Жесткость свайно-винтового фундамента зависит не только от качества свай и глубины их завинчивания, но и от качественно выполненной обвязки — элемента, который объединяет опоры свайного поля в единую прочную конструкцию. Правильно выполненная обвязка — ключевой аспект долговечности фундамента на винтовых сваях.
Зачем нужна обвязка
Свайно-винтовой фундамент — эффективная альтернатива классической конструкции, ленточному или монолитному фундаменту. Особенно в условиях строительства на сложных грунтах — болотистых, пучинистых, подвижных. Винтовые сваи завинчиваются в грунт на глубину залегания несущих слоев породы, лопастная часть опоры дополнительно уплотняет грунт в околосвайном пространстве, за счет чего улучшается фиксация элемента в вертикальном положении.
Обвязка объединяет отдельные опоры в единую жесткую конструкцию. Сами по себе сваи эффективно справляются с вертикальными нагрузками, однако недостаточно хорошо противостоят нагрузкам горизонтальным. Обвязка решает эту проблему — предотвращает расшатывание каждой опоры в отдельности и неравномерную осадку в целом.
Также обвязка незаменима при возведении объекта на участке с неровным рельефом. Важнейшая функция объединения свай в единую силовую конструкцию — равномерное распределение веса постройки на все точки опоры. Благодаря обвязке удается добиться ровной поверхности для реализации дальнейших строительных работ.
Какие материалы обвязки существуют
На рынке представлено несколько основных вариантов обвязочного материала. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки — поэтому выбор зависит от конкретных условий возведения.
Раньше базовой классикой являлось использование строительного бруса — 150х150, 150х200, 200х200 мм. Деревянная обвязка до сих пор находит применение при строительстве легких деревянных сооружений — пристроек, террас, веранд, а также для возведения бань и технических зданий на свайно-винтовом фундаменте.
В некоторых случаях застройщики все-таки используют брус для более крупных объектов. Делается это с целью снижения общих затрат, однако такой подход рискован и может привести к аварийности дома. На практике древесная обвязка со временем теряет прочность, так как слабо противостоит нагрузкам на сжатие и растяжение. Со временем весь фундамент под весом строения теряет стабильность.
Еще одним недостатком деревянной обвязки становится ненадежность соединения материала с оголовками. Чаще всего данный минус деревянной обвязки проявляется под воздействием сдвигающих сил — значительной ветровой нагрузки, влияния снежной массы, большего давления грунта с одной стороны здания. В результате перечисленных явлений может возникнуть ситуация, когда крепеж проминает посадочное место, и ростверк теряет заявленную жесткость.
Второй вариант — металлическая обвязка. Металл используется для строительства крупных, тяжелых объектов, а также показан при возведении свайно-винтового фундамента на участках с перепадами в рельефе. В качестве материала для металлической обвязки применяют:
- Металлический уголок. Изделие из высококачественной стали с Г-образным сечением, согнутое под углом 90°. Для обвязки используются равнополочные профили 40х40х4, 50х50х4 мм с толщиной стенки 4 мм.
- Профилированная труба. Используется для дополнительной обвязки: монтируется не на оголовки, а непосредственно к стволу сваи — параллельно или крест-накрест. Дополнительная обвязка сооружается в случаях, когда надземная часть поля имеет большую высоту или в случаях необходимости большего укрепления. Применяются трубы с толщиной стенки от 1,5 до 3 мм.
- Швеллер горячекатаный или гнутый. Профиль из металлического проката с П-образным поперечным сечением. Швеллер обладает хорошей устойчивостью к нагрузкам на изгиб, разрыв и сжатие.
- Двутавровая балка. Длинномерный профиль с Н-образным поперечным сечением. Двутавр в несколько раз превосходит по жесткости уголок или трубу.
Металлическая обвязка приваривается к оголовкам свай, места сварки покрываются антикоррозийным составом. Если обвязка монтируется непосредственно на верхнюю часть свай, ростверк усиливается дополнительной обвязкой — деталями, которые устанавливаются с внешней стороны свай.
При монтаже свайного фундамента на участках с резкими перепадами высот, когда верхние части свай расположены высоко от поверхности грунта, дополнительная обвязка устанавливается по диагонали для придания большей устойчивости.
Какой профиль выбрать
Обвязка двутавром. Двутавр обеспечит высокую прочность и жесткость. Наибольшую среди всех типов фасонного проката. Выбирают двутавр для обвязки поля под тяжеловесный объект с большими промежутками между сваями. Однако, из-за большого веса самого двутавра конструкция утяжеляется.
Обвязка швеллером. Вариант применим при необходимости укрепления свайного фундамента в осложненных условиях местности: на участках с пучинистым грунтом или неровным рельефом. Швеллер используется как для обвязки винтовых свай, так и железобетонных.
Выбор сечения швеллера зависит от диаметра винтовых опор и материала стен, который будет использоваться в дальнейшем. Профиль устанавливается стенкой вверх, соединение деталей осуществляется под углом в 45 градусов.
Обвязка уголком. Уголки используются в качестве диагональных раскосов для усиления конструкции в дополнение к ростверку. При устройстве верхней обвязки уголки привариваются в два ряда — по внешнему и по внутреннему периметру фундамента, а также под несущими стенами. Внешний и внутренний контуры из уголков устанавливаются полкой вверх, на расстоянии, соответствующем ширине стенового материала.
Для обвязки ни в коем случае нельзя использовать бывший в эксплуатации металлопрокат. Б/у материал уже имеет внутреннее напряжение, возникшее в процессе его использования в предыдущих конструкциях. Внутреннее напряжение опасно тем, что приводит к деформации профиля под значительной нагрузкой.
Чтобы обеспечить прочность и устойчивость фундамента, выбор материала для обвязки и усиления свайного поля следует делать с учетом характеристик свай, а все расчеты лучше доверить профессиональным специалистам.