Винтовые сваи своими руками

Освоение винтовых свай в отечественном строительстве началось совсем недавно. Но, тем не менее, на сегодняшний день они стали повсеместно применяться для обустройства несущих конструкций под индивидуальные застройки. В статье пойдет речь о том, что такое винтовые сваи, их эксплуатационные характеристики, для какого грунта они предназначаются, а также многие другие нюансы.

Содержание:

1. Краткая характеристика винтовых свай
2. Устройство винтовых свай
3. Область применения. Достоинства. Недостатки
4. Винтовые сваи своими руками
   • Этапы работ
5. Расчет свайного поля
6. Расчет винтовых свай
7. Способы монтажа свай
   • Закручивание винтовых свай своими руками
8. Нарушение технологии строительства

 

 

Краткая характеристика винтовых свай

 

• Винтовые сваи производятся из высококачественной стали. Ствол цилиндрической формы, с конусообразным наконечником, снабжен винтовыми лопастями особой конфигурации. Они, в свою очередь, обеспечивают несущую способность самих свай, не давая им погружаться глубже при нагрузках.
• Диаметр ствола может составлять от 57 до 159 мм, диаметр лопасти находится в диапазоне 180-550 мм, несущая способность – от 1 до 15 т/шт.

Винтовые сваи фото

• На верхнюю часть трубы приваривается квадратный оголовок 250-300 мм, который служит опорой для первых рядов конструкции. Повысить надежность фундамента поможет обвязка винтовых свай профилем из черного проката. Также ростверком может послужить железобетонная плита или первый венец деревянного строения.
• Все стальные элементы покрыты двухкомпонентной эпоксидной краской, обеспечивающей исключительную защиту от воздействия агрессивной среды. Стоит сказать, что подобный лакокрасочный материал используется для окрашивания днищ судов разного назначения, находящихся в постоянном химическом взаимодействии с различными материалами и веществами (соленой водой, кислотами, перепадами температур).
• Гарантийный срок, устанавливаемый большинством производителей на данное изделие, составляет не менее 70 лет. Ну а качественно изготовленные сваи с их последующим грамотным монтажом позволяют эксплуатировать конструкцию до 150-170 лет.

 

 

Устройство винтовых свай

 

Высокая несущая способность выгодно отличает винтовые сваи среди аналогов. Опоры выдерживают большой вес благодаря своей особой конструкции. Лопасти уплотняют грунт при вкручивании, тем самым передавая и распределяя нагрузку на вертикальные слои грунта.

По способу изготовления винтовые сваи различаются на три типа:

• Литые. Такие сваи изготавливаются путем заливки сплава в формы. Выпускаются они в основном определенного диаметра – 108 мм. На литом изделии отсутствуют швы, что исключает отрыв различных частей от ствола. Способ производства создает некоторые трудности при выполнении свай по спецзаказам, например, ассортимент нестандартного диаметра. Изготовленные изделия по такой технологии отличаются большим сроком службы и высокой надежностью. Однако, если использовалась сталь низкой марки, то свая может деформироваться и говорить о прочности конструкции не стоит.

• Сварные. Производство осуществляется путем наваривания лопастей к трубе, один конец которого имеет форму усеченного под определенным наклоном конуса. Для изготовления лопастей и ствола применяется плазменная резка. Что гарантирует точность заданных параметров и высокую стойкость. Сварные швы тщательно зачищаются и затем обрабатываются специальным антикоррозийным покрытием.

• Комбинированные. Сваи данного вида встречаются реже. Они сочетают литой ствол и сварные лопасти, выполненные посредством лазерной резки. Качеству швов предъявляются особые требования, ведь от него зависит надежность изделия и соответственно долговечность фундамента.

Наконечники винтовых свай бывают нескольких видов:

• со срезом под уклоном;
• конусообразные;
• с симметричным срезом.

 

Длина свай подбирается с учетом особенностей ландшафта, так, например, берется во внимание максимальный показатель перепада грунта на стройплощадке, высота цоколя и тому подобные нюансы.

 

 

Область применения. Достоинства. Недостатки

 

Параметры свай определяются в зависимости от применения, так, например, можно взять облегченные, которые используются при установке навесов, террас, рекламных конструкций, или усиленные опорные элементы, рассчитанные под большую нагрузку.

Свайные изделия обладают следующими отличительными особенностями, благодаря уникальной конфигурации:

• фундамент можно обустраивать на неровных участках;

• подходят для любого типа грунта, включая торфяные и обводненные почвы, нетвердые скальные породы;
• активно применяются в условиях плотной городской застройки;
• отсутствие вибрации, особенно это важно при работах вблизи исторических и культурных памятников;
• завинчивание производится как механическим, так и ручным способом;
• опоры поддаются ремонту, их отличает мобильность и возможность повторного использования;
• обустройство основания на винтовых сваях может выполняться в любое время года;
• быстрый монтаж, к тому же опоры готовы к принятию нагрузки сразу после завершения работ;
• невысокая цена винтовых свай позволяет создавать наиболее дешевый вид фундамента.

 

Из отрицательных моментов можно отметить:

• подверженность коррозийным процессам;
• стоимость утепления подвала жилого строения сравнится со стоимостью самого фундамента.

 

 

Винтовые сваи своими руками

 

Сразу следует отметить, что изготовить данное изделие кустарным способом, соответствующее всем техническим и технологическим параметрам не получится. Надежность опоры будет стоять под большим вопросом.

Конечно, можно приобрести один образец и произвести все замеры изделия, но другую не менее важную информацию производители тщательно скрывают.

• Зачастую происходит так, что завинтив сваю до половины, наконечник или лопасти отрываются от ствола. В таких случаях опора заменяется, и обязательно извлекаются застрявшие элементы изделия в намеченной точке.
• Дело в том, что лопасти, которые в большей степени отвечают за несущую способность, привариваются под особым углом, да и сама сталь должна быть высокого качества. Придать правильную форму наконечнику возможно только при наличии специального оборудования и тщательного изучения технологии.
• Если присутствует уверенность в собственных силах и знаниях, следует иметь в виду, что производить установку самодельных винтовых свай можно только для легких конструкций неответственного назначения: сараи, туалеты, деревянные заборы и тому подобные сооружения.

 

Для изготовления понадобятся следующие материалы и инструменты:

• металлическая труба диаметром 100 мм и толщиной стенки не менее 3,5 мм;
• стальной лист толщиной 5 мм;
• болгарка со специальной насадкой или лобзик.

 

 

Этапы работ

 

• Из листовой стали вырезаются 4 треугольника, которые привариваются к концу трубы, образуя конус.
• Лопасти можно изготовить самостоятельно вырезав их из металлического листа. Согнуть их необходимо под определенным углом так, чтобы расстояние между витками в готовом изделии было около 5 см. Данный процесс можно значительно облегчить, если лопасти взять с любого бура.
• Сварные швы тщательно зачищаются.
• С другой стороны трубы высверливаются рабочие отверстия таким диаметром, чтобы сквозь них мог пройти лом, служащий рычагом при завинчивании сваи.
• Опора покрывается эпоксидной краской, которая обеспечит защиту от преждевременного образования коррозии.

Винтовые сваи чертеж

 

 

Расчет свайного поля

 

Грамотная расстановка, требуемое количество опор с соответствующими параметрами под конструкцию любого назначения, является залогом надежности с долгим сроком эксплуатации строения. Перед тем как приступить непосредственно к расчетам, необходимо знать общие принципы:

• при возведении легких заборов не рекомендуется монтировать сваи с шагом более 3-3,5 м;
• для более основательных ограждений, например, из профлиста, легких камней, расстояние между опорами должно быть не более 3 м. Если существует ветровая нагрузка, то шаг следует сократить до 2,5 м;
• каркасные дома или срубы допускается устанавливать на сваи, завинченные на 3-х метровом расстоянии друг от друга;
• если при строительстве используются газоблоки, пено-, газобетон или подобные материалы, тогда шаг между сваями должен составлять не больше 2-х м.

 

 

Расчет винтовых свай

 

• Все вычисления фундамента на винтовых сваях производятся на основе плана первого этажа. Опоры обозначаются на углах строения, на стыках и пересечениях внешних стен с несущими внутренними перегородками. Далее по длине стен точки расположения свай отмечаются каждые 2-3 м в зависимости от материала, применяемого для строительства дома.
• Остальное пространство заполняется опорами с таким же шагом по строгим линиям. В противном случае при последующих работах могут возникнуть затруднения с организацией конструктивных элементов строения.
• Если планируется кладка печи или камина, то в данном месте следует установить как минимум 2 опоры. Винтовые сваи обозначаются под внешними углами небольших террас, пристроек или балкона.

 

Конечно, более точные расчеты проведет специализированная организация, где будут учтены и приняты во внимание многие другие не менее важные факторы:

• вес строения с учетом материала;
• снеговые и ветровые нагрузки;
• особенности планировки, пролетов и т. д.

 

 

Способы монтажа свай

 

• Процесс завинчивания опор такого рода не представляет особых трудностей, данная манипуляция может проводиться как ручным, так и механическим способом. Специальная техника применяется для монтажа свай, диаметр которых превышает 108 мм и это обуславливается не только тем, что изделие довольно тяжелое, но и тем, что его большие габариты увеличивают вероятность наклона при ввинчивании.
• Также использование оборудования и направляющих необходимо, если работы осуществляются на сложных грунтах. Допустимая погрешность при вертикальном наклоне не должна превышать 2°.
• Массивные опоры, применяемые при возведении крупных объектов, монтируются при помощи спецтехники, где контроль над вертикалью лежит на бортовом компьютере.

 

• Габариты свай являются не единственной причиной, по которой может произойти отклонение. Зачастую при ввинчивании возникают препятствии в виде крупных валунов, находящихся в грунте.
• Иногда попадаются сваи с дефектами, но, к сожалению, это можно выяснить лишь в процессе работ. Наиболее распространенным браком является некачественный шов, поэтому может произойти отрыв лопасти, тем самым исключается надежность всей конструкции.

 

 

Закручивание винтовых свай своими руками

 

• На свайном поле в отмеченных точках с помощью лопаты или бура вырываются лунки. Их глубина не должна превышать 40 см, ямки служат лишь некими «направляющими». Совет: сваи завинчиваются, а не закапываются! Именно такие манипуляции придают необходимую прочность винтовому изделию.

• Сначала устанавливаются угловые винтовые сваи, потому как они послужат ориентиром для остальных опор. Их вставляют в подготовленные лунки, и присыпают землей. После окончания работ грунт вокруг них утрамбовывается.
• На данном этапе важно строго соблюдать вертикальный уровень. Рычаги вставляются в специальные отверстия и после этого можно переходить непосредственно к завинчиванию опоры. С подобными манипуляциями справятся 2 человека, при наличии определенных навыков процесс займет не более 15-20 минут.
• Винтовая свая закручивается до тех пор, пока лопасть не пройдет ниже уровня промерзания грунта. В ходе проводимых работ регулярно проверяется, выдержан ли перпендикуляр.

• Бывает так, что опора упирается в какое-либо препятствие, здесь необходимо приложить больше усилий. В принципе при углублении сваи на 1 метр и более допускается ее оставить на этом уровне. Если заглубление меньше метра, то точка завинчивания переносится. Самый плохой вариант – перенос всего фундамента.
• По окончанию монтажа, трубы обрезаются болгаркой до нужного уровня. Ствол заливается бетонной смесью М300 на всю длину. Если строение временное (рабочий вагончик, торговый павильон) и в дальнейшем планируется его демонтаж, то последняя манипуляция не выполняется.
• Осталось приварить оголовок к стволу и в обязательном порядке обработать поверхность и рабочие швы защитным антикоррозийным материалом.

Закручивание винтовых свай видео

 

 

Нарушение технологии строительства

 

Несоблюдение определенных правил и норм при обустройстве свайно-винтового фундамента может привести к довольно сложным и дорогостоящим ремонтным работам. Поэтому так важно знать некоторые основные принципы, которые помогут избежать печальных последствий.

• Исследование грунта. Не стоит пренебрегать данным этапом и заменять полноценный анализ пробным бурением.

Риск	Что делать
На участке может залегать неоднородный грунт, что со временем приведет к проваливанию свай. Соответственно часть строения упадет на почву.	В таких случаях дом поднимается на домкратах и проводится завинчивание новых свай. Потому как «наращивание» опор недопустимо, сварочные швы не должны находиться ниже уровня грунта.
При работах выясняется, что глубина погружения опор должно быть глубже. Так как за основу были взяты лишь средние показатели промерзания грунта при пробном бурении.	Наращивание длины либо их полная замена. Что, несомненно, понесет немалые расходы на приобретение и транспортировку изделий.

 

• Некачественный материал. Нарушение или упрощение технологии при производстве свай однозначно приведет к короткому сроку службы фундамента, ввиду деформации ствола, отрыва лопастей и так далее. И как следствие – ненадежность строения в целом.

Характеристика. Как должно быть	В противном случае. Последствия
Толщина стенки трубы от 4 мм и выше.	Уменьшение толщины даже на 0,5 мм снижает эксплуатационный срок фундамента на 25%.
Толщина защитного слоя должна составлять не менее 200 мкм.	Утонченный слой покрытия не сможет обеспечить надежную и долговременную защиту металлических элементов, тем самым сокращается и срок службы и самого фундамента на 15%.
Лопасти неправильной конфигурации.	Рыхлит почву при завинчивании, вместо того, чтобы уплотнять ее около себя. В связи с этим несущую способность сваи невозможно гарантировать.
Некачественно выполненные сварные швы.	Сварочные работы низкого качества снижают срок службы винтового столба от 40 до 80%.
Отсутствие косынки на оголовке.	Не может обеспечить надежную опору для обвязки.

 

• Распределение нагрузки. Неграмотный расчет свайного поля нарушит горизонтальность основания, что, в свою очередь, приведет к разрушению строения. Более легкие последствия – перерасход материала.

Причина	Следствие
Неверная расстановка свай, неправильные размеры.	Прогиб пола либо угол строения остается в «висячем» состоянии.
Превышение допустимого отклонения относительно вертикальной оси.	Опора будет нести более низкую нагрузку, чем при проектных расчетах.
Сваи завинчены в «разбежку».	Усложнение последующих строительных процессов, увеличение расхода материала для обвязочных работ.

 

Свайно-винтовой фундамент в последнее время выбирается все чаще в сегменте индивидуального строительства. Высокие характеристики, легкость монтажа и весьма значительная экономия при его обустройстве делает его весьма привлекательным для большинства застройщиков. Но чтобы, основание отвечало всем требованиям по эксплуатации, необходимо приобретать качественную продукцию и соблюдать соответствующие требования при организации данного фундамента.

 

Источник