Чем заполнить сваи после вкручивания
Обоснование необходимости бетонирования ствола винтовой сваи
В статье рассматриваются необходимость бетонирования ствола винтовой сваи, совместная работа стали и бетона, и альтернативные способы заполнения трубы.
Содержание статьи:
1. Процедура заполнения полости ствола винтовой сваи
Производится она следующим образом: в завинченную сваю после спиливания участка с монтажным отверстием заливается, как правило, бетонный или цементно-песчаный раствор. Желательно при этом использовать воронку: раствор не будет проливаться, и Вы получите возможность лучше контролировать расход материала.
После заливки при помощи металлического стержня (это может быть кусок арматуры) рекомендуется уплотнить раствор. Конечно, устранить все оставшиеся воздушные полости таким образом вряд ли удастся, но все же процедура позволит существенно сократить их количество. После этого можно монтировать оголовок и продолжать работы.
2. Бетонированные сваи в большей степени подвержены коррозии – миф или реальность?
Казалось бы, технология простая и необходимая, но ее целесообразность, тем не менее, была поставлена под сомнение. Некоторые компании не используют бетонирование ствола сваи, так как, с их точки зрения, оно уменьшает срок службы фундамента. Это мнение подкрепляется тем, что у металла и бетона коэффициенты теплового расширения отличаются. Из-за этого несоответствия якобы образуются микрозазоры, в которых скапливается влага, и при наличии доступа кислорода коррозия протекает в ускоренном темпе.
Эти доводы не имеют под собой реальных оснований и легко опровергаются. Коэффициенты линейного теплового расширения стали и бетона мало различаются между собой, и существующая незначительная разница не может стать причиной конфликта материалов. Конструкции из стали и бетона и при отрицательных температурах, и в условиях нестационарного теплового режима ведут себя аналогично однородным. Именно это делает возможным применение таких материалов как железобетон и трубобетон.
Даже если в бетонном растворе останутся полости, отсутствие возможности проникания воздуха сведет к минимуму вероятность образования в них конденсата на внутренней стенке ствола. При заливке литого раствора происходит вытеснение воздуха из ствола и образование полостей становится маловероятным. Основным преимуществом данной технологии является то, что бетон является щелочной средой (pH более 7 единиц) и препятствует процессам коррозии металла. К примеру, в железобетоне арматура сохраняется за счет наличия защитного слоя бетона толщиной в несколько сантиметров, который обеспечивает наличие щелочной среды вокруг стальных стержней. Коррозия арматуры в железобетоне возможна только при наличии сильно агрессивных сред или изменения уровня pH в сторону уменьшения за счет карбонизации. Это возможно только при открытом контакте с воздушной или водной средой. Поэтому вода, которая попадает в полости, трещины и зазоры затвердевшего бетона внутри трубы не изменяет уровень pH. Бетон не оказывает негативного воздействия на металл, а является защитной средой.
Более того, заполнение стальной трубы бетоном повышает жесткость элементов, увеличивает местную устойчивость стенок и глушит вибрации.
3. Альтернативное заполнение полости ствола винтовой сваи
Для работы с бетоном наиболее благоприятной является температура в промежутке от +15° до +25℃. Если использовать противоморозные добавки, этот диапазон расширяется до +5℃. Стоит напомнить о том, что при отрицательной же температуре воздуха бетонную либо песчано-цементную смесь необходимо постоянно подогревать, из-за чего возникают дополнительные расходы, поэтому для заполнения ствола винтовой сваи можно использовать и сухую песчано-цементную смесь.
Как и в случае с бетонным или песчано-цементным раствором, после срезки участков с технологическим отверстием она засыпается в сваю через воронку, а затем уплотняется.
Песчано-цементная смесь, как и бетонный раствор «выдавливает» воздух, а наличие цемента обеспечивает создание щелочной среды при попадании воды. Всё это предотвращает тем самым возникновение коррозионных процессов на внутренней поверхности трубы.
Как заполнять винтовые сваи — бетоном или сухой смесью?
Винтовые сваи заполняют бетоном во время монтажа. Но зачем? А чем заполнять сваи — бетонным раствором? Полусухой или сухой смесью? На эти вопросы мы и ответим в нашей статье!
Зачем заполнять винтовые сваи?
Многие полагают, что заполнение сваи необходимо для того, чтобы утяжелить конструкцию и придать тем самым дополнительную устойчивость при подвижках грунта. Однако это не так: винтовые сваи прочно вкручены ниже глубины промерзания в плотные слои грунта, поэтому и боковое, ни вертикальное давление не повлияет на устойчивость свайно-винтового фундамента.
Для повышения устойчивости и несущей способности фундамента используют металлическую обвязку: уголки, профильные трубы, швеллеры или двутавровые балки, которая связывает свайное поле, превращая его единую конструкцию.
Полость свай заполняют бетоном для того, чтобы влага не скапливалась на внутренних стенках, не вызывала коррозию и не разрывала сваю изнутри при замерзании.
Снаружи винтовые сваи защищены от коррозии только порошковой краской. Внутри сваи металл ничем не обработан, поэтому конденсат может нанести серьезный вред металлоконструкции и существенно снизить несущую способность фундамента.
Установленные винтовые сваи нельзя оставлять пустыми, их обязательно нужно бетонировать. Но чем заполнять сваи — жидким бетоном, полусухой или сухой смесью? Давайте разбираться.
Заполнение свай жидким бетоном
При заливке винтовых свай жидким бетоном образуется довольно много пустот — пузырьков воздуха. В этих пустотах также образовывается конденсат, который разрушает бетон, а затем — стенки трубы. Чтобы избавиться от пузырьков воздуха и сделать смесь однородной, сразу после заливки применяют строительный вибратор.
При вибрировании часть лишней воды, которая содержится растворе для текучести и удобоукладываемости, отслаивается (так называемое цементное молоко). Бо́льшая часть этой воды остается в свае.
Также стоит учитывать, что внутри сваи, закрытой сверху оголовком, бетон высыхает очень медленно. Если в обычной опалубке лишняя влага из бетона испаряется, то в закрытой свае влаге некуда деться. Бетон в полости трубы может высыхать в течение нескольких лет. Соответственно, он регулярно подвергается циклам замерзания/оттаивания
Заполнение винтовых свай полусухим бетоном
Полусухой раствор — с достаточным количеством воды — намного меньше расслаивается при обработке вибратором. Но таким раствором сложно заполнить трубу с малым диаметром (до 89 мм). Воздушных пустот образовывается значительно больше, по сравнению с жидким бетоном.
Полусухая смесь меньше боится расслоения, но при этом трудоемкость значительно увеличивается.
«Мокрая» заливка занимает много времени монтажа, необходимо отмывать инструменты (лопату, воронку). Со временем инструмент попросту выйдет из строя. Чтобы ускорить процесс заливки бетоном, то можно вызвать АБН, однако это дополнительные денежные траты.
Сухая засыпка винтовых свай
Сухая смесь в трубе остается в первоначальном состоянии очень долгое время. Цемент в трубе «вытягивает» влагу из воздуха, не позволяя образовываться конденсату на протяжении нескольких лет.
Плотность сухой засыпки значительно выше, по сравнению с жидкой, поэтому воздуха в трубе остается очень мало.
Кроме этого, для заполнения трубы сухой смеси не требуются дополнительные инструменты — смесь можно засыпать прямо из мешка.
Подведем итог
Итак, что мы узнали из статьи:
Винтовые сваи заполняют бетоном для того, чтобы увеличить несущую способность свай?
Нет! Заполнение полости свай необходимо для того, чтобы вытеснить воздух и защитить тем самым внутренние стенки трубы от коррозии. Для увеличения несущей способности свайного фундамента используют металлическую обвязку.
Чем заполнять полость винтовой сваи?
Жидкий бетон. В смеси образуются полости воздуха, в результате чего снижается способность защиты от образования влаги. При устранении воздушных пузырьков жидкий бетон расслаивается и образуется так называемое бетонное молоко. В закрытом пространстве бетон будет высыхать несколько лет. Также для заливки требуются дополнительные инструменты, такие как лопата и воронка, а иногда и тяжелая техника (АБН).
Полусухая смесь. Не пригодна для заполнения свай малого диаметра. Воздушных карманов образуется еще больше, чем у жидкого бетона. Очень трудозатратный процесс, в результате которого инструменты требуют регулярной очистки и в скором времени попросту выйдут из строя.
Сухая смесь. Плотность значительно выше, по сравнению с жидким бетоном и полусухой смесью, поэтому внутри трубы остается очень мало воздуха (кислорода). Цемент «вытягивает» из воздуха влагу, не позволяя конденсату образовываться на внутренних стенках. В герметичной свае смесь остается сухой в течение многих лет. Для засыпки внутрь трубы не требуются дополнительные инструменты. Основную функцию — вытеснить воздух (кислород) из трубы — и предотвратить образование конденсата на стенках, сухая смесь полностью выполняет.
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:
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
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.
Как закрутить винтовые сваи своими руками: способы и особенности монтажа
Неприхотливость технологии монтажа металлических свай – именно таковой она кажется на первый взгляд, и конечно, их относительная дешевизна, очень привлекательны для частных застройщиков. А если есть спрос, будет и предложение. Поэтому не удивительно, что на волне популярности на рынок стройматериалов попадают далеко не всегда качественные изделия.
Чтобы избежать неприятных последствий, перед тем, как закрутить винтовые сваи своими руками, необходимо сначала их правильно выбрать, что мы и поможем вам сделать. А так же проясним ещё несколько важных моментов.
Сваи двух видов с наконечниками разной формы Источник ms-msk.com
Лучше быть во всеоружии
Свая винтовой конструкции состоит из ствола, который может быть цельным или составным, и наконечника. Суть её применения заключается в том, чтобы за счёт поворотных усилий пройти слабые слои грунта и зацепиться за плотные, несжимаемые пласты. В грунте она фиксируется благодаря лопастям, их же поверхностью, а не только стволом, опирается на грунт.
Принцип работы винтовой сваи Источник avocet.ru
Если сравнить винтовой вариант свай с забивным, то преимущества первых очевидны, если сравнивать с точки зрения трудоёмкости монтажа, наличия шума и вибраций. Опять же, в условиях небольшого объекта можно обойтись и без бурильной или сваебойной техники. Однако не всё так прекрасно, как хотелось бы.
Так ли надёжно винтовое основание, как принято считать
Свайные фундаменты, в том числе и винтовые, закладываются в сложных гидрогеологических условиях, когда ленточный вариант неприемлем. И они должны точно так же проектироваться, как и любые другие, с расчётом по несущим состояниям: сопротивлению грунта, прочности материала свай и ростверков, осадке от вертикальных нагрузок. Мало того, что при самостоятельном строительстве этого никто не делает, так ещё и опоры надлежащего качества найти практически невозможно:
В погоне за возможностью удешевления, современные производители убирают из винтовых свай до нескольких миллиметров металла, который раньше являлся антикоррозийным запасом прочности, и предусматривают вместо него более дешёвое антикоррозийное покрытие.
К минимуму свели и диаметр лопастей, а так как толщина ствола пропорционально зависит от этого размера, то и он стал меньше. В новом формате, далёком от идеала, свая, наиболее часто применяемая в малоэтажном строительстве, имеет размеры 300/108 (диаметр лопасти/диаметр ствола) с толщиной стенки 4 мм. Кстати, такие параметры винтовых опор в западных странах просто недопустимы.
Современный (бюджетный) формат винтовой сваи Источник ecodom-kostroma.ru
Выдержка из документа Источник ecodom-kostroma.ru
Тем не менее, и сегодня производители гарантируют металлическим сваям полувековой срок службы, хотя при этом они стали почти вдвое дешевле буронабивных свай – капитальных, проверенных временем и очень надёжных. В чём-то же должен быть тут подвох!
А состоит он вот в чём. Монтировать металлические опоры с современными параметрами свай не стоит в том случае, если срок службы стенового материала больше тех самых 50 лет (бетоны, кирпич, натуральный камень). И даже деревянный сруб, при надлежащей обработке и внешней защите может прослужить дольше, чем этот «очень надёжный» фундамент.
Железобетонный ростверк прослужит дольше опор Источник evroctandart.su
Получается, что строить дом на винтовых сваях имеет смысл, только если он возводится по каркасной технологии. В неё данный конструктив фундамента вписывается просто идеально: нагрузки на опору минимальные, и ему не надо «конкурировать» со стенами по долговечности. В первую очередь это касается лёгких хозяйственных построек, на столь длительный срок службы которых вряд ли кто-то рассчитывает.
Целесообразность такого решения весьма сомнительна Источник www.hebelblok.ru
Как убедиться в качестве свай
Это было про общие возможности фундамента. Теперь про кустарное производство, избавиться от которого в нашей стране в принципе невозможно. Поэтому до того, как вкручивать винтовые сваи на своём участке, нужно озадачиться поисками приемлемой по качеству продукции. Готового рецепта тут нет, но несколько советов по этому поводу можем дать:
Вряд ли на захудалой металлобазе можно приобрести качественные металлические сваи, так как их производство является технологически сложным процессом и требует хорошей организации труда и материального обеспечения.
Так вырезают лопасти для свай Источник chelny.zoon.ru
Если у свай толщина минимальная – те пресловутые 4 мм, о которых говорилось выше, значит, производитель обязан обеспечить надёжную антикоррозийную защиту. Не верьте, если вам рассказывают о наличии цинкового покрытия – на дешёвых сваях его не может быть по определению, да и установки для его нанесения вещь дефицитная. На практике покрытия применяются другие (например, грунтовка ГФ-021), иногда даже и нормального качества. Но в этом нужно убедиться.
Качество очевидно Источник bibliostroy.ru
Следующий совет опять же касается толщины стенки сваи. Она и так уже уменьшена донельзя, и если замерите этот размер рулеткой и обнаружите недостающий миллиметр – откажитесь от покупки. Из-за него срок службы поставленного на такой фундамент дома может сократиться лет на 10.
Способы, приемлемые для самостоятельного монтажа
Коль принято решение по установке дома или другого строения на точечные опоры, имеет смысл разобраться, как вкрутить винтовые сваи самостоятельно, даже если работу будут выполнять наёмные люди. Их ведь как минимум нужно контролировать, а для этого необходимо быть всесторонне подкованным.
Способ 1
Перед тем, как установить первую винтовую сваю, предварительную разметку всех точек опор можно не делать, так как всё равно будут расхождения. Первая и вторая (на противоположном углу) сваи послужат маяками для формирования свайного поля, между которыми можно натягивать причальный шнур:
Чтобы вкрутить сваю своими руками, без применения спецтехники, в точке монтажа сначала делают небольшой приямок и подливают туда воды – чтобы грунт размягчился.
Подготовка лунки перед тем, как закрутить сваи своими руками Источник bibliostroy.ru
Свая устанавливается в лунку, а в имеющееся вверху её ствола технологическое отверстие вставляется стальной монтажный лом. Сделать это можно и самому, но чтобы закрутить винтовые сваи без специальной машины, вам однозначно потребуется два помощника – один будет придерживать сваю в заданном положении, а ещё два человека – обеспечивать движение по кругу.
Подготовка сваи к завинчиванию Источник bibliostroy.ru
Вращение будет производиться путём воздействия на трубу, надетую на лом – она послужит рычагом, передающим стволу поворотное усилие. Чем больше рычаг, тем легче будет его крутить. Чтобы проще было вращать, трубы нужно постараться опустить вниз, для чего лом придётся немного согнуть.
Установка рычагов Источник bibliostroy.ru
Как закручивать и выравнивать сваи винтовые вручную – использование двухстороннего магнитного уровня Источник bibliostroy.ru
Вращение продолжают до тех пор, пока свая не упрётся в прочный слой грунта. На одном участке эти уровни могут быть разными, и оголовки после установки возвышаются над поверхностью земли на разную высоту.
Как установить винтовые сваи своими руками: завершающий этап Источник bibliostroy.ru
Способ 2
Первый способ наиболее прост, но обойтись только им в стеснённых условиях довольно проблематично. Ведь рычаги, вращающие сваю, имеют трёхметровый вылет, и если, к примеру, мешает забор, или стена дома, к которому делается пристройка, один рычаг приходится снимать. Одной трубой крутить сложно, да и свая при этом даёт перекос.
Поэтому расскажем, как закрутить винтовые сваи, используя дополнительное приспособление. Таковым является мобильная электрическая установка, предназначенная для монтажа свай в труднодоступных местах (она показана на фото). Так как ей требуется электричество, которого в условиях строительного участка может и не быть, работу установки обеспечит бензогенератор.
Переносная установка для завинчивания свай Источник bibliostroy.ru
В её конструкцию входит:
Редуктор с планетарной передачей, обеспечивающей малую скорость ввинчивания.
Корпус с упорной штангой.
Головки разных размеров с четырьмя и шестью гранями.
Установив на сваю оголовок с фланцем, к ней прикрепляют адаптер либо сразу привинчивают редуктор. Сваю выставляют вертикально в подготовленную лунку, прикрепляют штангу и начинают вращение.
Сначала сваю забуривают под углом 40 градусов, что допускается строительными правилами. Только после того, как она войдёт в плотный слой грунта, её начинают выравнивать по уровню, для чего несколько человек вынуждены прикладывать свой вес с противоположной наклону стороны. После того, как положение сваи удастся откорректировать, у её ствола остаётся один человек, чтобы контролировать уровень.
Даже при механизированном вкручивании одному не справиться, закручивать винтовые сваи должны несколько человек Источник bibliostroy.ru
Контроль уровня сваи Источник bibliostroy.ru
Довинчивание до нужной отметки Источник bibliostroy.ru
Видео описание
Предлагаемое к просмотру видео: «Винтовые сваи: как закручивать вручную», поможет лучше сориентироваться в процессе работы, выполняемой тем или иным способом:
Обрезка свай и формирование ростверка
По окончании закручивания всех свай, можно переходить к следующему этапу их монтажа – обрезке хвостовиков. Высоту обрезки определяют условия местного климата. Там, где зимой стоят снега или высоко поднимается вода, цокольная часть дома, которую и образуют верхушки свай, может превышать и 1,5 м. Но меньше 20 см она быть не может.
В соответствии с необходимой высотой, концы свай обрезаются после предварительной разметки, которую очень удобно выполнять лазерным уровнем.
Разметка лазерным уровнем Источник bibliostroy.ru
Зафиксировать эту метку можно очень просто: наклеить в этом месте малярный скотч и прямо по нему отчертить линию обреза маркером. По ней будет очень удобно производить резку, и не надо пользоваться хомутами.
Перенос отметки на сваю Источник bibliostroy.ru
Резку выполняют при помощи болгарки с отрезным диском по металлу.