Возводим свайно-винтовой фундамент
Теперь стоит поговорить о том, как соорудить свайно-винтовой фундамент.
Здесь, как и при любой другой строительной работе, необходимо предварительно провести расчеты и планировку. На подготовительном этапе проводится исследования грунта на участке. От его характеристик будет зависеть, на какую глубину следует «вкручивать» сваи.
Глубина зависит от многих факторов.
В первую очередь стоит учитывать глубину промерзания грунта. Помните, что винтовая часть сваи должна находиться ниже этой отметки. Если грунт «сложный» с плохой несущей способностью верхних уровней, то «вкручивать» нужно до прочных пород.
Узнать эту глубину можно только проведя геологические исследования. Как правило, сделать точные и верные расчеты самостоятельно не получится, поэтому лучше всего обратиться за помощью к профессионалам.
Далее, делается план размещения самих свай.
Они в обязательном порядке должны быть расположены на углах будущего дома, а также в местах пересечения несущих стен. Кроме того, сваи устанавливают и на длинных сторонах стен. Их количество зависит от массы самого здания, его этажности и несущих способностей грунта.
Первым делом «вкручиваются» угловые сваи. Они будут служить ориентирам всем «вкручивание» процесс довольно трудоемкий. Поэтому выполнить всю работу одному человеку – это задача непосильная.
Лучше всего пригласить помощника или воспользоваться спецтехникой.К оголовку сваи крепится труба, в которую вставляется на него одевается еще одна труба большего диаметра. В результате создается рычаг, который существенно облегчает работу. К внешней трубе применяется сила, в результате чего свая крутится и «уходит» в специалисты рекомендуют использовать бур.
С его помощью делается углубление, в которое впоследствии и вкручивается сама винтовая свая. Но использование бура принимают не все , такое дополнительное оборудование существенно упрощает задачу, но и тут есть недостаток. При вытаскивания бура нарушается плотность почвы.
Если все расстояние пройдет сама свая, то она будет более надежно держаться на своем воспользоваться комбинированной помощи бура делается лидерные отверстия. При этом их глубина должна быть на 1-2 метра меньше, чем длина сваи (а точнее той ее части, которая будет находиться в грунте). После этого бур вынимается, и остальное расстояние свая проходит «своим ходом».
В этом случае прочность грунта на самом важно нижнем участке не будет нарушена. А это значит, что винтовая свая будет надежно держаться на своем месте, при этом работы по ее «вкручиванию» заметно часто сваи могут пойти немного неровно
В этом случае требуется корректировка их вертикальности. Для этого можно воспользоваться обычным ломом или профессионалы для выполнения такой работы пользуются специальным винтовым домкратом
А это значит, что винтовая свая будет надежно держаться на своем месте, при этом работы по ее «вкручиванию» заметно часто сваи могут пойти немного неровно. В этом случае требуется корректировка их вертикальности. Для этого можно воспользоваться обычным ломом или профессионалы для выполнения такой работы пользуются специальным винтовым домкратом.
Поэтому при заливке используйте металлические прутья, которыми будете уплотнять бетонный этапом будет установка балка или швеллер приваривается встык межу сваями. В результате создается единый каркас, на который и будет монтироваться обвязка. После этого можно приступать к строительству самого дома.
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:
- пустотелая труба;
- наконечник;
- спиралевидная лопасть.
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.
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:
- Проведите разметку свай на участке согласно расчетам фундамента. Максимальное расстояние между ними не должно превышать 3 м, самым надежным считается расстояние 2 м.
- Каждую трубу установите строго вертикально острым концом с лопастью вниз.
- 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.
Обвязка ростверком
Ростверк — это пояс обвязки, соединяющий отдельные опоры в единую систему. Он нужен для принятия веса стен или прочих элементов конструкции дома, равномерного распределения нагрузки по всему свайному полю.
Существуют разные способы монтажа ростверка, обусловленные материалом изготовления:
Деревянный
Используется деревянный брус минимальной толщиной 150 : 150 мм. Как вариант, можно применить пачки из досок толщиной 50 мм и шириной 200 мм, соединенные в единый пакет размером 150 : 200 мм. Используется качественный сухой пиломатериал 1 или 2 сорта.
Поверхность дерева покрывается антисептическим и антипиреновым составом (в настоящее время существует пропитка, выполняющая обе функции). Соединение брусьев производится вполдерева и только над оголовком сваи.
Стыки, расположенные в пролете, не допускаются. Между металлом и деревом во всех местах прокладывают двойной слой рубероида (гидроизоляция). Установка выполняется так, чтобы свая располагалась точно по продольной оси бруса.
Металлический
Используются различные виды металлопроката:
- Швеллер.
- Двутавр.
- Труба прямоугольного сечения.
При использовании швеллера не нужны оголовки, хотя для трубы или двутавра их присутствие обязательно. Для швеллера используются специальные закладные детали, установленные в трубу при заливке бетона.
Появляется возможность обойтись без гидроизоляции между оголовками и обвязкой, но между металлом и стеной она применяется в любом случае. Соединение деталей производится сварным способом с обязательным усилением болтами.
При повышенной прочности металлического ростверка, возникает большой металлический элемент конструкции, который требует обслуживания — периодической покраски защитными составами.
Железобетонный
Это самый трудоемкий и долгий вариант создания ростверка, но и самый прочный и надежный, не подверженный коррозии или гниению. Для его создания необходимо изготовить опалубку, установленную поверх оголовков.
Внутрь помещают арматурный каркас, после чего приступают к заливке бетона.
Опалубка изнутри устилается слоем рубероида или полиэтилена для исключения утечек влаги. Иногда ростверк заливают ниже уровня оголовков, приваривая арматурный каркас непосредственно к стволам. Чаще всего такое производится при достаточной высоте на уровнем грунта.
В таких случаях подрезку по горизонтали выполняют после затвердения бетона (28 дней), а заполнение стволов производят после подрезки.
Дом на сваях – фантазии или реальность?
Можно ли использовать свайный фундамент для постройки жилого дома? Надо сказать, что встречаются некоторые строители, которые категорически не советуют этого делать, отдавая предпочтение ленточной, столбчатой или плитной основе под дом. Такие мастера считают, что сваи больше подходят для хозяйственных построек или легких дачных домиков.
Однако, нужно напомнить, что существуют целые города, дома которых установлены исключительно на сваях, и стоят они не одно десятилетие. Практика использование таких фундаментов доказала, что они вполне могут служить надежной основой даже для массивных домов.
Кстати, с помощью винтовых свай можно сделать не только фундамент или подъем/перенос дома, но также полную замену фундамента или его частичную реконструкцию!
Конечно же, вряд ли будет разумно в условиях нашего климата громоздить двухэтажный каменный особняк на свайный фундамент, хотя и это, наверное, не является совсем уж невозможным делом. И все же в частном строительстве обычно его выбирают для деревянных или каркасных построек с крышей, покрытой легким кровельным материалом.
Нередко, в силу пересеченности рельефа или других особенностей местности, свайный фундамент становится единственным приемлемым решением
В некоторых случаях свайные фундаменты являются и вообще единственной возможностью возвести на участке дом, например, если строительство намечается на участке сильнопересеченной или постоянно заливаемой весенним паводком местности.
В пользу применения подобной конструкции говорит и то, что такие варианты фундаментов применялись в строительстве с древности, только ранее в качестве свай использовались специально подготовленные для этой цели бревна. Поначалу сваи просто забивали в грунт, и только в начале XIX века был изобретен винтовой способ установки.
Винтовые опоры на первых порах использовались для обустройства причалов, но затем сфера их применения стала расширяться. Так, например, именно винтовые сваи были применены в качестве фундамента при постройке маяка, который возведен в Великобритании на нестабильном грунте Темзы.
Первый маяк, построенный на винтовых сваях – «Мэплин Сэндс»
С начала XX века строительство на свайных фундаментах приобрело «второе дыхание». Этому способствовало появление новой техники для точного и глубокого вбивания свай, что значительно ускоряло работу по возведению оснований для дальнейшего возведения зданий. В 50-х годах началось активное использование механического оборудования для ввинчивания свай, что дало еще один толчок такой сфере строительства, как промышленного, так и индивидуального.
Очень широко этот способ обустройства фундаментов стал применяться в военном строительстве, так как путем комплексных исследований было доказано, что такие конструкции надежны, долговечны и подходят для применения на многолетнемерзлых, пучинистых и обводненных грунтах – одним словом, ограничений по их использованию практически не существует.
Свайно-винтовой фундамент
Винтовое основание сооружается из специальных труб круглого сечения с лопастями, которые могут быть расположены в один или несколько рядов. В большинстве случаев внутренняя полость свай после погружения заливается бетоном, что позволяет существенно повысить несущую способность будущего фундамента.
Рисунок 4. Способы обвязки свайно-винтового основания
Особенности
Свайно-ленточный фундамент обладает множеством преимуществ, но основным из них является возможность самостоятельного погружения свай. Благодаря наличию лопастей на стальных трубах их погружения можно выполнить силами 2-х человек. Реже для вкручивания привлекают спецтехнику или используют специальное оборудование.
Другие особенности:
- Минимальные сроки установки свайно-винтового поля – даже при ручном погружении работа занимает не более 2-х дней (в зависимости от размеров будущего строения).
- Возможность продолжения строительства уже на следующий день после вкручивания свай – при условии, что для обвязки будет использоваться деревянные или металлические балки.
- Приспособляемость к неравномерным нагрузкам – например, когда к вертикальному давлению от веса дома прибавляются еще и горизонтальные нагрузки. Стальные сваи с лопастями способны немного отклоняться от вертикальной оси – на несколько градусов, но этого вполне достаточно для более-менее равномерного распределения нагрузок по всем опорам.
Рисунок 5. Конструкция свайно-винтового основания
Устройство
Последовательность действий при сооружении свайно-винтового фундамента:
- Разметка мест установки свайных опор.
- Покрытие металлических опор антикоррозийным составом.
- Бурение скважин глубиной до 0,5-0,7 м для создания направляющего приямка.
- Ввинчивание винтовых опор в грунт на необходимую глубину.
Фото 6. Процесс ввинчивания свай
Проверка уровня расположения выступающих частей опор относительно горизонтальной плоскости.
Обрезание верхних оголовков в соответствии с общим горизонтальным уровнем.
Заполнение внутренних полостей труб бетонной смесью.
Обвязка свай выбранным способом – монолитная железобетонная лента, деревянные или металлические балки.
Фото 7. Готовое свайно-винтовое основание с ростверком из металлического швеллера
Пошаговая инструкция по устройству свайного фундамента своими руками в следующих видеоматериалах:
Правила размещения свай
Сваи размещаются по углам будущей конструкции и по центру несущих конструкций Перед тем как осуществлять монтаж свай, нужно выполнить разметку их расположения на участке. Для этого первоначально рисуют на бумаге план расстановки опор, руководствуясь проектной документацией.
План дома делят на прямоугольники, рассчитывают размер каждого участка. На каждом углу прямоугольника и по центру всех несущих конструкций размещают сваю.
После того как определено расположение опор на участках с максимальной несущей нагрузкой, оставшееся между элементами расстояние делят на равные отрезки. В зависимости от расчетного количества опор равномерно распределяют их по периметру. Подробнее о планировке смотрите в этом видео:
Конструкция и варианты «мясорубок»
«Мясорубки» – это ручной инструмент, состоящий из электрического или гидравлического привода с креплением на оголовок сваи и системы рычагов для фиксации инструмента и передачи момента на сваю.
Требования к приводу
В качестве привода рационально выбрать дрель достаточной мощности. В отсутствии на площадке электричества потребует передвижного генератора.
Мощность дрели должна быть не менее 2 кВт;
Важно также, наличие реверса и изменение скорости вращения.
Конечно, можно использовать гидромотор. Но дрель купить проще, и проще заменить если сломается. И переносная гидростанция, нужная для работы мотора, пригодится вам где-то еще едва ли.
Если вы решили использовать вместо дрели другие двигатели, они должны быть не хуже.
Требования к редуктору
Редуктор нужен в конструкции чтобы увеличить момент на оголовке сваи и уменьшить обороты:
- Редуктор должен выдерживать крутящий момент не менее 4500 Нм;
- Передаточное отношение должно быть больше 1:60.
Выбирая УКМ отдавайте предпочтение конструкциям на подшипниках.
Так же обратите внимание на удобство смены смазки. Рекомендуется замена смазки после монтажа 20 свай
После приобретения, хорошо набейте редуктор новой смазкой (а там ее будет мало). Рекомендуется заменить смазку на долее подходящую: например, на пластичную смазку для ШРУСов.
Насадка, рычаги и прочее
Наш сваекрут будет передавать крутящий момент на сваю через насадку. Усилия на оголовок значительные и возможно смятие сваи. А это брак. Есть два варианта насадки: внутренняя и внешняя. Отличаются лишь тем, что вставляестя или надевается насадка на сваю.
У насадки должно быть отверстие куда будет вставляться палец. Хорошо сделать это отверстие овальным.
