Фундамент на винтовых сваях: технология и монтаж

В России, где места под застройку и подъездные пути хватало, а несущая способность грунтов на большей части территории невелика и стабильна, винтовые сваи не применялись до революции. Внедрение в строительство фундаментов на винтовых сваях началось только с освоением районов, расположенных в зоне вечной мерзлоты. Если ее нарушить земляными работами, то образуются кратеры протаивания, в которые может ухнуть не то что дом, но и целая деревня, а фундамент на сваях их практически не требует.

Конструкция винтовых свай

В устройство винтовой сваи входят:

  • Ствол, представленный в виде труб с круглым сечением и толщиной стенки в – 4 мм;
  • Наконечник конусообразной формы, который располагается на нижнем конце сваи;
  • Лопасть, которая имеет вид витка спирали, приваренной на конусную часть имеющейся сваи;
  • Оголовок, представленный в виде пластины квадратной формы, которая приваривается к верхнему концу ствола.

ВАЖНО! Оголовок имеет место быть в том случае, когда надземная часть постройки будет выполняться из дерева. С целью придания ему дополнительной прочности, его усиливают с использованием ребер жесткости. В таком случае по углам оголовка просверливают 4 отверстия с необходимым диаметром – 25 мм.

Конструкция винтовых свай

Конструкция винтовой сваи

Недостатки винтовых свай

Наряду с многочисленными достоинствами винтовые сваи не лишены недостатков:

  1. При использовании в увлажненных грунтах, реакция которых отличается от нейтральной, срок службы свай ограничен. Длительность эксплуатации металлических изделий составляет 50-60 лет, бурозабивных – намного больше, достигает 100-120 лет.
  2. Нельзя строить на таком фундаменте многоэтажные дома.
  3. При свайном фундаменте невозможно сооружение подвала, иначе будет нарушено взаимодействие свай с грунтом.
  4. Требуется проведение сложной отделки цоколя и создание качественной подмостки для предотвращения попадания воды в подпол.
  5. При сооружении свайного фундамента невозможно применение типового проекта, расчеты ведутся индивидуально для каждого отдельного случая.

Механический монтаж

Те, кто не может или не хочет по каким-либо причинам осуществлять ручную установку опор под будущее строительство дома, будет вынужден задействовать оборудование для закручивания винтовых свай. Здесь понадобится специальная машина – бурильная установка с вращательным моментом 2000 – 4000 N (ньютонов). Использование такой техники обеспечивает заворачивание опорных элементов даже в очень плотные грунты (камни и валуны не в счет).

Механический монтаж опорных элементов

Механический монтаж

Механическое устройство гарантирует оптимальное углубление опор и их быстрый монтаж. Также здесь можно не волноваться за отклонение от вертикальной оси. Установка для закручивания винтовых свай оправдывает себя там, где будут использованы элементы большого диаметра или необходимо их внушительное количество. С помощью агрегата основа для дома может монтироваться в ограниченном пространстве, где приспособление для ручной процедуры не подходит из-за громоздкости штанг и недостаточности угла прокрутки. Также здесь глубина будет гарантированно выдержана в заданных параметрах.

Обращаем ваше внимание на то, что при необходимости может быть установлен ростверк на винтовых сваях, при этом неважно, каким способом они были смонтированы.

Преимущества фундамента на винтовых сваях

В большинстве случаев на свайном фундаменте возводятся легкие и прочные дома: каркасные, блочные, из бруса, из сборных панелей. Способы расположения свай обусловливаются задачами строительства, для чего есть чертежи. Для частных домов применяется свайное поле. Строение малой площади располагается на свайном фундаменте, который испытывает большие вертикальные нагрузки. Они связываются для повышения прочности по всему периметру либо объединяются ростверком (покрытие из бетона с армированием). Они применяются по принципу сваи-стройки, когда давление от веса сооружения должно переходить на грунт.

Читайте также:  Выбор оптимального фундамента для газобетонного дома

При учете надежности основным правилом является правильный расчет несущей способности свай.

Винтовые сваи могут устанавливаться как вручную, так и с использованием технических средств. По времени данный процесс занимает приблизительно 1 день. Их применение дает возможность сэкономить до 60% от стоимости других видов фундаментов. Для строительства легких дачных либо загородных домов из пеноблоков или сэндвич-панелей данный вариант является оптимальным. Он способен обеспечить надежность конструкции на ближайшие 200 лет.

Свайные фундаменты, которые не нарушают целостность грунтов, хорошо зарекомендовали себя на самых сложных типах, глинистых, заболоченных и обводненных почвах, обеспечивая необходимую сейсмоустойчивость сооружениям. Данный строительный материал является экологически безопасным. Свайная конструкция дает возможность обходиться без гидроизоляции и может быть нагружена сразу же после возведения, что может сократить сроки строительства и стоимость.

Препятствия при монтаже винтовых свай

Хорошо когда монтаж ведется на голом ровном земельном участке без зданий, заборов и деревьев, а грунт на стройплощадке однородный и не имеет включений из камней, крупный корней, закопанного строительного мусора и т.п. Несколько замедляет монтаж сваи, когда близко расположены от точки установки винтовой сваи забор, стены, деревья, столбы.

Сваю также невозможно закрутить ближе чем 30 см от существующей стены или забора, а если предполагается закрутить сваю в непосредственной близости от крупного дерева или невыкорчеванного пня, то надо учесть что корни, как правило, под землей расходятся в стороны.

Иногда в процессе закручивания сваи оказывается, что в глубине грунта залегают включения камней. Камни мелкой фракции, до 5 см в размере, для винтовых свай не оказывают отрицательного влияния.

Крупные камни, попавшие точно на пути сваи, делают дальнейшее закручивание невозможным. Камни средней крупности, 5-10 см в размере, как правило, хоть и не препятствуют дальнейшему закручиванию сваи, но вызывают смещение острия сваи в сторону, что в свою очередь вызывает некоторое отклонение оси сваи от вертикали.

Геометрия винтовой лопасти

При изготовлении свай своими руками главной проблемой, с которой вы столкнетесь, будет геометрия лопасти. Резкие загибы, неравномерность подъема спирали, неудачный заход витка лопасти и неправильно выбранный шаг витка могут «похоронить» вашу сваю на начальном этапе ввинчивания.

Ширина лопасти сваи зависит от диаметра ствола. Ствол диаметром 56 мм имеет диаметр лопасти 86 мм, для 108-й трубы — 300 мм. Толщина листа металла для изготовления лопасти — 5-7 мм. Внутренний диаметр лопасти лучше вырезать плазменным резаком, это обеспечит ровную кромку реза.

После получения кружка лопасти его необходимо растянуть в винт. Шаг винта лопасти составляет 40-70 мм. Чем больше шаг, тем труднее свая входит в грунт.

Одним из самых простых способов растянуть лопасть — затянуть один конец лопасти в тиски и ударами молотка по другому концу придать необходимую форму. Следует помнить, что при таком способе происходит сильная вибрация материала.

Предлагаем вам ознакомиться с видео, в котором наглядно показан способ изготовления винтовой сваи своими руками.

В последние годы становится все более популярным строительство небольших строений. Зачастую для их возведения используют специальные винтовые сваи. Благодаря достижениям научно-технического прогресса любой человек, мало-мальски знакомый с азами строительства сможет сделать свайно-винтовой фундамент своими руками. Эта технология способствует быстрой и малозатратной подготовке основания будущего строения.

Читайте также:  Как сделать монолитный фундамент своими руками

Фундамент, устроенный с помощью винтовых свай, долгое время использовался для военных целей. Это обусловлено тем, что он позволяет возводить надежные опоры для любых объектов в кратчайшие сроки . Сейчас его все чаще стали использовать для строительства жилых домов и хозяйственных построек.

За рубежом технология строительства с использованием свайных фундаментов освоена уже много десятилетий назад. При этом строятся не только жилые дома, но и промышленные сооружения. Наглядным примером такого использования винтовых свай являются ветрогенераторы в США. В России эти основания долгое время использовались только для легких конструкций, поскольку они имели низкую несущую нагрузку.

В последние годы появились новые виды винтовых свай, позволяющие расширить сферу применения данных стройматериалов, в том числе и для промышленного строительства.

С каждым годом желающих, возвести фундамент на винтовых сваях, становится больше. Это обусловлено качеством свай и их доступной ценой. К легким строениям, возводимым с помощью свайно-винтового фундамента, относятся деревянные и каркасные дома. Данные сваи применяются и для возведения детских площадок, заборов, теплиц, террас.

Там, где почвы не подходят под , строительство дома на винтовых сваях станет оптимальным выходом из сложившейся ситуации. Данный фундамент применяют на участках с такими особенностями:

  • со сложным рельефом;
  • с большой влажностью почвы;
  • с обустроенным ландшафтом;
  • где нельзя проводить земляные работы;
  • с глубоким промерзанием почвы.

Их применяют и при замене и ремонте фундаментов.

Монтаж свай

Чтобы читатель мог заранее оценить свои силы и возможности, расскажем прежде о способах установки винтовых свай. В легких грунтах сваи длиной до 5 м можно заворачивать вручную. Для этого необходимы 3 человека: двое физически крепких и выносливых, а третий внимательный и с точным глазомером:

  1. Ручным буром делают реперную скважину глубиной не менее 1,2 м.
  2. Сваю вставляют в репер и отвесом выравнивают по вертикали.
  3. В технологические отверстия сваи продевают лом, а на его концы надевают отрезки трубы большего диаметра одинаковой длины не менее 5-6 м. Охватывать сваю хомутом с проушинами и пристраивать ворот сбоку нельзя, иначе сваю неминуемо перекосит! Ось сваи и ось ворота должны пересекаться!
  4. Сваю осторожно заворачивают, пока она не упрется в дно репера.
  5. Окончательно выверяют вертикальность сваи, поджимая ее плечами и руками.
  6. Заворачивают на штатную глубину; наблюдающий непрерывно контролирует вертикальность и подает команды буровикам, кому сильнее налечь, в какую сторону подать.

Допустимый перекос сваи длиной 5 м – 2 градуса. Чтобы закрутить ее с такой точностью на глазок, нужен довольно приличный опыт слаженной бригады. Особенно опасен случай, когда свая пойдет «не по резьбе», выровнять такую практически невозможно, а вывернуть обратно удается только с глубины не более 1,5 м в супеси или подзоле. Поэтому имеет смысл, прежде чем браться за фундамент, потренироваться где-то на задворках.

Монтаж свай

Примечание: о технологии монтажа собственно фундамента будет сказано далее.

Заворачивание винтовой сваи мини-экскаватором

Механическим способом сваи в индивидуальном строительстве заворачивают чаще всего мини-экскаватором со сваезаворачивателем, см. рис. Аренда или наем вместе с оператором такой машины стоят в несколько раз дешевле, чем «большой» спецтехники, а в обычные российские грунты он вгоняет сваю длиной до 12 м и диаметром до 159 мм. На заворачивание одной уходит 3-10 мин., смотря по грунту; вертикальность получается автоматически. Бортовая электроника некоторых моделей «мини-эков» может сопрягаться с лазерным нивелиром, так что и верхушки свай выйдут сразу в одну плоскость. В общем, оптимальный вариант.

Читайте также:  Как отделать цоколь дома — популярные способы

Монтаж вручную

Установка винтовых свай своими руками чаще всего выполняется в том случае, если невозможно организовать подъезд для техники непосредственно на строительство. Также нецелесообразно нагонять технику для реализации малого объема работ (до 10 свай небольшого диаметра), тем самым увеличивая ненужные траты. Естественно, нельзя проводить завинчивание винтовых свай при помощи техники там, где необходимо соблюдать режим «тишины» и в заповедной зоне.

Завинчивание сваи вручную

К основным преимуществам способа, при котором устанавливается винтовой фундамент своими руками без спецтехники, можно отнести его дешевизну, ведь вам не придется арендовать оборудование и оснастку. В данном случае основа дома монтируется с привлечением троих человек, желательно физически крепких. Из приспособлений необходимо запастись лопатой, кувалдой и уровнем для 3-х плоскостей, а также рычажными ключами, которые можно заменить трубами (приспособление, обеспечивающее заворачивание стержней).

Недостатки

Если говорить о недостатках ручного вкручивания, то они заключаются в следующем:

  • возможное критическое отклонение опор от вертикали с погрешностью от 5 см и более;
  • вероятность того, что закручивание винтовых свай будет выполнено не до конца из-за нехватки человеческого ресурса и глубина не достигнет необходимого уровня;
  • основа дома монтируется на ограниченном пространстве;
  • диаметр свай превышает 108 мм или в очень редком случае – 133 мм.

Если все эти пункты для вас не актуальны, можете смело устанавливать винтовой фундамент своими руками без дополнительных устройств.

Срезание свай

После обустройства свайного поля начинаются работы по срезанию верхней части свайных столбов. Сваи, из-за отличающейся величины отказа, могут быть погруженными на разную глубину, что обуславливает необходимость выравнивания их высоты перед монтажом ростверка.

Срезание свай

Рис.: Сваерезка для железобетонных свай Совет эксперта! Для обрезки свайных столбов используются сваерезки — гидравлическое оборудование, устанавливаемое на сваебойную машину вместо дизель-молота. Современные сваерезки обладают высокой производительностью, их продуктивность доходит до 200 железобетонных свай за одну рабочую смену.

Последовательность обрезки свай следующая:

  • Помощник оператора копра координирует движение стрелы машины так, чтобы положение сваерезки точно соответствовало вертикальной оси свайного столба;
  • Оборудование опускается, столб фиксируется в техническом отверстии сваерезки на проектной высоте срезания;
  • Оператор включает гидравлическую систему копровой установки, рабочая жидкость подается на гидроцилиндры сваерезки и она начинает оказывать на сваю статическое давление либо ударное воздействие (зависит от принципа работы используемой техники);
  • Под давлением столб сваи разрушается (для этого требуется 5-6 минут), после чего сваерезка поднимается, демонтированная часть свайного столба отгружается в место для складирования отходов, и процесс повторяется заново на следующей сваи.

Срезание свай

Рис.: Процесс обрезки ЖБ свай

С чего начать

Перед тем как принимать решение о строительстве дома на сваях, нужно изучить состояние грунта и определить уровень залегания подземных вод. Такие сведения можно получить в геодезических, строительных организациях или у соседей, которые ведут или вели строительство.

Чтобы самостоятельно определить, какие пласты грунта залегают под строительным участком, проводят пробное бурение. В нескольких местах участка копают скважины, глубиной на 1,5 м больше, чем длина сваи. На лопастях бура остаются частички грунта, присутствующие внутри скважины.

При обнаружении обводненного участка нужно расположить сваи для винтового фундамента так, чтобы его обойти.