Изготовление свай из стальных и пластиковых труб

Изготовление лопасти

Для изготовления лопасти винтовой сваи вам потребуется:

• сталь листовая толщиной 5 мм;
• плазморез;
• тиски;
• шаблоны для разметки внутреннего и наружного диаметров заготовки;
• рычаг для растяжки спирали винта (подойдет обыкновенный лом).

Порядок выполнения работ

Поскольку для устройства фундамента потребуется немало свай, размечать каждую заготовку при помощи циркуля нецелесообразно.

Лучше потратить некоторое время на изготовление шаблонов, зато скорость разметки будущих лопастей с их помощью будет гораздо выше.

Вам потребуется всего два шаблона:

• малый круг, диаметр которого равен наружному диаметру трубы;
• большой круг диаметром, равным наружному диаметру винта.

На шаблоны желательно нанести центральные оси: так их проще ориентировать на стальной полосе во время разметки.

После изготовления шаблонов можно приступать к дальнейшим операциям.

Раскрой полосы

Правильный раскрой стальной полосы позволяет уменьшить количество отходов.

Поэтому длина и ширина ее должны быть кратными наружному диаметру заготовки лопасти:

• по ширине должен укладываться большой шаблон без припусков. То есть, если его диаметр равен 200 мм, то и ширина полосы должна быть 200 мм;
• по длине полоса должна равняться диаметру шаблона, умноженному на количество заготовок (без припусков на зазоры между заготовками).

Чтобы все лопасти получились одинаковыми, следует полосу расчертить: провести горизонтальную ось по ее длине и вертикальные – с шагом, равным диаметру лопасти. Первая вертикаль размечается от короткой стороны полосы на расстоянии, равном половине диаметра заготовки.

При помощи шаблонов размечаются круги. Делать это можно в любом порядке: сначала малые (внутренние), затем большие (наружные) либо наоборот.

Но если вы решили оси на полосу не наносить, разметку надо начинать с наружного контура заготовки.

Изготовление винтовой спирали

При помощи плазмореза последовательно вырезаются заготовки. Сначала выполняется рез по вертикальной оси – до внутреннего круга, затем – по внутренней разметке, и только после этого вырезается наружный контур лопасти.

Полученные кольца по одному закрепляют в тисках вертикальным разрезом вверх и при помощи рычага разводят их торцы: сначала отгибается один торец, затем заготовку освобождают из тисков, переворачивают, закрепляют – и отгибают второй торец.

Расстояние между ними должно быть 130-140 мм (если диаметр лопасти равен 200 мм). Причем нижний конец лопасти (который закручивается в грунт) отгибается на меньший угол, чем верхний.

При изготовлении винтовых свай своими руками это самый сложный момент, так как неправильно подобранный угол не даст вкрутить винт в грунт.

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

Виды металлических свай

Разнообразие применяемых в жилищном и промышленном строительстве металлических свай классифицируется на виды согласно форме конструкции, согласно которой выделяют:

• Винтовые сваи;
• Шпунт Ларсена;
• Шпунтовые трубы.

Металлические винтовые сваи

Винтовые сваи представляют собой стальные стержни, в нижней части которых размещены лопасти винтообразной формы.

Совет эксперта! Исходя из способа стыковки ствола и лопастей винтовые сваи делятся на монолитные и сварные. Конструкции сварного типа значительно уступают монолитным сваям в плане механической прочности и устойчивости к деформирующим нагрузкам.

Рис. 1.1: Разновидности винтовых свай

Существует четыре вида винтовых свай:

• Одновитковые, применяемые в условиях высокоплотной почвы;
• Двухвитковые — за счет дополнительной лопасти имеют увеличенную устойчивость, что позволяет использовать их в низкоплотном грунте;
• Многовитковые сваи заостренного типа, используются для монтажа в твердую почву и грунт с большим количеством каменистых вкраплений;
• Узколопастные трубчатые конструкции — применяются в мерзлых грунтах.

Рис. 1.2: Шпунт Ларсена

Металлические шпунтовые сваи

Шпунт Ларсена представляет собой металлопрокат корытообразной формы длиной от 5 до 20 метров, на торцевых частях которого размещены пазовые замки. Посредством замков отдельные шпунтины соединяются в монолитные, не пропускающие воду стенки.

Существует несколько подвидов шпунта Ларсена — Л4, Л5, Л5-УМ и ЛП, которые отличаются между собой толщиной стенок, весом, полезной шириной, показателями прочности и устойчивости замков на разрыв.

Рис. 1.3: Характеристики металлического шпунта Ларсена

Металлические шпунтовые трубы

Шпунтовые трубы имеют полую круглую форму и аналогичные шпунту Ларсена пазовые замки на боковых контурах. Такие изделия, за счет большего сечения, отличаются максимальной устойчивостью в грунте. Они применяются в условиях, где от шпунтовой стенки требуется повышенное сопротивление опрокидыванию и низкий момент инерции.

Рис. 1.4: Трубошпунт диаметра 142 см.

Диаметр трубчатого шпунта варьируется в пределах от 53 до 142 см. Длина — от 6 до 28 метров. Для изготовления трубошпунта используется сталь марок СТ3КП и16ХГ.

Рис. 1.5: Характеристики трубошпунта

Устройство

Основная часть работ по созданию свайного фундамента сводится к погружению стволов в грунт.

Это самый сложный и ответственный этап, определяющий прочность и устойчивость всей системы.

Если во время погружения происходит отказ, срыв или возникают иные проблемы, это ставит под угрозу способность всего основания выполнять свои функции. Любые отклонения в ходе работ свидетельствуют о несоблюдении технологии, недобросовестном геологическом обследовании участка или о низком качестве свай.

Вторым этапом является создание ростверка. Он выполняет не менее важные функции и должен отвечать всем существующим требованиям.

Технология создания напрямую зависит от типа свай, материала изготовления и параметров будущего дома.

Для легких построек ростверк может быть изготовлен из древесины (брус или пачка, набранная из обрезной доски до получения нужной толщины).

При использовании металлических свай принято и ростверк создавать из металла — швеллера, двутавра или профилированной трубы.

Для Ж/Б свай ростверк отливают из бетона, используя технологию, напоминающую изготовление ленточного фундамента.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
Оба этапа создания свайного фундамента должны выполняться опытными строителями или, как минимум, под наблюдением грамотного специалиста. Возможны нарушения технологии или отклонения от расчетных параметров, которые должны быть вовремя замечены и исправлены, что не всегда удается неподготовленным людям.

Преимущества и недостатки конструкции

Достоинства преобладают над недостатками у фундамента такого типа. Преимущества:

1. Возможность установить опоры на участках, где грунтовые воды выходят на поверхность или периодически подтапливают строение.
2. Используется на любом грунте со сложностями рельефа.
3. Возводить столбчатый фундамент можно своими руками. Монтаж менее трудоемок, выполняется быстро.
4. Дешевые и легкие трубы позволяют сэкономить на транспортных расходах, погрузке и выгрузке материала.
5. Высокая долговечность пластиковых опор сочетается с экологической чистотой материала.

Недостатками игнорировать не получится:

1. Ограниченная нагрузка на такой тип фундамента.
2. Разрушение или проседание хотя бы одной опоры грозит деформацией всего здания.

Винтовые сваи для фундамента дома

Процесс изготовление винтовой сваи для строительства основания здания подобен вышеописанному. Но при малейшей неуверенности в качественном изготовлении и сомнениях в правильности расчетов несущей способности в соответствии с видами грунтов и нагрузкой, специалисты не рекомендуют использовать самодельные изделия для обустройства фундаментов. То есть для производства винтовых свай необходимо обладать опытом и соответствующими знаниями.

Видео-обзор: Установка свайно-винтового фундамента

Установка свайно-винтового фундамента

Если все-таки принято решение изготавливать винтовые сваи своими руками для фундамента, то следует ответственно отнестись к выбору диаметра труб:

• Для строительства легких сооружений, типа беседок или террас, подойдут трубы с диаметром 89 мм.
• Каркасно-щитовые и рубленые строения, а также ангары и подобные сооружения должны возводиться на основаниях из винтовых свай диаметром 108 мм.
• Дома из кирпича, камня или блоков строятся на фундаментах, обустроенных с помощью винтовых свай с диаметром 133 мм.

Несмотря на кажущуюся простоту производства винтовых свай, следует помнить о следующем:

• Самостоятельно изготовить можно только сваи небольшого диаметра, так как подобрать комплектующие для массивных образцов и качественно их соединить в домашних условиях очень сложно.
• Любая ошибка или погрешность при выборе шага и диаметра лопасти, а также неправильно подобранный угол наклона к плоскости увеличит усилие закручивания винтовой сваи, а в некоторых случаях приведет к невозможности монтажа в целом.
• Самостоятельное производство винтовых свай – трудоемкий процесс, который занимает много времени.

Исходя из вышесказанного, важно понимать, что изготовить винтовые сваи своими руками несложно и вполне возможно, но вряд ли экономически целесообразно. При этом следует учитывать то, что, как правило, производители винтовых свай оказывают комплексные услуги по разработке проекта основания здания

Установка свай винтового типа, как правило, проводится с помощью специальной техники. Но в случае, если было принято решение изготавливать данные изделия самостоятельно с целью экономии средств, то более рационально будет использовать простые приспособления для ручного монтажа. Для этого в верхней части сваи делаются специальные отверстия, в которые вставляются специальные рычаги. Как правило, для вкручивания винтовой сваи требуется усилия 2-4 человек. При монтаже следует строго отслеживать вертикальный уровень погружения винтовых свай в грунт.

Как исправить ошибку?

При возведении фундамента из свай самостоятельно при ошибочном расчете нагрузки появляются нарушения, которые влекут перекос здания, его просадку в проблемных местах, либо трещины в несущих стенах.

Если место, где допущена ошибка, обнаружилось сразу, не нужно поддаваться панике. Если для фундаментного основания были взяты металлические трубы, которые выступают над почвой, то это самый простой вариант исправления.

Можно приварить к ним профили и таким образом связать их друг с другом. Для других видов труб придется рыть траншеи в местах проседания фундамента, и заливать монолитную фундаментную основу.

Подготовка скважины В эти отверстия вворачиваются шурупы или анкера, а к ним привариваются армированные пруты, тем самым обеспечивая жесткую связь между всеми опорами.

В крайнем случае,возможно с помощью спецтехники поднять угол здания с просевшей стороны и вырыть траншею.

А в траншее возвести часть ленточного или монолитного фундамента.

Условия для изготовления винтовых свай своими руками

Как сделать винтовую сваю для фундамента своими руками? Для этого нужен ряд условий:

• квалификация работника;
• наличие мастерской;
• оборудование.

Квалификация работника

Работник должен владеть строительными инструментами, в том числе и такими, как шлифмашина и электродрель.

Необходим опыт работы с электросваркой. Знание и выполнение правил техники безопасности при проведении сварочных работ – обязательное требование.

Квалификация сварщика должна быть подтверждена соответствующими документами.

Наличие мастерской

Все работы по изготовлению винтовых свай должны проводиться в хорошо проветриваемом помещении. Мастерская должна иметь щит для подключения к электрической сети сварочного оборудования.

Оборудование

Для обеспечения безопасности проведения сварочных работ оборудование должно быть заземлено.

В строительстве применяют сварочные аппараты, работающие от 3-х фазной сети. В случае отсутствия таких условий вполне можно использовать сварочный прибор, работающий от бытовой сети с напряжением 220 в.

Для того чтобы изготавливать опоры, потребуется верстак или монтажный стол. Стол должен быть по длине таким, чтобы можно положить на него трубу длиной до 3-х метров.

Проведение сварочных работ осуществляют на металлическом верстаке. В крайнем случае, столешницу верстака покрывают металлическим листом. Это предохранит деревянные части стола от возгорания из-за искр сварки. О том, как делать винтовые сваи, смотрите в этом видео:

Необходимо иметь в мастерской приспособления для фиксации частей сваи. Как правило, это тиски и струбцины.

№Ударный способ погружения свай

Ударный метод предполагает передачу свае поступательной энергии, благодаря которой она погружается в толщу грунта, вытесняя его часть наружу или уплотняя его. Для этого используют сложные и тяжелые механизмы – ударные самоходные или рельсовые установки. Для их передвижения по строительной площадке необходима ровная поверхность, поэтому предварительно территорию необходимо выровнять. Свая удерживается в вертикальном положении благодаря копрам, своеобразным стрелам.

На первых этапах погружение осуществляется медленно, чтобы можно было контролировать правильный угол наклона. На саму сваю воздействует штанговый или трубчатый молот. При одинаковом весе трубчатый молот имеет в 2-3 раза более высокую силу удара, чем штанговый. Чтобы сваебойное оборудование не разрушило сваю, применяется специальный наголовник. Погружение продолжается до тех пор, пока свая не достигнет проектной глубины.

К главным преимуществам метода относят:

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.

Виды столбчатых оснований и их особенности

Множество различных видов фундаментов ставит перед новоявленными строителями проблему сложного выбора. Лучшим сочетанием простоты изготовления и надежности обладают столбчатые фундаменты. В настоящее время в строительстве применяют следующие их виды:

Виды столбчатых фундаментов

1. Столбчатый кирпичный фундамент представляет собой частично заглубленные в грунт опоры квадратного сечения, изготавливаемые из стандартного строительного кирпича. Достоинствами данного вида являются доступность по используемым материалам и простота монтажа, что делает их достаточно распространенными в частном строительстве. Недостатком данного варианта является низкая несущая способность кирпичных столбиков, что ограничивает их использование строительством легких одноэтажных строений, таких как беседки, веранды и террасы, дачные домики.
2. Столбчатый фундамент из фундаментных блоков более совершенен. Его изготавливают из отдельных опор прямоугольного сечения. Основным материалом, как следует из названия, служат небольшие бетонные блоки, приобретаемые на специализированных строительных площадках или изготавливаемые самостоятельно. В отличие от кирпичного варианта данный вид обладает большей прочностью, что способствует установке его под одноэтажные дома, изготавливаемые по каркасной технологии.
3. Столбчатый фундамент из труб металлических может быть отнесен как к столбчатому, так и к свайному виду фундаментов. Для его изготовления используются стальные трубы достаточно большого диаметра, заглубленные в грунт на 1,5 метра и более. Высокой прочности опор и защиты их от коррозионного воздействия достигают дополнительным бетонированием внутренней полости, о чем более подробно будет изложено ниже.

Изготавливая столбчатый фундамент из металлических труб своими руками, а также другие виды оснований следует помнить следующие правила:

• Суммарная несущая способность всей опоры строения складывается из несущей способности каждого элемента, рассчитанного исходя из используемых материалов, глубины залегания, особенностей почвы в конкретном месте проведения строительных работ;
• Трубы под фундамент необходимо располагать с шагом, не превышающим 2,5 метра. Обязательно наличие опор под местами сопряжения несущих стен и перегородок, а также под несущими перегородками с указанным выше интервалом установки.

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.

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.