Бетонировать винтовые сваи – достаточно простая задача с технологической точки зрения. Но некоторые специалисты полагают, что делать это совсем не обязательно.
Компетентные суждения приверженцев данной теории
Метод увеличения несущей способности винтовых свай, а также обеспечения их коррозийной стойкости появился от того способа, которым устанавливаются буроинъекционные сваи. Эту технологию используют тогда, когда строят в районах с плотной застройкой – то есть, разрушение фундамента соседних конструкций полностью исключается.
Если фундамент устраивают при помощи буроинъекционных свай, предполагается, что в работе задействуются установки шнекового бурения. В скважину, которую пробурили ямобуром, устанавливают арматурный каркас – его заливают водоцементным и песчаноцементным растворами, далее – выполняется опрессовка сваи.
Технология использования инъекции растворов в ствол виновных свай значительно увеличивает несущую способность – именно поэтому увеличивается прочность, жёсткость, повышается упругость свай на прогиб. Использовать песчано-бетонные смеси, которые развели водой, рекомендуется в тёплое время года. В зимний период требуются специальные присадки, которые будут предотвращать замерзание.
На фото — заливка бетоном винтовой сваи
Некоторые опытные специалисты полагают, что при заполнении свай бетон может создавать плоскости – из-за того, что состав слишком густой. То есть, воздух из ствола никуда не денется. Идеальное решение в этой ситуации – выполнить засыпку бескобетоном М300, или же ЦПС – конденсат, который появится со временем, обязательно забетонирует смесь.
Чтобы рассчитать нужное количество смеси, используется формула:
V=п r h (м3),
где r – радиус ствола (м), п = 3,14, а h – длина сваи (м).
Опытным путём установлено, что на каждый метр ствола сваи с D равным 108 мм, требуется 16 кг смеси.
Бесполезность бетонирования винтовых свай – обоснование
Многие полагают, что бетонировать винтовые сваи не нужно – так считают как исполнители, так и заказчики. Считается, что основная опасность, из-за которой могут разрушиться винтовые сваи – контакт между металлом и бетоном, просто коэффициент теплового расширения у них разный.
Из-за такой особенности материалов внутри бетонного массива образуются микротрещины – то есть, появляется место для скопления воздуха и влаги. За счёт этого процесс коррозии активизируется – начинается медленное, но верное разрушение сваи.
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:
Фундамент на винтовых сваях давно зарекомендовал себя как прочная и надежная конструкция. В целях повышения его устойчивости многие строители бетонируют стволы свай. Из этой статьи вы узнаете об особенностях данной технологии, возможностях совместного использования бетона и стали, а также о других возможных методах заливки оснований винтовых свай . +
Многих клиентов волнует вопрос, действительно ли необходимо заполнять ствол винтовой сваи. При отсутствии профессиональных знаний сложно дать компетентный ответ на данный вопрос. Но эта процедура очень важна при строительстве фундамента на винтовых сваях, поскольку позволяет увеличить допустимую нагрузку почти на 30%. Считается, что каждая заполненная бетонным раствором свая может выдерживать вес примерно 3 т. +
Технология заливки раствора внутрь сваи не является сложной. После установки конструкции спиливают участок с монтажным отверстием и заполняют ствол раствором. Чтобы предотвратить его проливание, можно пользоваться специальной воронкой. Затем раствор необходимо уплотнить: для этого обычно используют шомпол либо часть арматуры. Полностью убрать полости воздуха не получится, но их количество все равно уменьшится. В любом случае, пользуясь воронкой, вы сможете сэкономить бетонный раствор. Затем устанавливают оголовок и работают дальше. +
Способствует ли бетонирование ствола сваи развитию коррозии?
Несмотря на простоту вышеописанной технологии, многие строители сомневаются относительно необходимости ее применения. Некоторые фирмы, специализирующиеся на возведении фундаментов на винтовых сваях, не бетонируют стволы свай, считая, что использование данной технологии снижает сроки эксплуатации фундамента. Они объясняют это решение тем, что бетон и сталь имеют разные показатели теплового расширения. По их мнению, бетонирование приводит к появлению микрозазоров, в которых накапливается влага, что при поступлении кислорода способствует быстрому развитию коррозии. На самом деле, это утверждение легко оспорить, основываясь на физических характеристиках материалов. +
Разница между коэффициентами теплового расширения у стали и бетона незначительна, поэтому не может в реальности стать причиной «несовместимости» этих двух материалов. Иначе бы не существовали такие материалы, как трубобетон, железобетон. Даже при наличии воздушных пространств в растворе риск образования коррозии минимален, поскольку внутрь не поступает кислород. Ржавчина может появиться только в той ситуации, если в конструкции образуется полость во всю ее длину, что также исключено. +
Поэтому можно утверждать, что способ бетонирования винтовой сваи не вызывает коррозии. Кроме того, данная методика предупреждает ее появление. Бетон – это щелочная среда, которая оказывает положительное воздействие на черный металл. При заливке раствора в свае почти не остается кислорода, а содержащаяся в нем вода имеет высокий pH. Это значит, что бетон не способствует разрушению ствола винтовой сваи. Кроме того, заливка бетонным раствором снижает гибкость элементов конструкции, что повышает устойчивость стенок винтовой сваи и уменьшает вибрацию. +
О других методиках заполнения винтовых свай
Бетон – не единственный материал для заливки свай. Можно применять и песчано-цементный раствор. Принцип работы такой же, но в целях придания прочности по окончании заливки необходимо всыпать сухую ПЦС в последние 2 дециметра ствола сваи. +
Применение ПЦС дает возможность возводить фундамент на винтовых сваях в холодное время года. Заливка бетонным раствором должна производиться при температуре 15-25°C. Возможна работа при 5°C, но только с применением противоморозных добавок. При низких температурах требуется постоянный подогрев песчано-цементного либо бетонного раствора, что существенно увеличивает затраты на строительство и усложняет сам процесс. +
Хорошая альтернатива в данной ситуации – применение сухой ПЦС. Технология заливки такая же: срезаются участки с отверстием, смесь помещается в ствол, тщательно утрамбовывается. Смесь цемента и песка также способствует удалению воздуха из ствола сваи, что в дальнейшем обеспечивает защиту от коррозионного процесса. Даже если вода попадет внутрь винтовой сваи, песчано-цементная смесь заберет ее в себя: от этого она станет еще более прочной. +
Если вышеописанные факты вас не убедили и вы еще сомневаетесь в целесообразности бетонирования винтовой сваи, то вам следует строить фундамент на сваях, толщина стенок которых превышает 6 мм. Только при этом условии нет необходимости заливки основания сваи. Стоит отметить, что оголовок конструкции должен быть как следует проварен. Об этом условии говорится в п. 9.2.2 СП 28.13330.2012 «Защита строительных конструкций от коррозионных процессов». +
Бетонировать винтовые сваи, как и набивные опоры, необходимо для достижения их высокой несущей способности. Свайные основания на опорах такого типа возводят на слабых грунтах. К слабым основаниям относят песчаные, глинистые грунты, торфяники и болотистые почвы. В зависимости от расчетной нагрузки на сваю определают потребность в дополнительном армировании объема внутренней полости опоры. В данной статье представлена информация о бетонировании свайных опор.
Общие понятия о заполняемых бетоном сваях
Конструкция свайного поля под дом Сваи, которые заполняют раствором, называют набивными сваями. Конструктивные строения набивных свай бывают нескольких видов:
- Бетонные опоры;
- Железобетонные опоры;
- Металлические трубы;
- Асбоцементные трубы;
- Синтетические оболочки;
- Винтовые сваи.
На строительной площадке опоры под дом образуют свайное поле. На нем могут устанавливать как одиночные опоры, так и полосами или кустами. Свайное основание под дом, как правило, планируют прямоугольной формы.
Установка и заливка набивных свай
Скважины для набивных опор делают разными способами, в том числе такими, как бурение грунта, бурение с помощью вибромеханического оборудования, сверление с подачей под давлением глинистого раствора и посредством взрыва.
Бурение под опору производится как вручную, так и с помощью техники Устройство набивных свай состоит из нескольких этапов:
- По всей площадке, отведенной под строительство дома, делают скважины буром. На дне ствола насыпают песок или песчано-гравийную смесь в объеме 1:1. Насыпной слой трамбуют до толщины около 150-200 мм. На подстилающий слой укладывают слой гидроизоляции (лист толи или другой материал).
- В обводненном грунте с помощью специального оборудования покрывают насыщенным глинистым раствором внутреннюю поверхность скважины. Это создает на поверхности шурфа водонепроницаемую «кору», которая предотвращает обрушение стенок.
- В готовую полость устанавливают арматурный каркас. При установке каркаса строго контролируют его вертикальность.
Заливку бетоном скважины выполняют послойно. Объем каждого слоя обычно составляет около 200-250 мм. Уплотняют объем залитой смеси ручным электрическим вибратором.
Заливка свай с применением обсадных труб
Монтаж обсадной трубы для последующей заливки необходимо производить осторожно В почвах с небольшой несущей способностью набивные опоры под дом делают с помощью обсадных труб. Сначала бурят скважину, затем в полученный ствол опускают сегменты обсадной трубы. Погружение отдельных частей трубы производят специальным гидравлическим оборудованием (домкратами).
Если свайную опору решено делать с уширенным основанием, то его делают срезанием слоя грунта специальным механическим ножом или расширяют дно шурфа взрывом. Уширенное основание свайной опоры значительно влияет на увеличение несущей способности опоры.
После устройства подстилающего слоя и укладки гидроизоляции производят установку собранного арматурного каркаса. Заливку раствором делают послойно с уплотнением каждого слоя электрическим вибратором. По мере заливки бетоном и его твердением части обсадного ствола демонтируют.
Производят трамбование всего объема бетонного раствора по слоям кабельными вибраторами. Уплотняют каждый залитый слой толщиной 200 мм.
Заливка набивных свай бетоном с помощью пневматического оборудования
Свайные фундаменты под дом на водонасыщенных грунтах делают на набивных опорах с заливкой бетоном с помощью пневматического оборудования. На уложенную на дне ствола бетонную смесь компрессор подает сжатый воздух. Заполняют ствол бетоном послойно по всему объему. Выполняют эту работу специальным пневматическим нагнетательным оборудованием.
Заливка буронабивных свай с уширенной пятой
Насадка на бур для создания уширения пяты опоры Расширенное основание скважины делают тремя способами:
- Низ скважины заливают слоями бетонным раствором толщиной 200-300 мм и усиленным давлением раствор выдавливает окружающую почву, формируя уширенное основание.
- Формируют пяту с помощью специального режущего устройства. Складной режущий элемент, закрепленный на буровой колонке, раскрывается на нужной глубине. Вращаясь, нож расширяет размер основания в поперечнике скважины от 2-х до 3-х метров. Нож приводит в движение гидравлический механизм с дистанционным управлением.
- Уширяют основание скважины взрывным методом. Дистанционной установкой приводят в действие взрывчатку и образуется сферическое углубление.
После этого производят армирование полости скважины и ствол с установленной арматурой заливают бетоном.
Набивка свай смесью грунта с бетоном
Грунтонабивную сваю формируют за счет перемешивания специальной бурильной установкой грунта с жидким бетоном. Лопасти бура перемешивают срезанную почву с раствором. Весь объем бетонной смеси подают в скважину под давлением.
Перемешанная полученная смесь формирует ствол с высокой несущей способностью.
При устройстве грунтонабивной сваи не нужно производить вынимание грунта из полости пробуренного ствола. Такие опоры предназначены в основном для фундамента дома на песчаном слабом грунте.
Заливка винтовых свай бетонным раствором
Винтовые опоры заполняют бетоном слоями по 200 мм. Каждый слой обязательно уплотняют вибратором. Если опоры предназначены для небольшого дома, бетон успешно уплотняют куском гладкой арматуры или другим подручным приспособлением.
Посмотрите видео, как производится заливка винтовых опор.
Благодаря залитому бетону, винтовая свая приобретает высокую несущую способность. Однако при всех этих достоинствах, залитые бетоном винтовые опоры не применяют для домов из тяжелых материалов.
Строительство дома - сложная задача, для решения которой приходится принимать множество решений и выполнять различные работы. Одним из важнейших этапов возведения нового сооружения является обустройство фундамента, принимающего на себя нагрузку от конструктивных элементов объекта и передающего ее на твердые слои почвы.
Для строительства часто используют свайно-винтовое основание , способное выдерживать достаточно большие и тяжелые объекты, требующее минимальных финансовых вложений и временных затрат при создании. Монтаж опор предполагает ввинчивание труб в землю и заполнение их полостей бетонным раствором, потому собственники часто интересуются, чем залить винтовые сваи и нужно ли выполнять такие работы?
Преимущества свайных конструкций
Правила заливки труб бетонным раствором
Ничего сложного в бетонировании свай нет, выполнить работы под силу всем собственникам. Первоначально необходимо ввинтить все закупленные опорные конструкции в землю и выровнять их по горизонтали - обрезать болгаркой под один уровень.
В трубы поочередно заливают цементный раствор, используя дорожный конус или другое приспособление, способное выполнить функции воронки, чтобы бетон не проливался. Раствор в трубах необходимо уплотнить куском арматуры. Подобное уплотнение не может гарантировать полное отсутствие внутри труб воздушных карманов, но в целом объем воздуха в цементе уменьшится.
Не дожидаясь застывания раствора, на трубы можно устанавливать оголовки, обвязывать их швеллером или брусом, выполнять все остальные работы. Ждать полного застывания цемента нет нужды.
Помимо бетонного раствора для заполнения полостей в трубах можно использовать также песчано-цементный раствор или сухую смесь песка с цементом.