Винтовые сваи своими руками: Инструкции как сделать процесса

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 сваяхИсточник 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 изготовленияИсточник 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 фундаментаИсточник 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.

Расчет свайного фундамента

Общее количество свай и их разбивка рассчитана на строительство одноэтажного дома 7х7 м.Ориентировочный вес расходных материалов (кровля, дерево, обшивка и т. Д.) – 25000 кг. Полезная нагрузка: 7x7x150 (принятое значение для жилых помещений) = 7350 кг. Снеговая нагрузка: 7x7x180 (постоянная) = 8820 кг. Расчет общей массы нагрузки на фундамент: 25000 + 7350 + 8820 = 41170 кг. Это значение необходимо умножить на коэффициент безопасности 1,1. У нас 45 287 кг.

Теперь осталось полученное значение разделить на размер нагрузки на сваю (например, винт): 45287/2000 = 22,6435. После округления получаем 23. Это необходимое количество носителей.Стадия монтажа – 1,2 м.

Буронабивной свайный фундамент своими руками

Представленная ниже пошаговая инструкция предусматривает самостоятельное возведение свайного фундамента в буронабивном исполнении с ростверком сверху. Это наиболее востребованный вариант среди частников, так как реализовать его несложно. Для работ нужны лишь трубы из асбестоцемента, бетонный раствор и стальная либо стеклопластиковая арматура.

Устройства выполняется в пять этапов:

1. Земляные работы.

2. Установка асбестоцементных труб и укладка в них арматуры.

3. Заливка бетона.

4. Устройство ростверка.

5. Закрытие цоколя.

Для изготовления буронабивных свай требуются асбестоцементные трубы диаметром 300–400 мм. Они послужат гарантией, что фундамент будет иметь хорошую несущую способность как по вертикали, так и в горизонтальной плоскости. И в отличие от стального варианта асбестоцемент не заржавеет в земле.

Скважины для опор проще всего сделать с помощью ручного бура с бензиновым либо электрическим двигателем. Глубина этих отверстий должна получиться в итоге на 30–40 см ниже точки промерзания грунта.

Свайные столбы располагаются по периметру строения и под несущими стенами внутри с шагом до двух метров. После выбуривания скважин на их дне насыпается песчаная подушка толщиной в 10–15 см. Затем сверху в качестве опоры под сваи заливается бетон еще на 25–30 см. И уже в этот не застывший раствор устанавливаются трубы из асбестоцемента. При этом они должны выступать над землей минимум на 30 см.

Чтобы трубы оставались строго в вертикальном положении, они обсыпаются песком, который повергается в процессе этого утрамбовке. Далее производится армирование опорных столбов. Для этого используется 3-4 прута из стали либо стеклопластика сечением 10–12 мм.

Армирующие стержни необходимо разместить по центру трубы на равном удалении друг от друга. Для упрощения монтажа их еще на земле можно связать поперечинами-распорками из проволоки. По высоте эти вертикальные пруты должны оказаться выше верхнего края трубы, выступая из последней на 15–20 см. После армирования эту несъемную опалубку остается лишь залить бетоном, следя чтобы внутри раствора не образовалось пустот.

Уже через 3–4 дня на получившиеся опоры можно монтировать ростверк из железобетона (с укладкой опалубки, армированием и заливкой бетонной смеси), стального швеллера либо бруса. В итоге между ним и землей должно оказаться просвет в 25–30 см. Укладывать ростверк непосредственно на грунт нельзя, его при пучении может попросту выдавить вверх и снести вместе с постройкой.

В завершении обустройства, лучше всего уже после возведения стен, опоры и ростверковую конструкцию следует закрыть с боков обшивкой. Здесь прекрасно подойдет профнастил для крыши или фасада либо декоративный кирпич. Только сначала надо уложить все коммуникации. Благо водопровод и канализация в доме на сваях проводятся между опор без дополнительных ухищрений и сверления бетона.

Как рассчитать нагрузку строения из бруса на винтовые сваи

Для расчетов принимается: один квадратный метр поверхности сруба и несущих перегородок из самого распространенного строительного бруса 200х150 весит 70-100 кг. Один квадрат чердачного перекрытия с утеплителем весит от 100 до 150 кг, удельный вес кровли из рубероида или шифера – 50 кг, из черепицы – 80 кг. Погонный метр двойной обвязки винтовых свай брусом весит до 50 кг. При использовании в качестве ростверка металлопроката, вес определяют по справочникам. Необходимо учесть вес винтовых свай, один метр залитой цементным раствором опоры диаметром 108 мм весит 100 кг.

При расчете веса снежного покрова используют следующие данные:

• Южные районы – 50 кг на квадратный метр крыши;
• Средняя полоса – 100 кг;
• Северные районы – 190 кг.

Приведенные данные актуальны для пологих крыш с углом наклона менее 35 градусов, для остроконечных крыш применяют коэффициент 0.5.

Вес домового оборудования, отделочного материала и мебели застройщик определяет самостоятельно.

Для более точного сбора нагрузок лучше воспользоваться СП 20.1330.2016 «Нагрузки и воздействия».

Определение несущей способности грунта

Основные факторы, от которых зависит несущая способность грунта:

1. Тип породы.
2. Насыщенность земли влагой.
3. Характеристики слоев почвы.
4. Уплотненность масс.

Перенасыщение почвы влагой, на которую влияет уровень подземных источников, снижает несущую способность грунта в несколько раз. Фактор увлажненности не касается участков, где в преобладающем количестве содержится песок средней и большой крупности. Предельные нагрузки на почву, которые не приведут к существенным осадкам фундамента, изучены и занесены в справочники общего пользования.

Данные, которыми пользуются конструкторы, занимающиеся инженерными расчетами для строительства фундамента, отражены в таблице:

Тип грунта	Несущая способность, кг/см2
средняя плотность	высокая плотность
переувлажненная глина	4	4
сухая глина	6,0	2,5
суглинок	3,0	2,0
супесь	3,0	2,5
песок мелкой фракции	4,0	3,0
песок средней фракции	5,0	4,0
крупный песок	6,0	5,0
гравий	4,0	3,0
галька	4,5	4,0

Для строительства на слабом и переувлажненном грунте выбирают большее количество опор, вследствие чего уменьшается растояние между силовыми элементами. Узнать геологические особенности участка можно из результатов профессиональных изысканий, которые проводят специализированные компании.

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:

1. 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;
2. 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.

Как изготовить лопасть для винтовой сваи

Самым сложным элементом винтовых свай являются лопасти, эта часть свайной конструкции выполняет насколько функций:

• Обеспечивает поступательное движение при закручивании;
• Снижает давление наконечника на грунт;
• Фиксирует опору в вертикальной плоскости;
• Препятствует выдавливанию при морозном пучении.

Лопасть устанавливают в нижней части опоры, общие требования к конструкции: оптимальная толщина – до 5 мм, наружный диаметр до 300 мм, шаг винта 0.2-0.4 от внешнего диаметра. Винтовые сваи изготавливают с одно- или двухзаходными лопастями.

Однозаходная конструкция самая простая и представляет шнек с одним оборотом. Из листового металла плазморезом вырезают заготовку в виде круга с внутренним посадочным отверстием, на заготовке делают разводку – односторонний диаметральный разрез. С помощью слесарного инструмента заготовку растягивают на

ширину шага винта. В двухзаходной конструкции две одинаковые лопасти наваривают на расстоянии 250-300 мм, нижняя лопасть монтируется на 20-30 мм выше наконечника.

Нижнюю часть – режущий край, лопасти затачивают под 45 градусов, острые края разреза закругляют. Лопасть монтируют перпендикулярно телу опоры, приваривают двойным швом. Надежность и качество сварного соединения обеспечивает долговечность опоры, при сварке рекомендуется следить за качеством сварного шва.

Для каких грунтов они подходят?

Погружение винтовых свай производится на достаточную глубину, чтобы исключить воздействие вертикальных нагрузок морозного пучения. Остаются лишь боковые воздействия, которые, ввиду малой площади контакта, не способны оказывать решающего воздействия на опоры.

Поэтому при определении пригодности грунта принято рассматривать только механические качества.

Наиболее подходящими видами являются следующие типы грунта (по убыванию степени пригодности):

• Песчаные.
• Супеси.
• Суглинки.
• Глинистые.

Абсолютно неподходящими грунтами являются скальные и скально-обломочные виды. Кроме того, противопоказаны биогенные типы — торфяники, или рыхлые просадочные грунты.

С осторожностью надо относиться к сильно обводненным участкам, подверженным сильным сезонным колебаниям уровня грунтовых вод. При строительстве на подобных участках надо производить пробное бурение и увеличивать глубину погружения до максимума

При строительстве на подобных участках надо производить пробное бурение и увеличивать глубину погружения до максимума.

Способы вязки арматуры

Наиболее распространенный метод крепления – связывание арматуры с помощью специальной проволоки. Электросварка используется очень редко и только для арматуры, имеющей в маркировке литеру «С».

Соединять сваркой обычную арматуру не допускается, поскольку вследствие воздействия высоких температур она становится менее прочной.

Для вязания арматуры применяют только отожженную круглую проволоку диаметром 1 мм. Необожженная проволока является менее пластичной, поэтому плохо гнется и легко обрывается.

Ищете информацию по теме, как выбрать теплый электрический пол?

Быстрее всего вязка арматуры осуществляется с помощью специального пистолета, снабженного аккумулятором. Но его приобретение целесообразно только при больших объемах работ, к тому же он не очень удобен при вязке арматуры в труднодоступных местах.

Армирование свайно – ростверкового фундамента для частного дома в основном осуществляют посредством другого инструмента – специального крючка. Профессионалы предпочитают самодельные крючки, но для разовых работ сгодится и покупной.

В продаже можно найти как обычные, так и винтовые крючки, называемые, также, полуавтоматическими.

Последние позволяют выполнять вязку арматуры несколько быстрее, но в силу своей конструкции после затягивания узла они оставляют слишком длинные свободные концы проволоки, которые часто выступают из бетона и начинают ржаветь.

Наиболее простыми и распространенными видами узлов являются так называемые «петля» и «две петли». Первый используется при соединении арматуры внахлест, второй – для стыковых соединений. На практике же петлю часто применяют не только для нахлесточных соединений, но и для угловых.

На завершающем этапе монтажа арматурного каркаса следует извлечь бобышки, на которых устанавливалась рабочая арматура нижнего пояса. После этого весь каркас окажется подвешенным на проволоке, обвитой вокруг верхних перемычек опалубки. Теперь можно приступать к заливке бетона.

Видео об армировании ростверка свайного фундамента

Изготовление и установка винтовых свай своими руками

Фундамент на винтовых сваях – это универсальная конструкция, которую возводят на любых грунтах. Работы могут проводиться при самых низких температурах, во время осадков, во всех климатических широтах. Для малоэтажного строения винтовые сваи своими руками можно сделать при помощи сварочного аппарата, стальной трубы и листовой стали. Данный тип фундамента пользуется популярностью, так как является самым надежным на сложных грунтах, на уклонных, водных, болотистых участках. К его преимуществам относятся легкий монтаж и низкая себестоимость.

Устройство винтовой сваи

Винтовая свая изготавливается из высокопрочной стали. От внешних факторов она защищается покрытием на основе эпоксидной смолы или антикоррозионной грунтовкой. В целом изделие представляет собой конструкцию из 3-х частей:

Нижний конец трубы имеет заостренную (коническую) форму. Верхний конец представляет собой оголовок, который приваривается после вкручивания трубы в грунт и заливки в нее бетонного раствора. Параметры всех частей конструкции зависят от веса строения, габаритов фундамента, типа грунта. Лучше не подбирать их приблизительно, а заказать расчет в проектной организации. Так Вы будете уверены, что изготовление свай происходит с соблюдением норм строительства и с учетом особенностей грунта.

Материалы для изготовления

Для изготовления винтовой сваи требуются знать следующие данные:

• длина трубы;
• диаметр трубы;
• длина наконечника;
• шаг лопасти;
• диаметр лопасти;
• угол наклона лопасти к плоскости;
• линия приваривания винта к трубе;
• толщина стали (для частного домостроения равна 4 мм).

Для примера приводим значения диаметра трубы и условия применения данных свай в строительстве:

• 57 мм – для легких заборов (диаметр лопасти 200 мм);
• 102-108 мм – для домов каркасного типа (шаг винта 50 мм, диаметр винта 300 мм);
• 133 мм – для домов из камня, кирпича, дерева, различных блоков;
• 159-325 мм – для тяжеловесных зданий, включая многоэтажные и промышленные.

Процесс изготовления

Итак, Вы решили построить небольшой дом, гараж, хозпостройку на фундаменте данного типа. Длина каждой сваи не должна быть меньше 200 мм. Их изготовление потребует наличия следующих материалов:

• труба подходящего диаметра;
• лопасть подходящего диаметра и шага;
• конусообразный наконечник (например, длиной 150 мм).

Для работ потребуется электрический сварочный аппарат и электроды 3 мм. Лопасти и конусы нарезают из листовой стали, при этом следует учесть особую конфигурацию винтов. Конус размечают в виде равнобедренного треугольника с основанием, равным длине окружности. Длина сторон равна длина конуса (Скачать чертеж).

Важно: самостоятельное изготовление и сварка частей должны проводиться с четким соблюдением параметров. Малейшие изменения могут привести к нарушению технологии. Например, незначительный сдвиг угла на винте приводит к браку в изделии и невозможности его использования

Например, незначительный сдвиг угла на винте приводит к браку в изделии и невозможности его использования.

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:

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.

Инструкция по самостоятельному изготовлению

Изготовление сваи требует навыков и опыта от мастера. Следуя технологии, можно сделать надежную опору под:

• легковесные и малоэтажные сооружения,
• ограждения,
• гараж и различные хозяйственные постройки.

Для этого мастеру понадобятся такие материалы и инструменты:

1. Металлические трубы.
2. Стальные пластины толщиной от 4 мм.
3. Сварочный аппарат.
4. Болгарка.
5. Обмазочный материал для гидроизоляции.

Выбор металлопроката для ствола

Для ствола выбирают профильные трубы из прочных марок стали. Для работы можно взять металлопрокат марок 09Г2С, Ст20 или Ст10. Длина трубы напрямую зависит от типа грунта: ее должно хватить, чтобы сваю можно было вкрутить в почву до твердых пород.

Конструктивные параметры – длина ствола и толщина его стенки определяют несущую способность опоры. Выбирают трубы толщиной от 3,5 мм.

Рекомендации по выбору диаметра сечения:

• 57 мм – для легковесных конструкций, например, ограждений из металлической сетки;
• 89 мм – для хозяйственных легких построек;
• 108 мм – для малоэтажных жилых домов из дерева, пенобетона, кирпича.

Делаем наконечник

В домашних условиях применимы 3 технологии изготовления наконечников. Сварные пики и наконечники, изготовленные из тела трубы подходят для вкручивания сваи в плотный грунт. Крестообразные наконечники используют для строительства на торфяных и песчаных участках.

Технологические этапы:

1. Создание шаблона из картона. Вырезают равнобедренный треугольник с высотой, равной 2D, короткой стороной – πD/n, где D – диаметр ствола, n – количество лепестков (для свай Ø108 мм берут 5 листков, для труб меньшего диаметра – 4 лепестка).
2. Разметка трубы по шаблону.
3. Нарезание лепестков.
4. Загибание лепестков в конус. На этом этапе контролируют, чтобы вершина конуса совпала с осью трубы.
5. Приваривание лепестков друг к другу с помощью сварочного аппарата.

Крестообразный наконечник отличается по форме и высоте от предыдущих типов. Шаблоном послужит равнобедренный треугольник с высотой, равной πD. Размер основания треугольника принимается равным внешнему диаметру трубы. Конструктивные элементы свариваются между собой.

Изготавливаем винт

Спиралевидный элемент изготавливают из толстолистовой стали толщиной от 4 мм. Как правило, шаг лопасти может варьироваться от 5 до 7 см.

В домашних условиях применяют 2 технологии изготовления винта:

1. Сплошной однозаходной элемент – заготовка выкраивается из одного листа стали, вырезается, а затем разводится ломом до необходимой конфигурации.
2. Многозаходной винт из нескольких элементов – выкраивание отдельных сегментов с последующей сваркой на пику.

Технологические этапы создания однозаходного винта:

• разметка заготовки с внешним диаметром 150–300 мм (зависит от нагрузки на сваю) и внутренним диаметром, равным сечению столба;

• вырезание детали плазморезом или сваркой с учетом ширина шва;
• разрезание детали по радиусу;
• разводка лопасти до нужного шага — зажимают сплошной участок заготовки в тиски и с помощью лома разводят края лопасти.

Технология изготовления многозаходного винта:

• изготовление заготовки по принципу, описанному ранее;
• готовое кольцо разрезают на два одинаковых фрагмента;
• нанесение винтовой разметки на пике;
• поочередное приваривание фрагментов по разметке до нужного количества витков — в процессе сборные элементы подгибают до нужной формы.

Проще приваривать лопасти к телу трубы, потому что оно имеет постоянное сечение. У заготовки для наконечника внутренний диаметр будет меньше, поскольку пика сужается к концу. Для изготовления элемента нужной конфигурации подгонять заготовку лучше на месте, используя плотный листовой материал для шаблона.

Финальная обработка

За один год эксплуатации толщина стенки металлической сваи уменьшается минимум на 0,01мм из-за коррозии. Чтобы защитить фундамент от разрушающего фактора, сваю покрывают специальным составом, стойким по отношению к влаге.

В домашних условиях можно использовать такие обмазочные материалы в качестве гидроизоляции:

• полиуретановая эмаль;
• мастика на основе битума;
• асмольная грунтовка и другие.