Целесообразность бетонирования винтовых свай

Прочное фундаментное основание при строительстве домов является гарантией их устойчивости, особенно на проблемных грунтах. Обустройство фундамента на винтовых сваях является одним из самых бюджетных вариантов, но такая конструкция требует дополнительного усиления при помощи бетонирования, что позволит ей выдерживать нагрузку до 3 т.

Необходимость заливки винтовых свай бетоном нередко ставится под сомнение, и всё же именно эта технологическая операция является лучшим методом повысить несущую способность конструкций и обеспечить их коррозионную стойкость. Кроме того, такая технология предохранит сваи от разрушения в зимний период, что возможно при попадании воды внутрь трубы и ее последующего замерзания, а также обеспечит сохранность фундаментов соседних зданий при проведении строительных работ в районах плотной застройки.

Обоснование необходимости бетонирования ствола винтовой сваи

Бетонирование винтовых свай благотворно влияет на механические свойства конструкции, способствуя увеличению жесткости, прочности, упругости. Тем не менее противники подобного усиления указывают на опасность, связанную с разностью коэффициентов теплового расширения металла и бетона. По их мнению, это может привести к образованию микротрещин, в которых будет скапливаться влага, что приведет к активизации коррозионных процессов.

Но такое возражение вряд ли найдёт много сторонников, поскольку опровергается практикой. Действительно, высокие прочностные характеристики таких строительных материалов как железобетон или трубобетон не подлежат сомнению, поэтому нет никаких оснований считать, что заполнение винтовых свай бетоном сможет негативно повлиять на их коррозионную стойкость.

К тому же, для развития коррозии кроме наличия влаги необходим постоянный доступ кислорода, а процедура бетонирования как раз и вытесняет воздух из ствола сваи. Следует также учесть, что бетон является щелочной средой, благоприятной для воздействия с черными металлами, а значит, не оказывает сколько-нибудь заметного химического или физического воздействия на металлические конструкции.

Процедура заполнения полости ствола винтовой сваи

Итак, мы убедились, что вопрос, нужно ли бетонировать винтовые сваи, должен решаться положительно. Как же выполнить эту операцию правильно с наилучшим результатом? На самом деле, такая технология не требует ни применения специального оборудования, ни особых приемов. Производится она следующим образом:

После завинчивания сваи необходимо срезать участок с монтажным отверстием.
Внутрь ствола сваи заливается бетонный раствор, при этом для экономии материалов рекомендуется использовать воронку.
После заливки происходит уплотнение раствора, которое можно производить рукой, но лучше для этой цели использовать кусок арматуры. Такая несложная процедура позволит сократить количество внутренних полостей.
После застывания бетонной смеси монтируется оголовок.

Чем лучше всего заливать винтовую сваю и зачем? Обычно для этого используется песочно-бетонная смесь, которая обладает склонностью к усадке, да и сама заливка производится несколько ниже уровня подрезки. При застывании бетона образуется небольшое углубление, поэтому для качественной заливки следует досыпать в сваю цемент или порошковый бетон.

При выборе марки бетона следует учесть характеристики возводимого здания. Так, бетон М-200 больше подходит для 1-2-этажных домов, а марка М-300 используется при возведении зданий высотой до 5 этажей.

Следует помнить, что заливать или засыпать винтовые сваи в холодное время года следует с добавлением антиморозных присадок, что предохранит ее от разрушения, возможного при расширении заледеневшего раствора. Если позволяют климатические условия, нижнюю часть можно заполнить и без использования присадок, что позволяет получить некоторую экономию этих материалов.

Для еще большего усиления конструкции можно использовать арматуру, нарезав ее по длине сваи и установив в полость трубы перед заливкой.

Другие методы заполнения свай

Всегда ли надо заливать сваи бетоном? Нередко применяются и другие материалы, оказывающие такой же эффект, например, сухие песчано-цементные смеси чаще используют при отрицательной температуре воздуха. Этот вариант хорош и тем, что если в ствол попадет влага, смесь впитает ее, увеличив тем самым собственную прочность. Засыпать винтовые сваи можно и пескобетоном, который действует так же, как и ПЦС. Что лучше – заливать или засыпать сваи в фундаменте? Некоторые специалисты считают, что использование сухих смесей должно быть предпочтительнее бетонных, так как они не образуют внутренние полости.

Кстати, вопрос, чем залить винтовые сваи, может стать неактуальным, если вместо обычных газоводопроводных труб с толщиной стенки до 4 мм использовать толстостенные трубы. Например, труба диаметром 108 мм с толщиной стенок 7 мм может выдержать большие нагрузки, чем бетонированная свая с более тонкими стенками. Правда, стоимость такой трубы несравнимо выше, поэтому процесс бетонирования остается популярным и надежным способом увеличения стойкости свай по отношению к механическим и физико-химическим нагрузкам, повышает долговечность фундамента и, в конечном итоге, надежность и устойчивость всей постройки.

Технология заливки бетона в винтовые сваи

Бетонный фундамент на опорах, внедряемых в почву посредством ввинчивания, считается прочным и надежным основанием. Бетонирование винтовых свай выполняют для повышения прочностных характеристик основы, так как внутренняя полость конструкции является полой, там может образовываться конденсат и, как следствие, металл подвергается коррозии. Заливка цементом с мелкими фракциями или песчано-цементной смеси служит барьером для проникновения влаги в стволе и увеличивает прочность конструкции на изгиб. Монтирование винтового типа фундамента считается одним из самых бюджетных способов обустройства.

Читать еще: Облицовочный камень для цоколя

Зачем необходимо заливать винтовые сваи бетоном?

Конструкция элементов производится различного диаметра с лопастями для ввинчивания в массив собственноручно или специальной техникой. Опасность для стальной трубы представляет замерзание воды в зимний период, что приводит к разрушению ствола. Во избежание дефектов всю внутреннюю полость заливают бетоном. Процесс бетонирования, помимо несущей способности, выполняет защиту от проникновения влаги. Обработку гидроизоляцией по внутренней поверхности стержня не делают, так как песчано-цементный раствор выступает в роли абсорбента.

Бетонный фундамент на винтовых сваях выполняется в таких целях, как:

Исключение попадания в пространство ствола воды. Жидкость приводит к коррозии, а когда вода замерзает, ей нужно больше места, чем в жидком состоянии, что способствует деформации элемента сваи.
Увеличение несущей способности.

Какой бетон используют для заполнения?

Проектная документация регламентирует марку бетона для свай М350 или низкофракционный М200. Характеристика смеси дает возможность использовать ее для производства изделий и конструкций, несущих экстремально высокую нагрузку. Прочностные характеристики относят к классу В 25, где давление в 25 МПа приходится на 1 м2, что создает высокий уровень сопротивления к износу.

Технология бетонирования

Первым делом выполняют отметки уровня, по которым в дальнейшем подрезают все участки. Заливку песчано-бетонной смеси выполняют несколько ниже краев. Смесь готовят в пропорции 1 к 3 цемента и песка соответственно. Сухие составляющие смешивают с водой до состояния густой сметаны. Раствор заливается внутрь трубы с уплотнением вручную, используя прут. Он в трубе проседает, поэтому через небольшой промежуток времени снова заполняют верх сваи цементом или порошковым бетоном, что способствует устранению остаточной лишней влаги, выравниванию смеси и качественной заливки.

Смесь засыпают в сухом виде, потому что со временем она сама напитается влагой, превратившись в камень. Заполненная бетонным раствором свая обвязывается швеллером или на нее помещают стальной оголовок для дальнейшего крепления конструкции сооружения. Ростверк соединяет элементы основания, объединяясь со сваями, добавляя их в свою толщу. Такое взаимное расположение частей используют для возведения фундамента сооружений из любого типа материалов. Основание с ростверком не нуждается в замоноличивании, потому что он сварен и закреплен на оголовки элементов.

При температуре выше 0ºC смесь могут разводить водой, но при минусовых показателях обязательно следует добавлять присадку от замерзания раствора, так как сваю может разорвать от разности давления при расширении воды в смеси. Пищевая соль служит в качестве бюджетной присадки, не дает воде перейти в другое состояние пока цемент не схватится.

Если же температура воздуха довольно низкая (-5ºC и более), тогда следует применять антиморозные жидкости, чтобы не разрушилась свая и не вытек залитый раствор.

Необходимые материалы и инструменты для монтирования

К материалам для установки этого вида фундамента относят:

сваи винтового типа;
оголовки;
деревянные палочки для разметки территории;
мелкофракционный песок;
цемент и резервуар для замешивания;
вода;
средства от коррозии для обработки стыков и швов.

Список необходимых инструментов для выполнения работ:

измерительная рулетка 20 м;
маркер, который наносится на металлическую поверхность;
водяной строительный уровень и магнитный;
диски для болгарки, которые могут осуществлять обработку по металлу;
сварочное оборудование;
резервный источник питания электроэнергии;
бур земельный со съемными фрезами подходящего диаметра.

Обрезка свай

Нанесение меток для среза лучше наносить перманентным фломастером серебристого цвета, потому что именно этот цвет хорошо отражается лучами от лазера. Линия, по которой проводят нарезку, обматывается хомутом для правильного среза. Далее болгаркой с тонким диском выполняют процесс обрезки. Это долгий и трудоемкий процесс, за 1 рабочий день профессиональный мастер может обрезать всего 20 свай. Обязательно необходимо при выполнении работ надевать наушники, очки и толстые перчатки.

Армирование

Нарезку прутьев выполняют в соответствии со схемой армирования проекта. Арматуру собирают в каркас заданной формы, к которому крепят хомуты и фиксируют в местах их пересечения. Сама конструкция ростверка, если она предусмотрена, собирается по следующему принципу:

Ростверк тоже необходимо правильно армировать.

Хомуты раскладывают через каждые 400 мм.
Продольные арматура продевается внутрь.
Вязальной проволокой связываются места пересечений.
К решетке привязывают стержни Г-образной формы для крепления с ростверком.

Заливка бетона

В подготовленные углубления вставляют рубероид и армированный каркас. Свая заливается песчано-цементным раствором. Это необходимо для блокировки поступления кислорода и воды внутрь сваи и для придания дополнительной возможности сопротивления горизонтальным нагрузкам. Процесс заливки скважины выполняется послойно. Каждый слой составляет 200 мм. Объем залитой смеси уплотняется ручным вибратором или подручными средствами. Остается приварить оголовки, швеллер или что-то подобное как основание венцов.

Читать еще: Копка фундамента вручную

Как залить сваи бетоном самостоятельно

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

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

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

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.

Рекомендуем посмотреть видео, как производится заливка опоры с расширенной пятой.

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.

Читать еще: Устройство опалубки фундамента из досок своими руками

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.

Заливка бетоном винтовых свай

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.

Состав бетона М200.

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

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.