Винтовые сваи своими руками для фундамента: изготовление, установка

Надёжный фундамент –  это, прежде всего, уверенность в том, что ваш дом простоит долго, и будет радовать не только вас, но и ваших внуков.

Подбор свай

Размеры свай (длина и диаметр) рассчитывается по нормативным документам исходя из:

  • типа грунтов на участке,
  • климатических условий (в частности глубины промерзания),
  • нагрузки от постройки.

Обычно используются сваи не менее 1,5 -2 м в длину, для ограждений применяют сваи диаметром 57 – 89 мм, для домов из легких материалов – 108 мм, для капитальных каменных сооружений – 133 мм. Сваи обрабатывают антикоррозионными средствами, все работы по монтажу ведут только после его полного высыхания.

Конструктивные особенности

Прочность свайного фундамента достигается благодаря тому, что лопасть, прекратив вращение, надежно фиксирует сваю в почве и препятствует ее выталкиванию наружу.

Винтовые сваи

Простота установки позволяет обходиться при монтаже без тяжелой подъемной техники и помощи специалистов. Но стоит помнить, что прочность конструкции зависит как от соблюдения технологии установки, так и от качества свай. На последнее, в свою очередь, влияет преимущественно форма лопасти.

Обратите внимание! Опытные строители знают, что у хорошего наконечника лопасть должна быть несколько ассиметричной, благодаря чему вхождение в грунт происходит максимально плавно. Если же при ввинчивании появляются трудности, не связанные с особенностями почвы, то в будущем могут возникнуть самые неожиданные последствия – вплоть до разрушения фундамента.

Способы установки

Существует несколько основных способов установки винтовых изделий. Обычно она проводится двумя из них:

  • вручную;
  • с помощью различных механизмов.

Выбор метода определяется в зависимости от нескольких факторов. Их стоит учитывать, чтобы основа была установлена корректно:

  • свойства грунта;
  • удаленность коммуникаций;
  • расположение грунтовых вод;
  • густота застройки на данной территории.

Дальше стоит подробно рассмотреть каждый тип монтажа винтовых свай. Также следует рассмотреть их особенности.

Как установить винтовые сваи своими руками

Считается, что монтаж винтовых свай, это технологически сложная работа. Что для её выполнения нужны особые знания и дорогостоящая техника. Так ли это?

Если разбить все работы поэтапно, то получится следующая картина:

  • Сначала производится расчёт фундамента на винтовых сваях. Для этого необходимо выполнить геолого-исследовательские работы. Согласно СНиП «Свайные фундаменты», для фундамента, например, дома из сэндвич-панелей в 150 м2, берётся нагрузка в 70 тн, хотя вес такого дома 25-30 тн. Исходя из характеристик несущей способности (они есть у каждого производителя) и результата геологических изысканий, подбирается типоразмер свай, и рассчитывается их количество, сообразуясь с данными СНиП. Длина сваи берётся с учётом глубины промерзания грунта.
  • Необходимо произвести разметку  поля. Для этого, план здания разделяют на прямоугольники, и соблюдают погрешность в 1-2 см, как по диагонали, так и по габаритам.
  • Монтаж винтовых свай своими руками начинаем с углов. Это будут реперные точки для разметки, согласно имеющегося  чертежа.
  • В требуемую точку устанавливаем сваю. Если она длиной до 2,5 м, то в специальное отверстие вставляем прут для завинчивания. Если же свая длиной от 2,5 м до 4 м, то используют удлинитель, и как рычаги — трубы с квадратным сечением 50х50 мм и длиной 3-3,5 метра. Их надевают на технологические «уши» удлинителя, а удлинитель надевают сверху, и скрепляют со сваей по соосным отверстиям.
  • Завинчивают сваю 3-4 человека. С помощью строительного уровня и отвеса, постоянно проверяется вертикальность. Отклонение от вертикальной оси допустимо в 1-2 градуса.
  • После окончания работ, когда сваи завинчены на расчётную глубину (но не менее 1,5 м), с помощью оптического дальномера производится промер высот свайного поля по горизонтали, и обрезка по одному уровню угловой шлифмашиной.
  • После этого, заливаем в сваи раствор бетона. Это укрепляет их, убирает воздух и повышает антикоррозийность внутри тела.
  • Как только бетон застынет, привариваем оголовники. Затем с помощью швеллера (сваркой), или брёвен (шпильками или саморезами), получаем единую конструкцию свайно-винтового фундамента.
  • Все сварочные швы тщательно промазываем антикоррозийной мастикой.

В конце строительства, производят отделку свайного фундамента. По периметру дома закрепляют цокольный сайдинг, декоративные панели, и т.д., оставляя зазор между обшивкой и отмосткой.

Трудно самим выполнить свайный фундамент, или не очень – решать вам. Но в этой связи, следует упомянуть, что многие застройщики, которые нанимали вроде бы «специалистов», получили вместо желанного фундамента километр испорченных нерв.

Писали, что рабочие, вместо того, что бы ввинчивать сваи в грунт, рыли зачем-то ямы под них! Поэтому, желательно, перед тем, как кому-нибудь доверить это важное дело, поинтересоваться, какая технология выполнения работ принята у данной фирмы.

Читайте также:  Гидроизоляция фундамента своими руками: методы и правила работ

Полезное видео по теме:

Преимущества и недостатки свайного фундамента

Строительство на сваях практикуют с давних времен. Раньше их изготавливали из дерева, а сейчас используют и другие материалы: сталь, железобетон. Их устанавливают винтовым и забивным способом. Второй вариант более сложный и требует применения специального оборудования.

Винтовой метод монтажа могут применять рабочие. Для этого способа не нужны особые механизмы, поэтому и стоимость строительных работ будет ниже, но на качестве фундамента это не отражается никаким образом.

На винтовых сваях возводят малоэтажные здания, коттеджи и частные дома. Они способны выдержать любой сложный грунт. Поэтому их часто используют:

  1. В условиях нестабильной почвы. Винты проникают сквозь вспученный и рыхлый слой и опираются в самый прочный слой. Нижние элементы конструкции проходят все препятствия и попадают вниз. Лопасти защищают от давления грунта.
  2. В местностях с близкорасположенными грунтовыми водами, на заболоченных участках. Винтовые сваи даже в такой ситуации прослужат долго.
  3. Для реконструкции старых каркасных домов, хозяйственных построек и возведения каркасных строений.

Среди основных преимуществ такого фундамента выделяют:

  • простоту и быстроту монтажа;
  • отсутствие необходимости в применении специального оборудования;
  • небольшие финансовые затраты, если сравнить его со столбчатым или ленточным фундаментом;
  • возможность приступить к стройке в любое время года;
  • небольшой объем земляных работ.

Этот тип фундамента не подходит для строительства и ремонта тяжелых многоэтажных зданий.

Как и у любой другой технологии, у этого варианта есть свои недостатки:

  1. Невозможно контролировать процесс вкручивания сваи, поэтому неизвестно, насколько будут повреждены лопасти и антикоррозийное покрытие.
  2. Глубина поражения каждой сваи отличается, поэтому конечным этапом процесса будет их выравнивание.
  3. Необходимо дополнительно защищать и утеплять основание дома, так как оно остается открытым.

Установка фундамента на винтовых сваях требует отдельного строительства подсобных помещений рядом с домом, так как эта технология не позволяет создать подвал под зданием.

Как работает винтовая свая?

Разберем типичный для средней полосы РФ случай расположения слоев грунта, см. рис. справа:

Работа винтовой сваи в грунте

  1. Сверху – гумус, постепенно переходящий в супесь, общей мощностью 0,15-3 м. В данном случае важно не их плодородие, а то, что грунты это очень слабые, несущая способность менее 2 кг/кв. см, рыхлые и в глубине сильно, а перед зимой и обильно, увлажненные.
  2. Слой суглинка с несущей способностью 3-4 кг/кв. см. Его мощность для возможности применения обычных винтовых свай должна быть не менее 0,7-1,2 м, а сам он в пределах строительной площадки сплошным.
  3. Рыхлый, сильно, вплоть до плывунов, обводненный аллювий большой мощности; несущая способность не более 2-3 кг/кв. м.

В черноземной полосе гумус на супеси может достигать мощности более 5 м, с одной стороны. С другой, там местами прямо на поверхность могут выходить т. наз. ергени – песчано-глинистые отложения Ергень-реки времен последнего оледенения, по которой воды тающего ледникового щита Фенноскандии стекали в древнее Сарматское море, объединявшее Черное, Азов, Каспий и Арал. Свое название в геологии она получила от моренной гряды Ергень, в которой впервые были обнаружены эти характерные отложения. Между прочим, по геологическим данным, эта «речка» достигала 200 км ширины русла, а ее пойма – 600 км.

Несущая способность ергеней уже на глубине 0,5 м достигает 5-6 кг/кв. м, а при вворачивании сваи конус уплотнения нарастает чрезвычайно быстро. Если свая ушла в ергень до заклинивания глубже, чем на 2,5 м, отлично, фундамент будет очень прочным. Если менее чем на 2 м – здесь на сваях строить нельзя. Но вернемся к обычным грунтам.

Как работает винтовая свая?

Примечание: сходными с ергенями свойствами обладают аллювиальные наносы предгорий и приморских равнин.

Верхний слой гумуса с супесью, подверженный промерзанию – пучинистый. Вода при замерзании расширяется равномерно во все стороны, поэтому зимой пучинистый грунт крепко обхватит сваю со всех сторон и с огромной силой потянет вверх. А весной, оттаяв, отойдет в стороны и даст ей возможность свободно проседать и наклоняться. В наших краях, увы, почти вся нагрузка на винтовую сваю передается ее пятой ниже, а с боков ее вес почти ничто не держит. Выжимания воды и спрессовывания грунта вокруг сваи в конгломерат, как при забивании забивной, при заворачивании винтовой не происходит.

Супесь ниже глубины промерзания почти не сопротивляется вырыву сваи. Если слой суглинка, который только и воспринимает нагрузку, меньше минимальной его толщины 0,7-1,2 м, то остается всего 2 выхода:

  • Загнать сваю в суглинок только на 1 виток винта, причем конец сваи не должен протыкать несущий слой более чем наполовину, иначе его вокруг сваи размоет почвенной водой. Еще одно условие – до несущего пласта должно быть не менее 2,5 м от низшей точки стройплощадки, иначе у фундамента не окажется должной поперечной устойчивости.
  • Взять очень длинную, не короче 5 м, сваю специальной конструкции для пучинистых и плывущих грунтов, см. далее. Эти же сваи пригодны для верхнего слоя свыше мощностью 3 м, напр. на черноземах. Но заворачивать их можно только тяжелой спецтехникой. Мало того, что свая длинная, да еще земля вязкая и липкая.
Читайте также:  Болт и гайка Dywidag (стяжной винт для опалубки)

Примечание: в первом случае на сваю длиной менее 4 м свободно надевается противовырывной кожух из металлической трубы, как показано на рис. Пример технического парадокса – чтобы свая крепче сидела в земле, ее нужно от земли отгородить.

Утепление винтового фундамента

Существенным недостатком винтового фундамента является отсутствие капитального цоколя. Эта конструктивная особенность не только придает зданию вид «подвешенности, но и позволяет ветру «гулять» под полами.

Поэтому в таком виде дом оставляют крайне редко: обычно по периметру здания монтируется конструкция, имитирующая цоколь.

Утепление винтового фундамента

Благодаря такому шагу дом приобретает привычный вид, и появляется возможность уменьшить теплопотери через пол за счет установки утеплителя. Как утеплить свайно — винтовой фундамент своими руками?

Для этого необходимо выполнить следующее:

  • произвести гидроизоляцию ростверка и выступающих частей стволов при помощи водостойкой мастики;
  • по периметру дома смонтировать каркас, закрывающий зазор между низом стены и поверхностью земли;
  • через несколько дней (не менее семи) после гидроизоляции можно приступать к монтажу теплоизоляционных плит. В продаже имеется много видов утеплителей, но наиболее дешевым является пенополистирол (пенопласт). Монтируются пенополистирольные плиты по технологии, указанной производителем. В процессе производства работ необходимо обеспечить гарантированный зазор между низом утеплителя (а затем – и между низом отделочного материала) и отмосткой;
  • теплоизоляционные плиты необходимо защитить от внешних неблагоприятных воздействий. Для этого устраивается декоративная отделка: обшивка сайдингом, например, или декоративное оштукатуривание. Можно цоколь обложить декоративным кирпичом.

Утепление свайно — винтового фундамента своими руками можно сделать более эффективным, если внутреннее пространство под полом засыпать керамзитом или грунтом.

Утепление винтового фундамента

Технология свайно — винтового фундамента настолько проста, что выполнить ее может любой неподготовленный домашний мастер. Главное – тщательно выполнять каждую операцию и не пренебрегать советами специалистов.

Монтаж винтового фундамента своими руками

Как мы и обещали, в этой статье мы также приведем и пример монтажа винтового фундамента своими руками. В нашем случае, фундамент будет выполнен на устойчивой почве для легкого жилого здания из бруса.

(Предварительный проект винтового фундамента)

При этом условии можно применить короткие винтовые сваи диаметром 133 мм со стенкой 4 мм, длиной 2500 мм. Несущая способность такой сваи может быть до 8 тонн. Прежде всего под сваю подготавливается небольшое углубление, под ее конусную часть и лопасть. (углубление 10 см для винта лопасти + лидирующая лунка для направления ствола при бурении, может выбираться отдельным ручным буром на глубину порядка 60-80 см) Далее устанавливается свая, строго вертикально и закручивается при помощи рычага – трубы или чего-то подобного, что можно вставить в проушины на верхнем торце сваи.

При закручивании главное выдерживать вертикальность, чтобы свая не ушла в сторону. После вкручивается вторая свая. Дальше начинается точная установка свай друг относительно друга. Для этого, лучше всего, разметить линию установки винтовых свай (несущего фундамента), при помощи направляющих нитей.

Далее вкручиваем сваи, согласно разметки. После этого, необходимо обрезать сваи в один размер по высоте. Для этого очень хорошо подойдет лазерный уровень, с помощью него и делаем разметку мелом на одной высоте для всех свай.

После разметки свай фундамента, необходимо обрезать их все, в один уровень.

После сваи раскрепляются между собой распорками и для предотвращения коррозии красятся.

В принципе, на этом монтаж винтового фундамента, на основе винтовых свай, можно считать законченным.

Такой фундамент способен выдержать равномерную нагрузку более 200 тонн, что вполне приемлемо для двухэтажного жилого здания. После этого можно устанавливать сам дом и лаги для пола, но это тема уже другой статьи.

Разновидности по методике заглубления

Основной способ классификации свай – по способу их заглубления. Выделяют следующие виды.

  • Буровые железобетонные — устанавливаются в предварительно пробуренную скважину. Несмотря на наличие предварительных земляных работ (бурение скважин), при этом способе установки отсутствует ударное воздействие на сваю.  Это позволяет свести к минимуму вероятность повреждения бетонного столба во время его монтажа..
  • Винтовые сваи на рабочем конце имеют режущую кромку в виде шнековой навивки. Винтовые опоры малого диаметра и длины вкручиваются в грунт вручную при помощи ворота, а большие – при помощи специальных механизмов. Одно из преимуществ винтовых опор – при необходимости их можно извлечь (выкрутить) из грунта и установить в новом месте. Для увеличения несущей способности винтовой опоры, после ее вкручивания получившаяся воронка заливается бетоном, что делает ее несъемной.
  • Забивные сваи имеют заостренный конец и погружаются в грунт без его предварительной выемки при помощи специального оборудования: вибропогружателей или молотов. Чтобы защитить верхнюю часть от повреждений в процессе погружения, на нее надевают стальное кольцо. Недостатком такого метода монтажа опор считается возможность повреждения, как самой сваи, так и гидроизоляции, если таковое нанесено.
  • Буронабивные относятся к опорам, устраиваемым непосредственно в грунте. Суть этого метода заключается в предварительном бурении скважин и последующем их заполнении бетонной смесью.
Читайте также:  Буронабивные сваи - технология изготовления и монтажа

Этапы установки свай

Для установки винтовых свай рекомендуется найти себе несколько помощников, основные этапы проводимых работ подробно описываются ниже.

Разметка свайного поля

Предварительно осуществляется разметка строительной площадки, на котором будут устанавливаться сваи:

  1. Для осуществления разметки можно использовать деревянные колышки, которые забиваются в грунт.
  2. Важно правильно определить расстояние между сваями, оно не должно превышать 3 метров. В противном случае фундамент не будет достаточно прочным и надежным, а обвязочный брус начнет провисать на отдельных участках.

Выставление периметра

Другим важным подготовительным этапом является выставление периметра, для этого первоначально нужно вычислить показатели диагонали.

Осуществляется это следующим образом:

  1. Формула для расчета диагонали: a2+b2=c2.
  2. Показатели aиb – это длина основной и боковой стороны периметра.
  3. Расчет диагоналей позволяет точно определить расположение углов по периметру дома, в этих местах должны быть установлены колышки.

Закручивание угловых свай

Данный этап осуществляется с обязательным выполнением следующих основных правил:

  1. Закручивание угловых частей конструкции осуществляется строго по центру бруса.
  2. В случае, когда размеры постройки даны по его краям, половина показателя ширины бруса вычитается с каждой стороны.

Закручивание остальных свай

Остальные винтовые сваи закручиваются в соответствии со следующим алгоритмом действий:

  1. Первоначально готовится и выкапывается небольшой приямок в предварительно отмеченном месте.
  2. Рекомендуемая глубина приямка равняется половине метра, иногда она может быть увеличена на 20см.
  3. Минимальная глубина вкручивания винтовых свай в землю составляет 1,7 метра, в противном случае они могут начать вылезать наружу во время сильных морозов.
  4. Процесс вкручивания проводится вручную, но для его упрощения можно привлечь специальную технику.
  5. На конце каждой сваи присутствует отверстие, в которое нужно вставить лом.
  6. На лом с каждой стороны надевается по металлической трубе с большим диаметром, что позволяет создать рычаг.
  7. Магнитный уровень монтируется непосредственно к винтовой свае, во время установки нужно следить, чтобы уровень наклона составлял не более 1,5-2°. В противном случае нагрузки начнут распределяться неравномерно, что приведет к деформации.
  8. Закручивание осуществляется при помощи созданного рычага.

Обрезка

После завершения закручивания следует произвести обрезку в соответствии со следующими правилами:

  1. Для обрезки используется болгарка, в данном процессе задействуется гидроуровень.
  2. Длина обрезки не должна быть меньше 10см, поскольку этот показатель соответствует глубине отверстия, в которое вставлялся лом для создания рычага.

Бетонирование

Сразу после обрезки следует провести бетонирование, для этих целей рекомендуется применять цементно-песочный раствор маки М150. Данная процедура является обязательным условием, направленным на устранение кислорода из свайного ствола, что является профилактикой коррозии.

Установка оголовков

На финальной стадии происходит установка оголовков, этот процесс состоит из следующих этапов:

  1. Оголовки надеваются сверху на винтовые сваи.
  2. Приваривание осуществляется при помощи сварочного аппарата, осуществлять это нужно осторожно, не забывая об обеспечении собственной безопасности.
  3. Оставшийся после сварки шов тщательно зачищается, после чего его следует обработать специальным антикоррозийным средством.

Всем этапам, описанным в статье, необходимо уделить особое внимание и не экономить на расходных материалах. Подобный фундамент, возведенной с полным соблюдением технологии, будет надежно служить не одно десятилетие.

Особенности основания

Прежде чем начинать трудиться над свайным фундаментом, нужно осуществить некоторые подготовительные работы. Среди них можно выделить предварительный расчет параметров опор, а также определение расстояния между ними. Еще будет необходимо произвести геодезические исследования на строительной площадке, это позволит определить особенности грунта. Кроме подготовительных работ можно выделить необходимость обработки свай грунтовкой, которая обеспечивает износостойкость элементов. Перед тем как закрутить винтовые сваи своими руками, их поверхность нужно обработать составом в два слоя. Окрашивание должно осуществляться последовательно, между слоями необходимо выдержать технологический перерыв, который будет необходим для окончательной просушки каждого слоя.

Расчеты свай при строительстве

При строительстве здания требуется сделать расчет необходимого количества свай и определить их параметры. Эту работу можно сделать своими силами. В первую очередь, для этого необходимо знать будущий вес сооружения. Потом ищется информация – какой вес выдерживает 1 свая. Ее можно получить на сайте производителе.

Если диаметр лопасти составляет 30 см, то выдерживаемая нагрузка равна 3500 кг. Средний деревянный дом, площадью 6х6 м, с диаметром бревен 20 см, весит 50000 кг. Выходит, минимальное количество свай при его строительстве – 14. Эту величину можно увеличивать в большую сторону. Уменьшать их количество нельзя.

Если в глубину сваи ввинчиваются ниже уровня промерзания, то над поверхностью они выступают в районе 0,5 м. Это зависит от рельефа местности.