Оголовки свай — характеристики и тонкости использования

 

Крепление оголовков свайных опор – важный этап подготовки фундамента. От материалов и способов установки зависит вид оголовка и его основные функции. Такие работы обеспечат надежность, прочность и долговечность будущей конструкции. Для избегания перекосов осуществляется срубка, при правильном выполнении которой гарантируется правильное распределение нагрузки на опоры.

Назначение оголовков

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.

Сваи – что это такое?

Сваи представляет собой опоры, которые могут быть сделаны из различных материалов, а именно из бетона, металла, каркаса, железобетонной конструкции, шпунта или грунта. Их часто используют для того, чтобы построить устойчивый и не подверженный коррозии и грунтовым водам фундамент. В зависимости от особенностей структуры земли, на которой и будет выполнена заливка основы, застройщики вправе использовать различные способы установка подобных опор, и главный критерий в этом деле – общая масса конструкции здания, а также плотность грунта, на котором будет выполнено возведение.

Для этого иногда используют дизель-молот, копер, гидравлический молот, вибропогружатель и даже сваевдавливающую машину. В отдельных случаях, когда есть вероятность попадания слоев камня, используется бур.

Оголовки свай

Даже очень опытные специалисты не могут устанавливать сваи так, чтобы их верхняя часть, которая и станет опорой для всего фундамента, располагалась на одном уровне. Такие опорные части и называют оголовками для свай. Во многом форма оголовка будет зависеть именно от сваи, которая будет использована для монтажных работ. Так, свая может быть прямоугольной, квадратной и даже круглой. Помимо этого, для удобства установки основы можно использовать различные варианты крепежа.

Чтобы под фундамент залить  основу на требуемом уровне, мастеру потребуется установить на колонны особый каркас, который еще называют ростверком, и который можно закрепить при помощи оголовков.

Разновидности и их особенности

Оголовки для винтовых свай могут отличаться не только форме, которая, естественно, будет соответствовать форме самой сваи, но и по размеру. При этом важно не забывать, что при использовании бетонной или винтовой сваи наконечники тоже будут отличаться между собой. Важный нюанс во время выбора оголовка, это его форма – она бывает Т-образной, или же П-образной. При установке ростверка на первый вариант головка требуется дополнительная установка опалубки, а также плита дл заливки фундамента. Во втором случае можно использовать только балки, и их диаметр обязательно должен совпадать с шириной наконечника.

Размеры

Наибольшая популярность на строительном рынке у винтовых и железобетонных свай, так как благодаря сочетанию невысокой стоимости, длительного срока эксплуатации и надежности они продолжают быть востребованными. Во время выбор материалов застройщики руководствуются не только особенностями земли, но также и тем, какая величина нагрузки будет на землю и фундамент в виде устанавливаемого помещения. При учете всех нюансов и следует выбирать конструкции для установки ростверка.

Средний размер оголовка винтовой сваи в диаметре, а точнее в ее трубной части, варьирует от 18.8 до 32.5 см. Диаметр же самого оголовка может колебаться от 15 до 20 см. Самая небольшая труба по диаметру – это та, которая составляет 5.7 см. Такая основа способна выдерживать нагрузку, то лишь в 800 кг. Чаще всего такие сваи используют для того, чтобы построить небольшие и легкие хозяйственные постройки, а именно сарай, гараж или беседку.

Более широкие сваи имеют диаметр оголовка в 8.9 см. Столбы с подобным диаметром используют или на заболоченных, или на торфяных местах и возводят бани, дачи, заборы и гаражи. Сваи, имеющие размер оголовка в 10.8 см считаются самыми «выносливыми», так как они способы с легкостью выдержать вес в 3.5 тонны, а еще их устанавливают механическим способом и они подходят практически для всех типов земли. Бетонной оголовок свай обладает квадратной формой и имеет длину сторон от 20 см и выше. Чем больше вы планируете нагрузку, то больше должна быть длина железобетонной сваи.

Да, оголовки бывают двух типов, и способ монтажа будет зависеть от типа каркаса строения. Но в особых случаях они и вовсе не нужны, к примеру, если вы планируете строительство дома из газоблоков. В таком случаи просто требуется связать швеллеров и на них сверх уложить железобетонные плиты. Сли же здание будет каркасного типа, или вы планируете использование бруса, допускается использование съемных или приварных наголовников. Главным преимуществом приварных элементов является то, что свая будет изолирована от таких раздражителей внешнего типа, вроде воды и кислорода.

Степень коррозии сваи с таким оголовком уменьшится. Сваи, которые имеют приварной оголовок, устанавливают ямобуром, и обязательно используются 3-6 косынок, имеющих диск с 6 отверстиями. Диаметр диска может быть 15, 20 и 25 см. Установка свай для фундаментов, выполненная вручную, требует только съемных элементов, и то же самое требуется, если вы знаете, что грунт слишком тяжелый и сильно промерз. В этом случае сваю следует заглубить на максимум, а после обрезать конец трубы и установить оголовок.

Какие лучше – железобетонные или винтовые?

Вопрос о подборе материала для свай всегда будет открытым, так как многое зависит от размера постройки. Если у застройщика заказ промышленного масштаба, вроде строительства торгового или административного здания, высоток, мостов, то, конечно же, будут использовать лишь железобетонные столбы. Они очень прочные к действию коррозии, и с легкостью выдерживают температурные перепады. А вот минусом такого вида можно назвать высокую стоимость монтажных работ, так как они могут быть выполнены лишь с участием особой техники.

По способу установки не такими затратными являются винтовые сваи. Их можно устанавливать даже при использовании человеческих ресурсов. По этой причине такие сваи чаще всего используют, если планируют строить дачный домик или коттедж небольшого размера.

Срезать или скалывать – вот в чем вопрос

Следует позаботиться о том, чтобы конструкция имела ровный фундамент, и поэтому когда монтажные работы окончена, сваи обрезают на требуемом уровне.

Сруба оголовков выполняется при помощи:

• Гидравлической обрубки (при строительстве торгового центра или жилого комплекса).
• Отбойного молота (при небольшом объеме работ).

Чтобы выполнить все требуемые манипуляции, мастеру требуется отметить нужную высоту, на которой будет обрезанная свая, а после этого, если речь идет о бетонной конструкции, при помощи подручных средства следует проделать борозду и отколоть излишки бетона. Оставить нужно только металлический каркас, который будет срезан при помощи гидравлических ножниц и отбойного молотка. Если требуется, мастер могут выполнить подвязку оставшихся прутов и опалубки фундамента.

Но учтите, что такой способ удаления излишком занимает достаточно много времени и в целом считается трудоемким. В смена мастера могут обработать не больше 15 оголовков. Куда быстрее и дешевле будет срезать торцы. Да, такой способ экономит время и средства. Он отлично подойдет для работ с разными типами свай. Большой плюс в том, что обработка торцов получается скоростной, а это в значительной мере уменьшает время на то, чтобы обустроить каркас (ростверк).

Перед началом работ от вас требуется наметить линию среза при помощи маркера или мела, а для ровности спила требуется проделать по окружности борозду. Если свая или инструмент начинает нагреваться, их следует отключить, охладить и лишь после этого продолжить работы. Минус такого способа обработки – арматура после обработки полностью непригодна, а еще очень быстро изнашивается рабочий инструмент. Это, в свою очередь, влечет за собой дополнительные траты на покупку расходников.

Обвязка брусом

После того, как вы купите брус, его для начала следует хорошенько обработать с использованием антисептика, чтобы минимизировать появление и развитие плесени. Также брус не должен быстро и с легкостью воспламеняться, и для этого тоже проводят обработку при использовании таких составов, которые названы антипиренами. После проверки оголовков, которые обязательно должны находиться в горизонтальной плоскости на одном уровне, оголовки прокладывают рубероидом.

После этого из брусьев можно делать обвязочный элемент. Для этого один брус следует состыковать со вторым, а устройство стыковки должно быть «в лапу» или «пол дерева». Каждый брус углового типа желательно закреплять при помощи металлических уголков, которые будут прикреплены на саморезы. После укладки прикрепите брус к оголовкам свай.

Для этого в балках нужно сделать сквозное отверстие в оголовке, а после выполнить конечный монтаж брусьев при использовании болтов. Подпиливать брус запрещено, даже если есть несоответствие горизонтального положения, так как это впоследствии может привести к перекосу здания. Перед возведением стен следует проложить слой гидроизоляции рулонного типа. Устройства этого вида даст возможность избежать пагубного действия влаги.

Подготовка к сборке

Если для изготовления фундамента были подобраны сваи из металла, потребуется провести подготовительные работы, и тогда оголовки для свай будут служить вам дольше. После обрезания сваи на уровне 2-3 см от места спила требуется удалить слой покрытия, который является прямой защитой материала от воздействий факторов окружающей среды. Для этого идеально подходит щетка по металлу или же особая насадка для болгарки.

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.

Монтажные работы

Установка оголовков тоже имеет некоторые особенности, при этом главный критерий для установки – это разновидность свай и материал, из которого она сделана. Если во время строительства использовать винтовые сваи, оголовки в таком случае обязательно должны быть металлическими и прикреплены при помощи сварки.

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. Двутавру крепят на приварку в виде пластины квадратной формы, а швеллер переворачивают «крыльями» вниз и приваривают к основанию. Если по задумке архитектора здание будет возведено из деревянного бруса, то первая «линия» бревен должна быть соединена с оголовком при помощи стрежня из металла.

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.

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:

1. 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.
2. На П-образных изделиях монтируются только балки фундамента. При этом толщина П-образной скобы должна обязательно совпадать с толщиной балки.

Оголовки винтовых свай

Чтобы сделать правильный выбор оголовка, желательно посоветоваться со специалистами–строителями, которые помогут подобрать нужное и качественное изделие.

Разъемное соединение на болтах способно выдерживать меньшие нагрузки, чем в случае применения сварки, однако позволяет многократно применять опоры и переносить объект на новое место без повреждения конструкции. Именно поэтому их используют при возведении малоэтажных зданий и вспомогательных объектов.

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

Обрезка оголовков вручную производится с помощью пилы или резака

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

Процесс обрезки сваи фрезой может производиться как вручную, так и автоматически

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.

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.

Когда режущий зуб упёрся в стенку сваи с одной стороны, то зуб с противоположной стороны увеличивает своё давление. Благодаря такой последовательности работы механизмов достигается равномерный срез с высокой точностью.

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.

Метод с применением режущих фрез

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:

1. Сделайте разметку свай;
2. Правильно выберите резец;
3. Выставьте нужное количество оборотов;
4. Срезайте либо по центру сваи, либо по кольцу;
5. Давайте остынуть фрезе, чтобы избежать перегревания.
6. Технология приваривания оголовка

Перед тем, как начать монтаж фундамента из винтовых свай (а именно прикрепление оголовка): проведите очистку конструкции от краски, устраните причину кривой посадки площадки.

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

Рекомендации