Фундамент на винтовых сваях считается самым универсальным: он подходит для большинства грунтов. А на сложных участках – заболоченных, с неровным рельефом или пучинистыми грунтами – именно ему отдают предпочтение, как наиболее устойчивому и экономичному. Но когда речь идёт о строительстве ограждений или не слишком ответственных хозяйственных построек, большинство домовладельцев задумываются о том, как сделать сваю винтовую самому и сэкономить на покупке заводских изделий. В каких случаях это желание обосновано и как его реализовать, расскажет эта статья.
Для участков с уклоном свайно-винтовой фундамент – самый быстрый и наименее затратный вариант Источник svaisad.ru
Что нужно знать о винтовых сваях
Сваи бывают не только стальными винтовыми, но и бетонными. В некоторых случаях, особенно при строительстве крупных и тяжёлых сооружений, предпочтение отдают последним, как более надёжным и долговечным. Но перед тем как сделать свайный фундамент своими руками из бетона, следует провести геологические изыскания и инженерные расчёты, чтобы убедиться в верности принятого решения.
Однако такие затратные мероприятия обычно проводят при строительстве дома из кирпича, бетонных блоков и других массивных материалов. Более лёгкие деревянные, щитовые и каркасные постройки можно ставить на основание из винтовых свай на любых грунтах, кроме скальных.
Но если речь идёт о капитальном строении, расчёт параметров свай все же необходим. Пренебречь им можно только при возведении второстепенных конструкций – беседок, сараев, бань, ограждений. И только для таких конструкций можно использовать самодельные винтовые опоры.
Металлический забор на винтовых сваях Источник spravka-region.ru
Составные части сваи
Внешне винтовая свая напоминает садовый бур и состоит из следующих частей:
- ствол из стальной трубы;
- острый наконечник в форме конуса;
- лопасть (винт);
- оголовок.
Основное отличие от бура заключается в перпендикулярном расположении лопасти относительно ствола, что позволяет ей входить в грунт, не взрыхляя его и не нарушая плотность.
Второе отличие – оголовок в верхней части конструкции, предназначенный для обвязки всех установленных элементов и устройства ростверка, так как сделать свайный фундамент без таких опорных площадок невозможно.
В заводских условиях сваи изготавливают либо методом литья, либо сварным способом, используя профессиональное оборудование. Они могут быть разной длины, отличаться диаметром лопасти, диаметром и толщиной ствола. Эти параметры подбираются в зависимости от расчётной нагрузки на основание и глубины залегания плотных слоёв грунта.
Кроме того, на производстве на все изделия наносят слой антикоррозионного покрытия, препятствующего разрушению металла, находящегося в постоянном контакте с влажной средой.
Свая заводского изготовления Источник www.balticdom.ru
Отличия конструкций кустарного производства от заводских
Изготовление фундаментных свай регламентируется нормативными документами. В частности, ГОСТ 8732 определяет качество металла для ствола, а ГОСТ 9.307-89 качество цинкового покрытия. В них прописаны марка и толщина стали, её химический состав и другие характеристики. Решая, как изготовить сваи винтовые своими руками, эти документы желательно изучить, чтобы получить на выходе качественные изделия.
Не имея возможности для самостоятельного изготовления, но желая сэкономить на опорах, некоторые застройщики покупают их у «кустарей» – мастеров, производящих металлические конструкции в условиях, далёких от заводских. Разумеется, никаких гарантий они не дают, и убедиться в качестве такой продукции до начала строительства невозможно.
В частности, как самоделки, так и изделия кустарного производства могут не обладать необходимой прочностью, лопасти могут деформироваться или отрываться при вкручивании в плотный грунт, а отсутствие качественной противокоррозионной обработки может привести к разрушению металла и ослаблению фундамента.
Разрушение всего одной опоры приведёт к ослаблению и перекосу фундамента Источник тверьстрой.рф
Тем не менее, вопрос, как сделать самому винтовые сваи своими руками, для многих остаётся актуальным из-за высокой стоимости сертифицированных изделий. Специалисты допускают применение самодельных опор, но лишь при возведении лёгких построек, надёжность и долговечность которых не имеют решающего значения. Фундамент для жилых домов, капитальных надворных построек, кирпичных и каменных ограждений должен возводиться из заводских свай, произведённых в соответствии с нормативными требованиями.
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на ремонте фундамента и монтаже металлоконструкций любой сложности
Преимущества и недостатки
Свайный фундамент обладает рядом преимуществ:
- Технология позволяет построить здание на любом грунте.
- Минимальное количество земляных работ на этапе подготовки.
- Экономия времени. Для установки требуется 2-3 дня.
- Возможность строительства на участках со сложным рельефом.
- Экономия средств. Свайный фундамент обходится на 20-40% дешевле, чем ленточный.
- Высокая прочность и длительность эксплуатации.
- Возможность установки вручную без привлечения специализированной строительной техники.
- Модернизацию строения можно проводить уже после возведения фундамента (прокладку инженерных сетей, изменение планировки дома).
Свайный фундамент позволяет построить здание на любом грунте.
У фундамента из свай существует несколько недостатков, однако их можно минимизировать:
- На скалистых и каменистых почвах работы по установке крайне затруднены.
- Металл подвержен коррозии, поэтому для защиты от влаги потребуется гидроизоляция и устройство ливневой канализации.
- При таком фундаменте строительство полноценного подвала или цокольного помещения невозможно, однако закрыть снаружи балки все же необходимо.
- Для утепления пола в здании потребуется внести дополнительные средства.
Процесс изготовления
Перед тем как сделать сваи для фундамента своими руками, нужно запастись всем необходимым материалом.
Выбор трубы для ствола
Основу винтовой сваи делают из пустотелой стальной трубы толщиной не менее 4 мм. Марка стали по прочности – Ст.20 и более.
Обратите внимание! Чем больше толщина стенки трубы, тем прочнее будет ствол. Но при изготовлении в кустарных условиях из толстого металла будет непросто сформировать острый конусный наконечник.
Ствол делают из прочных стальных труб Источник minteko.net
Длина ствола подбирается исходя из того, на какой глубине в месте строительства залегают плотные непромерзающие слои грунта. Такие данные можно получить в местной геолого-разведывательной службе или расспросив ближайших соседей, построивших дома по проекту, привязанному к местности. Ещё один вариант – сделать пробное бурение.
К этому значению нужно прибавить 30-50 см на заглубление в несущий слой и высоту ствола, остающегося над поверхностью земли. Запас желательно сделать побольше, иначе при нехватке длины сваю придётся наращивать, приваривая к верхнему концу отрезок трубы, что ослабит конструкцию.
Обратите внимание, что удлинители изготовленные на производстве лишены этого недостатка. К трубе соответствующего диаметра в заводских условиях приваривается муфта размером 20-25 см, которая одевается на винтовую сваю, установленную в грунт, затем стыки дополнительно провариваются и грунтуются, чтобы избежать коррозии. Из-за особенности конструкции место соединения получается толще, чем сама труба, поэтому если у вас возникла задача нарастить винтовые сваи, лучше воспользоваться удлинителями изготовленными в заводских условиях.
Анжелика Авдеева
руководитель отдела продаж ООО «КЗС»
Проще обрезать лишнюю длину, выровняв все сваи по уровню после установки Источник vladimirsvai.ru
Диаметр ствола тоже имеет важное значение для прочности и несущей способности фундамента. Он регламентируется строительными нормами и правилами. Чтобы не тратить время на изучение специальной литературы, выясняя, как сделать свайный фундамент своими руками, ориентируйтесь на следующие значения:
- столбы для лёгких заборов делают из труб диаметром 47-76 мм;
- более массивные ограждения, бани, беседки и прочие надворные постройки устанавливают на основание из свай диаметром не менее 89 мм;
- для возведения каркасного дачного дома или постройки из бруса используют опоры диаметром 108 мм и более.
Более массивные изделия делать не рекомендуется, так как в домашних условиях им невозможно обеспечить надлежащее качество.
История появления
Широкое использование свайного фундамента стало возможным в начале 50-х гг. Развитие этой строительной технологии было обусловлено появлением оборудования для ввинчивания опор.
После многочисленных экспериментов в 1955 г. вышла научная работа ТУВС-55, подготовленная отечественными учеными и строителями.
В этом труде содержалось большое количество технических указаний по вопросам проектирования свайных фундаментов. С того времени эти разработки приняли в качестве стандартов.
Винтовые сваи широко используются для строительства оснований.
Нормы и правила, используемые в XXI в., несколько изменились, однако многие положения были заимствованы из ТУВС-55.
Видео описание
Процесс изготовления заострённого наконечника показан в видеоролике:
Точно произвести разметку поможет бумажный шаблон – лист бумаги, длина которого равна длине окружности трубы. Эту длину делят на 4-6 частей в зависимости от числа сегментов, определяют их высоту и соединяют намеченные точки. Вырезанную «корону» прикладывают к трубе и обводят по контуру.
Пример готовой нарезки для дальнейшего изготовления конуса Источник kzs.ru
Удалив болгаркой лишний металл, оставшиеся лепестки загибают друг к другу с помощью молотка. Загнуть их будет проще, если на месте стыка лепестков сделать небольшие горизонтальные прорези, которые впоследствии так же нужно будет проварить.
А это уже пример сварки ранее сделанной заготовки в конус сваи Источник kzs.ru
Изготовление винта
Ещё один вид материала, который необходимо приобрести перед тем, как сделать сваи своими руками – это листовая углеродистая сталь марки Ст.3, толщина которой должна быть не менее 5 мм. Из неё делают основной рабочий элемент – спиралевидную лопасть.
Для нормального прохождения сквозь грунт достаточно одного витка спирали, поэтому заготовкой для изготовления винта будет служить вырезанный из стали круг с отверстием в центре. Его внешний диаметр подбирают в соответствии с диаметром ствола. Зависимость этих параметров отражена в таблице.
Внешний размер винта в зависимости от диаметра ствола сваи Источник remont-book.com
Армирование свай своими руками
Подготовить все необходимое для изготовления металлического каркаса нужно заранее. Для монтажа буронабивных опор понадобятся такие инструменты и материалы:
- болгарка для нарезки металлических прутьев;
- сварочный аппарат для монтажа армированного каркаса;
- вибрационный аппарат для уплотнения бетонного раствора внутри сваи;
- буровая машина;
- бетономешалка;
- лопаты;
- готовый бетон или его составляющие: песок, цемент, щебень;
- металлические прутья рифленые и гладкие;
- рубероид;
- проволока.
Пошаговая инструкция по армированию свай своими руками:
- Стальные прутья нарезают на отрезки нужной длины с помощью болгарки.
- Для поперечных перемычек отрезки прутьев выгибают до получения округлой формы или подготавливают 4 куска, которые впоследствии приваривают по бокам продольного каркаса.
- Нужное количество продольных прутьев укладывают параллельно друг другу, соединяют их верхние, нижние концы и середину поперечными перемычками.
- Собирают вторую часть каркаса. Соединяют между собой двойным сварным швом.
- Обрабатывают составами против коррозии.
- Опускают армированный каркас в подготовленное отверстие.
- Заливают бетонным раствором, уплотняют его вибрационной установкой.
Видео описание
В следующем видео подробно показан процесс изготовления винта:
Готовую лопасть приваривают к концу сваи, стараясь, чтобы плоскость винта была расположена перпендикулярно стволу. Накладывают шов с обеих сторон, без пропусков. От его надёжности зависит прочность всей конструкции.
Финальная обработка
После окончания сварных работ о швов сбивают окалину и тщательно их шлифуют. Затем все изделие очищают от ржавчины, обезжиривают и наносят антикоррозионное покрытие. Это может быть качественная грунтовка по металлу или корабельная краска. Наносить их следует минимум в два слоя, просушивая каждый перед нанесением следующего.
Краска защитит металлические изделия от коррозии Источник i.ytimg.com
Заключительные работы
После установки всех элементов свайного поля необходимо провести следующие работы:
- Вынесите проектную отметку уровнем на каждую сваю, отметьте маркером.
- Обведите отметку маркером по окружности тела. Для этого воспользуйтесь плотной бумагой.
- Отрезайте лишнее угловой шлифовальной машинкой строго по отметке. Если остались неровности и заусенцы по верху — отшлифуйте.
- Подготовьте воронку, цементный раствор или бетон на мелкой фракции щебня, залейте полости свай до уровня ниже головы на 20 сантиметров. По мере заливки уплотняйте бетон арматурой.
- После схватывания бетона, смонтируйте оголовки и приварите к телу свай. Если проектом предусмотрена верхняя обвязка швеллером — оголовки не нужны.
Несколько заключительных советов:
- Если в грунте попалось препятствие, а низ сваи остаётся в зоне промерзания или грунтовых водах, необходимо извлечь камень или добавить на небольшом расстоянии по оси ещё два элемента. Это позволит сократить нагрузку на сваю. Если она является опорной для внутренней оси, то простое смещение сваи вызовет необходимость изменения положения остальных свай внутренней оси и проекта дома в целом.
- Несущую способность свай можно определить по величине крутящего момента прибором, определяющим усилие при повороте.
- После бетонирования полости, засыпьте до верха головы сухой цементно-песчаной смесью, она возьмёт на себя остатки влаги при отвердевании бетона.
- Зачищайте швы от шлака, покрывайте антикоррозийными составами.
Устройство фундамента
Для вкручивания винтовой опоры в грунт в её верхней части сваркой прорезаются друг против друга два отверстия. В них вставляется лом или труба подходящего диаметра, образующая с обеих сторон от сваи рычаги для вращения.
При вкручивании необходимо постоянно контролировать вертикальность вхождения опоры в грунт. После ввинчивания всех свай их обрезают на одном уровне, чтобы выступающие над землёй концы лежали в одной горизонтальной плоскости. Затем готовят бетонный раствор и заливают его в полость труб.
Сравнение с другими вариантами
Помимо винтовых конструкций, существует несколько других видов свай. Они различаются материалами изготовления и способами установки. Визуальное различие можно увидеть на схемах и фото.
Свайно-ленточная конструкция
Под свайно-ленточной конструкцией понимают буронабивной свайный фундамент. Для его устройства в грунте пробуривают отверстие с полусферической подошвой, вставляют в него каркас из металлического прута и заливают бетоном. Колонны обвязывают железобетонным ростверком.
Свайно-ленточная конструкция — буронабивной фундамент.
Такая конструкция обладает повышенной прочностью, но не используется на болотистых, илистых и скалистых почвах.
Сваи из железобетона
Такие изделия представляют собой армированные бетонные столбы квадратного сечения. Их устанавливают без предварительных земельных работ при помощи специализированного устройства. Из недостатков называют невозможность заглубления своими силами и более низкую прочность по сравнению с винтовыми опорами.
Видео описание
Как приготовить бетон и как залить сваи под фундамент своими руками, показано в видеоролике:
После застывания бетона на сваи приваривают оголовки – металлические площадки, на которые будет крепиться ростверк. Сделать это можно двумя способами.
- С четырёх сторон приварить к концу трубы треугольные косынки, а на них сваркой закрепить площадки.
- Изготовить оголовки из обрезков трубы большего диаметра, надеть их на концы свай и обварить по кругу.
Накладные оголовки с просверленной под крепёж площадкой Источник svai-kirov.ru
Заключительные работы
После установки всех элементов свайного поля необходимо провести следующие работы:
- Вынесите проектную отметку уровнем на каждую сваю, отметьте маркером.
- Обведите отметку маркером по окружности тела. Для этого воспользуйтесь плотной бумагой.
- Отрезайте лишнее угловой шлифовальной машинкой строго по отметке. Если остались неровности и заусенцы по верху — отшлифуйте.
- Подготовьте воронку, цементный раствор или бетон на мелкой фракции щебня, залейте полости свай до уровня ниже головы на 20 сантиметров. По мере заливки уплотняйте бетон арматурой.
- После схватывания бетона, смонтируйте оголовки и приварите к телу свай. Если проектом предусмотрена верхняя обвязка швеллером — оголовки не нужны.
Обрезка головы до проектной отметки.
Несколько заключительных советов:
- Если в грунте попалось препятствие, а низ сваи остаётся в зоне промерзания или грунтовых водах, необходимо извлечь камень или добавить на небольшом расстоянии по оси ещё два элемента. Это позволит сократить нагрузку на сваю. Если она является опорной для внутренней оси, то простое смещение сваи вызовет необходимость изменения положения остальных свай внутренней оси и проекта дома в целом.
- Несущую способность свай можно определить по величине крутящего момента прибором, определяющим усилие при повороте.
- После бетонирования полости, засыпьте до верха головы сухой цементно-песчаной смесью, она возьмёт на себя остатки влаги при отвердевании бетона.
- Зачищайте швы от шлака, покрывайте антикоррозийными составами.
Раскрой полосы
С помощью грамотного построения раскроя стальной полосы можно в значительной степени сократить количество отходов.
Ширина и длина полосы должны быть кратными наружному диаметру заготовки лопасти:
- Необходимо уложить большой шаблон по ширине без всяких припусков. К примеру, в случае, когда мы имеем диаметр 200 мм, ширина полосы должна составлять 200 мм;
- Полоса должна соответствовать по длине диаметру шаблона, умноженному на количество заготовок (причем без всяких припусков на зазоры между заготовками).
Для того, чтобы все лопасти были одинакового размера, необходимо грамотно расчертить полосу: для этого требуется провести горизонтальную ось по её длине, а вертикальные, в свою очередь, — с шагом, который будет равен диаметру лопасти. Причем первую вертикаль необходимо разметить от короткой стороны полосы на расстоянии, которое будет составлять половину диаметра заготовки.
С использованием шаблонов происходит разметка кругов. Причем выполнять эти операции можно в любом порядке – сначала большие (наружные), затем малые (внутренние) или же наоборот.
В том случае, если Вы решаете не наносить оси на полосу, Вам необходимо начинать разметку с наружного контура заготовки.
Какие решения применяются в этом случае?
При подобных особенностях грунта самым эффективным решением является проведение строительства на свайном фундаменте.
Сваи для фундамента бывают прямоугольные, пирамидальные, круглые, цельные или пустотелые. Материал для их изготовления – железобетон, бетон, дерево, металл.
Так же свайная конструкция отличается механизмом защиты от колебаний, которая устанавливается сверху.
Существующие варианты установки:
- подпорные сваи. Стоят на твердом грунте на большой глубине заглубления. Технология характеризуется полным отсутствием усадки;
- висячие сваи. Используются при невозможности достичь твердого грунта. Крепко вбиваются в подвижный слой и удерживаются силами трения.
- буро-забивные сваи. Устанавливаются в предварительно вырытые ямы;
- сваи с забивными элементами. Заостренные сваи забиваются спецустановкой, предназначенной для этих работ;
- винтовые сваи. Ввинчиваются в грунт подобно громадному шурупу автоматическим способом или вручную.
В чем преимущества и в каких случаях их устанавливают?
- Из всех перечисленных методов установки свайного фундамента самым скоростным является свайно-винтовой.
Для проведения работ совершенно не требуется подготовки пред вкручиванием свай в землю.
Если длина свай не более метра, их можно завинтить вручную штангой или ключом.
Применение в свайно-винтовом методе высококачественных свай от надежных производителей очень высоко ценится специалистами по строительству.
Например, немецкая фирма Krinner выпускает большое количество элементов улучшенной формы, адаптированной к различным фундаментам и почве.
Подобные сваи применяются практически везде, их без труда монтируют даже в условиях многолетней мерзлоты, что обеспечило им большую популярность на крайнем севере.
Правильное оформление конуса
В устройстве винтовых свай важное значение имеет оформление конуса.
С использованием шаблона необходимо разметить 4 сектора. После этого необходимо их вырезать из тела трубы с использованием болгарки.
Треугольники, которые остаются на трубе, требуется аккуратно подбить с помощью кувалды, причем в направлении центра поперечного сечения вплоть до их полного смыкания. Затем необходимо тщательно проварить с помощью сплошного шва линии стыков. Качество сварного шва имеет большое значение. При этом количество секторов может быть увеличено.
Мелкозернистые пески
Данный тип грунта имеет ряд особенностей, которые придется учитывать при работе с ним. Из-за слабой водопропускной способности и наличия возможности увеличивать объем при замерзании влаги, на такое основание лучше всего выполнить подсыпку дренажного слоя, который прервет капиллярное поднятие влаги к фундаменту.
Вторым способом, позволяющим защитить будущий фундамент от пучинистой способности мелкозернистого песка, является установка свай под ленточным каркасом. Их можно установить как вручную, так и вкрутить при помощи специальной машины.
Какой способ выбрать – решать застройщику исходя из его финансовых возможностей. Сваи следует устанавливать таким образом, чтобы их верхняя часть минимум на 10 см выступала над дном траншеи. Чтобы сэкономить на количестве свай, лучше произвести расчеты, дабы не устанавливать лишние. Перед установкой опалубки необходимо сделать подсыпку основания крупнозернистым материалом, а также уложить слой рулонной гидроизоляции.
Если у застройщика нет желания проделывать лишнюю работу с мелкозернистым песком, можно возвести фундамент на насыпном грунте, для чего удаляют слой старого грунта и укладывают крупнозернистый материал. Следует отметить, что все инертные материалы хорошо уплотняются под собственным весом, поэтому, если засыпать новое основание слоем небольшой толщины и оставить на продолжительное время (допустим, на время, когда производить работы не получится по причине сезонности), то позже его даже не придется дополнительно уплотнять.
Пошаговая инструкция по изготов лению металлических свай
Для примера возьмем простейший вариант изготовления изделий, но винтовая лопасть имеет довольно сложную геометрию. За счет этого появляются следующие преимущества.
- Лопас ть прив аривает ся к наконечнику – уменьшает ся усилие закручивания, свая легче заходит в грунт.
- Нижнее ребро имеет специальную геометрическую ф орму, которая легко разрезает грунт. Есть вари анты, когда кр омки делаются острыми, н о так не сов ет уют поступать профессиональные строители. Причина – тонкие кромки быстро загибаются, что в раз ы увеличи вает сопротивл ение. Вм есто облегчения вкручивания получается обратная ситуация.
Для из делий используются толст о стенны е тру бы с толщин ой стенок 6 мм, д и а метр 50 мм. Т рубы б/у, что намн о го уменьшает стоимость мате р иа лов, при этом качество и все физические парам е тры на должном уровне. Защита поверхностей от коррозии делается битумными мастиками.
Шаг 1
. При помощи эле ме н тарного шаблона сделайте размет к у на торце трубы. Требуется вырезать так называемую к орону, после ее загиб ания образуется о ст рый конец. Он нужен дл я об ле гчени я вкручивания сваи в землю. Шаблон мо жно д елать из прочного к а р т она или куска линолеума. Процесс состоит из нескольк их этапов.
- Отрежьте кусок линолеума. Ширина должна равняться окружности трубы, а длина превышать ди а метр в два раза. В нашем случае ширина равняется 50×2 = 100 мм, а длина рассчитывается по формуле C = πD= 3.14×100 = 314 мм.
- Мы будем делать четыре зуба, ширина каждого у основания 100:4 = 25 мм. Поставьте на этих удалениях точки.
- Проведите оси симметрии и соедините их линиями с вершинами треугольников.
- Вырежьте треугольники, у вас должна получиться корона, это шаблон для всех свай.
К чему может привести неверное выполнение отсыпки
Необходимо знать о том, как сделать отсыпку под фундамент правильно и грамотно. Объясняется это также тем, что неверное выполнение данной операции может привести к тому, что будет сведена на «нет» гидроизоляционная система фундамента здания. Необходимо не забывать также и о том, что имеют место и прочие проблемные ситуации, которые могут быть вызваны чрезмерной перегрузкой засыпанного грунта.
Под первым этажом постройки необходимо осуществить установку свайных опор. Их предназначение заключается в том, что они будут принимать на себя большую часть нагрузки. Таким образом, целой останется сама отсыпка
Необходимо обращать внимание также и на дренажную систему. Обуславливается это тем, что подземные воды, которые время от времени могут подниматься, разрушают отсыпку под фундамент
С целью исключения подобных ситуаций требуется оборудование специальной буферной подушки.
Данная составляющая должна быть расположена между фундаментом и основой постройки. Выполняют буфер либо из щебёнки, либо из гравийного материала. Засыпается такая составляющая слоем в пятнадцать сантиметров, при этом допустимо отклонение в 5 см. Такое сооружение способствует отводу подземных вод от фундаментного основания.
