Оголовки свай: характеристики и тонкости использования

Методы срубки оголовков

Срубка оголовков свай может выполняться одним из следующих способов:

• ручным, с применением портативных инструментов;
• автоматическим режущими фрезами;
• специализированным гидравлическим оборудованием.

Выбор определённой технологии зависит от объёма работ, требований к точности обработки и наличия достаточного места для применения конкретного инструмента.

Ручной метод

Обработать оголовки свай ручным способом достаточно сложно и трудозатратно. Поэтому данный способ неприменим при строительстве ответственных сооружений, но вполне оправдан при возведении ограждений, малоэтажных зданий и подсобных построек. Он отличается дешевизной и отсутствием необходимости привлечения специалистов со спецоборудованием.

Для ручной срубки винтовых свай применяют гидравлические ножницы. Процесс отличается простотой и не требует наличия квалификации рабочих. Его суть заключается в следующем:

1. На сваю одевается и фиксируется специальная насадка в форме кольца на линию среза.
2. Ножницами отрезается лишняя часть опоры вдоль насадки.

Вся процедура срезания займёт не более 15 минут, в зависимости от диаметра сваи. Однако качество среза при этом не будет идеальным и потребуется дополнительная обработка.

Метод с применением режущих фрез

Оборудование для срезки оголовков при помощи фрез применяется для любых типов свай, выполненных из любого материала. Это позволит на одной стройплощадке возводить различные объекты благодаря универсальности инструмента.

Срезка может производиться в ручном или автоматическом режиме, что позволяет профессионалу выполнить работу максимально точно и качественно. Основная сложность метода заключается в правильном выборе подходящего резца и его позиционировании относительно винтовой сваи.

При выборе фрезы по размеру больше внутреннего диаметра опоры велика вероятность повредить режущую часть из-за перегрева или стенки сваи, которые могут потерять механические свойства из-за неправильного температурного режима.

Меньший диаметр фрезы не позволит выполнить качественный разрез. Поэтому рекомендуется использовать фрезу с диаметром, равным толщине стенок, и грамотно выбирать режимы работы инструмента.

Последовательность действий следующая:

1. Проводится разметка свай.
2. Подбирается резец под конкретные условия работы.
3. Настраивается инструмент на необходимое количество оборотов.
4. Производится срезание по кольцу либо к центру сваи.
5. Через определённые промежутки времени делается пауза для остывания кромки фрезы.

Если применять инструменты с водяным охлаждением фрезы, то можно существенно повысить производительность труда за счёт отсутствия необходимости периодических остановок.

Посмотрите видео, как производится обрезка сваи с помощью резца.

https://youtube.com/watch?v=lGqFvB5bpwQ%3F

Метод среза оголовков при помощи гидравлического оборудования

В отличие от предыдущих двух методов, способ с использованием гидравлического оборудования выгодно отличается не только универсальностью применения, а и высокой точностью срубки винтовых свай.

Навесное оборудование может быть легко смонтировано на любую технику с гидравлическим приводом достаточной мощности, например, экскаватор или трактор. Это позволяет существенно экономить финансы на аренде дополнительной техники, а также не загромождать место на стройплощадке.

Принцип работы гидравлической срубки заключается в закреплении поршней с резцами по диаметру сваи, которые одновременно и синхронно воздействуют на материал и, таким образом, удаляют лишнюю часть опоры.

Рекомендуем посмотреть, как производится обрезка сваи с помощью гидравлического оборудования.

https://youtube.com/watch?v=JbgJH5nogYc%3F

Обварка винтовых свай

Обварка винтовых свайпроисходит с использованием швеллера 2 основными методиками.
+

• Первая методика
  . В качестве оголовка обвариваемой сваи хороший вариант – закрепленный швеллер. Его к прикрепляют в верхней части винтовой сваи. Эта методика применяется для фундаментов каркасных домов. Толщина несущей стеновой конструкции менее 15см.
• Вторая методика
  . Эта методика используется, если ростверк фундамента сложен из бруса и бревен с диаметром более 15см. Совместно применяют швеллеры и оголовки 20-25×20-25см. Швеллер варится к нижней части полки оголовка одним боком, а другим – к свайному стволу.

Устройство ростверка

В случае с устройством свайного основания любого типа, дальнейшее строительство предполагает создание ростверка, который является связующей конструкцией, соединяющей стержни.

Ростверк может быть выполнен двумя способами:

1. монолитной плитой;
2. лентой, соединяющей все сваи.

При этом, ростверк не всегда является монолитным.

В зависимости от элементов и способов, связующие конструкции подразделяются на следующие типы:

1. монолитный железобетонный армированный пояс;
2. готовые изделия в сборном виде;
3. комбинированный.

Пример ленточного ростверка на свайном фундаменте

Требования к устройству ростверка

Прежде чем приступать к устройству ростверка самостоятельно, следует обратиться к разработанным строительным нормативам. В данном случае, основным будет «Пособие по проектированию железобетонных ростверков свайных фундаментов под колонны зданий и сооружений».

Данный документ включает в себя рекомендации по проектированию ростверков, инструкции и примеры расчетов ростверков под различные типы зданий.

Основные моменты, которые следует учитывать, устраивая свайный фундамент с железобетонным ростверком:

1. При заливке монолитного ростверка учтите, что бетон будет работать на сжатие, а ростверк должен выполнять распределение нагрузки, работая на изгиб. Поэтому следует обязательно производить армирование верхней части конструкции стержнями стального армирования.
2. Бетонирование свайного фундамента производится одномоментно, при этом бетон набирает прочность неравномерно по времени. Первые 70% необходимой прочности заливка наберет в течение недели. А для набора полной прочности бетону потребуется не менее 28 дней. Поэтому дальнейшее строительство можно будет продолжить лишь спустя месяц.

На заметку! Для усиления железобетонного ростверка используют армированные стержни периодического профиля диаметром 10 — 12 мм. При необходимости армирования в 2 слоя, вертикальные стержни выбираются диаметром 8 мм. Связка производится вязальной стальной проволокой.

Виды связующей конструкции

Кроме того, что ростверк может быть монолитным или ленточным, сама конструкция может иметь разный уровень расположения относительно поверхности грунта:

• Висячий: Располагается выше уровня земли, пространство ниже пола здание не изолировано. Используется в строительстве легких строений: дачных домиков, беседок, хозпостроек.
• Мелкозаглубленный: Устраивается на небольшом углублении в грунт. Не является опорной конструкцией, служит преимущественно для изоляции подпольного пространства.
• Заглубленный: Для устройства подготавливается траншея по аналогии с МЗЛФ (мелкозаглубленным ленточным фундаментом). Усиливает несущие характеристики свайного фундамента. Применяется в строительстве капитальных зданий, чаще каркасного типа.

Виды ростверков свайных фундаментов

Свайный железобетонный фундамент является универсальной основой, подходящей для устройства на любых типах грунта и при любых погодных условиях. Но при выборе такого основания следует учитывать, что для правильной закладки придется арендовать довольно дорогую строительную технику.

Большинство методов устройства железобетонных свай невозможно произвести своими силами без привлечения специалистов. При этом, данный тип основания окупает все расходы по устройству абсолютными прочностными характеристиками — даже для строительства тяжелых капительных зданий.

Виды

Существуют различные варианты конструкции свайного фундамента, обладающие собственной спецификой.

По материалу опор бывают:

• Деревянные. Используются ошкуренные бревна с заостренным концом. Самый древний вид свай, практически исчезнувший в настоящее время. Причинами этого стали недостатки древесины как строительного материала и наличие более прочных и долговечных вариантов. Изредка встречаются в частном строительстве как опоры для вспомогательных или хозяйственных построек.
• Металлические. Существует два вида металлических свай — винтовые и забивные. Винтовые сваи напоминают шурупы, которые вкручивают в грунт с помощью режущих спиралеобразных лопастей на заостренном наконечнике. Забивные сваи специально не производятся и представляют собой отрезки различных видов металлопроката — швеллера, двутавра, рельса и т.д. Обладают высокой прочностью, способны пластично изгибаться, сохраняя несущие способности. Недостаток — склонность к коррозии, сокращающей срок службы опор.
• Железобетонные. Существует два вида Ж/Б свай — забивные и набивные. Первые производятся в специализированных производственных условиях, имеют прочную конструкцию с напряженной продольной арматурой и устойчивы ко всем нагрузкам. Вторые изготавливаются прямо на площадке путем заполнения опалубки (водонепроницаемых труб), помещенной в скважину, бетоном плотных марок.

По способу передачи нагрузки:

• Сваи-стойки. Представляют собой опоры, находящиеся в жестком контакте с плотными слоями грунта. Глубина заложения стволов зависит от уровня залегания твердых пород.
• Висячие сваи. Не имеют опоры в нижней части ствола, используя лишь силу трения на боковых стенках и частичную опору на грунт. Существуют как забивные, так и набивные висячие сваи. Несущая способность зависит только от глубины погружения, у набивных она усиливается с помощью утолщения в нижней части скважины.

По конструкции:

• Забивные. Представляют собой монолитный стержень с заостренным концом, погружаемый при помощи механического воздействия на верхний торец.
• Набивные. Представляют собой бетонную отливку в заранее подготовленную скважину. Имеют меньшую несущую способность, чем забивные сваи, но могут быть изготовлены самостоятельно.
• Винтовые. Изготавливаются из трубы с заостренным наконечником и спиралеобразными лопастями. Могут быть установлены самостоятельно, хотя на практике это используется только для вспомогательных построек или сооружений.

ВАЖНО! Все типы свай, независимо от конструкции или материала, способны эффективно работать на сложных или проблемных грунтах

Факторы, влияющие на долговечность винтовых свай

Реклама уверяет, что фундамент на винтовых сваях способен прослужить не менее столетия. Так ли это на самом деле, или это всего лишь очередная уловка маркетологов? Практика показывает, что такое вполне возможно, ведь некоторые из маяков, возведенных еще при Митчелле, стоят до сих пор. Однако нас больше интересует судьба не какого-то маяка в далекой Европе, а маленького загородного домика где-нибудь в Подмосковье, на Урале или на берегу Енисея. Сколько простоит он, будучи возведенным на фундаменте из винтовых свай, произведенных не где-то и когда-то, а здесь и сейчас?

На основании экспериментальных данных были оценены сроки службы стальных винтовых свай в грунтах с различным электрическим сопротивлением. Согласно этим оценкам в грунте с низкой коррозионной активностью (например, сухие сланцы или сухой песок) сваи из не оцинкованного металла прослужат не менее 300 лет, а из металла с защитным покрытием – 800 лет и более. Впечатляет, не правда ли? Однако это грунт, идеальный с точки зрения способности (а точнее неспособности) вызывать коррозию металла.

Рассмотрим для сравнения другой предельный вариант. В грунтах с очень высокой коррозионной активностью (морской грунт, ил, влажная глина, торф) средний прогнозируемый срок службы стальной винтовой сваи составляет всего 30 лет (если свая изготовлена из оцинкованного металла, эта цифра увеличится до 70-75 лет).

Следует сделать одну важную оговорку. При проведении всех этих расчетов предполагалось, что свая произведена в соответствии с используемым на Западе стандартом ICC AC358, т.е. толщина стенок ее ствола составляет 8 мм. Но найти на российском рынке винтовые сваи из горячекатаных стальных труб с такой толщиной стенок практически невозможно. Сколько продержится в агрессивной среде «стандарт» отечественного производства, т.е. свая, изготовленная из сварной трубы с толщиной стенок 3-4 мм, – никому не известно, но явно существенно меньше 30 (75) лет.

Из всего вышесказанного следует, что обещаемые в рекламе 100 лет службы фундамента на винтовых сваях – это не более чем пустые слова. Сваи могут прослужить и существенно больше, и существенно меньше – все зависит от качества продукции и условий эксплуатации, о чем в рекламе не говорится ни слова.

В целом срок службы винтовых свай зависит от трех основных параметров:

• толщина стали, использованной для изготовления ствола и лопастей сваи,
• толщина и качество защитного антикоррозионного покрытия,
• химическая активность грунта на данном участке.

Не зная этих характеристик свай и эксплуатационных условий, нельзя даже сделать предположения о том, как долго они прослужат.

Уменьшению срока службы винтовых свай способствует и широко распространенная у наших строителей практика обваривания винтовых свай связками из металлических швеллеров или уголков. Конечно, устройство подобных связок между сваями оправдано при монтаже фундамента в грунте со слабой боковой поддержкой. Однако соединение стальных свай перемычками из токопроводящего материала приводит к ускорению электрохимической коррозии металла.

Во избежание возникновения блуждающих токов, способствующих ускорению коррозионных процессов, стальные сваи не должны иметь гальванической связи друг с другом, а также с другими строительными элементами, изготовленными из стали. Для связи свай в единую систему следует применять деревянную обвязку либо металлическую обвязку, элементы которой соединены со сваями посредством хомутов, изолированных от свай диэлектрическим материалом.

Вот собственно и все, о чем мы хотели вам сегодня рассказать. Теперь вы знаете все плюсы и минусы винтовых свай и, надеемся, поняли главную мысль, которую мы пытались до вас донести. Винтовые сваи – это прекрасный выбор для создания фундамента, но использовать их можно не всегда и не везде. Определить допустимость применения винтовых свай в каждом конкретном случае под силу лишь профессионалу. Поверьте, затраты на привлечение специалиста несоизмеримо меньше стоимости устранения ошибок, допущенных в процессе проектирования и постройки фундамента.

Особенности монтажа оголовков

Срубка оголовков свай

На фото — специальное оборудования для срубки оголовка железобетонной сваи

Срубку оголовков выполняют после забивки или запресовки свай. Удаляют участок ж/б опоры, который возвышается над уровнем горизонтали ростверка.

Размер участка, который подлежит удалению, размечают маркером на стержне сваи. Определяют положение маркера с помощью уровня (гидравлического или лазерного) по контрольной опоре.

Стандартное оборудование, применяемое для срубки свай, ─ гидравлические ножницы и отбойный молоток. Ручной отбойный молоток ─ вариант бюджетный, благодаря невысокой его стоимости. Гидравлические ножницы имеют более высокие показатели и качества среза, и скорости срубки, но их стоимость ─ десятки тысяч рублей.

Алгоритм срубки отбойным молотком:

• На сваях намечают линию среза.
• С помощью молотка проделывают борозду вокруг опоры по намеченной линии.
• Вертикальными взмахами отказывают от опоры куски бетона, оставляя только армирующий каркас.
• На последнем этапе арматуру можно срезать или соединить с армирующим каркасом ростверка.

Производительность при такой технологии ─ в среднем 12-15 опор в смену. Трудно прогнозировать и качество работы, так как грубый инструмент способен разрушить и часть опоры под линией среза.

Гидравлические ножницы работают проще: насадка в виде кольца надевается на опору, ориентируясь на линию среза. Потом режущая кромка ножниц практически откусывает бетонную часть опоры, не задевая арматуры. Вся операция занимает до 10 минут. Качество линии среза несравнимо с результатом работы молотка.

Виды свай

Определенный вид основания можно использовать при конкретных условиях. Свайный фундамент для дома отличается не только по размерам, глубине погружения и частоте расположения укрепляющих элементов. Одной характеристикой такого основания дома являются виды свай. Они разделяются на виды по таким параметрам:

1. Материалы. Сваи могут изготавливаться из бетона, металла, дерева. Оптимальным вариантом являются комбинированный материал, который отличается прочностью, надежностью и долговечностью.
2. Метод погружения. По этому признаку они делятся на забивные, винтовые и буронабивные.
3. Несущие нагрузки. По этому параметру они делятся на сваи-стойки и сваи, которые продолжают висеть в почве.

От этих параметров также будет зависеть и конечная стоимость постройки дома.

Для различных грунтов и условий используется свой свайный фундамент – фото ниже показывает разновидности применяемых винтов.

Для каждой постройки и в зависимости от вида грунта, нужно подбирать определенный вид свайИсточник bouw.ru

Изготовление оголовков (фланцев)

Несмотря на небольшой размер оголовка, на его поверхности всегда присутствует значительное количество сварных соединений:

• выполняется приварка стакана к площадке;
• выполняется приварка усиливающих элементов (косынок) к стакану и к площадке.

Таким образом, качество сварных швов может повлиять на качество фланца в целом. Так как это комплектующие, достаточно провести выборочный контроль 1-2 изделий из каждой партии (партия – продукция одного типономинала, изготовленная в одном непрерывном техническом процессе), который должен состоять из двух этапов:

1. Визуально-измерительный контроль (ВИК) – это внешний осмотр, который выявляет явные дефекты.
2. Ультразвуковой контроль (УЗК) или цветная капиллярная дефектоскопия – выявляет дефекты на глубине от поверхности сварного шва.

Подробнее о методах неразрушающего контроля рассказывается в статье «Качество сварных швов. Методы неразрушающего контроля».

Кроме того, как мы уже говорили в статье «Как отличить качественную винтовую сваю от некачественной», о добросовестности производителя можно судить по его отношению к деталям.

В случае с фланцами такой «деталью» является количество косынок, используемых для крепления стакана к площадке. Необходимый уровень надежности будет обеспечиваться только в случае, если выполнена приварка четырех косынок. Тем не менее, большинство производителей для снижения материалоемкости выпускают изделия всего лишь с двумя косынками.

Это интересно: Rockwool «Венти Баттс» — особенности минераловатных плит

Особенности монтажа

Срезка

Технологию срезки можно применить для стержней из любого материала. Резке поддаются и древесина и металл и железобетон. Разница заключается лишь в применяемом инструменте. При резке древесины подойдёт обычная пила.

Для металла придётся использовать машинку шлифовальную угловую. При резке бетона на данную машинку одевают специальный круг. Также можно применить дисковые пилы с различными режущими элементами.

Оборудование для спиливания может быть:

• Ручным.
• Станочным.

Процедуру резки можно разделить на следующие этапы:

1. На трубе обозначат линию для срезания. Измерять необходимо с разных сторон. При отметке с одной стороны, есть опасность произвести не ровный рез. Это выяснится на этапе установки оголовка. В процессе монтажа его будет очень трудно привести в горизонтальное положение.
2. Режущим инструментом по линии среза сначала пропиливают небольшую борозду.
3. Далее по данной борозде происходит непосредственно отпиливание трубы.

Эта технология имеет определённые преимущества:

• Высокая производительность работ.
• Низкая стоимость режущего инструмента.
• Простота выполнения, не требующая привлечения квалифицированных специалистов.

Недостатки:

• Быстрый износ режущих дисков.
• Данный вид работы довольно травмоопасный. Необходимо четкое соблюдение требования техники безопасности.

Установка

После того, как все стержни закручены до проектной отметки, и обрезаны в необходимом уровне, начинается монтаж оголовков свай. Надеваем данный элемент на стержень и отчерчиваем отметку, до которой он садится на трубу.

Чтобы разобраться в том, как свайный оголовок прикрепляется к стволу, воспользуется ассоциацией с простой крышкой, которая закрывает крынку. Оголовок плотно прикладывается к свае при установке здания на фундамент свайно-винтового типа. Установка оголовка на этом практически закончена – он неподвижен.
+

Установка оголовка методом приваривания нужна для того, что он не поворачивался в ходе монтажа. Приваривание оголовков препятствует сдвигам во время установки ростверка или нижнего венца при постройке каркасных домов. Чтобы этого не произошло – оголовок в трех-четырех точках приваривается. Но делать это нужно не по окружности – не только не будет пользы, но и есть вероятность ослабления металла в точках обварки.
+

Оголовок часто обваривается с использованием инверторного аппарата для сварки. Диаметр сварочных электродов должен составлять порядка 3мм. Массовость использования инвертора вызвано тем, что можно использовать стационарный электроток, уровень использования которого на стройплощадках может превышать 3КВт. На отдельных стройплощадках стационарный ток не подключен, а установка выполняется с применением генератора. Тогда применяются электроды сечением 2мм.
+

Устройство фундамента на железобетонных сваях для частного дома

Обычно для строительство используют сваи заводского изготовления

Фундамент на сваях для частного дома – достаточно распространённое конструктивное решение. При необходимости погружения свай на большую глубину целесообразно воспользоваться монолитными заводскими ЖБИ изделиями. Также использование заводских изделий позволяет сократить сроки строительства.

Строительные материалы следует заказывать на предприятиях, которые подтверждают качество сертификатами на готовую продукцию. Изделия должны быть произведены в соответствии с ГОСТ 19804-2012 «Сваи железобетонные заводского изготовления». Типовые размеры свай площадью сечения 0,09 м2можно узнать из таблицы. Изделия одной марки и разного типа различаются армированием.

Перед доставкой свай на участок застройки необходимо подготовить место для складирования изделий, а также под грузовую машину и кран. Также перед началом работ предусматриваются удобные подъездные пути для спецтехники, которая потребуется при погружении ЖБИ изделий.

Подготовка

Вначале строительства участок размечается, определаются точки установки свай. Затем необходимо с использованием ручного или механического бура изготовить небольшое отверстие глубиной от 1 до 2 м. под каждое изделие. Это делается, чтобы убедиться в отсутствии в грунте посторонних элементов и для удобного начала погружения сваи. О том, как делают разметку под сваи, смотрите в этом видео:

Сваи при помощи спецтехники устанавливаются в намеченные точки и в зависимости от выбора механизма забиваются или вдавливаются в грунт.

Необходимо, чтобы вершины свай на поверхности находились в одном горизонтальном уровне. Процесс установки ЖБИ изделий в одной плоскости можно регулировать при помощи строительного уровня и силы погружения на заключительном этапе.

Сборка ростверка

После установки свайного поля производится монтаж ростверка.

Он может быть выполнен висячим способом, когда между нижней частью ленты и землёй имеется зазор, или погруженным в грунт на незначительную глубину.

После устройства ростверка фундамент гидроизолируется обмазочным способом для защиты от коррозии.

Фундамент на железобетонных сваях для слабых грунтов является самым лучшим вариантом.

Использование ЖБИ изделий позволяет строить дома в условиях вечной мерзлоты и в почвах, на которых плотные слои начинаются на почтительной глубине. В отличие от монолитных плит и ленточных фундаментов, свайные основания распределают нагрузку не только опорным давлением на землю. Они передают воспринимаемые нагрузки грунту при трении об него по всей площади вертикального соприкосновения.

Если геология участка под строительство частного дома оставляет желать лучшего, а сроки строительного сезона не велики, лучше остановить свой выбор на устройстве свайного фундамента из ЖБИ изделий.