Назначение оголовков
Оголовком винтовой сваи называется переходная металлическая деталь сопряжения верхнего торца свайной конструкции, изготовленная из элементов фундаментной балки или ростверков. Ростверк, металлический или железобетонный, монтируется в строго горизонтальном положении. Это условие считается обязательным для создания нормальной несущей способности свайного фундамента.
Размер оголовка выбирают в зависимости от диаметра сваи и веса опорной конструкции, которая будет непосредственно опираться на фундаментную балку. При этом его внутренний диаметр должен немного превышать наружный диаметр сваи. Это необходимо для свободного и глубокого надевания. При значительных осевых нагрузках на ростверк или фундаментную балку применяют усиленные оголовки.
Что же такое оголовок сваи и для чего он нужен? Это верхушка опоры, на которой держится плита. Нужно следить за расположением свай на одном уровне. Если работа сделана с перекосом, несущая способность фундамента будет нарушена. Выравнивание – нелегкая работа, поэтому лучше срубать или отрезать опоры уже после заглубления.
Величина оголовка зависит от размера основы сваи и удельного веса материала. Диаметр трубы изнутри должен быть немного больше размера сваи, для того, чтобы надеваться на нее. Оголовки винтовой сваи бывают различных форм: тавровая, квадратная, многоугольная или круглая. Они требуются не для всех строений, при возведении дома из газоблока оголовки не нужны, а вот при строительстве каркасного и брусового дома желательны.
Оголовком сваи называют верхний торец опоры
Оголовком сваи называют верхний торец опоры. На него опирается балка ростверка или плита. По этой причине все оголовки свайной части основания надо располагать на одном уровне. Если это условие не соблюдается, балки и плиты ростверка ложатся на сваи с перекосом, что приведет к ухудшению несущей способности фундамента.
На фото — готовые к установке оголовки винтовых свай
К сожалению, процесс монтажа свай не предполагает расположение оголовков на одной линии. При погружении винтовых свай эта процедура достаточно затруднительна, а в процессе забивки выровнять сваи в одной плоскости просто невозможно. Выход простой: после заглубления в грунте опоры отрезают или срубывают под уровень с правильной горизонталью.
Размер оголовка зависит от диаметра корпуса сваи и удельного веса конструкции, которая приходится на плиту оголовка. Внутренний диаметр трубы оголовка немного превышает наружный размер сваи, чтобы плотно, свободно и глубоко на нее надеваться. При значительных нагрузках на ось ростверка применяются усиленные оголовки. Их изготавливают из качественной стали с четырехсторонними косынками и покрытием антикоррозийным составом.
Схема расположения оголовка винтовой сваи
Оголовки по размеру идентичны габаритам и контуру поперечного сечения сваи. Форма оголовков многовариантна: круглая, квадратная, тавровая, многоугольная. Размер верхней части сваи будет зависеть от ее типа. Для примера, габариты оголовка винтовой сваи можно вписать в окружность Ø 10,8 –32,5 см. Ж/б сваи выпускают в форме квадрата состороной 20 – 40 см. Сваи из дерева можно вписать в неправильную окружность Ø 18 – 32 см.
Оголовок винтовой сваи является переходной деталью, соединяющей голову бетонной сваи с деталями ростверка. Вид оголовка зависит от типа строения. Дом из газоблока можно строить на фундаменте из винтовых свай без оголовков: вкрученные сваи связывают швеллером и укладывают на них ж/б плиту. Для каркасного или дома из бруса присутствие оголовков желательно. К свае он прикрепляется как крышка. Обычно такой оголовок фиксируется жестко и закрепления сваркой не требует.
Функции оголовков
Чаще всегда на сваи приваривают оголовки квадратной формы
При установке винтовых свай на проектную глубину не всегда удаётся добиться одинаковой высоты их расположения над поверхностью грунта и обеспечить идеально горизонтальную плоскость для строительства объекта.
Даже небольшие перекосы могут негативно сказаться на долговечности здания. Поэтому был найден простой выход из данной ситуации – выполнять срубку или срез оголовок опоры для каждой винтовой сваи.
Размер оголовков может быть идентичным поперечному сечению свай, но при этом иметь различные формы: круглую, квадратную, многоугольную или тавровую. Проектировщик выбирает подходящую форму в зависимости от особенностей проекта с целью обеспечения прочного соединения с деталями ростверка или несущей конструкции.
Виды и формы
Размеры и контур поперечного сечения оголовка, как правило, совпадает с размерами сваи и может иметь различную форму: круглую, квадратную, тавровую и прямоугольную. Соединение его со сваей или фундаментной балкой может быть П-образным или Т-образным:
- Т-образный оголовок. Такой вид изделия чаще всего применяется в строительстве из-за его универсальности. Монтаж Т-образного оголовка производится методом сварки или при помощи болтов, которые фиксируются к верхней части сваи. На верхнюю полочку оголовка устанавливается и закрепляется фундаментная балка или плитный ростверк.
- На П-образных изделиях монтируются только балки фундамента. При этом толщина П-образной скобы должна обязательно совпадать с толщиной балки.
Чтобы сделать правильный выбор оголовка, желательно посоветоваться со специалистами–строителями, которые помогут подобрать нужное и качественное изделие.
Процесс выполнения работ вручную
К выравниванию оголовков свай приступают после окончательного погружения всех опор и обязательного составления технической документации в виде акта сдачи-приемки. В первую очередь на сваи наносят риски, используя нивелир или лазерный уровень. Никакие замеры от планировочной отметки земли, в этом случае, не допускаются, так как любая неточность может повлечь за собой целый ряд ошибок.
Срубка свай, оголовки которых расположены на высоте, производится со строительных подмостей, установленных на выровненное и уплотненное основание. Для большей устойчивости под них укладывают жесткие плиты или деревянные щиты. Низко размещенные участки железобетонных опор срезают с земли.
Технология ручной срубки предусматривает использование в работе отбойного молотка. Чтобы свая не была повреждена ниже ранее нанесенной на ее поверхность риски, на опору рекомендуется надевать специальный металлический хомут по линии отметки. В таком случае срубленная поверхность получится ровной, без каких-либо ненужных сколов и опасных трещин. Хомут, выполняя функцию направляющей для пневматического молотка, ограничит соскальзывание бойка в нижнем направлении.
Работы выполняются в несколько этапов. Вначале бетон вырубается со стороны граней. Особое внимание, при этом, обращают на целостность арматурных стержней, заложенных в теле железобетонной опоры. Их аккуратно обнажают и перерезают по требуемому уровню. Затем скалывается внутренняя часть оголовка, после чего срез выравнивается под заделку сваи в ростверк.
Ручной метод срубки оголовков значительно дешевле механизированных способов подгонки свай под нужный уровень. Но он является трудоемким и малоэффективным, а потому – длительным. Ручные работы применяют в том случае, когда выравнивать приходится несколько железобетонных опор. На крупных объектах используется более высокопроизводительное оборудование.
Это может быть оголовок Т-образной формы, выполненный в виде пластины с круглым основанием, которое следует надеть на сваю и прикрепить при помощи сварочных швов. Помимо этого, если для установки ростверка используется двутавровая балка или швеллер, их требуется приварить к торцу свай, но уже стандартным способом.
Для выполнения сварочных работ используют электроды, размер которых 0.3 см, а величина тока не более 100 ампер. Если для монтажа основания каркаса используют бетонный оголовок, то его установка начнется лишь после того, как будут срублены оголовки до требуемого уровня. Оголовки такого типа должны быть установлены в бетонный раствор при заливке фундамента на опалубку, установленную на сваи.
Схема сварки:
- Установите оголовок в правильном положении и контролируйте горизонтальную плоскость.
- Прихватите оголовок в двух или трех местах при помощи точечной сварки.
- Приварите его по всему периметру, и оставьте отрезок шва в 1-2 см для вентиляции оголовка изнутри.
После требуется удалить шлак при помощи щетки молотка, а пока свая тепла покрыть краской зачищенные места. Так вы получите защитное покрытие.
Преимущества
Да, изготовление свай в строительной сфере уже не является новинкой, но есть большая вероятность того, что далеко не каждый заказчик сталкивался с их применением в свой жизни. Большинство людей смущены длительностью монтажного процесса, а также трудоемкостью установки ростверка.
Стоит отметить то, что использование фундамента этого типа поможет спасти владельцев дома от большинства негативных факторов:
- Весеннее-осенних паводков.
- Неустойчивостей грунта (болота, торфяники, плавуны, зыбучие пески).
- Удобство выполнения монтажных работ, которое не будет зависеть от условий погоды (жары, мороза и прочего).
- Строительство зданий даже на тех поверхностях, которые имеют неровности.
- Распределение нагрузки веса по всему контуру фундамента.
В мире есть огромное количество проектов, для возведения которых использовали те типы фундамента, что устанавливали на бетонные и винтовые сваи. Большинство из них представляют собой экопроекты, главной функцией которых являлось сберечь первозданную красоту мест, выбранных для строительства. Так, заповедники Норвегии и Финляндии стали богаче на необыкновенные строения «на ножках». Они не только стали уютным жильем для своих владельцев, но и достопримечательностью для туристов.
Удобные, красивые, а самое главное – полностью безопасные жилые дома поражают своей оригинальностью дизайна и простотой. Какой из типов свай и оголовков станет прекрасной опорой для дома, выбирать только вам. Главное, чтобы такой фундамент прослужил нескольким поколениям вашей семьи.
Особенности монтажа оголовков
Преимущества
Различают несколько типов оголовков винтовых свай по форме и по методу крепления и формату площадки. Монтаж конструкции зависит от ее вида.
Т-образная. Ее закрепляют на болты или приваривают к внутренней части сваи;
П-образная. Надеваются на опоры, на внешней части сваи, размер которой должен совпадать с внутренней частью оголовка.
Приваренные. Такой вид используется при роботе с ямбуром. Большим плюсом является то, что в опору не попадает вода и кислород, обезопасив сваю от коррозии.
Размер оголовка зависит от диаметра корпуса сваи и удельного веса конструкции, которая приходится на плиту оголовка
Съемные. Применяются во время ручного монтажа, сваю вкручивают на глубину промерзания грунта, после чего ненужную часть срезают и одевают оголовок.
Выделяют и несколько видов площадок, на которые монтируют балки обвязки:
- Квадратные (самые распространенные);
- Круглые
- Многоугольные
На фото — срезка винтовой сваи дисковой пилой
Оголовок опоры можно не только скалывать, но и срезать. Технология подходит для свай всех типов, ведь резать можно и металл, и ж/б, и дерево, меняют только режущий инструмент: диск, цепь, фрезу.
Для срезки оголовков свай применяют ручной или станочный режущий или абразивный инструмент. Стандартный резак – это ленточная или дисковая пила, абразивный – углошлифовальная машина (болгарка). Технология срезки от вида инструмента не зависит.
- На опорах обозначают маркером линию среза.
- Включают болгарку или абразивный круг, выдержав рабочие обороты.
- По размеченной окружности проводят калибрующую борозду, и передвигают инструмент по окружности или по прямой. Нагревание сваи и режущего инструмента предупреждает охлаждающая жидкость.
Этот метод отличает высокая производительность и сравнительно низкая стоимость инструмента. Минусом можно считать невозможность сохранения арматуры: каркас срезается вместе с оголовком. К тому же, режущий инструмент быстро изнашивается. Ленту или диск восстанавливают, обновляя углы на зубьях, а абразивный круг стачивается полностью. Используя эту технологию, надо запланировать расходы на замену режущего инструмента.
Использование срезки с помощью фрез подходит абсолютно для любых типов свай. Вся процедура будет выполнена точно и качественно, так как может производиться и в автоматическом, и в ручном режиме.
Срубку оголовков выполняют после забивки или запресовки свай
Главное – правильно выбрать резец , учитывая свойства и размеры сваи. Если выбор будет неправильным,то режущую часть можно повредить из-за перегрева. Стоит подбирать фрезу с таким же диаметром, как толщина стенок и правильно установить режимы работы инструмента.
Для качественного результата работы придерживайтесь определенной последовательности:
- Сделайте разметку свай;
- Правильно выберите резец;
- Выставьте нужное количество оборотов;
- Срезайте либо по центру сваи, либо по кольцу;
- Давайте остынуть фрезе, чтобы избежать перегревания.
- Технология приваривания оголовка
Технология приваривания оголовка очень проста — нужно выделить напильником край оголовка, провести зачистку болгаркой с корд щеткой по линии в 2-3 см.
Сварка производится по такой схеме:
- Установка оголовка на сваю, контролируя правильное положение;
- Припаивание точечной сваркой в нескольких местах;
- Полное приваривание элемента;
- Уборка шлака и покрытие краской;
- Сохранение места для вентиляции в 1-2 см;
- Применение универсальных электродов и сварочного тока в 100 А.
Монтаж фундамента из винтовых свай заканчивается закреплением на каждой опоре оголовка
Монтаж фундамента из винтовых свай заканчивается закреплением на каждой опоре оголовка. Перед началом сварочных работ место зачищают от краски. Оголовок устанавливают на сваю и проверяют положение уровнем. Если площадка не укладывается строго по горизонтали, надо устранить причину кривой посадки.
На фото — подготовленная поверхность винтовой сваи для установки оголовка
Напильником отмечают край оголовка, снимая краску до слоя металла. Зачистка проводится болгаркой по намеченной линии шириной 20-30мм. На болгарку можно установить зачистный диск или корд щетку. Последней хватает на зачистку швов и краски на 20 сваях. Снимают краску и на кромке оголовка. Для этого больше подходит диск.
Приварка оголовка возможна с помощью инверторного преобразователя. Электроды используют универсальные (3мм), сварочный ток ─ 90-100А.
На фото — приваривание оголовка винтовой сваи
Стандартная схема сварки:
- Установка оголовка в правильное положение с контролем горизонтальной плоскости.
- Прихватывание оголовка в 2-3 местах точечной сваркой.
- Приваривание оголовка по всему периметру, с оставлением отрезка шва 10-20 мм для вентиляции оголовка внутри.
На последнем этапе с помощью молотка и щетки надо удалить шлак, и, пока свая еще теплая, зачищенные места надо покрыть краской. Получаем прочное защитное покрытие.
Оголовки для винтовых свай по способу крепления подразделяют на:
- Съемные используются при ручном монтаже опорной конструкции. Также их рекомендуют выбирать при устройстве свайных фундаментов на тяжелых грунтах. При вкручивании сваи только до уровня промерзания грунта ее верхнюю часть обрезают и надевают съемный оголовок. Конструкция съемной переходной детали, как правило, выполнена в виде стакана с приваренной квадратной пластиной, на которой расположены треугольные металлические пластины. Съемные изделия бывают следующих размеров: 150 мм х 150 мм, 200 мм х 200 мм. Оголовки для угловых свай имеют большее сечение, например, 150 мм х 300 мм или 200 мм х 400 мм.
- Если при ввинчивании свай используется ямобур, то в этом случае применяют оголовки приваренного типа. Полость сваи с таким типом наголовника защищена от попадания воды и меньше контактирует с атмосферным кислородом, что значительно увеличивает срок службы свайного фундамента. Размеры круглых оголовков приваренного типа могут иметь диаметр 150, 200 и 250 мм.
После установки свай в грунт, необходимо хвостовые части привести к единому горизонтальному уровню для устройства горизонтальной обвязки. Такую процедуру можно выполнить методом срубки или обрезки ненужного участка сваи. Для этого строительным уровнем (лазерным или гидроуровнем) отмечают проектную отметку и последовательно передают ее на каждую сваю.
Если изделие изготовлено из железобетона, то можно срубить лишнюю часть сваи отбойным молотком. Такой вариант считается самым дешевым, правда, не всегда эффективным. Часто для этих целей используют более дорогое оборудование – гидравлические ножницы, которые дают четкую линию реза и увеличивают производительность труда. В этом случае срубка будет происходить значительно быстрее.
На срубку голов свай с применением гидравлических ножниц уходит значительно меньше времени, примерно 5–10 минут. Такая высокая производительность достигается за счет особого устройства гидроножниц: кольцевая насадка устанавливается по отмеченному уровню на верхнюю часть сваи. Благодаря этому его режущая кромка легко отделяет арматурный каркас от бетонной оболочки идеально ровно.
Методика резки свай считается универсальной. Ее разрешается применять к деревянным, железобетонным и металлическим изделиям. Для осуществления процесса резки достаточно выбрать подходящую насадку.
Срез может осуществляться вручную или при помощи станочного устройства для работы. Обычно для этих целей используют режущие инструменты, например, ленточную, дисковую пилу или болгарку. Методика срезки идентична для каждого инструмента и состоит из следующих видов работ:
- Для начала при помощи маркера необходимо отметить линию среза.
- После этого при помощи выбранного электрического инструмента по намеченной линии проделывают борозду для калибровки. Двигать инструмент рекомендуется по прямой к центральной части изделия или по кольцу. Для того чтобы обезопасить этот процесс необходимо периодически обрабатывать инструмент охлаждающей жидкостью.
Фундамент свайного типа считается окончательно смонтированным в том случае, если на каждой свае будет зафиксирован определенный вид оголовка. Места, где будут устанавливаться эти конструктивные элементы, перед выполнением сварочных работ рекомендуется тщательно очистить от лакокрасочных материалов. Для этих целей можно воспользоваться щеткой по металлу или болгаркой.
Далее оголовок устанавливают на верхний обрез изделия. При этом следует обязательно проверить горизонтальность при помощи строительного уровня. В том случае, если будут обнаружены отклонения, то необходимо обязательно найти причину неравномерного проседания и устранить ее. Для обварки промежуточных деталей используют электроды 3 мм. Сварочные работы производят следующим образом:
- Монтируемый оголовок для винтовой сваи устанавливают горизонтально.
- На следующем этапе производят контактную сварку по трем или четырем точках.
- После этого производят сварку по всей длине окружности сваи. При этом необходимо оставлять зазор около 1-2 см. Это необходимо для того чтобы обеспечивать вентиляцию и не допустить образование конденсата.
- На завершающем этапе производят очистку сварного шва при помощи молотка. Далее сваю с оголовком покрывают грунтующим составом и окрашивают.
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.
Технология приваривания оголовка
Для приваривания наголовника необходимо провести подготовительные работы. Они заключаются в удалении защитного покрытия с винтовой сваи в месте сварки. Для этого применяют болгарку со специальной насадкой либо щётку по металлу. После этого проверяется строительным уровнем качество среза и при необходимости выполняется корректировка.
Крепление оголовка производится с помощью сварки
Сварка производится с применением электродов с размером сечения 3 мм. Величина тока должна быть в пределах 95-100 А. Выставляется наголовник в вертикальное положение, а затем по диаметру опоры формируется три точки сварки, которые позволяют временно закрепить конструкцию. После этого формируется сварной шов вдоль разметки.
Сварной шов следует выполнять так, чтобы оставался не заваренным отрезок длиной 1-2 см. Такое решение позволит обеспечить вентиляцию внутренней части опоры с целью предотвращения образования в ней конденсата.
