Установка винтовых свай своими руками

Конструкция винтового фундамента

Устройство фундамента может быть самым разнообразным, так как на его точное строение накладывает отпечаток тип используемых свай, их расположение и глубина закладки, вид ростверка. Однако любая конструкция представляет собой набор винтовых свай, установленных под внешними и несущими стенами здания. Сверху опоры связаны обвязкой.

Габариты свай и воспринимаемая нагрузка

Свайные изделия отличаются по диаметру, количеству и размеру лопастей. Эти особенности напрямую определяют степень нагрузки, которую может выдержать опора. С габаритами определяются, исходя из размеров и веса самого дома.

Диаметр ствола укладывается в пределы от 57 до 133 мм. Опоры отличаются также размерами лопастей: чем они мощнее, тем более значительную нагрузку сможет выдержать конструкция. Так, например, сваи диаметром 57 мм и лопастями 150 мм выдерживают всего лишь до 800 кг. В то время как трубчатые изделия с максимальным диаметром 133 мм и лопастями 350 мм считаются самими прочными, так как выдерживают нагрузку до 14 тонн.

Срок службы винтовых свай

Длительность эксплуатации свай и фундамента в целом – это важный вопрос при выборе винтовой основы для дома. Как правило, гарантия на такие конструкции составляет 50 лет. Более точный срок зависит от условий, в которых расположен дом, качества самих винтовых свай, грамотности их установки. Реальный временной промежуток, в течение которого металлические опоры сохраняют свою прочность, может быть гораздо больше полувека.

Особенности устройства и назначение лопасти

Выше мы уже упоминали, что это самый важный элемент сваи. 

Винтовая свая – это металлическая труба с заострённым наконечником и приваренной к ней лопастью

Если ток слишком большой,то металл перегревается, прочность такогошва ниже расчетных значений. Если ток очень слабый, то шов неравномерный и с недостаточной глубиной проваривания. Примерно так же влияет на прочность сварного шва и диаметр электродов. В среднем он должен равняться половине толщины свариваемых деталей. Если вы не имеете достаточного практического опыта для наложения шва, то настоятельно рекомендуем обратиться за помощью к профессиональному специалисту. В противном случае никто не может поручиться за прочность конструкции. Надо помнить, что любые, даже незначительные нарушения прочности фундамента оказывают крайне негативное влияние на сооружения. Ликвидация проблем потребует много сил, времени и финансовых средств. Для восстановления несущих характеристики фундаментов необходимо проводить комплекс технически сложных строительных мероприятий. В одиночку без наличия специальной техники и оборудования с такими задачами не справиться. 

На какие параметры лопасти надо обращать внимание?

Расстояние между витками (шаг)

Очень важный параметр, определение конкретного шага никогда не должно делаться на глаз, а только после специальных инженерных расчетов.

Внешний диаметр лопасти (ширина сваи) имеет прямую зависимость от диаметра ствола сваи

На что влияет шаг лопастей?

1. Шаг слишком меленький. Лопасть вкручивается медленно, один оборот опускает ее в землю на размер шага. Кроме того, есть большая вероятность, что нарушится плотность грунта между лопастями, он критически потеряет несущие способности, весь вес должна удерживать только нижняя часть винта. Как следствие – резко уменьшается несущая способность винтовых свай, надо пересматривать план их размещения под фундамент. Еще одна проблема. При неблагоприятном совпадении физических свойств грунтов и нарушении технологии изготовления элементов возможны ситуации пробуксовывания – свая не ввинчивается в землю. 
2. Шаг слишком большой. Возрастают усилия для вкручивания сваи, каждый оборот резко ее заглубляет, увеличиваются нагрузки на все сварные швы. Если не контролировать усилия, то возможны механические повреждения, элементы придется менять новыми, а старые капитально ремонтировать.

Лопасть для винтовой сваи 2-х сегментная

Самостоятельно сделать расчет невозможно,этим занимаются специально подготовленныеспециалисты с высшим техническим образованием. 

Есть варианты изделий, на которых лопасти привариваются только к цилиндрической части сваи, а на других они фиксируются на конусе. Конкретный выбор зависит от геофизических данных грунтов и максимальных расчетных нагрузок. 

Диаметр

И это значение должнорассчитываться. Дело в том, что слишком большой диаметр создает сложности при вкручивании. Не только увеличивается усилие, но и повышается вероятность упора о большие подземные камни. Если своевременно проблему не заметить и не прекратить вкручивание сваи, то лопасти могут полностью оторваться. Очень маленькие лопасти понижают несущие характеристики. Приходится увеличивать общее количество свай, что по различным причинам не всегда возможно.

Таблица несущей способности винтовых свай диаметром 89 мм

Расчет количества свай для фундамента

Конструкции фундаментов на сваях

Сваи имеют вид длинных стержней, (в случае винтовых – оборудованы лопастями), которые погружаются в грунт различными способами

Причины выбора основания на сваях немногочисленны:

• слабый грунт;
• наличие воды в местности;
• сложный рельеф.

В этих случаях есть необходимость переноса весовой нагрузки строения на более плотные грунты, расположенные на глубине. Более того, свайное основание позволяет справиться с сильно пучнистыми почвами. Еще одна причина – излишне плотные грунтовые слои. Как правило, такие грунты требуют огромного объема сложных земельных работ, а свайное строительство позволяет обойтись без вывоза грунта, бетонирования, вызова спецтехники и все процессы выполняются своими руками.

Если вы решаете сделать все самостоятельно, чтобы максимально сэкономить на строительстве дома и при этом не потерять в качестве и прочностных характеристиках, выбор свайного фундамента – верное решение.

Конструктивно основания на сваях различаются по виду используемых свайных элементов, материала и методики изготовления, расположения под зданием, уровня погружения в грунт и конструкции ростверка.

Сваи имеют вид длинных стержней, (в случае винтовых – оборудованы лопастями), которые погружаются в грунт различными способами. Одна сторона элемента должна быть заострена и лучше всего оснастить конец стальным наконечником для  защиты от повреждений. Верхнее окончание дополняют кольцом, если речь идет о последующем забивании элементов в грунт.

По способу погружения, как показано на видео, сваи бывают:

• забивные, погружаемые посредством механизмов вдавления;
• буронабивные, монтируемые в подготовленных шурфах;
• набивные, создаваемые пробуриванием скважин и заливкой бетонной смеси;
• винтовые, погружаемые в грунт посредством вкручивания.

Различаются также висячие свайные элементы, передающие нагрузку путем трения земли о стенки и стойки, которые распределяют весовую нагрузку здания на прочные слои грунта, находящиеся под слабыми слоями. Винтовые свайные фундаменты относятся к последнему типу и при правильном обустройстве своими руками, основание практически не дает усадки.

Чтобы определиться с типом свай, необходимо знать принцип расположения:

1. одиночные – функционально выполняют роль отдельно стоящих опор;
2. свайные ленты, располагаемые по всему периметру стеновых панелей и пристенков (основное достоинство – предельно равномерное распределение нагрузки даже на очень слабых грунтах);
3. свайные кусты – конструкции, монтируемые под колоннами несущей основы строения.

Сколько стоит такое основание

Рассмотрим стоимость винтового фундамента для небольшого дома 6 : 6 м. Оптимальная схема свайного поля состоит из 9 свай.

Тогда от владельца участка потребуется оплатить монтаж 9 штук (стоимость от 650 до 1100 руб/шт) и цену самих свай.

Она зависит от длины и диаметра — например, ВС-57 (диаметром 57 мм) длиной 3 метра стоит 1100 рублей с монтажом или 1200 без монтажа.

Если решено использовать ВС-108, то цена без монтажа (для 3-метрового ствола) составит 1150 руб с монтажом и 1350 без монтажа. Разница в стоимости покупки с монтажом и без призвана стимулировать заказ установки в данной фирме.

В результате, стоимость фундамента составит около 20000 рублей. Но в эту сумму не входит доставка и прочие накладные расходы, поэтому необходимо иметь некоторый резерв.

В других фирмах цены могут отличаться, это надо уточнять непосредственно на месте.

Пошаговая инструкция по монтажу

Рассмотрим порядок действий при монтаже свайно-винтового фундамента для бани. Процесс проектирования и расчетов опустим, перейдем сразу к практическим действиям.

Работа ведется поэтапно, выполняются следующие операции:

Подготовка

Участок освобождают от лишних предметов, растений и прочих помех. Необходимо обеспечить пути подхода для техники, если планируется механическая установка свай. Приобретение и доставка на участок необходимого количества стволов нужного размера.

Понадобятся следующие материалы и инструменты:

• Лопата.
• Рулетка.
• Металлический лом и два отрезка трубы по 1,5-2 м, внутрь которой этот лом входит свободно, но без лишнего люфта.
• Болгарка с отрезным кругом.
• Сварочный аппарат с электродами.
• Оголовки для используемого размера свай.
• Цемент и песок для изготовления бетона.
• Колышки для разметки.
• Лазерный уровень.
• Покрытие для металлических деталей, защита сварных швов.
• Швеллер, двутавр, рельс для обвязки.

Разметка

С помощью колышков отмечаются места установки свай согласно проектных данных. Начинать разметку следует с углов, сразу же проверяя равенство диагоналей. Пока они не будут выровнены, продолжать разметку нельзя.

Точки монтажа свай отмечаются колышками. После отметки углов переходят к промежуточным сваям и размечают их положение. Затем с помощью лопаты и личной бодрости в этих точках выкапывают небольшие углубления глубиной до 30 см и шириной, равной диаметру лопастей.

Это позволит сваям легче входить в грунт и обеспечить меньшее отклонение от вертикали.

Погружение

Завинчивание свай производится по определенной схеме. Это делается для того, чтобы уже установленные стволы не стали помехой для других опор

В особенности это важно при монтаже машинным способом, где техника должна подойти вплотную к точке погружения

Обычно начинают с центра и движутся последовательно к краям по спирали или змейкой.

При погружении свай необходимо постоянно контролировать вертикаль

В особенности важно делать это на начальном этапе, когда ствол достаточно свободно раскачивается и может быть установлен с перекосом

Выкручивать сваю назад для выравнивания нельзя, второй раз в эту точку ее устанавливать запрещается из-за нарушения прочности грунта после контакта с лопастями. Все исправления делаются на первых порах, когда ствол погружен на незначительную глубину.

Обрезка, обвязка, заливка бетоном

После установки всех свай производится обрезка. Устанавливается лазерный уровень, отмечающий горизонтальную плоскость на нужной высоте, на поверхности свай мелом или белым маркером отмечаются линии реза.

Болгаркой с отрезным кругом отрезают лишние куски трубы.

После этого выполняют обвязку. Все сваи соединяются между собой в продольном и поперечном направлении при помощи сварки. Используются отрезанные по размеру куски швеллера, двутавра или иного вида металлопроката.

После соединения свай в единую систему следует сразу же покрасить все участки сварки защитным слоем краски, кузбасслака или иного материала.

Затем внутреннюю полость свай заливают бетоном. Это дает стволам дополнительную жесткость и устойчивость к боковым нагрузкам пучения. Необходимо пользоваться плотными марками, начиная от М200 и выше.

На заполненные сваи устанавливаются и фиксируются оголовки, образующие площадки для установки ростверка и промежуточных (внутренних) опор.

Ростверк

Для бани обычно используют деревянный брус сечением 150 : 200 или 200 : 200 мм. Балки укладывают на площадки оголовков, предварительно подложив на металл двойной слой рубероида. Углы соединяют вполдерева.

Тщательно проверяют равенство диагоналей, выравнивают балки по осям, после чего закрепляют их на оголовках, используя специально созданные монтажные отверстия. Деревянные балки сразу же следует покрыть гидроизоляционным материалом для защиты от влаги.

Процесс изготовления

Прежде всего необходимо провести разметку площадки, определиться с количеством и расположением точек установки свай- в этих местах установить колышки

Перед монтажом опор важно проверить диагонали, углы. Тщательно контролируется и расстояние между опорами

На начальном этапе винтовые сваи вкручивают в грунт. В местах, где они будут установлены, следует заранее сделать ямки глубиной 10-15 сантиметров.

Опоры ввинчивают в почву с помощью штанги, при этом важно контролировать вертикальность входа элемента в почву. Углубление проводится до тех пор, пока опора не достигнет уровня, на котором почва не замерзает зимой

После того, как элементы будут завинчены в землю, верхние концы опор необходимо выровнять. Для этого используется шлифовальная машина, с ее помощью легко обрезать лишние трубы. После этого внутрь изделий должна быть залита бетонная смесь, это позволит повысить прочностные характеристики труб и значительно снизить скорость коррозии металла.

На заключительной стадии монтажа необходимо взять металлические пластины. Лучше всего использовать изделия, толщина которых составляет 10 мм. Их приваривают к каждой опоре так, чтобы они выходили за пределы стойки с каждой стороны, выступая на несколько сантиметров. Фундамент для каркасной бани на винтовых сваях (своими руками или силами подрядчика) делается точно так же.

Между собой опорные элементы могут быть соединены с помощью специальной конструкции, она получила название ростверка.

Чаще всего его делают из бетона, но может быть использован и металлопрокат, и железобетон. Конструкции делают сборными и монолитными.

Кроме того, фундамент на сваях для бани можно сделать из готового набора опорных элементов, они есть в продаже в строительных магазинах.

Если есть свободные средства, монтаж можно поручить специалистам.

Баня из бруса

Количество возводимых построек такого типа значительно увеличилось в последнее время. Работа может выполнена своими руками, скорость возведения фундамента для бани на винтовых сваях очень высокая.

Важно! Все опоры перед погружением в грунт, если они были сделаны из металла, необходимо обработать антикоррозийным средством. Это значительно увеличит срок их службы

Процесс ввинчивания сваи в почву будет упрощен, благодаря наличию специальных лопастей на остром конце сваи. Изделия нужно ввинтить в почву.

Выполняя расчет фундамента для бани, необходимо учитывать СП 24.13330.2011, кроме того, может быть использована редакция СНиП 2.02.03-85. Если самостоятельно сделать расчеты затруднительно, то стоит обратиться к проектировщику. Элементы фундамента должны быть приобретены с учетом рекомендации специалиста.

Как сделать слив?

При устройстве фундамента для бани важно сделать слив. Поскольку баня будет установлена на винтовых сваях, то обычный слив с гидрозатвором не подойдет — зимой вода в нем будет замерзать

Слив нужно спланировать так, чтобы вода в нём нигде не могла скапливаться. Для этого можно использовать обыкновенную канализационную пластиковую трубу диаметром 40 или 50мм, закрепив её, например, на металлическую ленту для монтажа гипсокартона или на другой крепеж через каждые 50-70см трубы, к нижней обвязке бани или к черновому полу.

Внимание! Минимально допустимый уклон для отвода воды — 1:30, то есть примерно 3-3.5см на 1 метр трубы. Чтобы через слив под баню на винтовых сваях не поступал холодный воздух, есть очень простой, проверенный и дешевый способ- положить на сливное отверстие резиновый мяч диаметром 40-60мм

Когда туда будет поступать вода, мячик будет всплывать, и выпускать её. А когда водой не пользуются, не даст холодному воздуху проникнуть в помещение

Чтобы через слив под баню на винтовых сваях не поступал холодный воздух, есть очень простой, проверенный и дешевый способ- положить на сливное отверстие резиновый мяч диаметром 40-60мм. Когда туда будет поступать вода, мячик будет всплывать, и выпускать её. А когда водой не пользуются, не даст холодному воздуху проникнуть в помещение.

Определение длины и диаметра сваи

Планируя построить ленточный фундамент на винтовых сваях, следует определиться с длиной спиральной опоры и диаметром ее рабочей части. При правильно подобранных характеристиках винтовых опор свайно-винтовой фундамент обладает высокой нагрузочной способностью и является таким же надежным, как и тисэ фундамент.

Нагрузочная способность опор со спиральной рабочей частью зависит от величины площади контакта и определяется следующими рабочими параметрами:

• длиной винтовой навивки и всей сваи;
• наружным диаметром спиральной ленты.

От величины площади контакта зависит нагрузочная способность опор со спиральной рабочей частью

Габаритные размеры рабочей части спирально-винтовых опор определяются в зависимости от следующих факторов:

• характеристик почвы на месте строительства;
• глубины замерзания грунта;
• концентрации минеральных примесей в почве;
• уровня расположения твердых пластов;
• сопротивления грунта завинчиванию опоры;
• массы возводимого строения.

Длина сваи изменяется в зависимости от условий эксплуатации:

• опоры с длиной 1-1,2 м устанавливают в районах с теплым климатом;
• для средней полосы подойдут полутораметровые опоры;
• сваи длиной более 2 м монтируют в северных районах.

Диаметр винтовой навивки определяется действующей на опору нагрузкой, передаваемой возводимыми конструкциями:

• для облегченных и оградительных конструкции применяют сваи с наружным диаметром ленты 5-8 см;
• устойчивость каркасных и деревянных зданий обеспечивают лопастные опоры диаметром 9-9,5 см;
• надежность массивных построек обеспечивается усиленными сваями с внешним диаметром витка более 10 см.

Действующей на опору нагрузкой определяется диаметр винтовой навивки

Нагрузочные характеристики возрастают пропорционально увеличению наружного диаметра спиральной навивки:

• спирально-винтовой элемент с диаметром несущей трубы 7,6 см и внешним размером витка 20 см способен воспринимать до тонны полезной нагрузки;
• при увеличении диаметра ствола до 9 см, а также диаметра винтовой ленты до 25 см нагрузочная способность возрастает в 2 раза и достигает 2 т;
• сваи, изготовленные из труб сечением 10,8 см, имеющие диаметр спирали 30 см, способны выдерживать усилие, составляющее 2,5 т.

Пошаговая инструкция по монтажу своими руками

Рассмотрим порядок действий по монтажу железобетонного ростверка, расположенного на высоте 30 см над уровнем грунта (один из наиболее сложных вариантов).

Порядок действий:

Подготовка

Производится очистка и планировка участка (если это необходимо). Удаляют все посторонние предметы, растения и прочие помехи.

С помощью колышков производят разметку участка. Для забивных свай она заключается в установке одного колышка на оси опор, для буронабивных отмечаются линии внешнего и внутреннего периметра. Также для них необходимо предварительное бурение скважин, которое производится по результатам пробного бурения.

Оно определяет глубину залегания плотных слоев грунта и производится в любом случае, так как дает возможность определить длину стволов.

Установка свай

Забивка свай производится с помощью специальных машин.

Необходимо составить схему погружения, чтобы готовые сваи не отсекли точки установки следующих опор.

Обычно установку производят по спирали или змейкой, последовательно переходя от одной точки к другой.

Для буронабивных свай производят гильзование скважин (погружение трубы из свернутого рубероида или куска пластиковой трубы нужного диаметра). Затем собирают и опускают в скважину армпояс, размеры которого надо выбрать так, чтобы он легко входил в отверстие.

Длина арматуры должна превышать длину скважины, чтобы впоследствии ее можно было жестко связать с армпоясом ростверка. Затем производится заполнение скважины бетоном и выдержка в течение положенного времени (28 дней).

Строительство опалубки

Для постройки опалубки не обязательно выжидать срок затвердения бетона в скважинах. Если использованы забивные сваи, то обычно выжидают около недели, чтобы ствол «обсосало» (строительный термин, обозначающий восстановление грунта и плотное прилегание к боковым стенкам).

Опалубка представляет собой род длинного деревянного лотка, внутренние размеры которого повторяют форму будущего ростверка.

Сборку производят из обрезных досок, стараясь не допустить образования щелей и промежутков.

Высота опалубки должна несколько превышать высоту ростверка. Для жесткости нижнего отдела на землю устанавливают ряд подпорок, исключающих прогиб днища опалубки. Внутренняя часть устилается полиэтиленом, препятствующим выход воды или материала из опалубки.

Создание армпояса

Арматурный каркас создается по обычной технологии — рабочие стержни с помощью гладкой вспомогательной арматуры устанавливаются в нужном положении согласно проектной схемы и общих правил.

Важным моментом является жесткое соединение арматуры свай и армпояса ленты, для которого лучше всего использовать сварку. Остальные элементы соединяют путем вязки мягкой проволокой.

Заливка бетона

Заливку бетона производят после окончательного затвердения бетона в сваях.

Это важно, так как вес железобетонного ростверка очень велик и способен деформировать не застывший бетон. Заливку надо выполнить максимально быстро, без перерывов, чтобы получить абсолютно монолитную опору с большой степенью жесткости

Бетон выравнивают и накрывают мешковиной или полиэтиленом, первые 10 дней периодически поливают водой

Заливку надо выполнить максимально быстро, без перерывов, чтобы получить абсолютно монолитную опору с большой степенью жесткости. Бетон выравнивают и накрывают мешковиной или полиэтиленом, первые 10 дней периодически поливают водой.

Через 10 дней снимают опалубку, после чего выдерживают ленту до полного застывания, которое наступает через 28 дней после заливки.

Монтаж обвязки и незаконченные работы

Основная работа была закончена, но оставалась ещё обвязка, которую делать надо обязательно. В то время деньги были уже потрачены, материалы закончились, но остался 1 куб бруса 150 на 150 мм. 8 штук бруса как раз хватило для этих целей. Первый венец уложили по всему периметру и по основным несущим перегородкам. Под брус на металлические оголовники подкладывали куски линолеума.

Крепление бруса к оголовнику делалось с помощью «глухарей» — больших саморезов диаметром 8 мм. и длиной 100 мм. со шляпкой под головку на 13. В углах брус соединялся под углом 45 градусов. Несущий брус под перегородки крепился к стеновому благодаря креплениям, сделанным из уголка. Нечто подобное продается в любом строительном магазине…

Плоскость основания получилась идеально ровной. Под оголовники для выравнивания бревна ничего лишнего не пришлось подкладывать. Хотя знаю, что многие строительные фирмы промышляют таким вариантом, чтобы исправить свои «косяки» (разный уровень высот в сваях).

Металлическую обвязку винтовых свай сделаю весной. Буду использовать уголок или квадратную профильную трубу. Результат моих действий вы увидите в других статьях блога. А в заключении хочется сделать некоторые выводы.

Заключение

Что бы самому создать свайный фундамент в любом случае требуется наличие определенной подготовки и опыта.

Как минимум, требуется постоянное наблюдение специалиста, готового в любой момент проконсультировать владельца участка, или вмешаться в строительный процесс для избавления от ошибок.

Опорные конструкции представляют собой ответственный и жизненно важный элемент постройки, создание которого должно быть выполнено с учетом всех норм и требований СНиП и СП.

Надо предварительно детально проработать эти документы в разделах, имеющих отношение к свайным фундаментам и условиям их монтажа.

Тщательное соблюдение технических требований позволит исключить деформации или разрушения элементов опорной системы и обеспечит максимально длительную эксплуатацию.