Винтовой фундамент на сваях своими руками

Применение фундамента на винтовых сваях в кратчайшие сроки и при минимуме затрат позволяет самостоятельно сделать основание под баню, частный дом или гараж. С установкой свай в виде винтов из стали в состоянии справиться даже начинающий строитель. Существует несколько типов таких фундаментных опор с разной несущей способностью, подобрать их для конкретного здания и грунта несложно.

Конструктивные особенности

Винтовая свая состоит из ствола (как правило, стальной трубы) и нижней лопасти, которая обеспечивает завинчивание в грунт и при этом увеличивает несущую способность сваи. Согласно СП «Свайные фундаменты», винтовые сваи подразделяются на узколопастные (с соотношением d/D = 0,6–0,8, где d — диаметр ствола сваи, а D — диаметр лопасти) и широколопастные (d/D < 0,6). Первые предназначены для устройства фундаментов на плотных глинах и крупнообломочных грунтах, вторые могут применяться на любых других грунтах. На практике узколопастные многовитковые сваи также оптимальны для установки столбов, не оказывающих значительной сжимающей нагрузки на грунт (заборы, перголы, лёгкие навесы).

Не так давно на рынке появились винтовые сваи новой разновидности. Тело такой сваи изготовлено из высокомарочного бетона с добавлением фиброволокна и усилено мощным арматурным каркасом. По форме она относится к узколопастным многовитковым. Завинчивают такую сваю вручную или машинным способом, используя специальный ключ из термоупроченной стальной трубы квадратного сечения, который вставляют в ствол на всю его высоту (благодаря этому свая не разрушается при возрастании крутящего момента). Заявленный срок службы бетонной сваи — 100 лет, а стоит она не дороже стальной оцинкованной.

Конструктивные особенности

Владимир Григорьев/Burda Media В последние годы стала популярной технология реконструкции старых фундаментов с помощью винтовых свай, которые завинчивают как можно ближе к стенам. Владимир Григорьев/Burda Media Домкратами поднимают дом на временные опоры. Затем обрезают верх свай. Владимир Григорьев/Burda Medi Затем бетонируют их стволы. Владимир Григорьев/Burda Media После приваривают ростверк и опускают на него дом.

Конструктивные особенности

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Свайные фундаменты принципиально отличаются от ленточных и плитных тем, что каждая свая передает на грунт сосредоточенную нагрузку в отдельной точке. А свайно-винтовой фундамент в свою очередь отличается от свайно-забивного из железобетонных свай тем, что:

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента
  • Сваи – металлические трубы, гораздо хуже железобетона сопротивляющиеся изгибу.
  • Металлические сваи в грунте подвержены коррозии.
  • Заворачивание винтовых свай, в отличие от вбивания забивных, не уплотняет, а разрыхляет грунт.
Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Вследствие указанных факторов качество свайно-винтового фундамента очень сильно зависит от свойств подстилающего грунта. Идеальная «подушка» под винтовой фундамент – мощный сухой суглинок или слегка увлажненный аллювий, песок с включениями мелкой гальки. В последнем случае винт сваи при вкручивании толкает перед собой все более расширяющийся и уплотняющийся конус грунта. Из него при этом выжимается вода, а мелкие частички глины, всегда присутствующие в аллювии, цементируют его. В конце концов конус грунта приобретает прочность бетона, а конусы отдельных свай в глубине смыкаются. Свая заклинивается намертво, так, что ее легче свернуть в штопор, чем дальше завернуть или вывернуть; прочнейший фундамент теперь готов фактически без нулевого цикла.

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Беседка с купальней на винтовых сваях

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

В плодородных многослойных грунтах большей части РФ свая фундамента работает по-иному. Как – разберем ниже, а пока укажем плюсы и минусы винтовых свай в России, за исключением горных районов и зоны вечной мерзлоты:

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента
  1. Не требуется планировка площадки и оборудование подъездных путей к ней – плюс.
  2. Строительство не привязано к сезону, погодным/природным условиям и географическому положению объекта; сваи можно заворачивать и в болото, и в вечную мерзлоту – плюс.
  3. Трудозатраты на устройство свайно-винтового фундамента на порядок и более меньше, чем любого другого; его можно собрать за 1-3 рабочих смены – плюс.
  4. Не нужно ждать усадки фундамента, строительство можно начинать сразу после его монтажа – плюс.
  5. Пристройки к основному зданию можно делать, не опасаясь усадки их фундаментов относительно старого – плюс.
  6. Строительство возможно в зоне развитых подземных коммуникаций – плюс.
  7. С применением промышленных методов сборки и в сочетании с железобетонным ленточным свайно-винтовой фундамент позволяет вести строительство на самых слабых грунтах, вплоть до плывунов – плюс.
  8. Те же промышленные технологии строительства позволяют извлекать сваи из грунта для повторного использования – плюс.
  9. Ограниченный срок службы: в увлажненных грунтах с химической реакцией, отличной от нейтральной, металлические сваи служат 50-60 лет; бурозабивные (см. далее) до 100-120 лет – минус.
  10. Ограниченная свойствами грунта несущая способность: капитальное многоэтажное строительство на свайно-винтовых фундаментах невозможно – минус.
  11. Свайно-винтовые фундаменты для жилых строений долговременного пользования на единицу несомой нагрузки от здания оказываются на 10-30% дороже свайно-забивных или ленточных – минус.
  12. Устройство подвального помещения невозможно, т.к. нарушается взаимодействие свай с грунтом – минус.
  13. Попадание текучей воды в подпол здания недопустимо, поэтому требуется достаточно сложная отделка цоколя и отмостка – минус.
  14. Монтаж фундамента требует предварительных геологических исследований на месте строительства и достаточно сложных и трудоемких расчетов. Если для ленточных фундаментов можно разработать типовые проекты, то каждый свайно-винтовой проектируется индивидуально – минус.
Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

В индивидуальном строительстве плюсы свайно-винтового фундамента безусловно оттесняют его минусы в следующих случаях:

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента
  • Временные легкие жилые дома. Скажем, берем недорогую посильную ипотеку на сборно-щитовой домик, а рядом понемногу строим сами капитальный особняк.
  • Деревянные бани: надежная изоляция пола от грунта дает и от металлической печки достаточно легкий и мягкий пар.
  • Хозпостройки, навесы, шпалеры.
  • Заборы.
  • Распашные ворота.
Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Столбы раздвижных ворот из винтовых свай делать не следует: под механизм все равно нужно основательное бетонирование, а его усадка в дальнейшем приведет к перекашиванию створки; также сваи неважно держат регулярные знакопеременные нагрузки при ее выдвижении/задвигании. Не очень подходят свайно-винтовые фундаменты и под гаражи; для въезда-выезда придется делать пандус высотой около 0,5 м, что неудобно, отнимает место на участке, усложняет и удорожает работу. Исключение – сварные металлические гаражи, но их эстетика всем известна.

Плюсы и минусы свайно-винтового фундамента

Установка винтовых свай своими руками

От качества фундамента зависит надежность и долговечность всей постройки. Строительство дома на винтовых сваях можно вести на неустойчивых грунтах, в подтопляемой зоне, на участке со сложным рельефом, в сейсмически активных районах.

Читайте также:  Гидроизоляционная мембрана: виды и особенности монтажа

Эта технология является одной из самых экономически выгодных. Достаточно легко осуществить монтаж винтовых свай своими руками. Из этой статьи можно почерпнуть информацию, как правильно установить винтовые сваи, чтобы постройка служила долгие годы без ремонта.

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:

  1. Буром делают отверстие для монтажа винтовых свай, меньше по ширине, чем диаметр опоры. Глубина должна быть 30% от размера сваи.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. Для придания прочности и защиты от разрушения под действием влаги, полые конструкции заполняют бетоном.
  7. При необходимости строят деревянный или бетонный ростверк, который служит для равномерной передачи нагрузки от дома к сваям.

При строительстве дома на свайно-винтовом фундаменте нужно четко придерживаться технологии установки винтовых свай.

Изготовление свайных опор под брус своими руками

Толщина стенки трубы должна быть более 3.5 мм, длину трубы определяют по глубине залегания плотных слоев грунта. Эту работу можно выполнить с использованием простейшего винтового щупа. Чаще всего длина свай под фундамент не превышает 3-3.5 метров. Отрезки стальных труб такой длины можно приобрести в строительных компаниях и у коммунальщиков, отрезки реализуются как неликвиды по цене металлолома. Трубы, бывшие в употреблении, использовать не рекомендуется.

Изготовление свайных опор под брус своими руками

Необходимо учесть, что трубы могут быть бесшовными, изготовленными путем вальцовки на прокатных станах, и сварными. Использование сварных труб для фундамента нежелательно, при любом качестве сварных соединений, шов более подвержен коррозии.

Инструменты для забуривания винтовых свай

От выбора инструмента для монтажа винтовых столбов напрямую зависит конечное качество установки. Если Вы намерены осуществить ручной монтаж винтовых свай, для этого понадобится:

  • лопата (для выравнивая местности под сваю);
  • 30 сантиметровый уровень на магните (крепится на столб для контроля вертикальности установки);
  • гидроуровень (не менее 15 м, для выставления горизонтальной отметки);
  • 20 метровая рулетка (для замеров);
  • метровые арматурные прутья диаметром 12 мм (для разметки места установки свай);
  • металлический лом (его надевают на сваю в отверстие в верхней части для нанизывания на него рычаговых труб);
  • две трубы диаметром около 5 см и длиной по 2,5 м (для создания рычага);
  • молоток или кувалда (для забивания арматуры);
  • садовый бур (диаметром меньше, чем свая);
  • болгарка (для подрезания уже *вкрученных винтовых свай* по уровню).

Далее после разметки месторасположения каждого столбика необходимо забить арматуру и можно приступать к главному действу.

Устранения препятствии

При попадании крупного камня на пути сваи, при глубине 1,5 метра или более (т.е. ниже глубины промерзания грунта), то можно сваю дальше и не закручивать и оставить как есть, тем более что камень лежащий под сваей будет ей «помогать» нести нагрузку и распределит ее по толще грунта. Этот применим, если в глубине грунта не единичные камни, а сплошной каменный пояс.

Читайте также:  Доска для опалубки: хитрости использования

Или же придется сваю выкрутить обратно, в месте ее установки раскопать лопатой яму, выбросить камни и продолжить закручивание сваи. Вынутый из ямы грунт засыпается обратно и утрамбовывается вокруг сваи.

К некоторой неточности могут привести камни средней крупности в установке свай, тут придется выбирать: или некоторый наклон сваи и точная установка верхушки, или строгая вертикальность но некоторый увод в сторону верхушки.

Если в толще грунта залегают бетонные плиты или блоки, остатки старых фундаментов, крупный строительный мусор, то в таких условиях установка сваи становится невозможной. Антикоррозионое покрытие

Очень важно правильно подобрать вид антикоррозийного покрытия для того чтобы минимизировать этой отрицательный эффект. Ведь вне зависимости от типа грунта, при закручивании в него сваи покрытие стирается на острие сваи, а также на передних режущих кромках лопасти сваи.

 

Устранения препятствии

Однако эти части сваи в конечном итоге окажутся глубоко в толще грунта, много ниже поверхности земли, потому что коррозия в глубине грунта сильно затруднена, и опасаться ее не следует. Но наиболее надо надежно защищать от коррозии ту часть сваи, которая расположена на границе земли и воздуха, а также в верхнем приземном слое, в этом месте на незащищенном металле коррозия идет наиболее активно.

Покрытие типа грунтовки по металлу можно использовать при строительстве фундаментов для временных строений (бытовки, настилы) здесь проблема коррозионого старения фундамента остро не стоит.

Простые однослойные виды антикорозионых покрытий – холодное цинкование, покрытие битумной мастикой можно использовать при строительстве простых и малоответственных сооружения, например заборов, беседок, навесов.

При слабоабразивный грунте, например пластичная влажная глина, торф, и вы строите долговременное ответственное сооружение, вам следует выбрать как минимум комбинированное двойное покрытие, состоящее из слоя холодной оцинковки, поверх которого будет нанесен слой битумной мастики. Это сочетание антикора прекрасно защитит ваш фундамент на долгие годы, а пластичная влажная глина практически не повреждает при закручивании боковую поверхность ствола сваи.

При применении винтовых свай на абразивных грунтах – супесях, песках и грунтах с мелкими камнями, искусственные насыпные грунты с включением щебня требуется антикоррозионная защита. Здесь нужно покрытия, включающего в себя одевание поверх слоя антикора термоусаживаемой пленки (трубки).

Эта полимерная прочная пленка обтягивает сваю очень плотно, имеет высокую прочность и защищает собою нижележащие слои антикоррозионного покрытия от истирания при закрутке.

Плюсы и минусы фундамента на сваях

Среди преимуществ использования таких основание числятся:

  • Долговечность и высокая несущая способность – подобные сваи без проблем выдерживают сезонные пучения и служат 50–80 лет;

  • Экономичность – обходится на 20–30% дешевле иных вариантов;

  • Отсутствие строительного мусора и больших объемов выемки земли;

  • Высокая скорость возведения – для самостоятельного устройства фундамента из винтовых свай хватит двух–трех дней;

  • Возможность создания практически на любых типах грунтов;

  • Простота реализации – плитный либо ленточный фундамент своими руками выполнить гораздо сложнее;

  • Большое количество модификаций наконечников и оголовков;

  • Возможность повторного применения;

  • Отсутствие как таковой сезонности работ – вкручивать винтовые опоры можно даже зимой, лишь бы грунт позволял это.

Не рекомендуется его устраивать только на болотистых обводненных участках, где избыточная влага приведет к быстрому истончению стенок ствола. В остальных случаях – это просто идеальный выбор.

Минусы у винтового фундамента также имеются, но их гораздо меньше и упоминания стоят лишь:

  • Невозможность обустройства внизу под полом цокольного этажа или подвала;

  • Дополнительные затраты на утепление дома снизу.

Рассматривая плюсы и минусы, явно видно, что достоинства сильно превалируют над недостатками. Однако есть одно большое «НО».

Электромеханическая коррозия

Винтовая опора должна быть изготовлена в соответствие со стандартами и из качественной стали. А после ее еще и в обязательном порядке надо проверить в ОТК с помощью ультразвука либо рентгена. Основные проблемы у застройщиков, остановивших свой выбор на свайно-винтовом фундаменте, обычно возникают именно из-за дефектных материалов.

Привязка свайного поля и необходимые инструменты для монтажа

Монтаж свайного поля — первый и важнейший этап устройства фундамента под строящееся сооружение. От правильно выбранного несущего слоя грунта, размеров изделий и диаметра лопастей по расчётам, качественного монтажа, соблюдения технологии зависит работа фундамента в процессе эксплуатации и срок службы.

Необходимые инструменты при монтаже свай

Для проведения работ по привязке расположения свайного поля на участке, монтаже изделий своими силами потребуются следующие инструменты:

  1. Лазерный или водяной уровень, нивелир.
  2. Сварочный аппарат.
  3. Переносной генератор, если нет точки подключения к электроэнергии.
  4. Угловая шлифовальная машинка для обрезки головы сваи до проектного уровня.
  5. Два магнитных уровня. Допускается пользоваться одним.
  6. Бур ручной или с приводом от перфоратора с размерами = диаметру лопастей сваи для устройства приямков.
  7. Круглый металлический палец длиной >400 мм, толщиной < диаметра монтажного отверстия, из твёрдого, закалённого металла.
  8. Две трубы с внутренним диаметром > пальца, длиной 2.5—3 метра для закручивания вручную.
  9. Две рулетки длиной > диагонали по осям фундамента дома.
  10. Маркер для нанесения отметки уровня и шпагат.
  11. Колышки из арматуры или круглые деревянные.
  12. Кувалда для забивки колышков, штыковая лопата.
Читайте также:  Как обшить фундамент профилированным листом?

Привязка свайного поля на участке

Так выглядит правильная разметка по осям. Привязка к участку свайного поля по правилам, приведённым далее, гарантирует правильное проектное расположение и геометрию фундамента для дома. ГОСТ допускает следующие отклонения при монтаже изделий:

  1. Отклонение от вертикали не более 0.1% длинны.
  2. Отклонение по оси в одном ряду < 1/3 диаметра.
  3. Разница диагоналей между угловыми элементами < 100 мм.
  4. Погружение лопастей в несущий слой не < 300 мм.
  5. Перепад высот между оголовками угловых элементов по одной оси для домов 2 класса из кирпича или бетонных блоков < 50 мм, для сооружений из пенобетонных или газоблоков < 20 мм.
  6. Расстояние между монтируемыми элементами < 3 метра.

Привязка начинается с определения проектного положения боковых свай фундамента по отношению к красной линии участка и границ с соседним. Инструкция по этапам привязки:

  1. Очистите участок от высокой травы, кустарника, предметов, мешающих проведению работ на 3 метра больше, чем площадь свайного поля.
  2. Сделайте привязку любой угловой точки фундамента по проекту от красной линии и границы с соседним участком, забейте хорошо колышек. Здесь будет располагаться центр первой сваи.
  3. Сделайте точные, до сантиметра, расчёты расстояний между сваями и диагоналями с учётом и без учёта диаметра.
  4. Определите положение центра второй угловой сваи по привязке к участку, расстоянию между центрами с первой сваей по одной оси, забейте колышек.
  5. Для определения центра третьей угловой сваи потребуется 2 рулетки. На одной возьмите проектное расстояние по центрам от первой точки, на второй рулетке отложите расстояние от центра колышка под вторую сваю. Совместите отметки на обоих рулетках и забейте здесь колышек под третью угловую сваю.
  6. Положение центра четвёртой точки определяется аналогично с пунктом 5.
  7. Проверьте ещё раз расстояния между центрами колышков по осям и диагоналям. Они должны точно соответствовать расчётным.

Виды свай

Винтовые сваи имеют два основных вида:

  • Сварные.
  • Литые.

Отличие между ними состоит в конструкции наконечника. Это важный элемент, принимающий на себя основную нагрузку при погружении.

От качества наконечника зависит, как поведет себя свая при появлении контакта с техногенным или природным препятствием, не являющимся плотным грунтовым слоем. Сварные наконечники в этом отношении менее прочные, при встрече с обломками скальных пород часто деформируются и выходят из строя.

Литой наконечник намного прочнее и способен проходить препятствия, разрушая их и не теряя работоспособности сваи.

Кроме того, имеются различия по количеству лопастей.

Существуют винтовые сваи:

Виды свай
  • Однолопастные.
  • Многолопастные.

Однолопастные сваи имеют единственную спиралеобразную лопасть, обеспечивающую поступательное движение при вращении сваи вокруг вертикальной оси. Они предназначены для установки в относительно мягкий и однородный грунт, не имеющий плотных или скальных включений.

Несущая способность таких свай ниже, чем у многолопастных образцов, которые гораздо устойчивее и прочнее соединяются с грунтом. Наличие нескольких опорных узлов позволяет уменьшить диаметр ствола, что облегчает установку и обеспечивает целостность конструкции.

В комплекте с литым наконечником они оптимальным образом подходят для работы на плотных грунтах, в зонах вечной мерзлоты или с большим количеством техногенных включений.

По типу защитного покрытия сваи делятся на оцинкованные и неоцинкованные. Последние практически ничем не защищены от воздействий грунтовой влаги, так как слой краски, который наносится для придания изделиям большей солидности, сходит при завинчивании.

Кроме того, все типы винтовых свай практически не защищены от электрохимической коррозии или воздействия блуждающих токов, что сложно заранее предусмотреть или определить.

Недостатки винтовых свай

Увы, у всего хорошего есть и обратная сторона. Не исключение и винтовые сваи. Назовем их:

Недостатки винтовых свай

Недостатки винтовых свай

Винтовые сваи в большинстве случаев производятся из углеродистой стали. Это самый экономичный способ, который позволяет удерживать цену на готовые сваи на уровне, доступном даже самым бюджетным застройщикам. Пусть вас не обнадеживает черный цвет новеньких свай – к моменту, когда вы ввернете (то есть, конечно, погрузите) их на нужную глубину, вся краска с них уже будет содрана за счет все того же трения о грунт, благодаря которому ваше строение будет держаться даже на зыбких грунтах. Как только покрытие с металлических стержней будет посредством трения содрано, металл тут же примется ржаветь (сам стержень будет ржаветь долго, а вот опорный винт – побыстрее, ведь он потоньше).

Некоторые поставщики предлагают анодированные винтовые сваи, но это, скажем так, малоэффективно. Дело в том, что гальванопластика формирует на поверхности базового материала слой нужного (то есть, в нашем случае, коррозионно-устойчивого), но только слой этот имеет толщину в несколько микрон (в пору считать слои молекул).

Купол Исаакиевского собора, анодированный таким образом, прекрасно держит позолоту еще со времен Монферана, но вот сваи, вворачивающиеся в грунт и со скрежетом трущиеся о него, очень быстро потеряют все молекулярные слои своей защиты.

Поэтому стандартные винтовые сваи, выполненные из углеродистых сортов стали, гарантируют устойчивость конструкции на протяжении… 10 лет! Всего. Однако есть выход – винтовые сваи из нержавеющей стали. Все то же самое, только материал другой – вечный, вне зависимости от условий эксплуатации. Ну, и стоимость, конечно, тоже другая – в пару-тройку раз выше.

Дороговизна.

Недостатки винтовых свай

Если вы строите жилой дом (да еще и двухэтажный), то вас однозначно не устроит гарантийный срок эксплуатации свай, всего лишь в 10 лет. Поэтому вы однозначно предпочтете вариант со сваями, сделанными из нержавейки. А это, в свою очередь, сильно приблизит бюджет возведения фундамента к технологии погружения классических железобетонных свай (с их очень долгим сроком годности).