важных преимущества:

• устойчивость к перепадам температур и влажности;
• способность выдерживать серьезные нагрузки;
• долговечность всей конструкции, держащейся на сваях.

Выбор и подготовка материала

Если вы остановили свой выбор на обвязке при помощи швеллера, то тут существует целый ряд минусов. 1. Очень часто швеллера имеют дефекты плоскостности: выгнуты дугой, «пропеллером» или комбинировано. В условиях дачного участка, а если еще в одиночку, процесс рихтовки представляется маловероятным. 2. Необходимость произвести разделку под сварку влечет за собой использование большого количества отрезных кругов, а отсутствие опыта в разметке может привести к браку.
Перед производством сварочных работ швеллер необходимо зачистить от коррозийного налета при помощи шлифовальной машинки или обработать преобразователем ржавчины. Последний защищает металл от атмосферных воздействий.Производить сварочные работы своими руками, не имея должной квалификации, сложно, поэтому лучше их доверить профессионалу.
При обвязке свайно-винтового фундамента предпочтение отдается брусу

При его выборе обратите внимание на отсутствие трещин, механических повреждений. Он должен быть ровным и сухим

Необходимо сделать небольшой запас, чтобы не было нехватки материала. Брус для обвязки используют сечением от 150 мм.
Согласно разработанной схеме делается выборка, как углов, так и предусмотренных внутренних соединений. Лучше выборку делать «в лапу» или «полулапу», что улучшает соединение, но это сделать, не обладая опытом, тяжело. Проще использовать метод в «пол дерева», когда выборка производится под прямым углом.
Затем поверхность бруса ошкуривается и обрабатывается антисептиком и антипиреном. В дальнейшем это предотвратит процессы гниения древесины и возникновения грибка, а также позволит предотвратить возгорание. Обработку как деревянных, так и стальных поверхностей необходимо производить ежегодно.
Можно использовать клееный брус. Он прочнее, ровнее, с более точными размерами. Но такой брус намного дороже.

Для чего необходима обвязка фундамента

Сам фундамент выполнить гораздо проще и быстрее, чем сделать последующую обвязку брусом своими руками, металлом или бетоном. Тем не менее, ее необходимо сооружать, и зачем это делать, рассмотрим более подробно. Для соблюдения технологии следует правильно понимать принцип работы свайного или столбчатого фундамента. Обычно такие основания возводят для объектов с небольшим общим весом, так как нагрузочной способности любой винтовой сваи или столба из любого материала вполне достаточно, чтобы выдержать вес строения. Кроме того, финансово обвязка брусом винтовых свай намного более выгодна, чем строительство ленточного или плитного основания, да и времени на строительство уходит в несколько раз меньше. На фото ниже показана двойная обвязка брусом:

Свайное основание включает в себя несколько свай – в зависимости от общей площади частного строительного объекта их может быть от нескольких единиц до нескольких десятков. Сваями могут служить столбы из стали или ж/б трубы, погруженные в грунт на расчетную глубину, но не выше точки промерзания грунта, то есть, как минимум, на 1-1,5 метра. Эти свайные опоры держат здание над поверхностью грунта таким образом, чтобы нижняя часть дома не соприкасалась с почвой, не впитывала влагу и не промерзала от грунта.

Но столбчатые опоры неравномерно распределяют нагрузку от веса здания по грунту, и, чтобы дом не перекосился, сваи обвязывают конструкцией из подходящего материала. Такая обвязка дома из бруса уменьшает давление на м 2 от массы объекта и равномерно распределяет вес по периметру и по внутренним и несущим стенам строящегося дома.

Термин «обвязочный брус» обозначает горизонтальные детали (деревянный брус, стальной уголок, швеллер или двутавр, бетонный ростверк), соединяющие все сваи или столбы друг с другом в единую монолитную конструкцию. Любую обвязку можно назвать ростверком, так как она служит для усиления прочности и продления срока эксплуатации здания.

Фундамент для деревянного сруба

Для строений из древесины чаще других устраиваются основания:

• Столбчатого типа – подразделяются на сборные из: кирпича и ФБС (фундаментных стеновых блоков) и монолитные из армированного бетона;
• Свайные: винтовые и буронабивные.

Монолитный ленточный вариант также подходит для строений, но более затратный по средствам

Фундаменты такого типа отлично справляются с основными возложенными на них функциями на слабых грунтах:

• Удерживают массу надстроенных конструкций;
• Перераспределяют нагрузку на каждую опору, снижая давление на почву;
• Предоставляют возможность естественной вентиляции основания, что существенно пролонгирует срок службы деревянной постройки (особенно в подтопляемой местности).

При создании фундамента любого типа важно строгое соблюдение технологии на всех этапах, одним из которых является нижняя обвязка из бруса

Суть обвязки

Свайное поле и карта столбчатого фундамента представляет собой некоторое (проектное) количество отдельных конструкций, на определенном расстоянии друг от друга. Для соединения их между собой в единое основание, на которое можно опереть полы, стены и кровлю деревянного сруба, требуется обвязка столбчатого фундамента брусом.

На рисунке продемонстрирована формула расчета, используемая для вычисления параметров обвязки

В чем заключается устройство обвязки или как ее по-другому называют – ростверка? Это создание жесткой конструкции из балок, объединяющих сваи или столбы фундамента. По сути, ростверк, это перекрытие между свайным (столбчатым) основанием и собственно строением, на которое возложена ответственная задача распределения веса дома на все фундаментные элементы.

Как сделать обвязку из бруса для свайного фундамента

Обвязка из бруса для свайного фундамента — распространенный вид. Обеспечивает конструкции прочность достаточную, чтобы выдержать вес каркасной, щитовой постройки в 1-2 этажа. Если здание планируется в 3 этажа, много весит (из-за материала стен, вроде керамического кирпича, газобетонных блоков), лучше использовать швеллер, двутавровую, железобетонную балки.

Основные опорные элементы с головной частью

Виды обвязки

Есть четыре вида обвязки:

1. Железо-бетонной литой лентой
2. Двутавром из металла
3. Металлическим швеллером
4. Деревянным брусом. Подвид — ростверк с собранными в пакет обрезными досками.

Виды носовых частей опорных элементов

Особенности ростверка брусом

Перед монтажом ростверка, колоны выравнивают по длине относительно одной точки отсчета, заливают внутреннюю полость бетоном. После застывания (2-3 дня) — наваривают оголовки.

Для свай с винтом — металлическая конструкция в виде горизонтальной опоры 20х20 см, 25х25 см с приваренной ниже втулкой, упрочняющими откосами — «косынками».

Разрез установленных в почву частей фундамента

Особенности обвязки брусом:

1. Гидроизоляция рубероидом от прямого контакта с навершием колоны. Это не позволит влаге (конденсату) накапливаться в данном месте, вызывать гниение
2. Брус должен быть заранее обработан противопожарными составами, средством от гниения.
3. Прикреплять брус к оголовку нужно сантехническими болтами, дублировать скобами. Подробности процесса хорошо видны на приведенных иллюстрациях
4. Если длины бруса не хватает, его сращивают с другим, под этим местом должна быть еще одна свая
5. Максимальное расстояние между сваями — 250 см, минимальное — 50 см

Опорные элементы разного диаметра (под нагрузку 20-300 тонн)