Завинчивание винтовых свай – технологические аспекты процесса и их применение в современном строительстве

Принципы расчёта и проектирования

Свайно-винтовая технология возведения фундаментов основана на принципе прохождения точечной опоры сквозь слабые слои почвы к плотным несущим пластам. Нагрузка от дома, таким образом, передаётся прямо на несущее грунтовое основание, чем обеспечивается надёжное и прочное положение строения.

Глубину залегания несущих пластов грунта определяют путём опытного бурения и отбором образцов почвы, с последующим их испытанием. Также этот параметр берут из вертикальной съёмки с привязкой к месту строительства, которая есть в каждом отделении архитектуры местного исполкома.

Путём сбора нагрузок (вес всех конструкций строения, мебели, оборудования различного назначения, максимального количества людей и прочего, снеговая нагрузка) и делением их на общую площадь винтовых свай определяют удельное давление на почву. Оно должно быть меньше сопротивления несущего слоя грунта. Этим соотношением корректируют количество винтовых свай на плане СВФ.

Оперируя числом свай, видом опорного слоя грунта и заводскими данными несущей способности стандартных винтовых свай, определяют тип и марку ВС.

Универсальность и быстрая установка СВФ привлекает многих застройщиков возводить фундаменты не только в местах, где располагаются пучинистые почвы, но и на вполне прочных несущих основаниях. Единственным исключением являются каменистые грунты, которые своими твёрдыми включениями могут повредить и полностью разрушить лопасти винтовых свай.

Существуют нормативы отбора типоразмеров свай для строительства различных объектов. Основным показателем является диаметр ствола опоры, который напрямую взаимосвязан с величиной её несущей способности. Для ручной установки свай применяются опоры диаметром от 57 до 133 мм.

Диаметр сваи, мм	Нагрузка, кг	Вид почвы	Строение
57	800	Переувлажнённый грунт	Лёгкие постройки каркасного типа
89	1400	Болотистые и торфяники	Дачные домики, гаражи
108	3500	Все кроме каменистых	Бревенчатые дома (срубы)

Длину сваи рассчитывают исходя из того, что нижний её конец должен погрузиться в несущий слой грунта минимум на 300 мм. К этому добавляют высоту наземной части опоры. Проектом строительства закладывается величина просвета между землёй и обвязкой ВС (ростверком).

Минимальный технологический зазор допустим высотой 150 мм. Сюда следует добавить расстояние до технологических отверстий + 100 мм. В общей сумме это будет оптимальная длина сваи.

Практический опыт показывает целесообразность ручной установки винтовых опор при их длине до 1,8 м. При большем размере монтаж СВФ возможен только с помощью спецтехники.

Как составить чертеж свайного поля?

После всех расчётов приступают к формированию чертежа расположения ВС на плане строительного участка.

При расстановке опор на приусадебном участке руководствуются следующими правилами:

Сваи должны быть установлены во всех углах плана фундаментного основания.
Опоры для монолитной плиты под оборудование (печь, котёл и пр.) будут в углах и по периметру через каждые 1,5 м.
По осям расположения несущих стен центры свай помещают с промежутком от 1,5 до 2 м., в зависимости от материала ростверка (обвязки). Например, для бруса — 1,5 м, а для швеллера достаточно будет устанавливать опоры каждые 2 – 2,5 м.

Пример исполнительной схемы и план свайно-винтового фундамента:

Закручивание винтовых свай «мясорубкой» ⋆ Смело строй!

Установка винтовых опор достаточно трудоёмкий процесс. Завинчивание винтовых свай «мясорубкой» – доступная альтернатива дорогой механизации (и легче, чем вручную).

Как можно установить винтовые сваи

Есть несколько способов монтажа винтовых опор. Основное отличие этих способов – степень механизации. Мы упомянем о них в начале, чтобы лучше понимать плюсы и минусы закручивания винтовых свай «мясорубкой».

Итак, способы ввинчивания:

Полностью ручной способ;
Ручной электрический или гидравлический сваекрут;
Специальные станки для закручивания свай, часто на шасси грузовика или как съемное оборудование экскаватора.

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.

Усилитель крутящего момента (УКМ)

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.

Чтобы вращалась свая в грунте, а сваекрут, к раме нужно приделать рычаг. У рычага может быть шарнир, позволяющий качаться вверх-вниз, но не вправо-влево. Это нужно для удобства закручивания высоких свай и управления с земли без помостов.

Особенности завинчивания винтовых свай «мясорубкой»

Мы сейчас не будем останавливаться на таких важных, но рассмотренных в других статьях вопросах, как выбор свай, расчет свайного поля, разметку площадки и т. п.

Рекомендуется приобрести на 1 сваю больше для пробного завинчивания в аналогичный грунт, что и на площадке (не далеко от будущего фундамента).

Работы по вкручиванию свай удобно делать втроем.

Очередность действий:

Уложить сваю рядом с местом установки;
Подсоедините «мясорубку», в том числе и рычаг;
Установите сваю по разметке вертикально (наверху сваекрут, придерживайте рычаг, чтобы не мешал);
Один удерживает рычаг, остальные придерживают сваю, чтобы она не отклонялась от вертикали;
Включите «мясорубку», контролируйте положение сваи по вертикали, продолжайте до погружения сваи на нужную глубину.

Подробности завинчивания свай «мясорубкой» можно посмотреть на видео:

Технологические аспекты процесса завинчивания

Ввинчивание сваи

Существует несколько основных вариантов выполнения подобных работ. Завинчивание винтовых свай вручную – самое трудоемкое решение проблемы. На практике такая установка – это сложная последовательность технологических действий. Этот процесс сопряжен с использованием специализированной техники и применением ряда особых умений и навыков.

Самостоятельное завинчивание подразумевает высокую ответственность и множество различных рисков. Наиболее часто такой вариант используют, если речь идет о конструкциях небольшого размера.

Выбирая для себя ручное завинчивание винтовых свай, нужно учитывать ряд определенных моментов:

При расчете готового фундамента важно учитывать габариты конечной постройки;
Необходимо тщательно проанализировать тип и основные характеристики грунта;
Важно рассчитать глубину промерзания почвы;
Большое значение имеет вероятность подхода грунтовых вод;
Мощностная нагрузка на сваи определяет их количество и диаметр;
При необходимости выравнивания свай должен оставаться запас для их подрезки.

После расчета общего количества необходимых материалов можно приступать к началу установки

Первоначально важно провести разметку площадки. Для этого план сооружения разделяют на прямоугольные участки

Закручивание винтовых свай любым выбранным способом предусматривает изначальную подготовку территории, включающую в себя уборку строительного мусора, подведение электроэнергии и технической воды, подготовку подъездных путей, уборку снега при выполнении работ в холодное время года.

Монтаж винтовой сваи

Ручной метод чаще используют тогда, когда применить специализированную технику нет возможности (не позволяет характер территории или нет подъезда) или если использование таковой в конкретном случае нерентабельно. Чаще это имеет место при возведении фундамента для беседок, строительства бани, забора, дачных домиков. Ручной способ завинчивания предусматривает наличие как минимум двух помощников. Никакое специализированное оборудование при этом не применяется. Единственное приспособление, которое необходимо для работ – это стальной лом или прут, который вставляют в имеющееся в свае отверстие и используют в качестве рычага. При этом сваи устанавливают соответственно проведенным разметкам в строго вертикальном положении. После этого двое помощников берут за концы импровизированного рычага и, продвигаясь по кругу, ввинчивают конструкцию в грунт

Важно, чтобы глубина погружения опоры была не меньше глубины промерзания грунта. Это служит залогом надежности и долговечности конструкции

Для упрощения самостоятельной установки элементов конструкции можно также использовать подручные инструменты. В частности имеет смысл воспользоваться обыкновенной дрелью. В дополнении к ней понадобится устройство для закручивания болтов на колесах автомобилей (в лексиконе водителей «мясорубка»). Из этих инструментов изготавливается самодельный механизм для завинчивания. При этом к «мясорубке» приваривается дополнительная головка стандартного диаметра, которая и фиксируется к оголовку сваи. Затем, используя крутящий момент дрели, проводится завинчивание элемента в грунт.

Механизм ручного завинчивания, по сути, не представляет собой ничего сложного. Для оптимально точного и удобного монтажа можно предварительно сделать лунки в грунте. При помощи уровня необходимо контролировать смещение сваи в пространстве и своевременно устранять погрешности. В случае разного уровня погружения сваи после окончания работ верхний уровень свай обрезают при помощи «болгарки».

Монтаж свай своими руками

Для закручивания свай вам понадобится несколько пар рабочих рук На небольших участках установка свайного фундамента с применением специальной техники нерентабельна, гораздо выгоднее закручивать сваи своими руками.

Для этого понадобится приспособление, состоящее из отрезка трубы. Оно должно быть немного больше по диаметру, чем сечение ввинчиваемой опоры. В этой трубе должны быть предусмотрены отверстия для соединения с винтовой конструкцией болтами и две проушины под установку рычагов.

Вкрутить одну опору самому можно в течение часа в зависимости от типа почвы на участке. Закручивать несущие элементы до 400 см длиной можно, используя силы нескольких помощников. Два человека будут вкручивать винтовую конструкцию, а один должен следить за соблюдением вертикальной плоскости, используя магнитный уровень. Подробную инструкцию смотрите в этом видео:

Инструменты

Понадобятся приспособления для закручивания винтовых свай:

толстостенные трубы диаметром 5 см и длиной 250 см будут использоваться в качестве рычагов;
рулетка, магнитный уровень;
лопата, лом, кувалда, молоток;
мел или маркер;
деревянные колышки или прутья арматуры;
болгарка для подрезки свай по высоте после завершения монтажа фундамента.

Технология монтажа

Контролируйте вертикальный уровень сваи после каждого витка Чтобы узнать, как установить винтовые сваи, нужно изучить технологию монтажа. Работы выполняют с помощью устройства для закручивания, изготавливаемого собственноручно.

Часто возникает вопрос, как закрутить винтовые сваи своими руками, чтобы они не отклонились от вертикального уровня.

Для этого самому нужно строго контролировать действия помощников и соответствие вкручиваемого элемента вертикальной плоскости после каждого витка 360 градусов.

После подготовки и разметки участка опоры обрабатывают антикоррозийными составами. Винтовые сваи по технологии сначала устанавливают по углам.

Правила установки свай:

Буром делают отверстие для монтажа винтовых свай, меньше по ширине, чем диаметр опоры. Глубина должна быть 30% от размера сваи.
Изготавливают приспособление для завинчивания винтовых свай. В подготовленную лунку нужно поставить металлический элемент. На винтовые сваи устанавливают лом, вводя его в технологическое отверстие сверху. На края лома надевают трубы, позволяющие продлить длину рычага до 2, 5 м. Чем длиннее рычаг, тем легче будет ввинчиваться в почву опора.
Два человека берутся за рычаги и выполняют закручивание свай вручную. Третий удерживает в вертикальном положении и контролирует после каждого оборота, чтобы опора погружалась строго по вертикальному уровню.
Если конструкция не поддается ввинчиванию и разрыхляет грунт, ее нагружают. Для этого или два человека повисают на рычагах, или один усаживается сверху. Когда вкручиваемый элемент уперся в твердый предмет, и дальше невозможно его продвинуть, оставляют ее так как есть, излишек по длине обрезают.
Верхние части обрезают по горизонтальной плоскости, пользуясь лазерным, пузырьковым уровнем или дальномером. Технология по установке винтовых свай предусматривает укорочение длины на 100 мм. В отдельных случаях укорачивают опоры для винтового фундамента на более значительное расстояние.
Для придания прочности и защиты от разрушения под действием влаги, полые конструкции заполняют бетоном.
При необходимости строят деревянный или бетонный ростверк, который служит для равномерной передачи нагрузки от дома к сваям.

Внимание к мелочам – залог успеха!

Кроме технических аспектов ввинчивания свай в грунт для успешного завершения подобных работ необходимо обратить внимание и на ряд нюансов, которые важны для качественного завершения процесса. Для надежности готового фундамента необходимо обеспечить антикоррозионное покрытие той части сваи, которая расположена на границе грунта и воздуха

Типы подобного покрытия также могут быть самые разные. Например, при установке своими руками часто применяют нанесение двух слоев покрытия. Холодная оцинковка и битумная мастика в комплексе обеспечивают максимальную защиту конструкции от коррозии.

Еще одним мероприятием по усилению прочности конструкций считается бетонирование. Эта процедура выполняется методом заливки в просвет свай приготовленного бетонного раствора. После проведения данных действий можно завершать процесс обвязкой конструкции брусом или досками. Однако этот этап несет в себе скорее косметическую функцию и его выполнение зависит от индивидуальных пожеланий строителя, как и выбор собственно метода завинчивания.

Любая электромашина, безусловно, делает процесс установки проще и быстрее. Однако следует учитывать погрешности при работе техники, затраты на ее обслуживание и наличие дополнительных навыков при использовании специального оборудования.

– расчет винтового фундамента

Параметры фундамента, его несущая способность определяется многими факторами. В частности, при разработке проекта следует участь:

вес строения. Все строительные, отделочные, кровельные материалы создают статическую нагрузку на основание дома. Суммируя вес перечисленных составляющих, можно получить ориентировочный вес будущего здания;
полезная нагрузка. К весу самого здания добавляется нагрузка, создаваемая коммуникациями, приборами отопления, бытовыми приборами и мебелью. Самую маленькую, но все же нагрузку создают жильцы дома и их гости. Поскольку такую нагрузку сложно точно просчитать до момента обустройства дома, то ее принимают из расчета 150 кг на 1 площади дома (согласно СНиП );

Примечание. Ориентировочное количество винтовых свай для фундамента можно рассчитать путем деления веса дома и полезной нагрузки на несущую способность одной сваи. Полученное значение корректируется с учетом того, что сваи выставляются по углам, в местах пересечения несущих стен, колон и соблюдением требования относительно максимального расстояния между соседними сваями, которое составляет 2-3 м.п.

снеговая нагрузка. Этот показатель колеблется в зависимости от региона строительства. Точные данные можно уточнить в Росгидромете. Приблизительные данные представлены на схеме;
характеристики почвы. В идеале заказать полное геодезическое исследование местности. В результате будут получены данные о типе почвы, ее свойствах, однородности почвы на участке, уровне грунтовых вод и их сезонном колебании, глубине промерзания и т.п;

Примечание. Можно выполнить разведку самостоятельно, пробурив почву в нескольких местах участка на глубину 1,5 м. и оценив её. Но, ни в коем случае не допускается «слепая» установка свай без предварительного анализа места установки.

коэффициент запаса (15-30%). Позволяет исключить ошибку в расчетах и получить фундамент более прочный, нежели требуется. В дальнейшем это позволит увеличить нагрузку, например, обустроить чердак, сделать надстройку в виде мансардного этажа и т.п.

Как выполняется закручивание вручную

Планируя закручивание винтовых свай вручную, важно оценивать собственные силы. Массивные основания для большого загородного коттеджа потребует привлечение техники

Небольшие бытовые постройки, летний домик или веранду можно выполнить своими руками, видео покажет этапы проведения подобной деятельности.

Необходимые для выполнения работ инструменты

Решив закручивать их самостоятельно, потребуется подготовить:

Шпагат.
Рулетку.
Металлическую арматуру (прутья).
Лом.
Выступающие в качестве рычагов две трубы.

Решив выполнить работы, закручивая винтовые сваи самостоятельно, в первую очередь потребуется внимательно отнестись к их выбору. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение готовым изделиям, выполненным давно зарекомендовавшими себя на рынке производителями из надежных металлических сплавов.

Тем, кто решил сделать своими руками, нужно оценить свои возможности. Самостоятельное создание потребует наличия специализированных инструментов. Например, сварочного аппарата.

Надежное вкручивание, выполняется только в случае проведения расчета длины металлической арматуры. Они должны доходить на глубину, расположенную ниже уровня промерзания почвы.

Проведение разметки свайного поля

Узнавая, как закрутить винтовые сваи своими руками, важно определиться с местом проведения работ и определить площадь будущего строительства. В зависимости от площади основания возводимого здания определяется количество свай

При маркировке готовых свай на маркировке обязательно указывается их несущая способность. За счет этого для установки будущего строения потребуется только рассчитать на основании этих данных их количество. В расчетах используются данные о будущем удельном весе создаваемого строения и его габариты.

Эскиз будущей разметки свайного поля для проведения установки предварительно создается на бумаге. Далее, разметка переносится непосредственно на участок.

Проект, на основе которого можно будет закрутить винтовые сваи своими руками, должен учитывать следующие обязательные требования:

Расстояние между опорами не должно превышать три метра, это позволит избежать провисания обвязки.
Вкручивать их обязательно нужно по углам будущего сооружения и по его периметру.

Эти условия необходимо учитывать для установки опор и будущего вкручивания винтовых свай своими руками. Далее, проводится установка опор, которые соединяются шпагатом. Разметочные элементы проверяются с помощью строительного уровня.

Как далее провести самостоятельную установку винтовых свай?

Проведение работ все-таки проводится с помощью хотя бы одного или двоих помощников. А также работу упростит созданная также своими руками самая простая рычажная конструкция. Для её создания:

Вставляется лом в отверстие, существующее на изделии.
Длину рычага увеличивают надеваемые на лом трубы.

Такие винтовые опоры будут использовать два работника, выполняющие закручивание винтовых свай вручную. Самому владельцу будущего строения или еще одному из его помощников желательно осуществлять контроль с использованием магнитного уровня. Такая проверка выполняется несколько раз во время установки. Первая проверка уровнем выполняется перед началом ввинчивания и далее её желательно осуществлять после каждого поворота на 360о. Это обеспечит выполнение вертикального размещения сваи.

Порядок проведения ввинчивания свай с использованием подручной техники

Облегчить процесс и вкрутить свои надежно поможет использование подручной техники. Для этого достаточно узнать, как закрутить винтовую сваю своими руками с помощью дрели и минимального дополнительного набора инструментов.

В этом случае для закручивания потребуется:

Дрель.
Редукторный гайковерт.
Болты и прочный крепеж.

Для повышения жесткости может использоваться прокладка швеллера, что повысит жесткость и предотвратит деформацию. В этом варианте выполнения работ закручивать винтовые сваи одному также проблематично. Желательно выполнение работ с помощью 2-3 помощников. Специализированная машина в такой ситуации не потребуется и вкрутить можно надежно и быстро.

Использование дрели и редуктора ускоряет завинчивание винтовых свай в грунт

Вкручивая сваи винтовые с использованием техники важно контролировать вертикальное завинчивание винтовых свай с использованием магнитного строительного уровня

Удобным вариантом вкручивания становится использование компактного сваекрута. Такое оборудование можно получить в аренду.

Что важно решить в начале работы?

Установка свай

Использование свай – это новейшая прогрессивная технология и для ее успешного применения подходить к процессу нужно со всей серьезностью. Рассмотрим, какие аспекты важны для успешного осуществления процесса:

Анализ грунта – конечно, сложно встретить тип почвы, который был бы непригоден для подобных работ. Однако обилие камней и прочих массивных инородных компонентов в почве могут привести к выходу свай из общей линии. В таких ситуациях необходима дополнительная коррекция расположения элементов;
Выбор диаметра и длины свай – общеустановленный диаметр свай составляет от 47 до 108 мм. Элементы иных диаметров можно выполнить по индивидуальному заказу. Меньший диаметр применяется при строительстве различных конструкций и заборов. Более мощные модели используют для возведения домов и укреплений различного типа;
Инструменты для установки – об этом нужно позаботиться заранее, поскольку в процессе работы необходимое оборудование может понадобиться в любой момент;
Проведение разметки – ее необходимо провести особенно тщательно. Для этой цели понадобится шпагат и армированные прутья. От правильно проведенной разметки напрямую зависит качественное выполнение всех последующих действий.

Только после принятия во внимание указанных нюансов можно смело приступать к началу возведения

Обрезка свай и формирование ростверка

По окончании закручивания всех свай, можно переходить к следующему этапу их монтажа – обрезке хвостовиков. Высоту обрезки определяют условия местного климата. Там, где зимой стоят снега или высоко поднимается вода, цокольная часть дома, которую и образуют верхушки свай, может превышать и 1,5 м. Но меньше 20 см она быть не может.

В соответствии с необходимой высотой, концы свай обрезаются после предварительной разметки, которую очень удобно выполнять лазерным уровнем.

Разметка лазерным уровнем Источник bibliostroy.ru

Зафиксировать эту метку можно очень просто: наклеить в этом месте малярный скотч и прямо по нему отчертить линию обреза маркером. По ней будет очень удобно производить резку, и не надо пользоваться хомутами.

Перенос отметки на сваю Источник bibliostroy.ru

Резку выполняют при помощи болгарки с отрезным диском по металлу.

Обрезка сваи Источник bibliostroy.ru

Технология установки винтовых свай своими руками

Винтовые сваи установить своими руками можно за несколько дней

Очень важно придерживаться технологических этапов:

По верхнему краю сваи выполняются дополнительные отверстия для штанг и рычагов, при помощи которых осуществляется вкручивание. Также может использоваться специальный инструмент – ручной ввинчивающий ключ. На рынке представлены варианты с уже существующими отверстиями, стоимость их незначительно выше.
Для обеспечения быстрого вхождения в почву без применения значительной физической силы допустимо выкопать лунки маленькой глубины в соответствии с диаметром лопастей.
Первые сваи вкручиваются с углов периметра для формирования ориентира. При необходимости высверливается калибровочная скважина, глубина которой не меньше 1/3 длины сваи. Если высота винтового элемента около 2 м, такое действие не обязательно.
Погружение конструктивного элемента в почву осуществляется за счет крутящего момента с помощью давления на рычаги, которые предварительно установлены в отверстия на верхнем крае. Вращаясь, винтовой стержень посредством лопастей проникает в грунт. В этот момент два человека, которые держат рычаги, должны передвигаться по кругу.
В процессе монтажа винтовых свай с помощью уровня необходимо контролировать вхождение строго в вертикальном направлении. Допустимый угол отклонения – не более 2 градусов. Проверка осуществляется через каждые 3-4 витка. Монтировать элементы необходимо плавно без спешки.
После вхождения конструктивного элемента на необходимую глубину все ранее установленные сваи должны располагаться на одной плоскости параллельной земле. Усредненные показатели – 20-30 см над поверхностью. Лишнюю длину можно убрать с помощью болгарки.
После установки необходимо заполнить внутреннее пространство винтовых труб бетоном.
Для объединения свай в единую конструкцию по верхнему краю привариваются оголовки из металла для крепления балок.

Технология завинчивания винтовых свай в грунт