Винтовые сваи,как сделать своими руками

На долговечность и качество эксплуатации свай влияет много факторов. Главным из них является качество металлопроката всех компонентов сваи. В нашей стране нет четких правил, в том числе и государственного стандарта, которые бы регламентировали все характеристики винтовых свай. Для изготовления свай отлично подойдут стали с низким содержанием углерода — до 0,25%. Покупая металлопрокат, попросите у продавца сертификат качества и документы о прохождении испытаний в ОТК(отдел технического контроля).

Конструкция винтовой сваи состоит из трех частей:

• ствол
• наконечник
• винтовая лопасть
• оголовок

В качестве ствола сваи используют стальную трубу. Это могут быть цельнотянутые трубы или со сварным швом. Очень часто для самодельных свай используют бывшую в употреблении трубу нефтяной промышленности.

Несущую способность сваи обеспечивает винтовая лопасть. Лопасть может крепиться как на сам наконечник, так и на ствол сваи. Это не имеет принципиального значения. В домашних условиях обеспечить точный расчет и плотное прилегание лопасти к наконечнику очень проблематично, поэтому, в основном, лопасть монтируют на ствол сваи.

Конструкция свай предусматривает два варианта выполнения наконечника:

• сварной — используется часть ствола сваи, которую сужают в конус;
• литой с лопастью — приваривается на ствол сваи.

Для уменьшения трудозатрат можно использовать готовые литые наконечники с винтовыми лопастями, к которым приваривают ствол сваи. Применение литого наконечника обеспечит правильный заход витка шнека, а также отсутствие опасности обрыва лопасти, гарантирует высокую надежность изделия. В свою очередь использование готового наконечника удорожает стоимость винтовой сваи. Например, литой наконечник на 108-ю трубу в разных производителей стоит от около 700 рублей за штуку.

Устройство фундамента

Винтовая свая устроена следующим образом, к отрезку металлической трубы на одну из сторон, которая будет располагаться в земле приваривают конусовидную заготовку, для наименьшего сопротивления трубы, когда та будет вворачиваться в землю.

К закрепленному наконечнику приваривается лентовидная лопасть, благодаря которой свая входит в землю. Помимо этого винтовой наконечник, играет своеобразную роль анкера, благодаря которому свая прочно удерживается в грунте. По сути винтовая свая — это строительный бур, который навсегда остается в земле.

Основное преимущества использования винтовых свай, это возможность их установки практически на любой местности, даже на участках с большим уклоном. В некоторых регионах России, где глубина промерзания грунта достаточно большая, заливать фундамент достаточно трудоемкое и недешевое занятие.

Заменить стандартный фундамент без труда могут винтовые сваи, которые установить на глубину ниже промерзания почвы гораздо проще. К тому же соорудить свайно винтовой фундамент, гораздо быстрее и проще, при этом правильно установленная конструкция будет ничуть не уступать по качеству обычному бетонному собрату.

Размер свай рассчитывается исходя из размера строения и материала из которого оно будет возводиться, а так же учитываются геологические особенности местности, где расположен участок.

Преимущества и недостатки

Выделить из преимуществ возведения винтового фундамента можно следующее:

• Возводить фундамент на винтовых сваях своими руками можно в любую пору года будь то зима или лето;
• Скорость возведения — 2-3 дня;
• Приступать к строительным работам можно сразу после установки свай в землю;
• Устанавливать металлические сваи можно на участке имеющий уклон, не выравнивая его;
• Данный вид фундамента подходит для любого типа почв;
• Существенная разница в стоимости в сравнении стандартного фундамента из бетона.

Как и в любом строительном материале, существуют и недостатки, вот основные из них:

• Столбы выполненные из металла подвергаются коррозии, из-за чего существенно снижается их прочность;
• Прослужит такой фундамент меньше чем бетонный аналог;
• Требуется хорошее утепление пола в доме;
• Нахождение свайного фундамента вблизи железной дороги снижает срок его службы.

Свайно винтовой фундамент — обработка свай антикоррозийным составом

От коррозии страдает практически любой металлический предмет, винтовые сваи не являются исключением. Под полом дома, стоящим на свайно винтовом фундаменте образуется воздушная прослойка, которая является благоприятной средой для образования на верхних частях труб конденсата.

Как многие знают конденсат разрушает структуру металла, поэтому для избежания печальных последствий, труба должны быть обработаны антикоррозийным составом полностью, а не только той частью, которая расположена в земле.

Расчет свайного фундамента

Чтобы правильно иготовить-свайно винтовой фундамент, весь процесс должен проходить в строгой последовательности. Первым делом изучается участок, где планируется возводиться строение. Учитывается не только тип грунта, но и его состав. Так же вооружившись телефонным справочником, узнаем в геодезической службе уровень залегания грунтовых вод.

Для правильного расчета потребуется выполнения следующих этапов:

• Уточнения максимальной нагрузки, которая может выдержать свая. В целом для сваи стандартного размера (диаметр трубы 100 мм. толщина стенки 4 мм.), схема её несущей способности выглядит так:

Расчет несущей способности сваи

• Расчёт сопротивляемости и несущей способности грунта конструкционным нагрузкам.

Расчет несущей способности грунта

• Расчет несущей конструкции свайно винтового фундамента в целом.

При нагрузке на фундамент учитывается максимально возможный вес строения со всеми строительными материалами и домашней мебелью, дополнительно требуется учесть нагрузку от снега зимой.

Разметка участка под сваи

Конструкция фундамента выполненная из винтовых свай считается достаточно надежной, не боящейся сезонного перепада температур и пучения грунта. Однако для того, чтобы фундамент достойно справлялся со всеми нагрузками, он должен быть выполнен с ювелирной точностью. Погрешность в расстояниях не должна быть больше 2 см., в противном случае проблем с провисшим ростверком и перекосом строения не миновать.

Рассмотрим один из самых простых методов расчета расположения свай. На листе бумаги, согласно плану дома начертите прямоугольники. Линии должны проходить по внешним и несущим стенам здания.

Чтобы распределить равномерно всю нагрузку строения на фундамент, поделите линии на равные отрезки от 1.5 до 3 метров, точки их деления будут местом расположения винтовых свай.

Схема расположения винтовых свай под дом

Нарисованная схема, сохраняя масштабность, переносится на участок, где нитями размечается условная разметка стен, а колышками отмечаются места установки винтовых свай.

Как правильно выбрать сваи

Выбор свай, это один из самых главных и ответственных моментов в процессе всего строительства фундамента. Ведь именно от того, какого качества будут приобретены сваи и будет зависеть надежность и прочность конструкции.

На сегодняшний день купить сваи можно, как готовые, так и отдельные элементы для их изготовления. И в первом и во втором случае требуется убедится у продавца о наличии сертификате качества на продукцию. Если же таким документом продавец подтвердить качество не может, а надежность материала доказывается лишь только словами, то ни в коем случае нельзя приобретать такую продукцию.

Так же следует обратить свое внимание на разновидность свай, которые отличаются в зависимости от типа обвязочного ростверка.

Длина стандартных свай 2,5 метра, глубина нахождение её в земле, как мы помним должна быть ниже уровня промерзания грунта, а это минимум 1,5 метра. На поверхности остается 1 метр, поэтому если участок имеет большой уклон, то сваи соответственно необходимо покупать большей длинны.

Как самому сделать сваи винтовые. Монтаж свайно-винтового фундамента: пошаговая инструкция

Винтовые сваи в качестве фундамента для частного дома можно установить самому при помощи 2-3 помощников. Ручная технология монтажа свай имеет как плюсы, так и минусы. Главное достоинство — отсутствие финансовых затрат. К недостаткам относят возможность отклонения сваи от вертикали. При наличии на участке плотных глинистых грунтов ручной способ не подходит — человеческих сил попросту не хватит, чтобы вкрутить сваю на нужную глубину. В этом случае используется техника с гидровращателем, установленная на автомобиле иди экскаваторе. Заглубление сваи производится гидродвигателем, параметры установки контролируются бортовыми компьютерами машины.

Для монтажа винтовых свай ручным способом понадобятся следующие инструменты: лопата, кувалда, строительный уровень, рычажные ключи для вкручивания. При отсутствии ключей можно использовать отрезки труб. Из материалов понадобятся сами винтовые сваи, муфты для их соединения, компоненты для приготовления бетонной смеси.

Что необходимо сделать для устройства свайно-винтового фундамента? Предлагаем подробную пошаговую инструкцию:

Этапы работ

Так как нужно изготовить не одну сваю, с циркулем вы будете возиться очень долго. В данном случае лучше изготовить специальные шаблоны, которые ускорят процесс разметки лопастей. Здесь нужно будет сделать самому два шаблона. На одном из них необходимо начертить малый круг с диаметром, равным диаметру трубы по ее наружной стороне.

Второй шаблон будет содержать большой круг, а его диаметр будет равен наружному диаметру винта. На каждом шаблоне должна быть нанесена центральная ось, что упростит их посадку на стальную полосу в момент нанесения разметки. Теперь, когда шаблоны готовы, можно переходить к следующему этапу.

Кроим полосу

Чтобы расход материала свести к минимуму, необходимо правильно провести раскрой стальной полосы. Обратите внимание на то, что ее длина и ширина будут кратны наружному диаметру лопасти (заготовки):

• по ширине большой шаблон должен лечь без припусков. К примеру, он имеет диаметр 250 мм, а значит, ширина полосы должна составлять все те же 250 мм;
• длина полосы должна быть равна диаметру шаблона лопасти, умноженному на количество заготовок. Припуски зазоров тут не нужны.

Чтобы добиться одинакового размера всех винтовых лопастей, полосу необходимо расчертить, для чего по длине лопасти проводят горизонтальную ось, и вертикальную, шаг которой обязательно должен равняться диаметру винтовой лопасти. Первая вертикальная линия будет проходить от короткой стороны полосы на том расстоянии, которое будет равно ½ диаметра заготовки.

Теперь необходимо разметить круги, а поможет нам в этом шаблон. Процесс может проводиться в произвольном порядке, то есть вы можете разметку начинать с малых кругов, а завершать большими, или в обратной последовательности, разницы нет.

Создание винтовой спирали

Когда вся разметка готова, настало время заняться вырезанием заготовок. Сначала наносится надрез начиная от вертикальной оси и до внутреннего круга, а далее по внутренней оси. В конце нужно вырезать наружный контур винтовой лопасти.

Здесь нам понадобится оборудование – тиски и разводной рычаг. Образовавшиеся кольца одно за другим фиксируют тисками так, чтобы вертикальный разрез был повернут вверх, а затем аккуратно рычагом разводят в разные стороны торцы. После того как первый торец отогнули, необходимо высвободить заготовку из тисков, перевернуть ее на другую сторону, и точно так же отогнуть второй торец.

Перемеряем расстояние – оно должно составлять между ними от 130 до 140 мм, при диаметре лопасти в 200 мм. Следите за тем, чтобы конец винтовой лопасти, входящий в землю, был меньше отогнут, нежели верхний.

Обратите внимание, что в данном процессе это наиболее сложная и ответственная задача, ведь неправильно выверенный угол не позволит вам произвести вкручивание винтовой опоры в грунт.

Работа над конусом

В промышленных условиях наконечники производят по методу литья, но по понятным причинам домашняя технология видоизменена, и мы будем мастерить конус из трубы – именно так происходит изготовление винтовых свай частным образом.

Теперь возвращаемся к процессу изготовления шаблона. В данном случае он будет представлять собой треугольник, который нужно вырезать из тонкого металлического листа (можно заменить картоном). Высота нашего шаблона будет равна диаметру трубы, умноженному на два.

Размер основания определяется путем простейших расчетов:

• сначала подсчитываем длину окружности ствола в разрезе, для чего наружный диаметр ствола необходимо умножить на 3,14;
• полученную цифру делим на сектора, из которых будет изготовлен винтовой конус. Если мы берем трубу, диаметр которой равен 76 мм, то нам вполне хватит четыре сектора. Так мы быстро и точно вычислили длину основания нашего шаблонного треугольника.

Формируем конус

Размечаем 4 сегмента с помощью изготовленного ранее шаблона и болгаркой вырезаем их из трубы. Треугольники, которые остались на трубе, без лишнего усилия нужно кувалдой подогнуть к центру поперечного сечения. Набивать нужно до тех пор, пока они полностью не сомкнутся. Теперь в работу вступает сварочное оборудование. Стыковочные швы заваривают сварочным аппаратом.

При необходимости количество сегментов-треугольников может быть увеличено. Следите за тем, чтобы шов от сварки был аккуратным, иначе он может разойтись, и усилия будут напрасными.

Когда лопасть будет устанавливаться на конус, ни в коем случае не должны появиться зазоры. Если все же они есть, придется корректировать угол подъема спирали. Сверьте расстояние от нижнего угла спирали до конусной вершины – у вас должно получиться 50 мм. Когда элементы плотно сомкнуться между собой, стык проваривается ровным сплошным швом. Ни в коем случае нельзя допускать прерывистый шов, ведь при завинчивании в грунт на винт будет воздействовать огромная нагрузка.

Настало время приваривать оголовок и ребра жесткости, созданные в форме треугольников с прямым углом и катетом в 50 мм. Именно катет приваривают к низу оголовка и трубе.

Вот так несложная технология и абсолютно простое оборудование позволят вам самому сделать отличные лопастные сваи, на которых можно обустроить небольшую легкую конструкцию.

Установка своими руками

Сваи можно ввинтить в землю при помощи ручных приспособлений. Самое простое из них — металлическая труба, которую вставляют в петли, заранее приваренные к верхней части основы. Их делают из арматуры d=10 мм. Эту трубу толкают, как рычаг, она вращает сваю, происходит ее ввинчивание в грунт. Подробно установка винтовых свай своими руками основана на определенной последовательности действий. Соблюдайте данную инструкцию:

1. Проведите разметку свай на участке согласно расчетам фундамента. Максимальное расстояние между ними не должно превышать 3 м, самым надежным считается расстояние 2 м.
2. Каждую трубу установите строго вертикально острым концом с лопастью вниз.
3. При помощи трубы или лома, вставляемых в петли и используемых, как рычаг, ввинтите сваю в грунт. Минимальное заглубление составляет 1,5 м. Если грунт состоит из суглинка и глины, вворачивание продолжают сквозь них до твердого слоя земли.

Заключительные работы

Высота над грунтом должна соответствовать проектным расчетам. Она может быть разной, если участок имеет уклоны, возвышения. Именно поэтому фундамент такого типа не требует предварительного выравнивания участка. Главное, чтобы верхний край всех труб находился на одном уровне (контролируют лазерным строительным уровнем).

После установки свай в их полость заливают бетон М300. Для изготовления 1 м3 берут:

• 400 кг цемента;
• 1300 кг щебня;
• 650 кг песка;
• 180 л воды.

После застывания раствора к верхней части каждой сваи приваривают оголовок. Он имеет цилиндрическую основу с квадратной "крышкой". К ростверкам прикрепляется обвязка. Она изготавливается из любого материала в зависимости от самого строения: двутавр, швеллер, брус, железобетонная плита.

Чертежи и технология изготовления

Чем сложнее конструкция сваи, тем более трудоемкий процесс ее создания. Чтобы в результате получить качественное изделие, нужно составить максимально подробный чертеж с указанием основных размеров:

На рисунке показан оголовок, задача которого заключается в создании единой конструкции с ростверком. Однако данное решение в большей мере подходит для строительства дома. Забор чаще возводят без ростверка. Но если планируется строить более тяжелую ограду, можно объединить свайно-винтовой фундамент в единую конструкцию. Это означает, что в некоторых случаях оголовок приваривать не нужно.

Изготовление опор данного вида своими руками выполняется посредством сварки, так как сделать цельнолитые сваи в кустарных условиях проблематично. Конструктивно опоры в таком исполнении представляют собой заостренный с одной стороны столб, на этом же участке крепится определенное количество лопастей.

Учитывая, что винтовые сваи для забора специально не покрываются гидроизоляционными материалами, обеспечить длительный срок их эксплуатации можно, если покрыть своими руками антикоррозионным составом.

Опора при строительстве забора вкручивается в почву до определенного уровня (твердые слои). Если чертежи составлены неправильно или винтовая свая вошла в грунт не полностью, уровень прочности конструкции снизится, а дополнительно к этому есть риск полного ее разрушения по причине проседания фундамента.

Нюансы свайно-винтового фундамента для здания

Хотя на первый взгляд и может показаться, что производство винтовых свай — процесс простой и не требующий специальных навыков, следует иметь в виду:

• Даже небольшая ошибка, допущенная в расчетах диаметра или шага лопасти, при вычислении угла наклона ее к плоскости сваи, неизбежно приведет к изменению необходимого усилия для закручивания сваи. Иногда это приводит к полной невозможности осуществления монтажа.
• В любом случае процесс производства винтовых свай своими руками — долгий и отнимающий много времени.
• Только сваи небольшого диаметра можно изготавливать самостоятельно. Это обусловлено тем, что сложно подобрать для крупных свай комплектующие, а также выполнить их качественное соединение между собой.

Таким образом, важно понимать, что изготовление винтовых свай своими руками вполне возможно, но вряд ли экономически целесообразно. Как правило, производители винтовых свай предлагают потребителю комплексные услуги по разработке фундамента здания, и зачастую выгоднее обратиться именно к ним.