Чем выше забор, тем лучше отношения с соседями
Содержание
Введение
Я очень много читал статей, блогов, форумов на тему «Как правильно сделать забор из профнастила». Меня мучали вопросы: какую трубу выбрать для столбов, с каким шагом ставить столбы (какой ширины делать пролет), на какую глубину ставить столбы в землю и сколько прожилин в заборе сделать, чтобы закрепить профнастил.
Я не рассматривал забор из камня, с кирпичными столбами и заборы с цоколем в основании. Такие заборы более затратные как по средствам, так и по объему работ. Кроме того, для таких заборов нужны другие расчеты.
Заборы из штакетника или сетки-рабицы немного проще. Они продувается ветрами, и сила ветра на них действует в меньшей степени, чем на сплошной забор. Некоторые результаты расчетов для сплошных заборов могут быль использованы для продуваемых заборов, да и не только для заборов. Поэтому по мере разговора про сплошные заборы из профнастила я буду делать небольшие примечания.
Прошу заметить, что расчеты выполнены в усредненной форме, так как нельзя учесть всех индивидуальных особенностей каждого дачного участка (состав грунта, наличие грунтовых вод на участке, перепады высот и т. д.). Я брал худшие варианты, например, при расчете глубины промерзания я выбрал уровень грунтовых вод близко расположенных к поверхности земли. Думаю, что, взяв худшее граничное значение, вероятность ошибки будет минимальной.
Столбы
Глубина установки столбов
С чего начинается забор? Правильно. Забор начинается со столбов. Именно с этих элементов забора я и хотел бы начать. Столбы визуально намечают границу участка и это основа Вашего будущего ограждения. Неправильный выбор столбов и ошибки при их установке могут вылиться в кучу потраченных нервов и денег.
Изначально я определился, что хочу построить забор с высотой h, равной: 1.8-1.9 м. Но еще осталось две неизвестных: минимальная глубина установки столба и максимальная ширина пролета забора.
Первое. Определим на какую минимальную глубину нужно вкопать столбы, чтобы их не выперло морозным пучением. Тут все просто и очень быстро.
Конструкцию столба (по хорошему) следует устанавливать ниже глубины промерзания. Для московской области глубина промерзания равна 1.6м (по СНиП), следовательно столб надо заглубить на 1.7-1.8м. Но это дорого и сложно. Минимальная глубина заложения исходя из глубины промерзания в московском регионе равна одному 1.5 метра. Глубже можно. Выше – как повезет.
Если участок с уклоном, то забор будет получаться «ступеньками». На одной «ступеньке» одни столбы окажутся чуть выше, другие чуть ниже относительно уровня земли. В этом случае плясать от столба, который максимально возвышается над землей. На рисунке показано в каком случае правильно и в каком неправильно сделан выбор глубины установки столба.
При ошибочном выборе глубину установки крайний слева столб оказывается выше глубины сезонного промерзания грунта. Такая ошибка может привести к тому, что столб будет выдавлен силами морозного пучения и геометрия забора нарушится.
Ширина пролета (расстояние между столбами)
Зная высоту возводимого забора, найдем ширину одного пролета. Тут немного посложнее.
Из эстетических соображений ширину пролета между столбами выберем от 2-х до 3-х метров.
Едем на строительный рынок (желательно со штангенциркулем) и смотрим какие профильные трубы нам предлагают продавцы. Смотрим на размер стенок труб и толщину этих стенок. Высота забора, размер профильной трубы и толщина металла из которого эти трубы выполнены в итоге определяют МАКСИМАЛЬНУЮ ширину пролета секции забора или же другими словами максимальное расстояние между столбами. В противном случае столб может просто согнуться при сильном порыве ветра. Здесь наоборот. Меньше сделать пролет можно. Больше — как повезет.
При измерении толщины стенки профильной трубы будьте внимательны к качеству обработки кромок. Как правило после реза на кромках труб остаются заусенцы. Поэтому перед замером лучше обработать кромку напильником.
При монтаже профлиста априорно принимаем, что нижний край профлиста устанавливаем на уровне 10см от поверхности земли. Верхний – на 10см выше от кромки столба, чтобы столб не торчал.
Следующим шагом нам нужно определить «Ветровой район». Москва и область находятся в 1 ветровом районе. Свой ветровой район ищите в гугле.
Теперь смотрим таблицу
В таблице слева указаны размеры профильных труб и толщина стенки трубы в мм (по ГОСТу). В зависимости от высоты забора и ширины пролета рассчитан вариант квадратных профильных труб, прямоугольных профильных труб и круглых труб которые могут быть использованы в качестве столбов для забора. Если в таблице на пересечении столбцов «наружный размер, толщина стенки» и «высота забора, ширина пролета» квадратик закрашен зеленым цветом, значит труба годится. Если квадратик не закрашен – труба не годится. Зная высоту забора и ширину пролета, смотрим какие профильные трубы подходят. Ну или наоборот. На рынке есть только «такие» трубы, а «других» нет, то определяем какой пролет можно сделать из имеющихся труб.
Небольшое отступление. Если измерили толщину стенки трубы, и она равна 2,3мм, то это никак не 2,5мм. Округляем всегда в меньшую сторону. Например, труба 60×60. Штангенциркуль показывает толщину 2,3мм. Это почти 2,5мм. По ГОСТу профильных труб 60×60х2,3 нет. Есть, или 60×60х2,5, или 60×60х2. Расчет смотрим для труб 60×60х2.
Прямоугольная профильная труба имеет две стенки. широкую А и узкую В.
Для того, чтобы обеспечить достаточную жесткость столбов ветровым нагрузкам, ставить трубы узкой стороной к прожилинам, как показано на рисунке. Именно для такого расположения выполнен расчет в таблице, которую можно скачать ниже.
В качестве круглых столбов рассмотрим прямошовную электросварную трубу.
ВАЖНО! Еще один момент, который нельзя не затронуть при строительстве забора – это защита полости труб от попадания внутрь влаги. Если верхний торец трубы оставить открытым, то дождевая вода зальется в трубу и если до начала холодов она в ней останется, то трубу попросту разорвет. Поэтому любым доступным способом необходимо защитить столбы от попадания внутрь осадков. Это может быть заварка торцов пластинами, или пластиковые заглушки подобранные по размеру сечения трубы.
Ну или на худой конец, наденьте сверху обрезок пластиковой бутылки. Нижний торец, находящийся в земле, НЕ ЗАКРЫВАТЬ. Это позволит имеющейся в столбе влаге уходить в почву естественным путем. А вот закрытый верхний торец минимизирует количество воды в полости столба.
Выбор годной прямоугольной (квадратной) или круглой трубы зависит только от Вас.
Глубина промерзания — 1,6м
Ветровой район- 1
Высота забора — 1,8м
Отступы — 0,10м х2
Заглубление столба — 1,5 (да, я жадный)
Длина столба=Заглубление столба+Высота забора-Отступ
Длина столба: 1,5+1,8-0,1=3,2м
Приезжаем на строительный рынок и видим, что предлагается профильная труба со стенками 60×60. Измеряем ее толщину. Она равна, ну скажем 3мм.
В таблице «Столбы для забора. Квадрат» смотрим, что для забора высотой h=1,8м и при наличии трубы 60×60х3 мы сможем построить забор с пролетом НЕ БОЛЕЕ 2,4м
Установка столбов
Итак... Столбы купили, разметили места установки столбов, а что дальше?
Обычно или бурят отверстие под столб и затем засыпают столб тем же грунтом который вытащили при бурении, или же столб вбивают.
При обратной засыпке грунтом, компенсирующих сил недостаточно, чтобы удержать столб от воздействия сил морозного пучения. А если рассмотреть вариант, когда забор ставится в два этапа, например, в первый год только столбы, а на второй год обшивка забора профлистом, то в первый год столб забора получается ненагруженным и это дополнительно усугубляет ситуацию.
Если рассматривать заборный столб как полую висячую сваю, окруженную сжимаемым грунтом, то картинка получается «веселая». Короче, чтобы компенсировать силы морозного пучения, столбы нужно заглублять прилично. Вот такой получился график зависимости глубины установки столба в зависимости от глубины промерзания грунтов при которых наступает их выпучивание.
Вывод получается такой, что технология забивание столбов в землю на 1,5 и обратная засыпка родным грунтом – НЕ ПРИМИНИМА для забора из профлита. Если только не забивать столбы на глубину более 4-х метров.
Что же делать? Вариантов получается три. Первый – обратная засыпка осуществляется непучистыми грунтами – ЩЕБНЕМ. Второй – устройство фиксирующего анкера (якоря, лежня) ниже глубины промерзания. Это может быть или наварка стальной пятки на торце столба или заливка бетоном в основании столба до глубины промерзания. Третий вариант – гибридный. На мой взгляд самый продуктивный. Это и организация пятки, и засыпка непучистым грунтом. К тому же в 3-ем варианте дополнительно увеличивается несущая способность самого заборного столба.
Не вдаваясь в подробные формулы расчета действующих на столб сил, рассмотрим схематично варианты установки и обсудим их плюсы и минусы.
Для начала определим какие силы действуют на столб, установленный в земле. На рисунке «а» красным цветом показаны отрицательные силы, которые стремятся нарушить геометрию установки столба, а зеленым – положительные силы, которые противодействуют отрицательным силам.
Длинна стрелок схематично показывает величину этих сил. Чем стрелка длиннее, тем сила больше.
Главными отрицательными действующими силами (см. рисунок «а») на столб на всем протяжении глубины промерзания являются силы морозного пучения, которые устремляют столб вверх и столб выпячивается из земли.
К ним добавляется сила ветра, которая давит на столб и забор в целом и стремиться наклонить столб в противоположную сторону. Если Вы выбрали сечение профтрубы правильно (см. таблицы), то столб не согнется. А вот наклониться он вполне может, если глубина его установки будет недостаточной.
Теперь рассмотрим положительные силы. Во-первых, столб удерживает сила, которая определяется собственной массой столба и массой материала, выбранного для обшивки забора. Во-вторых, столб «тормозит» удерживающая сила, которая действует ниже глубины промерзания за счет сил трения столба о грунт.
А теперь сухие цифры.
На столб их профтрубы 80×80, забитый в грунт на глубину промерзания 1,5м, действует отрицательная сила морозного пучения более 2000 кг. При этом положительная сила, полученная от массы забора, не превышает в лучшем случае и 200 килограмм. А теперь представьте, если столбы забиты в землю только на глубину промерзания, то положительной удерживающей силы вообще нет. Как видите с результатом 2000 против 200 побеждают силы морозного пучения.
Попробуем увеличить массу столба. Для этого пробурим лунку, установим столб и зальем лунку целиком бетоном (см. рисунок «б»). Да масса столба увеличилась. Но не на 2т, чтобы преодолеть отрицательные силы. К тому же увеличились и отрицательные силы, потому как они напрямую зависят от площади на которую действуют. Получается, что залив бетон в лунку, мы увеличиваем площадь соприкосновения конструкции столба с грунтом. Но при этом задачу не решаем.
На рисунке «в» представлен вариант установки, который часто встречается на практике. Заливают бетоном только верхнюю часть столба. Этот вариант, можно назвать «производным» от варианта «б». Мало того, что в варианте «в» увеличивается площадь соприкосновения с грунтом, она увеличивается в зоне максимально возможных отрицательных сил морозного пучения. При этом положительные силы практически не изменяются.
На рисунках «а», «б» и «в» приведены ошибочные варианты установки столбов методом забивания в землю (обратной засыпкой землей), полным бетонирование лунки и частичным бетонированием в области поверхностного грунта. В итоге весной линия забора будет описывать закарюкообразную кривую не поддающуюся выравниванию.
Но на то мы и поставили перед собой задачу, чтобы ее решить. И так. Вернемся немного назад к рисунку «а». Глядя на рисунок вполне очевидно, что необходимо увеличить действие положительных сил не изменяя отрицательных, а по-хорошему еще и уменьшить действие отрицательных сил.
Первый вариант (см. рисунок «г»). Добавим к нам уже известным положительным силам еще одну положительную силу. Для этого приварим к торцу столба анкер, который будет якорить наш столб в земле. Собственная масса столба у нас с Вами не увеличилась, силы морозного пучения остались те же, но добавилась положительная сила, которая давит на анкер за счет массы грунта над ним.
Второй вариант (см. рисунок «д»). Назовем его «модифицированный» вариант «г». Увеличим массу столба за счет массы анкера и сделаем его из бетона. Отрицательная сила морозного пучения не изменилась, сила, давящая на анкер, не изменилась, но увеличились масса столба и удерживающая сила.
Вариант третий (см. рисунок «е») – «продвинутый». Этот вариант лучше всех. В нем обратная засыпка выполняется щебнем с послойной трамбовкой. Что мы имеем. Засыпка щебнем существенно уменьшает отрицательную силу морозного пучения. Раз. Щебень тяжелее грунта, значит сильнее давит на анкер. Два. Увеличенная масса столба за счет бетонного анкера. Три.
Ответ: Третий вариант (рисунок «е»).
Задача решена.
На этом думаю первую часть я закончу. В следующей части будем рассматривать профлист.