для чего в сваи засыпают сухой цемент
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.
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.
Зачем в винтовые сваи засыпают сухую смесь
Не важно, будете ли Вы сами устанавливать свайный фундамент, или привлечете для этого профессионалов, следующие советы не будут лишними, помогут сориентироваться в многообразии предложений, избавят от лишних трат и неприятных сюрпризов.
1. Постарайтесь ничего не бурить перед закруткой сваи шурупа
Технология свай шурупов не предполагает предварительного бурения земли в месте установки сваи (исключением могут быть только очень суровые и специфические условия, например вечная мерзлота, толстый слой асфальта или твердые бутовые плиты). Свая шуруп сама прокладывает себе путь в большинстве грунтов. При этом она раздвигает и уплотняет почву вокруг себя, за счет чего отлично держит вертикальные и горизонтальные нагрузки (т.к. опирается конусом и всей спиралью на уплотненный грунт). Бурением Вы нарушаете естественную структуру грунта в месте закрутки сваи и снижаете ее несущую способность. А если нарушите так структуру плывуна, то что-либо закрутить в него, скорее всего, уже не получится.
2. Спиральная часть сваи должна находиться ниже глубины промерзания
Чтобы на сваю не действовали силы морозного пучения грунта, ее следует закручивать на достаточную глубину. Промерзающий грунт должен ходить вдоль гладкого ствола сваи и не цеплять ее за спиральную часть. Следовательно, минимальная глубина закрутки считается как сумма длины спиральной части сваи и глубины промерзания грунта в месте установки. Например, для Ленинградской области глубина промерзания грунта по разным источникам составляет 1,0 – 1,2 метра. Если у саморезной сваи диаметром 108 мм спиральная часть имеет длину 45 см, то минимально рекомендуемая глубина закрутки сваи равняется 1,65 метра.
3. Покройте гидроизоляцией верхнюю часть сваи, выходящую из земли
4. Никогда не регулируйте сваю по высоте, выворачивая ее назад из грунта
Свая саморез при закрутке конусом раздвигает и уплотняет грунт вокруг себя. Если она уже закручена, то проделала себе путь вглубь. И если ее выкрутить обратно даже немного такая свая уже не будет держать вертикальную нагрузку. Поэтому обычно все сваи сначала закручивают, а только потом обрезают в горизонт или до нужного уровня. Если Вы используете сваю с уже приваренным оголовком – не выкручивайте ее чтобы поймать горизонт с другими оголовками. Лучше подложите что-нибудь между оголовком и брусом или приварите дополнительную пластину под швеллер.
5. Не используйте несущие сваи для организации контуров заземления
Для этих целей лучше в стороне от свайного фундамента закрутить отдельно сваи малого диаметра. Протекание тока по металлу значительно ускоряет его разрушение, и способно если не уничтожить, то значительно подпортить сваю за считанные годы. Отдельный, вынесенный за пределы основного фундамента контур заземления можно легко заменить на новый (как целиком, так и по частям). А вот если пострадает несущая свая под существующим строением, поправить ситуацию будет гораздо сложнее.
6. Не заливайте в сваю бетон, используйте ЦПС
Заполнение свай малого диаметра (до d219 мм) делается исключительно для защиты внутренних стенок от коррозии. Все заявления о том, что после разрушения металла оставшиеся бетонные столбики выдержат Ваше строение могут быть справедливы для больших диаметров и только при условии соответствующего армирования. Заливая внутрь сваи бетон, Вы загоняете с ним и изрядную порцию влаги. Вряд ли будете ждать до полного высыхания раствора в стволе 2-3 недели (а может и больше), вибрировать его для удаления пузырьков воздуха, подогревать зимой для равномерного затвердевания. Скорее всего, сразу или через пару дней приварите оголовки, и останется влага внутри, подленько подтачивая Вашу сваю с незащищенной стороны.
Проще, практичнее и безопаснее засыпать внутрь сваи сухую цементно-песчаную смесь. Она и грязи, как бетон, не разводит, и оголовки монтировать сразу позволяет, и будет впитывать в себя конденсат, образующийся на металле при резких перепадах температур. Единственная рекомендация – уплотнить ЦПС в стволе сваи, чтобы выгнать излишки воздуха.
7. Под деревянные балки делайте пролет между сваями не более 2-х метров
Дело тут не в самих сваях, а в их обвязке деревом. (Если по проекту идет обязательная обвязка свай швеллером, да еще внушительного сечения, величина пролета не так критична). Даже брус сечением 150х150 мм на пролете в 3 метра может прогибаться на несколько миллиметров при нагрузке на центр в 200-300 кг. Сокращение пролета до 2-х метров уменьшает величину прогиба при идентичной нагрузке в 4 — 5 раз. Конечно, все зависит от конкретных конструктивных решений. Но лучше потратить при возведении фундамента немного больше и поставить сваи чуть чаще, чем потом ощущать, как прогибаются полы при ходьбе, и слушать дребезг посуды на полках.
8. Сваи лучше располагать непосредственно под несущими стойками каркаса
С точки зрения распределения нагрузки по сваям и, как следствие, общей надежности свайного основания, правильно устанавливать сваи непосредственно под несущими стойками каркаса, будь то каркасный деревянный дом или металлический каркас ангара (может быть менее критично для каркасов на металлической обвязке). Чем меньше плечо между силовой стойкой и сваей, тем ниже силы кручения, изгибающие моменты, тем меньше усталость металла и дольше срок службы всей конструкции.
Новости
Нужно ли бетонировать винтовые сваи изнутри
Нужно ли бетонировать винтовые сваи изнутри
Внутреннее бетонирование ствола сваи проводят после её погружения перед монтажом оголовка. Даная процедура преследует две задачи:
Внутреннее бетонирование: «за» и «против»
Инъекция раствора в полость ствола усиливает её несущие свойства на треть, потому может применяться для экономии установки свайно-винтового фундамента. Внутреннее бетонирование позволит использовать сваи меньшего диаметра при условии того, что стоимость используемого бетона будет меньше стоимости сваи.
Мы рекомендуем заливку бетона в следующих случаях:
Противники внутреннего бетонирования считают, что цемент может навредить, поскольку металл и бетон имеют разные коэффициенты теплового расширения. Второй аргумент: бетон со временем дает трещины, в которых скапливается влага и воздух, что активизирует процесс коррозии. Отчасти эти доводы имеют право на жизнь, но без бетона в полости ствола будет скапливаться лед, который также способствует коррозии и подвержен тепловому расширению.
Советы по внутреннему бетонированию винтовой сваи:
В каких случаях внутреннее бетонирование не нужно:
Еще больше ответов на любые вопросы о свайно-винтовом фундаменте вы можете узнать в профессиональной компании ООО «Гермес-ЗСК». Мы не только производим винтовые сваи в Москве, но и оказываем услуги по ремонту фундаментов любой сложности. Обращаясь к нам, вы получаете абсолютную гарантию ответственности, оперативности и качества выполненной работы.
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.
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:
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:
Список необходимых инструментов для выполнения работ:
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.
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.