Установка винтовых свай под фундамент дома

Фундамент на винтовых сваях более 2-х веков используется военными для быстрого разворачивания своих объектов на любых типах грунта. Эти изделия в последние годы стали активно устанавливать и частные застройщики, так как такое основание для дома является надежным и долговечным. Свайно-винтовой фундамент своими руками установить можно, но для этого необходимо знать все нюансы выбора и монтажа этих опор.

Фундамент на винтовых сваях активно применяется в строительстве дачных домов и коттеджей, так как такое основание может возводиться даже на слабых грунтах под здания в несколько этажей.

Основные этапы закладки свайно-винтового фундамента

Обозначим основные этапы создания фундамента на винтовых сваях:

• Контрольное вкручивание
• Расчет и создание проекта фундамента
• Проведение разметки
• Создание направляющих скважин
• Вкручивание свай
• Выведение плоскости фундамента
• Обрезка свай
• Бетонирование полости труб
• Установка оголовков на сваи
• Монтаж обвязки

Ниже будет приведена фактически пошаговая инструкция по установке фундамента. Это не означает, что обязательно делать эту работу самостоятельно, однако знание некоторых нюансов поможет застройщику в контроле выполнения работ нанятой бригадой.

Контрольное вкручивание свай

Прежде всего, нужно иметь представление о том, на каких грунтах будут проводиться работы. Сваи можно вворачивать практически во все грунты, на которых строятся жилые дома, за исключением скальных. Однако зачастую на небольшой площади, где планируется возведение здания, попадаются участки крупнообломочных пород, и вворачивание свай невозможно. Чтобы определить это проводится пробное вкручивание.

Оно заключает в себе вворачивание пробников в нескольких точках участка под фундамент.

Пробник для контрольного вкручивания – это свая облегченной конструкции, которую можно ввернуть своими руками. Как правило, для нее берется труба с диаметром, значительно уступающим диаметру будущих свай. Лопасти такой сваи тоже имеют размеры меньше, чем у основных. Закрутка проводится вручную. Для этого на верхнее окончание монтируется специальное устройство. Оно позволяет вкручивать сваю двум рабочим. Если глубина вкручивания достаточна, то можно с уверенностью сказать, что и основные сваи можно вкрутить в исследуемый грунт.

Таким образом, контрольное вкручивание может заменить дорогостоящие геологические изыскания. Оно позволяет определить:

• Глубину, на которую уходит несущий пласт
• Общие характеристики почвы, наличие твердокаменных включений

Следует отметить, что сваи необходимо заглублять ниже уровня промерзания почвы. Она обычно известна для каждого региона. Если установить лопасть сваи в промерзающий грунт, ее может выталкивать сила морозного пучения.

Винтовая свая в грунте

В некоторых случаях пробное вкручивание позволит оценить глубину залегания подземных вод, если они подступают достаточно близко к поверхности.

Изготовление винтовых свай своими руками

Изготавливаем сваи сами
Фундамент является основной частью любого строения, поэтому очень важно правильно выбрать тип основания. На устойчивом грунте можно обустраивать фундамент любого типа, а подвижные и подверженные сезонному пучению почвы требуют более прочной основы для строения. Фундамент на винтовых сваях – это идеальное решение для строительства зданий на подвижных грунтах, в районах с преобладанием низкой температуры воздуха, в местах с высоким уровнем грунтовых вод.

Преимущества свайного фундамента

Фундамент на винтовых сваях пользуется большой популярностью в индивидуальном строительстве благодаря главным преимуществам:

• Строительство на любом грунте. Глубокое завинчивание сваи в грунт позволяет возводить строения на всех типах грунта, включая заболоченную местность, где возведение фундамента другого типа невозможно. Исключение составляют только скальные участки, на которых завинчивание свай считается достаточно трудным.
• Минимум земляных работ. Для обустройства свайно-винтового фундамента не требуется проводить выемку грунта, рыть котлован или траншею. Это позволяет сэкономить на вывозке лишнего грунта со строительного участка.
• Возведение основания в любое время года. Минимальные земляные работы позволяют обустраивать свайный фундамент независимо от сезона.
• Высокая несущая способность. Сваи монтируются ниже уровня промерзания грунта, чем обеспечивается прочность фундамента в любых условиях. Даже при сезонном движении грунта конструкция сохраняет свою целостность.
• Простой и быстрый монтаж. Установку элементов свайного фундамента может выполнять человек, который не имеет строительного навыка. При этом основание возводится в кратчайшие сроки, чаще всего на весь процесс уходит 2-3 дня.

Самостоятельное изготовление винтовых свай

Сваи ручного производства

Выбрав в качестве основания дома свайный фундамент, необходимо определить, какие сваи будут использоваться. Элементы заводского изготовления отличаются прочностью и надежностью, но стоят дорого. Сваи собственного изготовления потребуют меньших затрат, но гарантия качества в этом случае сводится к минимуму.

Остановив выбор на сваях ручного производства, важно тщательно изучить конструкцию винтовой сваи и технологию ее изготовления.

Конструкция сваи

Сваи и заводского, и собственного изготовления имеют одинаковое строение:

• Основным элементом винтовой сваи является ствол. Он представляет собой круглую трубу, стенки которой имеют толщину не меньше 4 мм.
• Другая важная часть – наконечник в виде конуса, расположенный на нижнем конце сваи.
• Не менее важна спиральная лопасть, приваренная к конусному наконечнику.
• На винтовые сваи, которые предполагается использовать в качестве основания под деревянные строения, дополнительно приваривают квадратные пластины с отверстиями – оголовки.

Подготовка к изготовлению свай

Перед тем, как приступить к изготовлению винтовых свай своими руками, необходимо сделать чертеж изделия. На нем указываются основные параметры сваи:

• Диаметр ствола.
• Высота конусного наконечника.
• Общая длина сваи (ствол + наконечник).
• Расстояние между нижним краем лопасти и вершиной конуса.

Чертеж изделия во многом облегчит его разметку и сборку.

Изготовление лопастей: пошаговое руководство

Делаем лопасти для самодельной сваи

1. Чтобы ускорить процесс работы, рекомендуется изготовить шаблоны будущих лопастей. Для этого необходимо вырезать два круга разного диаметра. Диаметр большого круга должен равняться наружному диаметру лопасти. Диаметр малого круга должен соответствовать диаметру ствола.
2. Подготовленные шаблоны раскладывают на полосе стали и вычерчивают круги: вначале — большой, затем – малый.
3. Вырезать лопасти нужно в следующем порядке: по вертикали выполняют рез до внутреннего круга, продолжают резать по внутренней отметке, затем обрезают изделие по контуру снаружи. В результате получается кольцо с прорезью.
4. Изделие зажимают в тисках и по разрезу отгибают концы в разные стороны. При этом расстояние между концами должно быть не более 15 см.

Изготовление конусного наконечника

1. Как и на предыдущем этапе, вначале нужно изготовить шаблон. В этом случае требуется вырезать треугольник. Чтобы определить высоту шаблона, нужно диаметр трубы умножить на два. Для определения размера основания треугольника длина окружности трубы делится на определенное количество секторов. Чаще всего их делают четыре.
2. Нижнюю часть трубы размечают на четыре сектора и вырезают их болгаркой.
3. Полученные треугольники на конце трубы сбивают к центру до полного соединения.
4. Линии стыков проваривают сплошным швом. При этом важно следить за качеством работы.

Окончательная сборка свай

Сборка единого элемента заключается в приваривании винтовой лопасти к нижнему краю сваи. При этом важно следить, чтобы между основной частью сваи и винтовым элементом не было зазора. При обнаружении просветов между поверхностями этих элементов необходимо больше разогнуть торцы спирали.

Нижний край винта должен располагаться на расстоянии 5 см от вершины конуса.

Сваривать элементы можно только после полного примыкания лопасти к поверхности конуса. При этом сварка должна проводиться сплошным швом, чтобы винт не оторвался в процессе закрутки сваи.

Расчет количества свай

Перед тем, как начинать изготовление свай своими руками, необходимо определить точное количество элементов конструкции. При проведении расчета стоит учитывать следующее:

• Сваи должны располагаться под каждым углом постройки.
• Необходима установка опор в местах пересечения несущих стен дома.
• Не меньше двух свай нужно установить в месте расположения печи или камина.
• Требуется установка свай под будущей террасой или другой пристройкой.

Так рассчитывается количество основных свай. Для большей прочности необходимо установить дополнительные опоры. Их рассчитывают по следующему принципу:

• При возведении строений из блоков или плит между дополнительными опорами необходимо выдерживать расстояние до 2 метров.
• Для каркасных конструкций из дерева достаточно расположить сваи на расстоянии 2,5 метра.
• При строительстве брусовых или бревенчатых домов между сваями можно делать промежуток до 3 метров.

Для удобства подсчета винтовых свай рекомендуется составить план-схему строения, где отметить места расположения опор.

Расчет количества винтовых свай

Винтовую сваю можно изготовить самостоятельно, необходимо лишь запастись подходящими материалами и соблюдать технологию изготовления. Однако сваи, выполненные своими руками, безопаснее использовать в качестве основания для легких построек или оградительных конструкций.

Расчет и создание проекта фундамента

Расчету свайно-винтового фундамента посвящена отдельная статья на нашем сайте. Определим только общие положения.

В основу расчета берется:

1. Несущая способность грунта на той или иной глубине установки лопасти сваи
2. Шаг свай, то есть их количество на весь фундамент
3. Положение особо нагруженных точек – где будет размещено тяжелое оборудование, несущие внутренние стены, крыльцо и т.д.
4. Определяется общий вес дома с учетом дополнительных нагрузок от ветра, снега и тому подобных и делится на несущую способность каждой сваи.

Обычно несущая способность сваи определяется диаметром и стенкой трубы, шириной лопасти и глубиной внедрения. Существуют принятые рекомендации, позволяющие использовать сваи определенного параметра для тех или иных конструкций:

Для постройки кирпичных или блочных домов, тяжелых срубов – труба диаметром 168-300 мм, стенкой 6-10 мм, с лопастью 40-80 см

Для каркасных домов – 89-114 мм, стенка 3-5 мм, с лопастью 20-30 см

Для беседок, заборов, других легких построек – труба диаметром 73-108 мм, стенка 4-8, лопасть 15-20.

Это весьма приблизительный расчет, но он определяет общую картину. Очевидно, что для массивных монолитных домов сваи обойдутся значительно дороже, чем для легких, поэтому большинство хозяев предпочитают закладывать под них железобетонные фундаменты.

Проект свайно-винтового фундамента обычно представляет собой чертеж, где указано место закручивания свай. Очевидно, что чем больше несущая способность сваи, тем меньше таких свай необходимо распределить по площади будущего дома.

План свайного поля

Как выбрать качественную сваю?

Вернуться к оглавлению

Типы антикоррозийного покрытия их качество

Чтобы со временем винтовые опоры не проржавели, необходимо покрыть их несколькими слоями грунтовки по металлу.

Производители опор предлагают к продаже сваи покрытые обычной грунтовкой по металлу. Но за дополнительную плату может выполнить холодное цинкование, нанести битумную мастику, обработать полимерной термоусаживающей пленкой. Каждый из этих видов защиты может быть предоставлен отдельно или в совокупности с остальными.

Почему винтовой опоре требуется стойкое антикоррозийное покрытие? Потому что во время вкручивания в грунт тонкая пленка стирается и металл начинает со временем ржаветь. Это непременно отразится на прочности фундамента. Поэтому частному застройщику рекомендуется после приобретения опор самостоятельно покрыть их на несколько слоев грунтовкой по металлу или заказать на заводе производителя другую дополнительную защиту.

Вернуться к оглавлению

Выбираем диаметр и длину винтовой сваи

Диаметры варьируются от 47 до 108 см, последние способны выдержать колоссальные нагрузки: до 3,5 т на одну опору. Но на заказ возможно изготовление свай такого размера, который требуется застройщику. Для домов с легким весом подойдут изделия диаметром 89 мм. Длина ствола выбирается с таким расчетом, чтобы оставался некоторый запас. Опора должна войти в грунт ниже токи его промерзания. Если длина окажется большей, чем требуется, это легко исправить: ствол укорачивается с помощью болгарки. Для частников с их легкими постройками оптимальный расчет таков: свая длиной 2-2,5 м и диаметром лопастей 30 см.

Вернуться к оглавлению

Разметка свайно-винтового фундамента

При закладке железобетонных фундаментов, в частности, ленточных разметка представляет собой достаточно трудоемкое занятие – нужно не только наметить линии, по которым будет установлено основание, но и отрыть достаточно глубоки и ровные канавки. В случае использования железобетонных (или, допустим, деревянных) столбов также потребуются земляные работы.

Свайно-винтовой фундамент в этом смысле значительно выигрывает. Достаточно только наметить линии, по которым будут завинчены сваи, а также опорные точки.

На местность выносятся оси стен, в том числе несущих, и участки с повышенным давлением на грунт – например, те, где будет установлено тяжелое оборудование или конструкции (отопительный котел, тяжелый насос, лестница, крыльцо и т.д.) В реальности по периметру здания, чуть дальше углов, устанавливаются колышки, между которыми протягиваются шнуры. Для более точного определения линии с учетом толщины тела свай можно усложнить конструкцию – к колышкам прибить горизонтальную перемычку, соответственно толщине сваи и протянуть два шнура. Они будут ограничивать положение свай по внешним размерам.

Способы устранения препятствий, возникающих при установке свай

Условия и характеристики строительной площадки редко бывают идеальными. Повсеместно встречаются грунта с примесью камней, которые попадаются весьма крупного размера. Если на пути движения ствола встретилось такое препятствие, то устранить его будет сложно. Но минимизировать последствия по силам любому застройщику.

Вариант узла крепления.

1. Если попался небольшой камень, то он вызовет отклонение опоры по вертикали. При вкручивании это всегда заметно, поэтому следует его продолжать, непрестанно выравнивая сваю по вертикали. Это сместит камень.
2. Перед началом работ следует убедиться в том, что рычагам не будут мешать различные препятствия: деревья, постройки и прочее.
3. Если в месте установки оказался пень или дерево, их нужно спилить или выкорчевать.
4. В том случае, если это сделать невозможно, точку установки придется перенести.
5. Если на пути движения опоры попадается крупный камень, как правило, сдвинуть его становится невозможным. Поэтому точка опоры переносится.
6. Если после вкручивания на 1 м (и более) движение вглубь продолжить невозможно, то на этом можно остановиться и подрезать ствол болгаркой.
7. На грунтах с большим содержанием песка часто возникает застопоривание движения ствола. Можно постараться провернуть сваю усилиями нескольких человек, но если все безуспешно, монтаж опоры следует прекратить. С точки зрения специалистов на песчаных грунтах такая ситуация говорит о том, что опора установлена максимально надежно и достигла необходимой плотности грунта.

Вернуться к оглавлению

Вкручивание свай

Погружение свай в грунт – самый трудоемкий этап установки фундамента, особенно если он проводится вручную. Вообще существует три основным способа вкручивания:

1. Использование спецтехники
2. Применение полуавтоматических приспособлений
3. Вручную

Конечно, самым рациональным представляется пользоваться услугами самоходных сваебурильных установок. Если свай много, то это значительно ускорит работу. Сваебур вкручивает сваю буквально за считанные минуты, тогда как двое-четверо рабочих потратят на это минимум полчаса.

Вворачивание свай с помощью сваебурильной установки

Использование современных компактных устройств для завинчивания свай также ускоряет работу, но это уже касается бригад строителей – приобретать ее для единоразового ввинчивания нецелесообразно. Но самое простейшее приспособление можно изготовить самостоятельно, о чем скажем чуть ниже.

В любом случае для вкручивания свай нужно иметь специальные приспособления. В теле сваи, точнее в верхней ее части, прорезаются отверстия, в которые вставляется рычаг. Сваебурильные установки имеют приспособления для коммутации со сваями. Соединив отверстия бурильной штанги с отверстиями в трубе, вставляют рычаг, и крутящий момент от сваебура передается на сваю.

Приспособление для удлинения рычага

При этом вращение достаточно мощно, и свая быстро уходит в глубину. Нужно тщательно следить за вертикальностью внедрения сваи – нельзя рассчитывать на умение оператора сваебура. Его задача – ввинтить трубу, за ровность «как бы» он не отвечает. Другими словами, действиями оператора сваебурильной установки нужно руководить.

Для контроля над вертикального погружением сваи обычно пользуются специальными уровнями на магнитах.

Контроль вертикальности сваи

Использование полуавтоматических установок позволяет вкручивать сваи не так быстро, но более тщательно отслеживать их вертикальность. Принцип действия таких установок состоит в следующем – на конец сваи устанавливается редуктор, усиливающий крутящий момент. В качестве источника вращения используется дизельный или электрический мотор (например, может использоваться обычная ручная дрель).

Ручное вкручивание требует дополнительных приспособлений. В простейшем случае в отверстия трубы помещается крепкий стержень (подойдет строительный лом), который обычно удлиняется отрезками трубы соответствующего диаметра. Два или четыре работника перемещают их по кругу, создавая крутящий момент. Еще один человек должен постоянно контролировать вертикальность внедрения сваи.

Конструктивные особенности винтовой сваи

Опора представляет собой полую бесшовную трубу, которая изготавливается из стали и имеет стенку толщиной не менее 4 мм.

На одной стороне трубы (ствола сваи) находятся приваренные лопасти, напоминающие винт и позволяющие стволу вкручиваться в грунт на большую глубину. Наконечник сваи с той стороны, где находятся лопасти, заострен, поэтому это изделие в чем-то напоминает саморез.

Конструкция винтовой сваи.

С противоположной от лопастей стороны находится оголовок. Он бывает либо приварным, либо съемным. Частные застройщики в основном используют сваи с оголовком второго типа, так как он позволяет самостоятельно монтировать фундамент. Приварные оголовки нужны, если сваи устанавливаются с помощью специальной техники: ямобура или гидробура на базе экскаватора.

Эти части опор имеют 3-6 косынок и диск, в котором сформированы 6 отверстий. Диаметр дисков бывает разным: 150 мм, 200 мм, 250 мм. Приварной оголовок надежно защищает полость сваи от проникновения влаги. Но и в случае со съемным выход найден: по завершении самостоятельного монтажа фундамента полость ствола заливается бетоном. Эта защита от коррозии не менее надежна.

Вернуться к оглавлению

Выведение плоскости фундамента и обрезка свай

После того, как все сваи вкручены необходимо наметить уровень их обрезки. Плоскость фундамента выводится с помощью нивелира, теодолита или водяного уровня. Сначала обрезается свая в самой низкой расчетной точке фундамента. От ее края проводится отсчет уровня.

Приведем пример использования водяного устройства, которое легко применить в несложных конструкицях при самостоятельной установке фундамента. Берется длинный тонкий и прозрачный шланг, наполняется водой. Уровень жидкости на одном из концов шланга устанавливается по исходной трубе. Другой конец приставляется к следующей свае, и уровень воды в трубке там будет соответствовать такой же высоте от горизонта.

Таким образом, трубы размечаются и обрезаются по разметке. Следует строго следить за тем, чтоб обрезка была строго горизонтальна – для этого по линии разметки рекомендуется прикрепить картонный шаблон.

Обрезка труб обычно ведется углошлифовальной машинкой (болгаркой).

В результате мы получаем набор выступающих из земли труб, который и будет основой свайно-винтового фундамента

Обрезка сваи

Монтажные работы

Установка свай для забора своими руками представляется довольно простой задачей, для выполнения которой потребуется разметить территорию, используя колья и веревки. Расстояние между сваями может варьироваться, однако оно не должно превышать 3 м, иначе конструкция будет непрочной.

На местах, где будут находиться опоры, следует сделать углубления, что позволит упростить дальнейший монтаж. Важно помнить, что глубина установки должна превышать 1,5 метра, что обеспечит их надежную фиксацию.

Для упрощения монтажа может потребоваться специальный рычаг длиной 2 метра, который можно изготовить из металлической трубы.

Установка свай потребует помощи, поскольку в одиночку провернуть сваи и ровно смонтировать их будет невозможно. В процессе монтажа необходимо следить за тем, чтобы свая была расположена вертикально, что сделает будущий забор ровным и долговечным.

Бетонирование полости труб

Бетонирование трубы – важный момент закладки фундамента по двум причинам.

1. Во-первых оно повышает конструкционную прочность самой трубы. Особенно это касается тонкостенных труб.
2. Во-вторых, бетонирование является дополнительной защитой трубы от коррозии.

Вообще говоря, поверхность трубы соприкасается с грунтом только с внешней стороны (и по этой причине покрывается антикоррозионным слоем), однако внутренняя часть тоже неизбежно увлажняется – это происходит из-за перепадов температур в теле трубы с конденсацией влаги на внутренней поверхности. Заливка трубы бетонной смесью сохраняет, таким образом, внутреннюю поверхность труб от увлажнения и коррозии и значительно продлевает срок их службы.

В зависимости от степени ответственности фундамента используются разные способы бетонирования:

• Засыпка специальных сухих смесей типа пескобетона, которые затвердевают при контакте с конденсатом
• Заливка обычной бетонной смеси на основе цемента и мелкого щебня (дресвы)
• Использование песчано-цементной смеси, что удорожает процесс, но минимизирует наличие крупных пор в толще бетона

Смесь засыпают в тело трубы с помощью крупной воронки.

Бетонирование сваи

Установка оголовков

Оголовки особенно важны в использовании деревянной обвязки фундамента. Они представляют собой квадратные или круглые площадки из листового материала, приваренные к трубным обрезкам длиной около 10-15 см. Диаметр оголовков должен превышать диаметр сваи, чтобы их можно было надеть на концы труб. Чем плотнее оголовки садятся на трубы, тем лучше. Оголовки привариваются к трубам в нескольких местах. В самих опорных площадках еще при изготовлении оголовках сверлятся отверстия для крепления к ним бруса обвязки.

Оголовок винтовой сваи

Таким образом, фундамент считается установленным, и можно приступать к его обвязке. Созданию обвязки посвящены несколько статей на нашем сайте, поэтому здесь мы не будем описывать этот этап.

Как вам статья?