Установка винтовых свай для фундамента своими руками: технология и правила, способы монтажа и инструкция как закрутить самому, составить чертеж, сделать расчет

Оглавление

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.

Лучше быть во всеоружии

Свая винтовой конструкции состоит из ствола, который может быть цельным или составным, и наконечника. Суть её применения заключается в том, чтобы за счёт поворотных усилий пройти слабые слои грунта и зацепиться за плотные, несжимаемые пласты. В грунте она фиксируется благодаря лопастям, их же поверхностью, а не только стволом, опирается на грунт.

Принцип работы винтовой сваиИсточник avocet.ru

Если сравнить винтовой вариант свай с забивным, то преимущества первых очевидны, если сравнивать с точки зрения трудоёмкости монтажа, наличия шума и вибраций. Опять же, в условиях небольшого объекта можно обойтись и без бурильной или сваебойной техники. Однако не всё так прекрасно, как хотелось бы.

Так ли надёжно винтовое основание, как принято считать

Свайные фундаменты, в том числе и винтовые, закладываются в сложных гидрогеологических условиях, когда ленточный вариант неприемлем. И они должны точно так же проектироваться, как и любые другие, с расчётом по несущим состояниям: сопротивлению грунта, прочности материала свай и ростверков, осадке от вертикальных нагрузок. Мало того, что при самостоятельном строительстве этого никто не делает, так ещё и опоры надлежащего качества найти практически невозможно:

В погоне за возможностью удешевления, современные производители убирают из винтовых свай до нескольких миллиметров металла, который раньше являлся антикоррозийным запасом прочности, и предусматривают вместо него более дешёвое антикоррозийное покрытие.
К минимуму свели и диаметр лопастей, а так как толщина ствола пропорционально зависит от этого размера, то и он стал меньше. В новом формате, далёком от идеала, свая, наиболее часто применяемая в малоэтажном строительстве, имеет размеры 300/108 (диаметр лопасти/диаметр ствола) с толщиной стенки 4 мм. Кстати, такие параметры винтовых опор в западных странах просто недопустимы.

Современный (бюджетный) формат винтовой сваиИсточник ecodom-kostroma.ru

Выдержка из документаИсточник ecodom-kostroma.ru

Тем не менее, и сегодня производители гарантируют металлическим сваям полувековой срок службы, хотя при этом они стали почти вдвое дешевле буронабивных свай – капитальных, проверенных временем и очень надёжных. В чём-то же должен быть тут подвох!
А состоит он вот в чём. Монтировать металлические опоры с современными параметрами свай не стоит в том случае, если срок службы стенового материала больше тех самых 50 лет (бетоны, кирпич, натуральный камень). И даже деревянный сруб, при надлежащей обработке и внешней защите может прослужить дольше, чем этот «очень надёжный» фундамент.

Железобетонный ростверк прослужит дольше опорИсточник evroctandart.su

Получается, что строить дом на винтовых сваях имеет смысл, только если он возводится по каркасной технологии. В неё данный конструктив фундамента вписывается просто идеально: нагрузки на опору минимальные, и ему не надо «конкурировать» со стенами по долговечности. В первую очередь это касается лёгких хозяйственных построек, на столь длительный срок службы которых вряд ли кто-то рассчитывает.

Целесообразность такого решения весьма сомнительнаИсточник www.hebelblok.ru

Как убедиться в качестве свай

Это было про общие возможности фундамента. Теперь про кустарное производство, избавиться от которого в нашей стране в принципе невозможно. Поэтому до того, как вкручивать винтовые сваи на своём участке, нужно озадачиться поисками приемлемой по качеству продукции. Готового рецепта тут нет, но несколько советов по этому поводу можем дать:

Вряд ли на захудалой металлобазе можно приобрести качественные металлические сваи, так как их производство является технологически сложным процессом и требует хорошей организации труда и материального обеспечения.

Так вырезают лопасти для свайИсточник kzs.ru

Если у свай толщина минимальная – те пресловутые 4 мм, о которых говорилось выше, значит, производитель обязан обеспечить надёжную антикоррозийную защиту. Не верьте, если вам рассказывают о наличии цинкового покрытия – на дешёвых сваях его не может быть по определению, да и установки для его нанесения вещь дефицитная. На практике покрытия применяются другие (например, грунтовка ГФ-021), иногда даже и нормального качества. Но в этом нужно убедиться.

Качество очевидноИсточник bibliostroy.ru

Следующий совет опять же касается толщины стенки сваи. Она и так уже уменьшена донельзя, и если замерите этот размер рулеткой и обнаружите недостающий миллиметр – откажитесь от покупки. Из-за него срок службы поставленного на такой фундамент дома может сократиться лет на 10.

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:

https://youtube.com/watch?v=mTynuSvGAwo

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

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.
Подготовленные шаблоны раскладывают на полосе стали и вычерчивают круги: вначале — большой, затем – малый.
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.
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

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.
Нижнюю часть трубы размечают на четыре сектора и вырезают их болгаркой.
Полученные треугольники на конце трубы сбивают к центру до полного соединения.
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.

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Для начала давайте рассмотрим основные преимущества использования свайно-винтового фундамента:

Прочность и долговечность. Практика показывает, что бетонные конструкции разрушаются гораздо быстрее, чем прогнивает металл, а потому свайный фундамент с металлическими опорами выглядит предпочтительнее ленточного или столбчатого основания. К тому же железобетонный фундамент подвержен осадочным деформациям, в то время как свайным опорам такие проблемы не страшны. Практика показывает, что фундамент из свай стоит более 40 лет, не подвергаясь разрушениям.
Дешевизна и экономия времени. Винтовые сваи устанавливаются прямо на грунт, без выравнивания, а значит, для их установки не требуется проводить земляные работы и рыть котлован. Данное обстоятельство существенно экономит время и деньги, ведь для строительства одноэтажного дома подобную конструкцию можно возвести даже без привлечения специальной техники! Для возведения фундамента не понадобится и специальная установка для заливки фундамента, что также сэкономит время и деньги.

Подсчеты показывают, что возведение свайно-винтового фундамента обходится приблизительно на 30% дешевле, чем строительство других видов несущих конструкций.

Универсальность. Несущая конструкция может быть возведена практически в любых условиях, как на равнинной, так и на гористой местности с имеющимися уклонами. Более того, дом на сваях можно возвести на болотистой местности, и даже в условиях вечно мерзлоты. Там, где многие другие опоры под строительные конструкции возвести просто нереально, сваи прекрасно устанавливаются и выполняют свою функцию на «отлично».

Всесезонность. В отличие от других видов фундамента винтовые сваи можно устанавливать круглый год, хоть жарким летом, хоть лютой зимой. Данное обстоятельство совершенно не влияет на качество установки и надежность опорной конструкции. Соблюдается данное условие потому, что на глубине погружения наконечника сваи температура всегда стабильна.
Устойчивость к пучению грунта. Свайные фундаменты прекрасно переносят морозное пучение в периоды промерзания почвы.
Не требует застывания. Если ленточным и монолитным фундаментам требуется время для схватывания, застывания и набора прочности, то винтовые сваи можно начинать обвязывать буквально сразу после установки.
Не впитывает влагу. Свайный фундамент не впитывает влагу из грунта, а значит, полы вашего дома всегда будут сухими и никогда не подвергнутся гниению.
Возможность повторного использования. При необходимости ввинченные сваи можно извлечь из грунта и использовать повторно, уже в другом месте. Таким свойством не может похвастаться ни один другой фундамент!
Не мешает подводу коммуникаций. Еще одним преимуществом свайно-винтового фундамента является то, что его возведение совершенно не мешает проведению инженерных коммуникаций к дому. Их можно монтировать как до, так и после установки свай.

Не лишена данная конструкция и недостатков, о которых также стоит знать перед началом строительства.

Устанавливается не везде. При всей универсальности рассматриваемой конструкции монтировать свайный фундамент на скалистых и каменистых грунтах не всегда возможно.

Необходимость дополнительного обустройства подвала. Установка свайного фундамента не предполагает наличия подвала или цокольного этажа, а значит, если вам понадобится данное помещение, его придется строить отдельно.
Не подходит для многоэтажных зданий. Специалисты не рекомендуют возводить на свайно-винтовом фундаменте строения больше одного этажа, особенно если они выполнены из камня или кирпича.
Дополнительные затраты на утепление. Мы упоминали о преимуществах наличия пространства между поверхностью грунта и полом дома. Однако зашивка этого пространства потребует дополнительных финансовых вложений.
Коррозия металла. Необходимо понимать, что металлические сваи с годами подвержены разрушительному действию коррозии. Особенно это характерно для опор, установленных в болотистых местностях и грунтах с высоким содержанием влаги. Чтобы такой фундамент с годами не упал, необходимо приобретать сваи с максимальной толщиной стенок, да к тому же с наличием антикоррозионной защиты. А это дополнительные траты.
Невозможность монтажа вплотную к другим зданиям. Если вы решили построить террасу или другое строение вплотную к уже существующему дому, свайный фундамент вам не подойдет. Ввинтить такую сваю ни вручную, ни с использованием техники чисто технически невозможно. Более того, ввинчивая сваи вплотную к уже имеющемуся ленточному или столбчатому фундаменту, есть риск нарушить его и спровоцировать разрушение несущей опоры.

Что нужно сделать перед началом возведения дома на свайном фундаменте

Перед тем как возводить фундамент на сваях, нужно провести ряд подготовительных работ, дабы избежать возможных негативных последствий в будущем. Для начала необходимо выполнить анализ грунта, на котором планируется строительство здания или сооружения. Этот процесс лучше доверить специальной фирме, которая имеет большой опыт в такой сфере. Специалисты этой компании проверят агрессивность грунта, а также уровень залегания подземных вод. Благодаря этому они смогут рассчитать срок службы фундаментам и определят несущую способность свай. Без этого не стоит начинать строительство.

Также необходимо уделить особое внимание самим сваям, ведь не все они одинаковы. Покупать сваи необходимо лишь сопровождающей их документацией, в которой должны быть указаны все условия, необходимые для их использования

Дабы фундамент просуществовал максимально долго, нужно отдавать предпочтение сваям с антикоррозийным покрытием. Особенно это касается тех случаев, когда строительство планируется в условиях слишком жёстких или влажных грунтов.

Монтаж общего каркаса

К установленным сваям приваривают оголовники, выравнивая все по уровню

По шпагату или лазерному уровню определяют общий уровень поля, затем обрезают сваи. Делают раствор и заливают в трубы. Вставляют оголовники, приваривают, зачищают швы. На оголовники монтируется объединяющая общая связка, что придает всей конструкции жесткость и устойчивость. К ней делают обвязку, которая служит основанием дома. На оголовники монтируется объединяющая общая связка (швеллер или двутавровая балка), что придает всей конструкции жесткость и устойчивость. К ней делают обвязку из бруса, который служит основанием дома.

Особенности конструкции

Просто приготовить к работе сваи, пусть даже очень хорошие, будет недостаточно. Устройство свайно-винтового фундамента под домом имеет ряд специфических черт, которые нельзя игнорировать. Винтовые сваи, внешне напоминающие огромные шурупы, невосприимчивы к промерзанию почв и могут внедряться на различные глубины. Вкручивание в грунт, сложенный любыми породами, облегчается за счет заостренного конца с режущей деталью. Сваи уплотняют грунт вокруг себя и эффективно подавляют вспучивание его.

Коррозионная стойкость в значительной мере определяется видом использованного защитного покрытия. Наилучшее прикрытие обеспечивают полимеры, но нанести их на металл крайне тяжело. Широко распространено использование винтовых свай под временные и подсобные сооружения, под инфраструктуру приусадебных участков. Фундамент из них может выдержать суммарную нагрузку в 50 тонн, а единичная свая легко переносит давление до 9 тонн в течение всего штатного срока службы. Когда временное сооружение перестает быть нужным или должно быть перенесено в другое место, даже перевезено, сваю можно взять с собой и сэкономить на материалах для фундамента. По виду использованного наконечника винтовые конструкции делятся на элементы с узкой и широкой лопастью, а вторые еще разделяются на имеющие один либо два витка.

Одновитковое изделие оснащено только одним витком, отсюда и название. Вершина его оснащена особыми отверстиями, позволяющими закрепить и использовать бур. Решения с одним витком предпочтительны в строительстве заборов и незначительных сооружений. Широкая лопасть привлекательна в ходе строительства двухэтажного дома, а также при любых работах на участках с нестабильной почвой. Устойчивость закрепления заметно повышается. Но и среди свай с узкими лопастями есть своя градация – на многовитковые и трубчатые.

Наличие нескольких витков позволяет сформировать заостренные наконечники. Подобное решение позволяет успешно пронзать даже очень плотный грунт. Трубчатое изделие предпочтительно в зимние месяцы, когда земля мерзлая и обрабатывается плохо. Особые отверстия пропускают землю. Пройдя внутрь, она делает всю конструкцию намного более устойчивой, нежели в полнотелом исполнении.

Чтобы исключить ошибки, важно помнить, что даже формально относящиеся к одной категории сваи российского и иностранного производства могут отличаться друг от друга. Выбор подходящего решения должен делаться только после консультации с геологами и инженерами

Во внимание принимают следующие факторы:

характеристики почвы;
уровень проникновения холода в грунт;
климатические свойства местности;
высота расположения грунтовых вод.

Установленные сваи в любом случае требуется бетонировать. Это поможет зафиксировать опору в почве и одновременно прикрыть ее от коррозионных процессов. В качестве обвязки может применяться хвойная древесина. Рекомендуется брать для обвязки блоки, которые заметно шире монтируемых свай. Конусообразный наконечник ставится на сваи, заполняемые цементом, а если срез делается косым, при закручивании опорный блок должен наполняться почвой.

Как сделать фальш-цоколь

Фальш-цоколь предназначен для защиты пространства свайного поля под домом от проникновения животных или птиц, заметания снегом в зимнее время, от ветра и влаги. Для создания такого цоколя используются различные материалы.

Самый бюджетный и эстетически привлекательный вариант — полоса по внешнему периметру из профнастила. Она крепится верхней частью к специальной деревянной доске, установленной по периметру ростверка.

Нижнюю часть крепят к деревянному брусу, уложенному на подставки из кирпича, шлакоблока и т.п. для отсечки контакта с грунтом.

По нижней кромке устраивают бетонный отлив, а по верхней границе надо смонтировать отлив для вывода дождевой воды.

Расчет и основные этапы строительства

Перед началом строительства рассчитывают количество свай необходимую опорную площадь, а также основные параметры ростверка.

Полевые работы:

разметка участка;
рытье траншей и шурфов под опоры;
подготовка скважины: устройство песчаной подушки, гидроизоляционного слоя, армированного каркаса;
возведение свай;
укладка песчаной подушки под ленту;
монтаж армированного каркаса в траншее;
заливка бетонного раствора под монолитную ленту.

О возведении свайно-ленточного фундамента своими руками можно узнать из этой статьи.

Замена свайного основания на ленточное

Со временем любой фундамент приходит в негодность. Чаще всего встречается замена оснований для домов на деревянных балках, которые с годами попросту разрушаются. Также исчерпать свой потенциал прежде времени могут бетонные сваи, если изначально не соблюдалась технология возведения фундамента.

Заметить этот можно по внешним признакам:

крен сооружения;
разрушение стен;
трещины в доме;
проседание конструкции.

Замена фундамента под всем домом – сложная процедура, для которой нужно приглашать специальную бригаду. Строители поддомкрачивают каркас дома, частично демонтируют старые балки, делают новый фундамент и возвращают сооружение на место.

В некоторых случаях целесообразно перенести дом на новый участок. Для этого поднимают каркас сооружения и загоняют под него специальные катки с рельсами, которые непосредственно и перевозят сооружение на место, где уже установлен новый ленточный фундамент.

Возведение для гаража

Существует несколько методов устройства свай:

Бурение скважин под опоры.
Забивка в грунт.
Ввинчивание металлических опор.

Для строительства буро-забивных свай необходимо подготавливать скважины, закреплять ее стенки глинистой смесью или использовать инвентарные трубы. Затем, соблюдая технологию, в шурфы заливают бетонный раствор. Забивные сваи вводятся в грунт острым концом посредством специальных установок.

Деревянные забивные опоры – дешевый строительный материал, но у него есть ограничение по нагрузкам. Если планируется возведение гаража с кирпичными или пенобетонными стенами, нужны более надежные сваи.

Поэтому в частном строительстве популярны винтовые металлические сваи, которые вкручиваются в земельный массив автоматически и не требуют подготовки участка. Последний метод предпочтительней для землевладельцев, которые ищут быстрый, сравнительно энергоемкий и надежный способ устройства фундамента под гараж.

Перед началом строительства подготавливается поле – делается разметка по периметру будущего гаража и отмечаются места для входа свай в грунт. Для гаража на две машины достаточно 4 или шести свай. Винтовые балки вкручивают в землю до тех пор, пока их конец не упрется в твердые породы. Конец опоры на нужной высоте обрезается, а внутренность трубы заполняется бетонным раствором.

Вариант заглубления выбирается по:

типу грунта,
рельефа участка,
а также нагрузки, которую передает гараж на грунт через основание.

Чтобы гараж прослужил десятки лет, необходимо преждевременно анализировать геологию поля под застройку, сделать расчеты и выбрать параметры основания.

Можно ли делать пристройку на винтовых сваях к ЛФ?

Чтобы избежать деформации стен дома, под пристройку устанавливают свой фундамент, который должен быть жестко связан с основной конструкцией. Расчеты для свайно-винтового фундамента ведут аналогичным описанному ранее образом.

Особенность монтажа состоит в том, чтобы жестко связать две монолитные ленты между собой в местах соприкосновения. Для этого в стене ростверка для дома делают отверстия для арматуры. Длину углубления принято делать равной 35 диаметрам прута.

Для крепежа арматуры внутри железобетонного монолита применяют метод расклинивания или используют химический анкер. В процессе строительства связывают торчащие пруты и арматурный каркас фундамента для пристройки.

Процесс установки фундамента на винтовые сваи своими руками