Обвязка винтовых свай каркасного дома брусом, доской, швеллером, уголком или трубой – выбираем чем лучше и как правильно обвязать

Назначение обвязки

Обвязка свайного фундамента — это обязательная процедура, обеспечивающая конструкционное соединение точечных опор в единую несущую систему. Верхушки свай с установленными оголовками соединяют между собой, образуя жесткую и неподвижную опору.

Основной задачей обвязки считается более равномерное распределение нагрузки на вертикальные стволы свайного поля.

Вес постройки неоднороден — одни ее части тяжелее, другие — легче. Некоторые сваи могут испытывать слишком большое давление, приводящее к проседанию или смещению опоры. Обвязка выравнивает воздействия и обеспечивает штатную работу каждого свайного ствола.

Кроме того, возникает несущий пояс, который обеспечивает поддержку стен в любой точке периметра, а не только в местах контакта со сваями. Это позволяет сохранить несущие стены, избежать деформаций, появления трещин. Иначе они будут провисать, возникнут проблемы с дверными и оконными проемами.

Обвязка принимает на себя не только статические, но и динамические нагрузки (резкие толчки сейсмического или эксплуатационного происхождения), в противном случае все эти воздействия приходились бы только на несущие стены.

Обеспечить необходимый запас прочности в таких условиях можно только за счет повышения толщины стен, что приведет к увеличению веса строения. Результатом станет возрастание нагрузки на каждую сваю. Распределение веса дома по всей площади свайного поля станет более неравномерным, и прогнозировать поведение опор в течение всего периода эксплуатации будет сложно.

Примечательно, что обвязка считается необходимой только для тяжелых строений. Веранды или беседки можно строить и без обвязки (в обычном понимании этого термина). Однако совсем обойтись без нее не получится в любом случае — нижняя часть сооружения всегда выполняется в виде прочного опорного пояса по периметру, выполняющего ту же роль.

Преимущества и недостатки обвязки свайного фундамента

Обвязка — элемент опорной системы, обладающий массой преимуществ:

• обеспечивается передача части нагрузки на соседние, менее нагруженные стволы
• несущие стены опираются на линейный опорный элемент, что снижает риск их деформации или разрушения
• исключается боковое смещение или расшатывание отдельных свай
• возможность компенсировать перепады плотности грунта на участках со сложной геологической обстановкой
• возникает ровная и горизонтальная опорная система, позволяющая вести дальнейшее строительство по общепринятой схеме
• увеличивается срок службы всей постройки, включая подземные и наружные элементы

Есть еще одно, неявное преимущество обвязки. Ее конструкция позволяет создать воздушный промежуток между нижней плитой постройки и грунтом. Это обеспечивает вывод излишков влаги, а также дает возможность усиливать внешний периметр опорной системы (при необходимости).

Недостатками обвязки свайного фундамента следует считать:

• удорожание строительства
• увеличение длительности работ по обустройству фундамента
• возрастание трудозатрат
• необходимость тщательного контроля положения балок обвязки

Риск нарушения опорной плоскости можно считать основным минусом свайной обвязки. Любые неровности, простая неаккуратность или спешка могут стать причиной появления выступающих участков. В процессе дальнейшего строительства они создадут немало сложностей, особенно, если проявятся на поздних стадиях работ.

Виды обвязки

Существует множество видов обвязки свайного фундамента. Однако для винтовых свай количество доступных вариантов ограничено из-за специфики конструкции стволов. Например, создание свайно-ленточного фундамента в данном случае исключается. Однако есть возможность выбрать его ближайший аналог — ростверковое основание с опорой на винтовые сваи.

Виды обвязки принято разделять по материалу, из которого ее создают. Выделяют три основных типа:

• железобетонная
• металлическая
• деревянная

Самая прочная и мощная обвязка делается из бетона, армированного металлическими прутами. Ростверк (так называется бетонная обвязка) способен выполнять функции ленточного фундамента, но в грунт его не погружают. Выбирают его только при постройке больших домов. Основным недостатком является сложность конструкции и большая длительность застывания бетонной ленты.

Металлические виды обвязки являются наиболее предпочтительным вариантом. С точки зрения конструкции, это стальные белки, связывающие винтовые сваи (либо все, либо только по линиям несущих стен). Сварные соединения выполняются довольно быстро, и в результате появляется прочная и надежная обвязка.

Деревянная обвязка — это пояс из бруса. Основную сложность здесь составляют угловые соединения, которые должны быть плотными и надежными. Кроме того, деревянный пояс не способен принимать большие нагрузки, поэтому его используют для небольших легких построек (веранды, беседки, служебные строения и т. д.).

Выбор того или иного вида обвязки производится в зависимости от назначения, размера и веса будущей постройки. Помимо этого, в расчет принимается материал стен и другие конструкционные особенности строения. Также учитывается специфика эксплуатации домов в данном регионе. Например, если в местности часто случаются шквальные порывы ветра, необходимо не просто связать сваи, но и максимально усилить их. Кроме того, надо принимать во внимание снеговую нагрузку — из-за нее вес постройки зимой может существенно увеличиваться.

Как правило, предпочтение отдают металлическим вариантам обвязки, поскольку они наиболее прочные и долговечные. При этом, работа со стальными балками тяжела физически — возможно, потребуются подъемные механизмы (как минимум, ручные тали),

Бетонный ростверк используют на жилых домах (иногда его применяют при строительстве из пено- или газобетона). Методика его сборки близка к технологии заливки ленточного фундамента. Требуется большое количество материалов, процесс создания ростверка проходит в несколько этапов и отнимает массу времени. Работы можно проводить только в теплое время года (в других случаях это требование не является обязательным),

Деревянный брус укладывают при возведении легких сооружений или дачных домиков, не рассчитанных на постоянное проживание. Здесь можно обойтись без использования подъемной техники, но скорость сборки зависит от наличия навыков работы с деревом.

Способы создания обвязки винтового фундамента

Сборка обвязки происходит по определенным правилам. Они обычно продиктованы особенностями материала, назначением строения и другими факторами толщина винтовых свай, тип грунта и предполагаемые нагрузки). Различия состоят в самой конструкции, а также способах крепления деталей обвязки к сваям.

Металлическая обвязка (уголок, швеллер, двутавр и труба)

Металлическая обвязка — это сборка из стальных балок, приваренных к выступающим из грунта винтовым сваям.

Существуют разные способы сборки:

• обвязка становится опорной подсистемой (балки крепятся поверх оголовков и образуют ровную плоскость
• обвязка выполняет чисто конструкционную (усиливающую) функцию (точки крепления балок находятся под оголовками)

Чаще всего обвязку выполняют по первому типу, с образованием несущего пояса. Это более быстрый вариант, заметно ускоряющий монтаж. Крепление балок под оголовками производится в тех случаях, когда выступающие части свай имеют большую высоту. Они более подвижны, и крепление в точках, близких к середине, обеспечивает достаточную жесткость опорной системы. При этом, допустимы некоторые неточности в размещении балок, поскольку они нужны только для связки и не образуют плоскость.

Выбор типа стального проката, используемого для изготовления элементов обвязки, довольно широк. Чаще всего применяют уголок и швеллер, немного еже используют двутавр (он очень прочный, но тяжелый). Труба прямоугольного сечения также подходит для создания обвязки (можно использовать и обычную круглую трубу, но она не имеет плоских поверхностей и может выполнять только функции связующих элементов).

Единственным серьезным недостатком стальной обвязки является склонность к коррозии. После завершения монтажных работ всю конструкцию необходимо покрыть защитным слоем краски, который придется периодически обновлять.

Железобетонный ростверк

Железобетонный ростверк — это облегченный аналог ленточного фундамента. Его главное отличие состоит в меньших размерах (как по высоте, так и по толщине). Кроме того, ленту заливают в траншеях, а ростверк формируют на некоторой высоте над грунтом.

Это снижает ее несущие качества, но обеспечивает качественную вентиляцию нижних частей конструкции. Ростверк невосприимчив к изменениям высоты почвенных вод, он не подвергается воздействиям весенних паводков (если только в местности не отмечены крупные сезонные наводнения).

Общая методика сборки ж/б ростверка схожа с технологией заливки фундамента. Однако есть и другой вариант, при котором используются готовые ж/б блоки (ФБС). Их укладывают на оголовки свай и приваривают к закладным элементам, образуя жесткий несущий пояс. Такая обвязка несколько слабее отливки, но времени для ее сборки требуется в несколько раз меньше.

Недостатков у ж/б обвязки довольно много. Главные из них — высокая стоимость и длительность работ. Приходится использовать много разных материалов — бетон, арматурные стержни, деревянные доски (фанера, ДСП, ОСБ). Понадобятся навыки работы со всеми материалами, умение вязать арматурный каркас, строить опалубку, заливать бетон и грамотно выдерживать его до полной кристаллизации.

Если собственных знаний и умений недостаточно, придется нанимать бригаду работников, что еще больше увеличит стоимость фундамента. При использовании готовых блоков понадобится подъемная техника. Если производится заливка, придется либо заказывать готовый бетон в миксере, либо делать его самостоятельно (причем, очень быстро и много). Понадобится очень грамотная организация работ, и любой сбой поставок или создания материала может поставить под вопрос всю процедуру создания обвязки. Эти недостатки часто становятся причиной отказа от выбора ж/б обвязки.

Обвязка свайно-винтового фундамента брусом или доской

Использование деревянной обвязки, как правило, является выбором для легких построек. Чаще всего, это террасы, веранды, пристройки нежилого назначения. Кроме того, это обычный вариант обвязки для беседок, хозяйственных построек.

Деревянная обвязка обычно строится из бруса. Однако можно использовать доски, которые укладывают в пачку и соединяют резьбовыми элементами. При таком способе сборки исчезают внутренние напряжения материала (напряжения одной доски компенсируются противонаправленными напряжениями другой). Кроме того, несущий пояс из досок легче собирать, хотя по времени работа будет несколько дольше.

Основной проблемой при сборке обвязки из дерева становятся угловые и (иногда) продольные соединения. Чаще всего используется метод соединения «вполдерева» но знающие люди применяют и более сложные способы — в «шип-паз», «ласточкин хвост» и т. п. чем плотнее и жестче будет выполнено соединение, тем надежнее будет обвязка и вся несущая система в целом.

Основным недостатком этого способа является неустойчивость материала к воздействию влаги. Контакт древесины с водой вызывает массу отрицательных появлений — коробление, набухание, появление плесени и грибка, гниение. Для защиты от влаги используют различные пропитки или покрытия из ЛКМ, но полной гарантии ни один вид отсечки не дает. Кроме того, древесина постоянно подвергается атакам насекомых и грызунов. Наконец, материл хорошо горит, что также требует от владельца принятия защитных мер (например, требуется антипиреновая пропитка).

Этапы монтажа металлической обвязки свайного фундамента

Сборка стальной обвязки происходит в следующем порядке:

1. нарезка балок по длине. Необходимо обеспечить такие размеры металлопроката, чтобы они не выступали за пределы свайного поля, а стыки не приходились на точки крепления к оголовкам свай
2. укладка балок на верхние площадки оголовков. Раскладывают всю обвязку, точно подгоняют углы и тщательно проверяют горизонталь, выравнивают балки по плоскости
3. с помощью сварки прихватывают все балки к опорам и еще раз проверяют их положение, устраняя обнаруженные недостатки
4. окончательно проваривают все соединения и наносят защитный слой краски.

Некоторые источники рекомендуют вместо сварки использовать резьбовые соединения. Они аргументируют свою точку зрения тем, что такую обвязку можно отрегулировать, компенсируя проседание свай или другие деформации. Однако, если учесть специфику сборки, подобный совет представляется сомнительным. Во-первых, придется сверлить (или прожигать той же сваркой) очень много отверстий под болты. Во-вторых, регулировка обвязки обычно требуется через какое-то время, когда над опорной конструкцией находится эксплуатируемая постройка. Возможность что-либо отрегулировать в таких условиях практически нулевая.

Этапы монтажа обвязки свайного фундамента брусом

Методика сборки деревянной обвязки из бруса:

1. нарезка деталей обвязки по длине (необходимо учитывать угловые соединения, для которых требуется достаточный припуск у обеих сторон)
2. разметка и изготовление элементов угловых соединений (создание пазов, гнезд под «ласточкин хвост» или другие действия)
3. укладка брусьев на оголовки через прокладки из рубероида, окончательная подгонка соединений
4. скрепление угловых участков резьбовыми крепежами, обеспечивающими плотный прижим двух частей бруса друг к другу и к оголовку

Необходимо проследить, чтобы нигде не было прямого контакта древесины с металлом — он вызовет намокание и разрушение обоих материалов (древесина будет гнить, а сталь заржавеет). Кроме этого, надо постоянно контролировать и корректировать положение бруса, проверять горизонталь и плоскость обвязки.

Этапы монтажа железобетонного ростверка

Сборка ростверка проходит в несколько этапов

• сборка опалубки. Ее днище должно приходиться вровень с оголовками свай, а ширина и высота соответствовать размерам будущей ленты
• сборка армирующего пояса. Здесь используются обычные приемы — прутки вяжут отожженной проволокой, дополнительно усиливают все углы и участки примыкания. Каркас приваривают ко всем сваям
• заливка опалубки бетоном. Процедуру производят одномоментно, заливать половину сегодня, а остальное завтра нельзя
• после выдержки (в это время отливку надо регулярно поливать водой и накрывать тентом для защиты от солнца) опалубку снимают, затем выдерживают еще некоторое время до набора конструкционной прочности
• поверх бетонной ленты укладывают двойной слой рубероида и приступают к дальнейшим работам

Создание ж/б ростверка — задача для опытных специалистов, и выполнять ее самостоятельно можно только при наличии специальной подготовки. Придется понести немалые расходы и организовать работу так, чтобы не было недостатка в материалах. Это непросто, процесс длится не менее месяца. Однако результат того стоит — будет создан прочный и максимально надежный несущий пояс, готовый к приему больших нагрузок.