Винтовые сваи: изготовление, установка, устройство и расчет фундамента

Чаще всего о применении винтовых свай речь идёт в том случае, когда необходимо решать задачи загородного строительства. В наше время использовать винтовые сваи можно при строительстве жилых домов, бань, хозяйственных построек, ограждений. И с установкой свай вполне можно справиться своими силами. Необходимо лишь следовать определённому алгоритму действий.

Как закрутить винтовые сваи своими руками? Пошаговый алгоритм действия с описанием и советами »

Поэтому застройщики, стремящиеся большую часть работ выполнить самостоятельно, чтобы максимально сэкономить на бюджете строительства, нередко начинают рассматривать варианты аренды оборудования. А то и сомневаться, по силам ли им будет заложить фундамент без профессионалов. Эта статья призвана, во-первых, развеять сомнения: сваи ввинтить можно, только не в одиночку, а с помощью помощников. А во-вторых, предупредить: работа эта тяжелая, требующая точного расчета и хорошей физической подготовки.

Как закрутить винтовые сваи своими руками, мы узнавали у людей, которые с успехом возвели дома на таком основании. Предлагаем вам их опыт, чтобы вы знали, какие трудности ожидают, к чему надо быть готовым и с чем придется столкнуться.

Немного теории: грунт

Если камней много, и их залегание неглубоко, от свайного фундамента придется отказаться. Если осколочные породы фрагментарны, на земле в большинстве случаев такой тип основания заложить можно. Хозяину, не знакомому с характером грунтов на участке, придется заняться бурением: несколько скважин в разных местах прояснят их состав. К тому же скважины можно начать бурить в месте закладывания дома.

Выбор свай

Инструментарий

Вкручивание свай

Тонкости и нюансы

В случае

Игнорировать опору, севшую меньше, чем на метр, нельзя: может поехать все строение. Особенно тревожный симптом – несколько таких свай. Выхода из ситуации может быть два: либо нанимать спецтехнику для ввинчивания их на нужную глубину (что довольно дорого), либо оборудовать другой фундамент (что означает еще большие потери). Однако такие случаи редки: зная, как закрутить винтовые сваи своими руками, и проведя качественную предварительную разведку, люди обычно пусть с трудом, но справляются с задачей.

Преимущества свайно-винтового фундамента

  • Из перечня подготовительных работ можно исключить выравнивание перепадов грунта на участке, замену не пучинистых грунтов на более стабильные и создание подъездных путей.
  • Экономия времени, трудозатрат и материалов. Отсутствуют земляные работы (рытье котлована или траншеи), обустройство опалубки, производство бетона и дополнительная гидроизоляция. Не требуется выдерживать срок, необходимый для набора бетоном полной своей прочности (28 дней). Финансовая экономия может составлять от 30% до 70%.
  • Монтаж свай может происходить в любое время года, при низких или высоких температурах, независимо от осадков. Устанавливаются в любой грунт, включая вечную мерзлоту, «плывуны» и «второсортные» земли сельскохозяйственного назначения.
  • В зависимости от количества свай, механическим способом винтовой фундамент может установить бригада из 3 человек за пару дней. Если не требуется спецтехника, то освоить процесс ручного вкручивания может даже далекий от стройки человек и выполнить тот же объем работ за неделю.
  • Монтаж можно проводить на участках с развитой сетью подземных коммуникаций. Для определения их местоположения используют специальный прибор.
  • Для дачного дома «плюсом» такого основания является возможность его создания в лесном массиве (такой фундамент не разрушает корни деревьев) или в условиях плотной застройки дачного кооператива.
  • Вкрученные сваи при необходимости могут быть изъяты (без выкручивания заглубленных свайных элементов) и использованы повторно в другом месте.
  • Если расчеты свайно-винтового основания выполнены правильно, а сами сваи качественные, то сразу после окончания фундаментных работ можно переходить к возведению стен.
  • По прошествии времени рядом можно возвести такой же фундамент под пристройку к дому, не повредив старого основания.
  • Срок службы – до 120 лет.
  • Высокая сейсмоустойчивость.

Перечень требуемых инструментов

Перед началом работ, кроме самих свай, нужно позаботиться о наличии следующих инструментов:

Перечень требуемых инструментов
Перечень требуемых инструментов
Перечень требуемых инструментов
  • лопаты;
  • магнитного уровня;
  • гидроуровня или нивелира;
  • рулетки (обычной или лазерной);
  • лома;
  • двух труб диаметром чуть больше лома, длиной около 2 м каждая;
  • шпагата или веревки;
  • разметочных элементов — колышков.
Перечень требуемых инструментов
Перечень требуемых инструментов
Перечень требуемых инструментов

В зависимости от ситуации, могут потребоваться: садовый бур, сварочный аппарат, источник электропитания (генератор или подключение к местной сети) и пила-болгарка с дисками по металлу. Если нет желания закручивать винтовые сваи вручную, ручной труд можно заменить мощной дрелью на 1,5 Квт и насадкой — редукторным гайковертом.

Перечень требуемых инструментов
Перечень требуемых инструментов

Процедура ввинчивания свай

Работа начинается с базовых угловых свай. Затем будут ввинчиваться другие. Монтаж может осуществляться:

  • специальным ключом;
  • приспособлением для завинчивания.

Устанавливая сваи, необходимо применять магнитный уровень. Вам надо следить за тем, чтобы в процессе ввинчивания свая не отклонялась от вертикальной оси. Будьте внимательны: если есть кабель на участке, нужно обязательно знать о его расположении. С этой целью можно воспользоваться специальным устройством. Дистанция между сваями не должна превышать трёх метров. Помните, что в тех местах, где будет располагаться печь и прочие тяжёлые конструкции, нужно установить дополнительные сваи.

После монтажа свай необходимо выполнить их подрезку. Конструкции должны располагаться выше земли примерно на полметра. Чтобы ремонт фундамента старого дома был эффективным, в полости, образовавшиеся у свай, нужно залить бетонный раствор. После этого надо приварить оголовки на свайные верхушки. Они будут нужны для закрепления основ фундамента в дальнейшем.

ПоделисьЛайкКлассТвитПинSubscribeWhatsappTelegram

Установка винтовых свай

Данная процедура предполагает наличие нескольких основных этапов:

  • Определяется местоположение предстоящей постройки. Проводится пробное бурение и анализ грунта;
  • Производится разметка и установка базовых (угловых) элементов;
  • В строгом соответствии с разметкой монтируются остальные опоры;
  • Когда все сваи вкручены, производится подрезка их до заданного в проектных документах уровня, бетонирование и установка оголовков;
  • В завершающей стадии проводится обвязка фундамента.

Исследование грунта и анализ почвы

В целях исследования грунта с помощью автоматического или ручного бура производится пробное бурение. На основании данной процедуры выявляется характер грунта, наличие на площадке подземных вод, прослоев или толщи специфических грунтов, а также глубина промерзания почвы. Все это ложится в основу для определения характеристик применяемых опор – несущей способности сваи, ее типа, диаметра и длины.

На основании данного отчета строители имеют представление о глубине завинчивания винтовых свай.

Завинчивание свай

Непосредственным этапом перед началом установки винтовых свай является разметка свайного поля и определение расстояния между опорами. Расстояние между сваями не должно превышать 3 метров, в противном случае несущая способность уменьшится и начнется провисание обвязочного бруса.

В зависимости от массивности постройки и диаметра применяемых свай вкрутить сваи в грунт можно вручную или с помощью специальной техники.

Технология закручивания винтовой сваи в землю, происходит подобно шурупу: лопасти, прорезая грунт, оказываются зафиксированными со всех сторон, тем самым вырвать ее вертикально из земли практически невозможно.

Для того, чтобы винтовой фундамент не подвергся деформации, монтаж свай необходимо производить с наименьшими отклонениями от требуемых параметров:

  • Допустимое отклонение от вертикальной оси — не более 2°;
  • Смещение в горизонтальной плоскости от запроектированного расположения сваи — не более 5 см;
  • Требования к расположению свайного фундамента по вертикали более жесткие — отклонение по глубине завинчивания допускается не более 3 мм.

В процессе завинчивания сваи запрещается регулировать высоту сваи посредством вывинчивания, в случае, если длины сваи не хватило, следует воспользоваться удлинителем. В противном случае вывинченная свая продавит взрыхленный грунт, и фундамент даст неравномерную просадку. Устанавливать опоры в заранее выкопанные ямы является нарушением технологии: для обеспечения наилучшей несущей способности, сваи обязательно завинчивать на глубину не менее 700-900 мм, при этом для обеспечения точного соответствия проекту допустимо использовать приямки (неглубокие лунки). Винтовая опора вкручивается на глубину, указанную в проекте, либо до того момента пока свая не застопорится. В такой ситуации завинчивание сваи требуется остановить, иначе опора может быть повреждена, но при этом необходимо удостовериться, что свая углубилась ниже, чем на глубину промерзания грунта.

Подрезка, бетонирование и установка оголовков

Винтовые сваи готовы к использованию сразу после вкручивания в почву. На финальной стадии установки винтового фундамента необходимо подрезать верхние концы свай по уровню, обрезая при этом техническую часть трубы, на которой находятся проушины.

На следующем этапе опоры необходимо забетонировать изнутри. Для этого применяется бетон или цементно-песчаный раствор, в зимнее время добавляется специальная антиморозная присадка. Этот процесс необходим для придания свае дополнительной прочности и для защиты внутренней поверхности трубы от коррозии.

После бетонирования к свае крепится оголовок. Это плоская металлическая площадка, приваренная к небольшому отрезку круглой трубы, внутренний диаметр которой чуть больше наружного диаметра сваи. Оголовок одевается на опору и приваривается к ней, после чего сварной шов обязательно обрабатывается антикоррозийным составом и окрашивается.

Обвязка фундамента

Финальный этап в строительстве свайно-винтового фундамента – горизонтальная обвязка установленных опор. Это наиболее важный технологический этап, связывающий отдельно стоящие сваи в единое целое. После обвязки фундамент обладает большей прочностью и устойчивостью. Для обвязки в большинстве случаев применяется швеллер или двутавр, в отдельных ситуациях (если на фундаменте будет возводиться бревенчатый дом или дом из бруса) в качестве обвязочный балки может служить нижний венец.

Минусы

  • Свайный фундамент требует тщательных и сложных расчетов;
  • Увеличение массы здания и давления на почву и грунтовые воды;
  • Сваи усиливают усадку деревянного дома;
  • Конструкция осложняет или вообще не предусматривает строительство помещения с подвалом, цокольным этажом или подземным гаражом;
  • Сваи перед установкой обязательно нужно обрабатывать антикоррозийными средствами;
  • Трудоемкость процесса, так как требуется много ручной работы и физических сил;
  • Не подходит для тяжелых и многоэтажных строений.

Винтовые сваи и антикоррозийное покрытие

Чтобы на винтовых сваях было надёжное основание, следует грамотно выбрать антикоррозийное покрытие. Неважно, какой тип грунта у вас – режущие передние кромки и острие сваи может стираться. Впрочем, опасаться этого не обязательно – в грунте на большой глубине коррозия свай затруднена. Обеспечить защиту от коррозии нужно той части конструкции, которая пребывает на границе воздуха и земли, а также – в верхних слоях почвы. Грунтовку по металлу используют лишь тогда, когда строят какие-то постройки временного характера – проблема коррозии здесь не является актуальной. Холодное цинкование и битумная мастика – эти средства применяются при возведении простых, малоэтажных конструкций – навесов, беседок и проч.

Если устанавливаете вручную винтовые сваи и работы происходят в слабо абразивном грунте (торф, пластичная мокрая глина), можно использовать двойное комбинированное покрытие – в составе которого два слоя – и холодная оцинковка, и битумная мастика. Такое покрытие даст защиту фундаменту на многие годы.

В ситуации, когда сваи устанавливаются на абразивном грунте – щебне, мелком камне, песке и проч., нужно нанести термоусаживаемую плёнку на антикоррозийное покрытие. Тут будет следующее: свая будет плотно обтянута полимерной плёнкой, за счёт чего она обретёт дополнительную прочность. Это обеспечит прекрасное антикоррозийное покрытие – в том числе и от стирания. Монтируем вручную винтовые сваи

Когда сваи вкручивают, применение каких-то буровых устройств не предполагается. Винтовые лопасти приварены на нижней части сваи – именно за счёт них конструкцию можно вкручивать в грунт. Недостаток данного метода только один – определённая неточность установки (если сравнивать с закапыванием изделий или с заливкой бетоном).

Выбор фундаментных свай для деревянного дома

Как уже упоминалось ранее, определить тип свай, используемых для возведения деревянного дома еще нужно при проектировании жилья. Сваи разделяют на группы по нескольким признакам, первым из которых служит материал, что использовался для их производства:

  • Металлические сваи – просты в монтаже и имеют небольшой вес.
  • Железобетонные сваи – крепкие и прочные опоры, которые применяются при строительстве крупных объектов.
  • Буроинъекционные и буронабивные сваи – укрепляют фундамент и применяются при строительстве сооружений, оказывающих высокую нагрузку на основание.

В зависимости от метода установки сваи бывают:

  • Забивными. Монтаж опор проводится с помощью специальной техники, предоставить которую могут только профильные строительные компании.
  • Винтовыми. Это простые опоры, справиться с которыми можно без специальной техники, ведь они вкручиваются в почву.
  • Буронабивными и буровыми. Для этих свай нужно бурение скважины, после чего опоры устанавливают и заливают цементным раствором.

По принципу действия сваи бывают стойки (на твердом грунте, благодаря чему усадка дома будет минимальной) и висячие (для неустойчивого грунта). По схеме размещения сваи могут быть:

  • Одиночными.
  • Кустовыми.
  • Сваи с ленточным расположением.

Немного об оголовках

Некоторые винтовые сваи, имеющиеся в продаже, уже оснащены наваренными монтажно-технологическими оголовками. Естественно, это сказывается на стоимости – с таким «дополнением» обойдется дороже.

При этом наличие заводского оголовка пригодится лишь тем, кто планирует собирать на сваях деревянный дом. В других случаях присутствие оголовка роли не играет. Для установки ростверка он не требуется – обвязку просто приваривают к свае. Не принципиально его наличие и при завинчивании – ручную установку производят с помощью специальных отверстий в трубе, на процесс механизированного ввинчивания оголовок тоже не влияет.

Конструктивные особенности этого опционального элемента и размеры для сваи СВС-108 показаны на рисунке.

Ворота на сваях

Ворота на винтовых сваях потребуют некоторой дополнительной работы. Дело в том, что их створки воротные столбы или вовсе не нагружают, или нагружают гораздо слабее, чем полотно. Без дополнительного упора в грунт верха воротных столбов скоро разъедутся в стороны. Кстати, это же, только в меньшей степени, относится и к угловым столбам.

Справиться с проблемой несложно: вокруг столба, в стороны на 0,25-0,5 м копаем котлованчик глубиной на полтора-два штыка лопаты и по песчаной подушке в 10-15 см заливаем его бетоном. Бетонная чушка примет на себя горизонтальную часть раскачивающих столб нагрузок, а винт в глубине – вертикальную. Трубы на столбы нужны увеличенного диаметра, от 120 мм. Но учтите, это не полноценное бетонирование, нагружать чушку по вертикали нельзя!

Виды опор в зависимости от области применения

Фундамент под винтовую конструкцию разделяют в зависимости от области применения. Каждый вид имеет свои особенности. Одни сваи можно использовать в частном строительстве, другие – доступные только профессионалам со специальным оборудованием.

Виды опор в зависимости от области использования:

  1. Сваи с одной широкой лопастью на конце. Применяются для постройки хозяйственных построек и легких домов. Наиболее популярный вариант в строительстве.
  2. Опоры с двумя лопастями. Распространенный вариант для двухэтажного здания.
  3. Винтовые сваи с узкими лопастями. Используются для каменистых почв.
  4. Специальный вариант для местностей с постоянным холодом.

Обвязка ростверком

Ростверк — это пояс обвязки, соединяющий отдельные опоры в единую систему. Он нужен для принятия веса стен или прочих элементов конструкции дома, равномерного распределения нагрузки по всему свайному полю.

Существуют разные способы монтажа ростверка, обусловленные материалом изготовления:

Деревянный

Используется деревянный брус минимальной толщиной 150 : 150 мм. Как вариант, можно применить пачки из досок толщиной 50 мм и шириной 200 мм, соединенные в единый пакет размером 150 : 200 мм. Используется качественный сухой пиломатериал 1 или 2 сорта.

Поверхность дерева покрывается антисептическим и антипиреновым составом (в настоящее время существует пропитка, выполняющая обе функции). Соединение брусьев производится вполдерева и только над оголовком сваи.

Стыки, расположенные в пролете, не допускаются. Между металлом и деревом во всех местах прокладывают двойной слой рубероида (гидроизоляция). Установка выполняется так, чтобы свая располагалась точно по продольной оси бруса.

Металлический

Используются различные виды металлопроката:

  • Швеллер.
  • Двутавр.
  • Труба прямоугольного сечения.

При использовании швеллера не нужны оголовки, хотя для трубы или двутавра их присутствие обязательно. Для швеллера используются специальные закладные детали, установленные в трубу при заливке бетона.

Появляется возможность обойтись без гидроизоляции между оголовками и обвязкой, но между металлом и стеной она применяется в любом случае. Соединение деталей производится сварным способом с обязательным усилением болтами.

При повышенной прочности металлического ростверка, возникает большой металлический элемент конструкции, который требует обслуживания — периодической покраски защитными составами.

Железобетонный

Это самый трудоемкий и долгий вариант создания ростверка, но и самый прочный и надежный, не подверженный коррозии или гниению. Для его создания необходимо изготовить опалубку, установленную поверх оголовков.

Внутрь помещают арматурный каркас, после чего приступают к заливке бетона.

Опалубка изнутри устилается слоем рубероида или полиэтилена для исключения утечек влаги. Иногда ростверк заливают ниже уровня оголовков, приваривая арматурный каркас непосредственно к стволам. Чаще всего такое производится при достаточной высоте на уровнем грунта.

В таких случаях подрезку по горизонтали выполняют после затвердения бетона (28 дней), а заполнение стволов производят после подрезки.

Читайте также:  Несъемная опалубка для фундамента из пенополистирола