Изготовление винтовых свай своими руками

Конструкция опор

Опора обозначенного типа представляет собой стальную трубу, одна часть которой оснащена спиралевидной лопастью и острым наконечником. Такая конструкция позволяет в процессе монтажа обходиться без применения спецтехники для погружения сваи в грунт.

Конструктивные элементы

Винтовая опора состоит из следующих элементов:

1. Ствол – стальной профиль с круглым сечением.

2. Наконечник – нижняя часть тела сваи, которая благодаря заостренной форме легче преодолевает сопротивление грунта.
3. Лопасть – спиралевидный фрагмент, конфигурация которого определяется на этапе проектирования.

Благодаря наличию винтового фрагмента металлический стержень вкручивается в землю. При этом почва дополнительно уплотняются, повышая несущую способность грунта. В дальнейшем спиралевидные лопасти будут препятствовать силам, выталкивающим опору наружу.

В чем отличия самодельных изделий от заводских?

Процесс изготовления винтовых свай регламентируется нормативными документами. В частности, в ГОСТе 8732 прописаны требования к качеству стали для таких опор.

Заводские изделия, соответствующие стандартам, различаются по размерам, конфигурации и эксплуатационным характеристикам.

Трубы из недостаточно прочной стали не обеспечивают требуемую несущую способность, а слабое гидроизоляционное покрытие неизбежно приведет к преждевременному разрушению металла коррозийными процессами.

Винтовые сваи своими руками: Инструкции как сделать +Фото и Видео процесса

Винтовые сваи. Изготовление винтовых свай своими руками это очень сложный и трудоемкий процесс требующий высокой концетрации внимания. Большинство специалистов не рекомендуют изготавливать их самостоятельно, так как считают что для этого необходимо знать все технологии. Но если вы внимательно прочитаете эту статью то сможете изготовить винтовые сваи сами.

Винтовая свая похожа на гребной винт, представляет из себя пустую, металлическую колбу. У нее заостренное окончание, с режущим инструментом в виде спирали.

Из чего же она состоит?

1. Ствол из трубы, толщиной не больше 35 мм.
2. Нижняя часть сваи (башмак).
3. Наконечник.
4. Спиралевидный, острый наконечник. От его угла наклона и технологии зависит как он будет входить в грунт.

Благодаря наконечнику в форме спирали свая будет входить в грунтовое покрытие на нужную вам глубину. Но с обратной стороны эта лопасть будет мешать фиксированию сваи в земле и будет толкать ее наружу.

При такой конструкции во время установки фундаментного основания позволит работать без дополнительных, грузовых инструментов.

Пошаговое изготовление винтовых свай своими руками

При составлении конструкции, вы можете ориентироваться на планы различных изготовителей винтовых свай. Это поможет очень точно воспроизвести размеры лопасти и свести швы к минимуму так как они затрудняют работу в месте где происходит соединения. Существует три абсолютно разных варианта изготовления наконечников.

Наконечник из основания трубы

Для изделия данного варианта потребуется увеличение длительности трубы в два раза, так как первый конец изделия будет преобразован в наконечник.

1. Из картонного материала или трубы вырезается кусок треугольной формы.
2. На окончание из трубы наносим разметку по секторам.
3. На окончание трубы делаем лепестки в форме зубцов.
4. Загибаем их в конусообразную форму, верхняя часть соответствует оси сваи.
5. Крепим при помощи сварки.

Во время разметки запомните: для трубы диаметра 100-200 мм, удобнее всего сделать пять лепестков. Для 70-89 вполне хватит четырех.

В результате получается конусообразная пика, очень удобная для сварки спиралеобразной лопасти.

Сварной наконечник

Для фундамента небольших строений чаще всего используют именно этот вариант.

Технология изготовления:

• форма лепестка в виде развернутого треугольника, толщина 5 мм, изготавливают из стали, либо трубы.
• Расположение лепестков. Они должны быть плотно прижаты друг к другу. После чего происходит обработка сваркой, двойным швом по краям.

Крестообразный наконечник

Технология изготовления:

• Треугольная форма, жесткие ребра, пластина в роли трубной заглушки.
• Сборка. К заглушке прикрепляют треугольник и ребра жесткости. Приваривают с помощью сварки.
• Все соединения обрабатывают при помощи двойного шва

Технология изготовления лопасти

Оптимальный шаг спирали лопасти составляет 70-80 мм. Спираль имеет начало из третьей части трубы снизу.

Вот два примера для изготовления лопастей:

1. Однозаходный сплошной — крой листа по чертежу, разводят спирали монтировкой до нужного расстояния шага. В этом варианте нельзя будет сделать несколько заходов сваи. Зато у этого способа отличная жесткость и равномерная геометрия.
2. Сборный — состоит из нескольких заготовок. Сначала кроется окружность, после этого пика, а в конце сама свая. Этот вариант удастся использовать много раз. Но первоначальный вид спирали вы навряд ли сохраните.

Защита от коррозии

Для более долговечной эксплуатации винтовых свай необходимо покрывать каким либо антикоррозийным средством. В течении каждого года трубы могут из-за ржавчины терять до 1 миллиметра в толщине.

Самостоятельная установка

Ввинчивание сваи в землю можно провести и самостоятельно. Самое обычное приспособление для этого, это труба из металла, вставленная предварительно в петли. Они изготавливаются из арматуры диаметр 10 мм. Эта труба толкается, напоминая рычаг, тем самым происходит ввинчивание сваи в грунт.

Последовательность действий:

• Разметка свай на территории, по правилам расчета фундамента. Расстояние между сваями не более трех, но не менее двух метром.
• Все трубы устанавливаются строго по вертикали, наконечником со спиралью направлены вниз.
• В петли вставляем специальный лом, и методом рычага вкручиваем в землю. Минимальная глубина составляет 1,5 метра.
• Если грунт глинистый, мягкий ввинчиваем до последнего пока свая не упрется в твердую поверхность.

Пошаговая инструкция по монтажу

Технология установки винтовых свай предусматривает проведение подготовительных работ, в процессе которых на местности проводят анализ грунта. На основании результатов подбирают размер конусных опор и рассчитывают их количество. Также проводят разметку площадки с отметкой вехами мест, где планируется погружение. Сами винтовые стержни необходимо обработать антикоррозийным средством или грунтовкой и отметить уровень их погружения.

Помните, что строительство фундамента, а именно заворачивание свай, принято начинать с угловой вехи, находящейся на самой верхней точке рельефа. Далее приступают к монтажу угловых стержней, а затем размещают остальные опоры согласно заданному шагу.

Ручная установка

На месте отметки специальной дрелью (буром) просверливают отверстия требуемого диаметра. Этот процесс необязательно проводить дрелью, а лунки можно проделать обычной лопатой. В отверстия ставятся сваи, замеряется вертикальность их установки и осуществляется закручивание до необходимого уровня.

Подготовка ямы для опоры

Для закрутки сваи понадобится использование металлического стержня или лома, которые вставляют в технологические отверстия несущего элемента, а уже на них надевают усиленные трубы соответствующего диаметра – эту конструкцию и будут вращать. Ручную закрутку проводят по часовой стрелке до необходимого заглубления сваи. Обычно вращение проводят вдвоем, а еще один человек контролирует при помощи уровня вертикальность стержня.

Заглубление опоры

Когда все элементы установлены, их необходимо выровнять по высоте, обрезая на уровне отметки, определенной оптическим дальномером или натянутой проволокой. Основа дома должна быть надежной, поэтому сваи усиливают путем заливки бетонного раствора, после застывания которого, необходимо приварить оголовники. Швы, оставленные сварочным аппаратом, обрабатывают антикоррозийным составом.

Усиление бетонным раствором

Монтаж винтовых свай своими руками отнимает не так уж и много времени, а на установку каждого отдельного элемента потребуется менее получаса

Обратите внимание, что заглубляют опоры не менее чем на полтора метра – это средняя отметка промерзания грунта. Если не придерживаться такого правила, сваи будут подвижными во время замерзания и оттаивания почвы

Механическая установка

Для такого рода монтажа потребуется машина с гидровращателями для крупнокалиберных свай, располагающимися на экскаваторе или грузовом автомобиле (чтобы узнать особенности аренды спецтехники, достаточно заглянуть в источник). Опоры среднего и малого диаметра лучше устанавливать сваекрутом – это специальное компактное приспособление.

Погружение винтовой опоры осуществляется гидравлическими двигателями, работающими в разных мощностных режимах. Оба типа устройств оперативно ставят сваи на место, при этом глубина выверяется очень тщательно, а специальные центрователи или бортовые компьютеры следят за углом наклона и обеспечивают перпендикулярное вхождение сваи.

Механический монтаж винтовых опор

Сваю помещают на специальные посадочные места на оборудовании и обеспечивают их фиксацию. Механическое устройство выставляет опору в намеченной точке и заглубляет ее до требуемого уровня. Далее с винтового конуса снимают держатели и проводят его окончательную обработку:

• заливают бетоном,
• приваривают оголовники,
• обрабатывают швы.

От каждого этапа зависит, какой будет готовая основа дома, поэтому пренебрегать инструкцией во время строительства фундамента категорически не рекомендуется.

Инструкция по самостоятельному изготовлению

Изготовление сваи требует навыков и опыта от мастера. Следуя технологии, можно сделать надежную опору под:

• легковесные и малоэтажные сооружения,
• ограждения,
• гараж и различные хозяйственные постройки.

Для этого мастеру понадобятся такие материалы и инструменты:

1. Металлические трубы.
2. Стальные пластины толщиной от 4 мм.
3. Сварочный аппарат.
4. Болгарка.
5. Обмазочный материал для гидроизоляции.

Выбор металлопроката для ствола

Для ствола выбирают профильные трубы из прочных марок стали. Для работы можно взять металлопрокат марок 09Г2С, Ст20 или Ст10.

Длина трубы напрямую зависит от типа грунта: ее должно хватить, чтобы сваю можно было вкрутить в почву до твердых пород.

Конструктивные параметры – длина ствола и толщина его стенки определяют несущую способность опоры. Выбирают трубы толщиной от 3,5 мм.

Рекомендации по выбору диаметра сечения:

• 57 мм – для легковесных конструкций, например, ограждений из металлической сетки;
• 89 мм – для хозяйственных легких построек;
• 108 мм – для малоэтажных жилых домов из дерева, пенобетона, кирпича.

Делаем наконечник

В домашних условиях применимы 3 технологии изготовления наконечников. Сварные пики и наконечники, изготовленные из тела трубы подходят для вкручивания сваи в плотный грунт. Крестообразные наконечники используют для строительства на торфяных и песчаных участках.

Технологические этапы:

1. Создание шаблона из картона. Вырезают равнобедренный треугольник с высотой, равной 2D, короткой стороной – πD/n, где D – диаметр ствола, n – количество лепестков (для свай Ø108 мм берут 5 листков, для труб меньшего диаметра – 4 лепестка).
2. Разметка трубы по шаблону.
3. Нарезание лепестков.
4. Загибание лепестков в конус. На этом этапе контролируют, чтобы вершина конуса совпала с осью трубы.
5. Приваривание лепестков друг к другу с помощью сварочного аппарата.

Сварной наконечник выкраивают по такой же технологии, но не из тела сваи, а из стального листа или отрезка трубы. Лепестки заготовки фиксируют между собой двойным сварочным швом. Затем приваривают пику к стволу.

Крестообразный наконечник отличается по форме и высоте от предыдущих типов. Шаблоном послужит равнобедренный треугольник с высотой, равной πD. Размер основания треугольника принимается равным внешнему диаметру трубы. Конструктивные элементы свариваются между собой.

Изготавливаем винт

Спиралевидный элемент изготавливают из толстолистовой стали толщиной от 4 мм. Как правило, шаг лопасти может варьироваться от 5 до 7 см.

В домашних условиях применяют 2 технологии изготовления винта:

1. Сплошной однозаходной элемент – заготовка выкраивается из одного листа стали, вырезается, а затем разводится ломом до необходимой конфигурации.
2. Многозаходной винт из нескольких элементов – выкраивание отдельных сегментов с последующей сваркой на пику.

Технологические этапы создания однозаходного винта:

• разметка заготовки с внешним диаметром 150–300 мм (зависит от нагрузки на сваю) и внутренним диаметром, равным сечению столба;
• вырезание детали плазморезом или сваркой с учетом ширина шва;
• разрезание детали по радиусу;
• разводка лопасти до нужного шага — зажимают сплошной участок заготовки в тиски и с помощью лома разводят края лопасти.

Технология изготовления многозаходного винта:

• изготовление заготовки по принципу, описанному ранее;
• готовое кольцо разрезают на два одинаковых фрагмента;
• нанесение винтовой разметки на пике;
• поочередное приваривание фрагментов по разметке до нужного количества витков — в процессе сборные элементы подгибают до нужной формы.

Проще приваривать лопасти к телу трубы, потому что оно имеет постоянное сечение. У заготовки для наконечника внутренний диаметр будет меньше, поскольку пика сужается к концу. Для изготовления элемента нужной конфигурации подгонять заготовку лучше на месте, используя плотный листовой материал для шаблона.

Финальная обработка

За один год эксплуатации толщина стенки металлической сваи уменьшается минимум на 0,01мм из-за коррозии. Чтобы защитить фундамент от разрушающего фактора, сваю покрывают специальным составом, стойким по отношению к влаге.

В домашних условиях можно использовать такие обмазочные материалы в качестве гидроизоляции:

• полиуретановая эмаль;
• мастика на основе битума;
• асмольная грунтовка и другие.

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:

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:

• 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.

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;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.

Установка винтовых свай

Сваи глубиной до 60 см можно вкрутить самостоятельно, без использования техники

Опоры могут закручиваться вручную или с использованием специальной техники. Выбор зависит от их размера и количества. Колонны небольшого диаметра (до 60 мм) несложно установить вручную, применяя лом и трубы в качестве дополнительного рычага.

Главным условием является соблюдение вертикальности опоры на всех стадиях монтажа. Кроме этого, опускать сваи нужно с таким расчетом, чтобы их не потребовалось выкручивать. Этот недопустимо, так как уменьшается плотность грунта вокруг лопастей, снижается их несущая способность. После вкручивания башмаки со стволов срезаются и на их место привариваются оголовки. Затем все элементы соединяются стальным, деревянным или железобетонным ростверком.

Разметка свайного поля

Для разметки свайного поля своими руками следует определить необходимое количество свай. Общую нагрузку не сложно определить, зная габариты и материал (его удельный вес) будущего сооружения. Несущая способность стандартных свай известна, указывается при маркировке, а при необходимости ее можно найти в справочных материалах. Разделив первую величину на вторую и округлив результат в большую сторону для страховки, получаем искомое количество опор.

Разметка свайного поля на участке.

При большом количестве свай их расположение проще предварительно изобразить схематично, корректируя эскиз при необходимости, после чего перенести разметку на участок.

Эскиз свайного поля.

При проектировании свайного поля учитывают, что:

• Расстояние между соседними опорами в любом направлении не должно быть менее 3 м (в противном случае будет наблюдаться провисание обвязки).
• В обязательном порядке сваи устанавливаются по углам сооружения и по его периметру.