Винтовые опоры для фундамента: виды и монтаж

Выбор конструкции свай

Конструкция винтовых свай не стандартизирована, каждый производитель выпускает изделия по собственным техническим условиям, чертежи свай доступны. При изготовлении опор своими руками, целесообразно руководствоваться размерами, указанными в этих чертежах. При любых конструкторских решениях, основными элементами винтовых свай являются:

• Трубчатое тело;
• Литой или сварной конусообразный наконечник;
• Лопасть различной конструкции;
• Оголовок для установки ростверка.

При выборе конструкции опор необходимо учесть массу строения и внешние нагрузки, от этого показателя зависит выбор типоразмера трубы. Оценить вес дома можно самостоятельно, необходимый диаметр и толщину стенок трубы определить с помощью справочников. Вес домокомплекта промышленного производства определяет производитель, требования к фундаменту указаны в документах на строение.

Винтовые сваи: особенности конструкции

Конструктивно винтовые сваи под фундамент представляют собой толстостенные стальные трубы, которые в основании оборудованы винтом-резьбой для ввинчивания в грунт. При вкручивании в почву спиральные лопасти уплотняют ее и способствуют прочной фиксации опорной сваи в ней. Внутреннюю полость труб после установки опытные строители рекомендуют заполнять бетоном.

Размеры и нагрузка

Стандартные размеры свай под винтовой фундамент:

• диаметр – 100-300 мм;
• длина – до 2500 мм.

Рисунок 3. Конструкция свайно-винтового фундамента

В зависимости от диаметра одна свая может воспринимать нагрузку порядка 4-8 т. Обязательное условие при монтаже этого типа основания – ввинчивание свай ниже глубины промерзания грунта, поэтому оптимальная длина изделий подбирается с учетом этого уровня на местности, где предполагается строительство здания.

Наращивание свай

Конструкцией свай предусмотрена возможность их наращивания, поскольку не всегда стандартной длины достаточно для обеспечения необходимого уровня. Особенно актуально это при строительстве домов на склонах, где перепады высоты могут значительно превышать 2,5 м.

Наращивание выполняется путем сварки – 2 сваи стыкуются между собой с предварительным насаживанием отрезка трубы немного большего диаметра, которая впоследствии приваривается к нижней и верхней опоре.

Фото 4. Наращенные винтовые сваи

Верхняя часть сваи после заливки бетоном, как правило, перекрывается стальным оголовком или «пяткой» в простонародье, которая тоже приваривается к металлической трубе.

Фото 5. Приваривание оголовка к винтовой свае

Срок эксплуатации винтовых свай

Гарантийный эксплуатационный ресурс свай под фундамент для дома, который предоставляет большинство подрядных организаций, обычно составляет 50 лет.

Фото 6. Свая, демонтированная с маяка, возрастом более 300 лет

Фактический срок службы может быть гораздо больше – все зависит от условий эксплуатации и характеристик используемого для их защиты антикоррозийного состава.

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.

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:

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

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:

1. Проведите разметку свай на участке согласно расчетам фундамента. Максимальное расстояние между ними не должно превышать 3 м, самым надежным считается расстояние 2 м.
2. Каждую трубу установите строго вертикально острым концом с лопастью вниз.
3. 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:

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.

Основные параметры, влияющие на несущую способность

Есть несколько характеристик, от которых зависит, какие нагрузки сможет выдержать свая во время использования. Среди них:

• Толщина стенок ствола. Есть три группы толщин – малые, средние и высокие. Они составляют до 3,5 мм, от 3,6 до 6 мм и более 6 мм соответственно. Для ограждений и беседок подойдет первая категория, для домов на стабильных участках почвы – вторая, для строений на нестабильных – третья.
• Толщина. Чем она больше, тем лучше будет защита от деформации.
• Марка стали. Для изготовления обычно используется нержавеющая сталь. Изделия проходят оцинковку для увеличения защиты от коррозии.

Монтаж винтовых свай своими руками

Этапы монтажа описывать дольше, чем их осуществлять. Самые длительные работы – это непосредственно вкручивание. Средняя скорость для данной манипуляции – 5-6 свай для одной бригады из трех-четырех человек.

Основной вопрос при самостоятельном монтаже, как закрутить винтовые сваи с минимальной погрешностью. Здесь есть своя последовательность операций:

Делается приямок глубиной до 0,6 метров.
На ствол сваи в обязательном порядке наносят антикоррозийный состав

Дальнейшие работы ведутся после высыхания покрытия.
На трубу сваи навешивается магнитный уровень, который позволит наблюдать за любыми отклонениями угла при работе.
В технологическое отверстие трубы закрепляется лом (оно находится в верхней части сваи).
На лом навешивают трубы-рычаги.
В приямок перпендикулярно плоскости устанавливается сама свая.
Вкручивание ведется по часовой стрелке.
При закручивании стоит обращать внимание на угол наклона опоры, который не должен превышать 1 градус.
Свая закручивается на глубину от 1,5 метров и более, пока работники не почувствуют, что крутить стало очень тяжело, то есть лопасть плотно затянута в грунт.
Над поверхностью стоит оставить запас трубы около 0,2-0,4 м для последующего регулирования горизонтали.. В целом этапность работ по монтажу винтовых свай следующая:. В целом этапность работ по монтажу винтовых свай следующая:

В целом этапность работ по монтажу винтовых свай следующая:

1. Разметка поля и выставление периметра, то есть определение расположения свай на местности с учетом шага в 2-3 метра и проверка металлодетектором на отсутствие в грунте любых коммуникаций. Установка колышков на отмеченных участках строго перпендикулярно плоскости.
2. Монтаж свай на углах. Стоит понимать, что свая должна в дальнейшем попасть точно в середину бруса, то есть необходимо рассчитать погрешность и скорректировать местоположение ствола трубы. Винтовые сваи устанавливают по всем углам будущего строения.
3. Установка остальных свай, с шагом 2-3 метра.
4. Обрезка свай болгаркой по уровню. Минимальная высота определяется местом расположения технологического отверстия и обычно равняется 10-20 см.
5. Бетонирование, то есть заливка полости трубы бетоном. Этот этап стоит пропустить, если возводимы фундамент планируется в дальнейшем демонтировать. Например, при переносе постройки.
6. Оголовки. Привариваются на сваю, а шов от сварки закрывают антикоррозийным покрытием.
7. Монтаж ростверка (обвязка). Соединение свай в единую конструкцию для повышения прочность будущего фундамента. Может использоваться металлическая или деревянная обвязка.

Свайно-винтовой фундамент готов. Так как здесь не требуется обязательная для других фундаментов усадка, то дальнейшие работы по строительству дома можно начинать уже на следующий день.

Как сделать освещение под навесом своими руками

Для того, чтобы развесить на террасе красивые светильники, можно даже не отправляться в магазин. Если у вас есть достаточно времени и желания, то вы с легкостью сумеете создать оригинальные варианты для иллюминации навеса.

Что нам потребуется:

• Обыкновенная стеклянная банка с крышкой
• Лампочка
• Электрический шнур
• Патрон для лампочки
• Вилка для розетки
• Бечевка или небольшой канат для декора

Как сделать светильник для навеса

Сперва вырезаем в крышке банки отверстие, подходящее по диаметру для патрона.
Зачищаем электрический провод и подсоединяем его к патрону, а затем – и к вилке.
Вставляем патрон в вырезанное отверстие, чтобы он плотно вошел в свой паз. Лучше всего предварительно для безопасности и лучшего сцепления обмотать наружную часть патрона изолентой или проклеить отверстие в крышке банки резиной.
Верхнюю часть стеклянной банки промазываем суперклеем

Осторожно и неспешно обматываем стекло бечевкой или канатом, двигаясь от горлышка банки к широкой части.
Ждем несколько часов, чтобы клей точно успел просохнуть. После чего вставляем крышку с ввинченной в патрон лампочкой, закупориваем банку и подключаем светильник к электрической сети

Необычный фонарь для навеса готов!

Очень хорошо смотрится на террасе загородного дома и самодельная гирлянда из маленьких галогенных лампочек, которую можно подвесить как под потолок, так и разместить на стене.

Но что бы вы ни выбрали для себя, помните о том, что крыльцо – не место для общего источника света. Потому не устанавливайте под навесом люстру или обыкновенный потолочный плафон. Лучше предпочесть несколько небольших лампочек или компактных фонарей, пару настенных бра или самодельные лампы для навеса на даче, если вам подходят лишь доступные и не слишком трудоемкие варианты.

А любителям архитектурного дизайна и классики мы предлагаем обзавестись местными источниками света в виде настенных бра, иллюминация которых направлена вертикально

Это позволяет акцентировать внимание на зоне под крышей и делает обстановку более праздничной и уютной. Именно такое освещение под навесом частного дома можно назвать оптимальным для небольших строений и загородных дач

Вазоны с подсветкой

Такая конструкция имеет вид обычного вазона, в которые ставят цветы, но с небольшим дополнением – внутри них встроены светодиоды, которые и обеспечивают освещение. Питание происходит за счет батареек или же электросети. Выглядят такие вазоны очень оригинально и необычно, что и стало причиной широкого использования этого способа освещения во время всевозможных  празднований на свежем воздухе. Кроме того, вазоны с подсветкой можно не только приобрести, но еще и взять в аренду, что тоже очень удобно в некоторых случаях.

Подвесные фонари

Кроме того, под навес можно выбрать и подвесные фонари, выполненные в классическом стиле. Такие фонари очень эстетичны и прекрасно справляются со своим предназначением. Этот вариант получил свою популярность за счет того своей простоты и надежности, ведь именно это становится решающим фактором во многих случаях.

Настенные светильники

Если навес находится рядом с домом, то можно использовать такой способ освещения – установить настенные светильники непосредственно к стене. Еще можно прикрепить такое освещение к опорным столбам самого навеса. Так ваше пространство под навесом будет прекрасно освещаться.

Споты

Споты – так называют точечные поворотные светильники небольших размеров. У них может быть два вида источника освещения – это светодиодный источник и люминесцентные лампы. Очень часто в таких светильниках есть преобразователь напряжения, что избавляет вас от необходимости самостоятельно заниматься его установкой. Нужно просто установить освещение, подключить к проводке и пользоваться с удовольствием. Такое оборудование прекрасно подходит для освещения пространства под навесом.

Гирлянда

А еще освещение под навесом можно устроить при помощи светодиодной гирлянды.  Такой вариант подарит вам постоянно ощущение праздника и волшебства. А если вам не нравятся мигающие маленькие светодиоды, то можно выбрать гирлянду посерьезнее – с простыми люминесцентными лампочками более крупного размера. Такое освещение достаточно оригинальное и очень нравится детям.

Расчет свайного фундамента

Чтобы сделать расчет свайного фундамента необходимо изучить характеристики почвы. Для этих целей можно воспользоваться отрывкой шурфов, или ручным бурением. Поэтому нужно разработать грунт на 500 мм ниже, чем предполагается нижняя точка фундамента.

Тип грунта можно определить визуально, воспользовавшись таблицами из ГОСТа «Грунты, классификация». Также для определения типа почвы, нужно исследовать ее консистенцию, и сравнить с характеристиками, приведенными в соответствующей таблице.

Почва из глины в области подошвы сваи
Глинистая почва на протяжении длины опоры
Песчаный грунт
Крупнообломочные породы

Помимо характеристик почвы при расчете свайного фундамента понадобится информация о весе самого дома. Здесь нужно высчитать нагрузки, которые распределяются на сваи, и нагрузки на ростверк. Разделение этих нагрузок необходимо для того, чтобы правильно выполнить ростверк.

При сборе информации о весе дома, необходимо учитывать, как постоянные нагрузки, так и временные (люди, снег, оборудование и пр.) За основу можно взять следующую таблицу:

Конструкция	Действующая нагрузка (кг/кв.м.)
Стена каркасная, толщиной 15 см с утеплителем.	30-50
Деревянная стена, 30 см	150
Кирпичная стена 51 см	918
Деревянное междуэтажное перекрытие с утеплителем	100-150
Пирог кровли с металлочерепицей	60
Пирог кровли с керамочерепицей	120

Также следует учитывать нагрузки, действующие на сваи со стороны самого фундамента. Для этого берем плотность бетона 2500 кг/куб.м. и умножаем на объем. Кроме того, полученное значение следует умножить на коэффициент надежности, который обеспечивает запас прочности. Данный коэффициент зависит от материала изготовления дома, погодных условий, количества мебели и прочих факторов.

Следующий этап расчета – это выбор свай и частота их установки. Здесь принимается в расчет шаг свай, их длина, а также диаметр поперечного сечения. Как правило, сечение подбирается заранее, еще до проведения расчетов. И уже на основании этой информации вычисляется расстояние между опорами и их длина.

Делим общую массу здания, которая была получена на предыдущем этапе, на длину ростверка. Учитываются и внутренние и наружные стены. В результате получится нагрузка на каждый погонный метр фундамента. Далее определяется несущая способность фундамента по формуле:

Формула определения несущей способности фундамента

Р=(0,7 х R x S)+(U x 0,8 x fin x li)

где Р – это максимально допустимая нагрузка, выдерживаемая одной сваей. R – прочность почвы, определяемая по составу грунта. S – площадь сваи внизу. U – периметр части фундамента. Fin- сопротивление почвы по бокам фундамента. Li – толщина грунта, который соприкасается с боковой поверхностью опоры.

Для расчета шага свай достаточно воспользоваться простой формулой

I=P/Q

где Q – это общая масса дома, действующая на один погонный метр фундамента. Также от полученной величины необходимо отнять ширину самой сваи. Расчеты нужно выполнять с несколькими вариантами длин, сравнивая затраты на каждый из них, чтобы выбрать наиболее целесообразный вариант.

В качестве армирующего основания в буронабивных сваях используют рифленую арматуру, диаметром от 10 до 16 мм. Пруты соединяются друг с другом при помочи хомутов из гладкопрофильной арматуры, диаметром 6-8 мм. Характеристики арматуры можно взять с этой таблицы:

Ростверк считается по формуле

B=M/(L x R)

где В – это ширина обвязки, М – масса здания со сваями, L – длина ростверка и R – прочность грунта на поверхности. Арматура подбирается так же, как и для свай.

Виды винтовых свай для устройства заборов

Для монтажа забора используются винтовые опоры двух типов: сваи-пики и сваи трубы. На обеих конструкциях имеются винтовые режущие лопасти, с помощью которых свая ввинчивается в почву, а затем фиксируется на месте в неподвижном положении. Различия между ними помогают более рационально использовать разные виды свай на различных почвах, а исключение составляют только скальные породы, которые не поддаются бурению столь простым механизмом.

Сваи-пики имеют вид трубы, суженной на конце – острый конец легче проходит сквозь толщу грунта, благодаря чему работа по установке опор выполняется с меньшими физическими усилиями. Этот вид свай применяется на легких сыпучих, в основном песчаных почвах. В процессе ввинчивания опоры почва вокруг нее уплотняется, что способствует еще большей устойчивости будущего забора.

Сваи-трубы предназначены для установки на глинистых, суглинистых почвах, и с вкраплениями мелких камней. Зубчатая коронка на этих опорах крушит плотный и каменистый грунт, который заполняет внутреннюю часть трубы. Если сваю нужно забетонировать, из ее полости сначала с помощью желонки извлекается почва, а затем внутрь заливается бетон.

Подготовка строительной площадки

Не стоит думать, что подготовка строительной площадки – это далеко не самый главный этап. На самом деле, фундамент под дом построить в любом случае не так уж и легко, даже если речь идёт не о ленточном, а о простейшем столбчатом.

Итак, этапы подготовки строительной площадки:

Ленточный фундамент – наиболее востребованный в каркасном домостроении

Звучит банально, но первоначально надо точно определить местоположение будущего дома. Для этого придётся приглашать геодезистов и инженеров из проектного бюро. Без них в этом деле никак не обойтись (да это и законодательное требование вообще);

Перед началом возведения фундамента необходимо вырыть траншею по его периметру, причём глубина этой траншеи не должна превышать 0,75 метров. Почему? Щитовые дома очень лёгкие, для них глубокозаглублённый фундамент никто и никогда не делает, даже если строение будет стоять на песчаной почве (это просто лишние траты денежных средств). Единственное исключение – это если дом находится на Крайнем Севере или в регионе с подобным климатом. В этом случае допускается глубина залегания нижней подложки фундамента до 1,5 метров. Траншея делается по размерам дома. Например, если дом будет 10*15 метров, то такой должна быть по периметру и траншея с глубиной, как уже отмечалось выше, не более 0,75 метра; Ширина будущего основания дома (соответственно – и ширина траншеи под него) зависит, прежде всего, от того, из какого материала будет построен дом. Если брать рассматриваемые в статье щитовые дома, то здесь хватит и ширины фундамента в 50 сантиметров. Больше – это уже лишние бессмысленные затраты; Если во время подготовки строительной площадке в траншее оказалось множество корней деревьев, камней, то их в обязательном порядке нужно ликвидировать. Интересно, что многие геодезисты в этом случае вообще рекомендуют подыскивать новую площадку под строительство: по их мнению корни деревьев впоследствии просто уничтожат фундамент. Но ведь каркасно-щитовые дома можно встретить сегодня чуть ли не в самой чаще лесов, у озёр

Так что принимать ли во внимание мнение специалистов в данном случае – это дело только владельца участка, на котором будет возводиться каркасный дом

Что такое свайный фундамент?

Классический фундамент на сваях – это конструкция, состоящая из вертикальных опор, погруженных в грунт и связанных между собой ростверком. Верхняя обвязка в большинстве случаев делается в виде монолитной железобетонной ленты над поверхностью земли. Реже (для небольших и легких строений) она выполняется из деревянных или металлических балок.

Рисунок 1. Конструкция и внешний вид свайно-ростверкового основания

Благодаря расположению ростверка над поверхностью земли, на него не воздействует морозное пучение и влага. А при погружении свай ниже уровня промерзания грунта, сезонные расширения и сжатия пластов почвы обходят стороной и их.

Наиболее часто свайному основанию отдают предпочтение при строительстве на плывучих, песчаных, торфяных и болотистых грунтах.