«Мокрое» бетонирование требует много времени при установке, инструменты (лопату, бункер) приходится мыть. Со временем инструменты просто выходят из строя. Чтобы ускорить процесс бетонирования, можно привлечь бетономешалку, но это повлечет за собой дополнительные расходы.
Обоснование необходимости бетонирования ствола винтовой сваи
Нередко клиенты задаются вопросом о необходимости заполнения ствола шнековой сваи. Причина в том, что без специалиста довольно сложно оценить все преимущества этого процесса. Тем не менее, с технической точки зрения закачка цементного раствора в ствол сваи является одной из самых важных процедур.
Выполняется она следующим образом: Обычно в винтовую сваю после выпиливания участка с монтажным отверстием заливается бетонный или цементно-песчаный раствор. Желательно использовать для этого воронку, так как раствор не выливается и вы лучше контролируете материал.
После заливки раствор рекомендуется уплотнить металлическим стержнем (например, куском арматуры). Конечно, таким образом нельзя устранить все оставшиеся воздушные полости, но это значительно сократит их количество. Затем можно нанести покрытие и продолжить работу.
Бетонированные сваи в большей степени подвержены коррозии – миф или реальность?
Эта техника может показаться простой и необходимой, но тем не менее ее целесообразность подвергается сомнению. Некоторые компании выступают против бетонирования свайных стволов, поскольку, по их мнению, это сокращает срок службы фундамента. В пользу этого мнения говорит тот факт, что металл и бетон имеют разные коэффициенты теплового расширения. Из-за этого несоответствия якобы образуются микропустоты, в которых скапливается влага, а при попадании кислорода коррозия протекает ускоренными темпами.
Эти аргументы не имеют под собой никаких оснований и легко опровергаются. Коэффициенты линейного теплового расширения стали и бетона отличаются незначительно, и небольшие различия не могут привести к конфликтам между материалами. Стальные и бетонные конструкции ведут себя аналогично однородным структурам как при отрицательных температурах, так и при нестабильных тепловых режимах. Именно это делает такие материалы, как железобетон и трубобетон, такими прочными.
Даже если в цементном растворе остаются пустоты, отсутствие доступа воздуха сводит к минимуму возможность образования конденсата в этих пустотах на внутренней стенке скважины. Цементный раствор вытесняет воздух из скважины, и образование пустот становится маловероятным. Основным преимуществом данной технологии является то, что бетон представляет собой щелочную среду (pH выше 7) и препятствует процессам коррозии металлов. В железобетоне, например, арматура защищена защитным слоем бетона толщиной в несколько сантиметров, что обеспечивает щелочную среду вокруг стальных стержней. Коррозия арматуры в железобетоне возможна только при наличии высокоагрессивных сред или при изменении значения pH в сторону понижения из-за карбонизации. Это возможно только при открытом контакте с воздухом или водой. Поэтому проникновение воды в полости, трещины и щели затвердевшего бетона внутри трубы не изменяет значение pH. Бетон не оказывает негативного воздействия на металл, а является защитной средой.
Кроме того, заполнение стальной трубы бетоном увеличивает жесткость элементов, повышает местную устойчивость стен и гасит вибрации.
Обоснование необходимости бетонирования ствола винтовой сваи
Заделка винтовых свай в бетон положительно влияет на механические свойства конструкции и способствует увеличению жесткости, прочности и упругости. Противники такого армирования, однако, указывают на опасность, возникающую из-за разного коэффициента теплового расширения металла и бетона. По их мнению, это может привести к образованию микротрещин, в которых скапливается влага, что в свою очередь вызывает коррозионные процессы.
Однако это возражение вряд ли найдет много сторонников, поскольку оно опровергнуто практикой. Высокие прочностные свойства таких строительных материалов, как железобетон или бетонные трубы, неоспоримы, поэтому нет оснований полагать, что заполнение винтовых свай бетоном может ухудшить их коррозионную стойкость.
Более того, помимо наличия влаги, для развития коррозии необходим постоянный доступ кислорода, а процесс бетонирования как раз и приводит к выходу воздуха из ствола сваи. Следует также помнить, что бетон — это щелочная среда, которая благоприятствует черным металлам и поэтому не оказывает существенного химического или физического воздействия на стальные конструкции.
Процедура заполнения полости ствола винтовой сваи
Итак, мы убедились, что вопрос о том, бетонировать или нет винтовые сваи, должен быть решен положительно. Как же тогда выполнить эту работу правильно и с наилучшим результатом? Данная технология не требует какого-либо специального оборудования или техники. Выполняется она следующим образом:
- После завинчивания сваи необходимо срезать участок с монтажным отверстием.
- Внутрь ствола сваи заливается бетонный раствор, при этом для экономии материалов рекомендуется использовать воронку.
- После заливки происходит уплотнение раствора, которое можно производить рукой, но лучше для этой цели использовать кусок арматуры. Такая несложная процедура позволит сократить количество внутренних полостей.
- После застывания бетонной смеси монтируется оголовок.
Чем лучше всего бетонировать винтовые сваи и почему? Обычно для этого используется пескобетонная смесь, которая склонна к усадке, и бетон укладывается немного ниже уровня котлована. Когда бетон застывает, образуется небольшая пустота, поэтому в сваю необходимо добавить цемент или бетонный порошок, чтобы обеспечить хорошую заливку.
При выборе качества бетона необходимо учитывать свойства возводимого здания. Например, бетон марки М-200 больше подходит для 1-2-этажных домов, а марка М-300 используется для строительства зданий до 5 этажей.
Помните, что винтовые сваи следует заливать или засыпать в холодное время года с добавлением антифриза, чтобы защитить их от повреждений, которые могут быть вызваны расширением застывшего раствора. Если климатические условия позволяют, засыпку грунта можно производить и без антифриза, что позволяет несколько сэкономить на этих материалах.
Для дополнительного усиления конструкции можно использовать арматуру, срезав ее по длине сваи и поместив в полость трубы перед бетонированием.
Какой бетон используют для заполнения?
В проектной документации указана марка бетона для свай — М350 или М200. Свойства смеси позволяют использовать ее для изделий и конструкций, подвергающихся экстремально высоким нагрузкам. Прочностные характеристики указаны в классе В 25, при давлении 25 МПа на 1 м2 получается высокая стойкость к истиранию.
Сначала делается ровная разметка, по которой затем подрезаются все участки. Пескобетонная смесь слегка подсыпается под края. Смесь изготавливается из цемента и песка в соотношении 1 к 3. Сухие ингредиенты смешиваются с водой до образования густого киселеобразного крема. Раствор заливается внутрь трубы путем ручного уплотнения палкой. Он разрыхляется внутри трубы так, что через некоторое время верхняя часть сваи заполняется цементным или бетонным порошком, который помогает удалить остаточную влагу, выровнять смесь и обеспечить высокое качество заливки.
Раствор заливается сухим, так как со временем он впитает влагу и превратится в камень. После того как свая заполнена цементным раствором, ее закрепляют с помощью корыта или устанавливают сверху стальной оголовок для дальнейшего закрепления конструкции. Ростверк соединяет элементы фундамента со сваями и увеличивает их толщину. Такое расположение секций используется для фундамента сооружений из всех типов материалов. Свайный фундамент не нуждается в цементации, так как он сваривается и крепится к концам элементов.
При температуре выше 0 ºC смесь можно разбавить водой, но при температуре ниже нуля необходимо добавить антифриз, так как свая может сломаться из-за разницы в давлении при расширении воды в смеси. Поваренная соль действует как фискальная добавка и предотвращает изменение состояния воды до застывания цемента.
Если температура воздуха достаточно низкая (-5ºC и ниже), следует использовать антифриз, чтобы предотвратить разрушение сваи и протекание подготовленного цементного раствора.
Необходимые материалы и инструменты для монтирования
Материалы для установки данного типа фундамента включают в себя:
- сваи винтового типа;
- оголовки;
- деревянные палочки для разметки территории;
- мелкофракционный песок;
- цемент и резервуар для замешивания;
- вода;
- средства от коррозии для обработки стыков и швов.
Список инструментов, необходимых для выполнения работ:
- измерительная рулетка 20 м;
- маркер, который наносится на металлическую поверхность;
- водяной строительный уровень и магнитный;
- диски для болгарки, которые могут осуществлять обработку по металлу;
- сварочное оборудование;
- резервный источник питания электроэнергии;
- бур земельный со съемными фрезами подходящего диаметра.
Обрезка свай
Отметки разреза лучше всего делать серебристым перманентным маркером, так как этот цвет хорошо отражает лазерные лучи. Линия разреза обхватывается струбциной, чтобы ее можно было правильно разрезать. Затем разрез выполняется шлифовальным кругом тонкого диаметра. Это длительный и трудоемкий процесс; за один рабочий день профессиональный инженер может срезать только 20 свай. Во время работы необходимо всегда надевать средства защиты органов слуха, защитные очки и толстые перчатки.
Зачем заполнять винтовые сваи?
Даже если сваи имеют защитное покрытие — краску, цинк, эпоксидную смолу или полиуретан — внутри они подвержены электрохимической коррозии, в основном из-за агрессивного воздействия воды, конденсирующейся под воздействием разницы температур.
Заполнение полости сваи уменьшает или устраняет конденсацию. Оно также увеличивает прочность и массу сваи.
Для заполнения обычно используются различные материалы:
- Жидкий бетон;
- Полусухая смесь;
- Сухая смесь.
Рассмотрим эти варианты подробнее.
Заливка жидким бетоном
Традиционный метод бетонирования жидким бетоном используется для свай малого диаметра, где требуется жидкий цементный раствор.
Забетонированная свая обладает повышенными прочностными характеристиками. Благодаря своему химическому составу бетон снижает степень окисления металла. Недостатки этого варианта следующие:
- Образование воздушных пузырьков при заливке, в которых после застывания раствора может образовываться конденсат, приводящий к разрушению бетона при перепадах температур и коррозии стенок трубы. В целях минимизации количества таких пустот необходимо обеспечить однородность смеси.
- Долгое время застывания и расслоение раствора. В связи с тем, что внутренняя полость герметизируется для предотвращения попадания влаги, необходимо дожидаться полного застывания раствора, что потребует времени.
Заполнение полусухой смесью
Процесс похож на предыдущий вариант, за исключением меньшего количества воды в растворе.
Он имеет преимущества с точки зрения скорости схватывания раствора, но также имеет свои недостатки:
- Сложность заполнения труб раствором, в особенности тонких.
- Образование воздушных пустот, требующего трудоемкого процесса трамбовки бетона.
Засыпка сухой смесью
Считается наиболее эффективным методом предотвращения коррозии свай. Сухая смесь песка и цемента засыпается в трубу и уплотняется без предварительной подготовки. После уплотнения трубы цемент поглощает почти всю влагу и предотвращает возникновение коррозии. Еще одним преимуществом этого метода является то, что не требуется дополнительного времени для схватывания раствора.
Подведем итог
В целом, сухая засыпка является наилучшим и наименее трудоемким вариантом защиты внутренней поверхности винтовых свай от коррозии.
Использование мокрых растворов для засыпки свай может быть оправдано желанием повысить их прочность. В таких случаях внутри трубы наряду с бетоном обычно используется дополнительное армирование для сохранения несущей способности свай даже при полном разрушении стенок от коррозии. В то же время, такая мера считается излишней ввиду достаточного срока службы винтовых свай, который сопоставим со сроком службы дома.
Наиболее важными моментами, на которые следует обратить внимание после заливки винтовых свай, являются полное удаление влаги из их полости и обеспечение герметичности (обычно путем приварки прижимной планки).
Наша продукция:
Сухая засыпка винтовых свай
Сухая смесь в трубе остается в своем первоначальном состоянии в течение очень долгого времени. Цемент в трубе «вытягивает» влагу из воздуха и таким образом предотвращает образование конденсата в течение нескольких лет.
Плотность сухой засыпки намного выше, чем у влажной, поэтому в трубе остается очень мало воздуха.
Кроме того, для заполнения трубы сухим наполнителем не нужны дополнительные инструменты — смесь можно насыпать прямо из мешка.
Подведем итог
Итак, что мы узнали из статьи:
Заполняют ли винтовые сваи бетоном для увеличения несущей способности свай?
Нет! Заполнение полости свай необходимо для того, чтобы вытеснить воздух и тем самым защитить внутренние стенки трубы от коррозии. Для увеличения несущей способности свайного фундамента используются металлические полосы.
Что используется для заполнения полости винтовой сваи?
Жидкий бетон. В смеси образуются воздушные пустоты, что приводит к снижению способности защищать от накопления влаги. Когда воздушные пустоты устраняются, влажный бетон наслаивается и образуется так называемое бетонное молоко. В помещении бетону требуется несколько лет для высыхания. Для заливки также требуются дополнительные инструменты, такие как лопаты и бункеры, а иногда и тяжелая техника (AHU).
Полусухая смесь. Не подходит для заполнения свай малого диаметра. Воздушных карманов еще больше, чем в жидком бетоне. Очень трудоемкий процесс, требующий регулярной очистки инструментов, которые вскоре приходят в негодность.
Сухая смесь. Плотность намного выше по сравнению с влажным бетоном и полусухой смесью, поэтому в трубе остается очень мало воздуха (кислорода). Цемент «вытягивает» влагу из воздуха, предотвращая образование конденсата на внутренних стенках. В герметичной свае смесь остается сухой в течение многих лет. Для заполнения внутренней поверхности трубы не требуется никаких дополнительных инструментов. Основную функцию — вытеснение воздуха (кислорода) из трубы — и предотвращение образования конденсата на стенках полностью выполняет сухая смесь.
