Изготовление свай для винтового фундамента

Изготовление винтовых свай для фундамента своими руками

Строительство любого объекта начинается с обустройства фундамента. От качества и надежности опорной системы зависит целостность и срок службы здания, комфорт проживания в нем людей. Довольно часто винтовой фундамент является единственно возможным вариантом изготовления основания для дома или вспомогательного сооружения. Такое случается при ведении строительства на слабых и неустойчивых грунтах, дне водоема или на склоне. Когда деятельность осуществляется и в благоприятных условиях, многие владельцы земельных наделов делают свайный фундамент своими руками, основываясь на солидном перечне преимуществ, которые имеет данная технология.

Устройство винтовых свай

Винтовая свая состоит из полой трубы и острого наконечника с лопастями для бурения почвы

Винтовые сваи по своему внешнему виду похожи на винт лодочного мотора с удлиненным валом. Устройство изделий довольно простое, что положительно сказывается на их стоимости и доступности самостоятельного монтажа.

Состоят сваи винтовые для фундамента из следующих частей:

• Полая металлическая труба. Является стволом опоры, на которой устанавливаются функциональные детали. Изготавливается из листовой стали толщиной не менее 3,5 мм.
• Наконечник. Имеет заостренную сторону для вхождения в скважину и придания колонне нужного направления.
• Лопасти. Имеют различные размеры, форму и угол наклона. Для каждого типа грунта разработаны отдельные показатели, которые необходимо учитывать при проектировании и изготовлении самодельных свай.
• Башмак. Часть трубы с приспособлениями для захвата, удержания и вкручивания сваи в грунт. Как правило, после опускания изделия в землю эта часть срезается и на ее место приваривается стальной оголовок.

Длина сваи варьируется в пределах 130-260 см. При необходимости увеличения глубины опускания к изделию прикрепляются дополнительные звенья. Для этого используются муфты или сварка. Диаметр начинается от 55 мм и может достигать 160 см, если проводится строительство многоэтажного дома из кирпича и бетона.

Разновидности винтовых свай

Литые сваи имеют повышенную износостойкость

Промышленность выпускает широкий ассортимент продукции, которую можно с успехом использовать в частном строительстве.

Наконечники на трубах могут быть:

• литые — представляют собой монолитную деталь, отличающуюся повышенной прочностью и износостойкостью;
• сварные — изготавливаются из листового металла, шов является слабым местом;
• открытые — наконечник отсутствует, на его месте находится кусок трубы с крепкими и острыми краями.

В процессе производства наконечники привариваются к стволу, место стыка шлифуется и полируется. Для обеспечения надежного контакта деталей они изготавливаются из одинаковых марок стали.

Сваи могут иметь такие виды лопастей:

• широкие — имеют большую площадь опоры, используются для установки в торфяниках, плывунах, илистом и песчаном грунте;
• узкие — лопасти выполняют больше направляющую функцию, а удержание обеспечивается почвой, обладающей высокой плотностью, твердостью и стабильностью.

Для защиты от коррозии используются различные типы покрытий

По количеству направляющих элементов сваи подразделяются на одно-, многолопастные и спиральные с минимальным размером резьбы.

Производители используют такие разновидности покрытий изделий от коррозии:

• полимерные — прочные, износостойкие с высокой адгезией с металлом;
• полиуретановые — устойчивые к износу, воздействию солей и кислот, перепадам температуры;
• эпоксидные — крепкие, недорогие, долговечные, но хрупкие;
• холодная оцинковка — практичные, устойчивые к агрессивным веществам, склонные к отслоению от железа;
• горячая оцинковка — адгезия лучше, есть ограничения по уровню кислотности и сопротивления грунта;
• краска, грунтовка — доступность технологии, простота нанесения, плохие показатели по истиранию.

Вид покрытия выбирается исходя из анализа состава почвы и наличия в ней абразивных элементов.

Нормативы и маркировка

Сваи с несколькими лопастями

В отношении винтовых свай установлена следующая маркировка, определяющая модель изделия:

• Свая винтовая лопастная (CBЛ) — имеет один или несколько комплектов лопастей, расположенных у наконечника или по всей длине трубы и относительно тонкий ствол.
• Свая винтовая спиральная (СВС) — состоит из ствола с наконечником, одного или нескольких витков внешней резьбы.
• Свая винтовая комбинированная (СВК) — изделие с конусным или открытым наконечником. На стволе в определенном порядке приварены спирали и лопасти.

На корпусе изделия указывается его диаметр, длина, несущая способность показатели по кислотной устойчивости и сопротивлению грунта.

Сталь для производства свай выбирается под такие данные, как агрессивность среды, степень нагрузок и условия установки

Для изготовления особо надежных свай используется жаропрочная нержавеющая сталь

В изготовлении используются такие марки стали:

• Ст3 — стандартная углеродистая сталь среднего качества;
• Ст10 — высококачественная углеродистая конструкционная сталь, устойчивая к истиранию и критически высоким температурам;
• Ст20 — конструкционная сталь, отличающаяся высокой прочностью и устойчивостью к активным реагентам;
• 09Г2С — низколегированный сплав высокой прочности для изготовления свай большого диаметра.
• 30ХМА — нержавеющая и жаропрочная сталь, предназначенная для эксплуатации в условиях высокой температуры, влажности и химической активности.

Сделать сваи своими руками можно только из легированной стали, но такие изделия потребуют дополнительных усилий и затрат на обработку от коррозии.

Расчет винтовых свай для фундамента

Для проектирования строительства и подбора технических параметров свай используются методики, прописанные в СП 24.13330.2011.

Основными критериями являются:

• несущая способность изделия;
• тип, плотность и насыщенность грунта водой;
• глубина промерзания почвы;
• вез построенного здания с внесенной внутрь обстановкой;
• требуемый срок эксплуатации объекта.

Полученные данные используются в моделировании. Расчет может проводиться вручную, но целесообразно использовать разработанные компьютерные программы, выдающие искомый результат точно и быстро. На выходе пользователь получает схему свайного поля с глубиной погружения и оптимальным типом ростверка.

Сроки эксплуатации и область применения

Сопротивление скальной породы превышает прочность свай, поэтому их не используют на камнях

Сфера применения винтовых свай ограничивается только типом грунта. Опоры не могут ввинчиваться в скальную породу, сопротивление которой превышает прочность материала. Также нельзя вкручивать фундаментные сваи в грунт, где имеются камни и корни деревьев.

Допускается их установка в качестве элементов опорной системы под такими сооружениями:

• заводы, фабрики, ангары, мосты и прочие промышленные объекты;
• жилые дома, административные и хозяйственные здания, ангары и склады;
• частные деревянные коттеджи, бани, каркасные сараи и прочие вспомогательные строения;
• теплицы, помещения для содержания птицы и животных;
• причалы, пирсы, пристани, мосты через водоемы;
• опоры для заборов, рекламных щитов, звукозащитных экранов вдоль дорог;
• укрепление берегов рек, оврагов и насыпей.

Срок службы изделий определяется маркой стали, из которой они изготовлены, техническими характеристиками и условиями эксплуатации.

В соответствии с положениями ГОСТ 27751-2014 рекомендован следующий ресурс свай:

• временные и сезонные объекты — 10 лет;
• сооружения, где проводится обработка сильноагрессивных сред — 25 лет;
• частные дома и жилые здания — 50 лет;
• сооружения, имеющие историческую и культурную ценность, театры, стадионы и высотные дома — 100 лет.

Прежде чем делать свайный фундамент, проверяется испытание контрольного образца на предмет соответствия несущей способности расчетным данным.

Процесс изготовления своими руками

Сваи можно сделать своими руками, но это обходится дороже и занимает много времени

Для изготовления винтовых свай в домашних условиях потребуется:

• рулетка;
• сварка;
• болгарка;
• дрель;
• малярная кисть или краскопульт;
• средство для защиты от коррозии.

1. сделать грамотный чертеж;
2. выпилить заготовки из листового металла для лопастей и наконечника;
3. сделать лекала из плотной древесины;
4. придать деталям заданную форму;
5. заделать шов наконечника, приварить его и лопасти к трубе;
6. проделать в стволе отверстия для закручивания;
7. очистить изделие от окалины и ржавчины.

Заключительным этапом является покрытие свай средством от коррозии и его просушка. При необходимости изготавливаются железные каркасы.

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.

Плюсы и минусы

Как и всякая опорная система, фундамент из свай имеет свои плюсы и минусы.

• применимость почти ко всем типам грунта;
• возможность монтажа своими руками;
• длительный срок эксплуатации;
• устойчивость в земле за счет ширины лопастей;
• возможность установки на склоне без предварительного выравнивания;
• монтаж в условиях тесного расположения подземных коммуникаций;
• многоразовое использование.

Свайный фундамент рассчитан на срок эксплуатации 50 лет

• подверженность коррозии;
• ограниченный запас прочности;
• трудоемкость ручного монтажа;
• ощутимая стоимость;
• необходимость проведения предварительных исследований грунта.

Правильный подход позволяет создать прочную и долговечное основание.

Источник

Как изготовить винтовые сваи самостоятельно

Несмотря на простую конструкцию СВС, сделать винтовые сваи своими руками достаточно сложно. Для легкого вкручивания в грунт необходим определенный наклон спиральной лопасти, ее правильное расположение на конусе наконечника.

Для винтовых свай не существует ГОСТов, поэтому даже промышленные производители часто реализуют продукцию с неправильными размерами, геометрией наконечника. Чтобы обеспечить высокий эксплуатационный ресурс фундамента, необходимо придерживаться размеров в нижеприведенных чертежах.

Конструкция винтовых свай

Несмотря на многообразие конструкций, заводские и самодельные винтовые сваи имеют несколько элементов:

• тело – труба диаметром 76 – 350 мм, стенкой от 4 мм;
• наконечник – литая, сварная пика (рекомендуемая длина 2 диаметра) или изготовленный из тела трубы конус;
• лопасти – одна двухзаходная или однозаходная спираль либо два винта на расстоянии 0,4 – 0,7 м друг от друга (для пластов со слабой несущей способностью);
• оголовок – актуален для деревянных ростверков (срубы, каркасные, панельные, щитовые дома), представляет собой пластину с отверстиями, усиленную ребрами жесткости, приваренную к катушке из трубы, внутренний диаметр которой чуть больше наружного размера тела сваи.

Чертеж конструкции винтовой сваи.

Фундамент из металлического ростверка по винтовым сваям собирается без оголовков. Швеллер, двутавр привариваются непосредственно к телу сваи, выступающему над поверхностью земли.

Изготовление винтовых свай – пошагово

При конструировании вышеуказанных элементов СВС необходимо ориентироваться на чертеж любого производителя винтовых свай. Это позволит не ошибиться в посадочных размерах лопастей и минимизировать количество сварных швов, каждый из которых ослабляет металл в непосредственной близости к месту соединения.

Тело сваи

Изготовление СВС начинается с выбора труб, из которых состоит фундамент. Специалисты рекомендуют придерживаться ТУ производителей:

• Ст20 – соответствует ГОСТ 8732;
• 09Г2С – соответствует ГОСТ 19281.

Трубы из этих материалов достаточно легко кроить, изгибать лепестки при изготовлении пики наконечника. Стандартная длина СВС составляет 2 – 3 м, при необходимости погружения на большие глубины для гарантированного достижения несущих пластов свая наращивается трубой после вкручивания на 1,5 – 2 м.

Варианты наконечников

Существует три варианта наконечника для самодельной винтовой сваи. Все они отличаются технологией изготовления, размерами деталей. Для плотных грунтов оптимально подходят сварные пики либо наконечники, изготовленные из тела трубы. При вкручивании СВС в торф, песок или супесь могут применяться крестообразные наконечники. На ресурс фундамента конструкция пики практически не влияет, изменяется лишь усилие затяжки на рычагах.

Наконечник из тела трубы

Изготовление по данной технологии потребует увеличения тела трубы на длину двух ее диаметров, поскольку в наконечник превращается один конец заготовки сваи. Метод состоит из последовательности операций:

• изготовление шаблона – из картона, паронита или трубы вырезается треугольник;
• разметка – конец трубчатой заготовки размечается по шаблону на несколько секторов;
• крой трубы – по меловым линиям на конце трубы изготавливаются зубчатые лепестки;
• загиб – полученные на предыдущем этапе лепестки загибаются в конус, вершина которого должна совпадать с осью трубы;
• сварка – лепестки привариваются друг к другу двойным швом.

Заготовка наконечника винтовой сваи из тела трубы.

При разметке шаблона необходимо учесть:

• для труб диаметра 108 – 200 мм лучше изготовить 5 лепестков;
• для 76 – 89 мм труб достаточно 4 лепестков;
• короткая сторона треугольника равна πD/n, где n – количество лепестков, D – диаметр трубы;
• высота треугольника равна или чуть больше двух наружных диаметров трубы.

Получившаяся пика имеет форму конуса, что очень удобно для приваривания заготовки лопасти. Чтобы сделать СВС по этой технологии потребуется сварочный аппарат (инвертор), плазморез/газорезка или УШМ с оснасткой по металлу (отрезной диск). Фундамент гарантированно погружается до проектного пласта, пика легко раздвигает мелкие камни, крошит крупные валуны.

Сварной наконечник

Для фундаментов малых архитектурных форм и легких построек могут использоваться сварные наконечники, изготавливаемые по схожей технологии:

• крой лепестка – развертка треугольника выполняется аналогичным способом из листовой стали (4 – 5 мм) либо трубы такого же диаметра, что и тело сваи;
• сборка наконечника – лепестки устанавливаются вплотную друг к другу, получившийся конус прихватывается сваркой;
• изготовление – двойной сварной шов по прихваткам.

Наконечник сваренный из 4-х треугольных заготовок (пирамидкой).

Лопасти удобнее стыковать к пикам из лепестков, вырезанных из труб, нежели к пирамидкам из листовой стали. В любом случае используется чертеж, приведенный ниже.

Крестообразный наконечник

Третий метод изготовления наконечника использует другие чертежи. Технология имеет вид:

• крой деталей – треугольник + ребра жесткости + круглая пластина-заглушка для трубы;
• сборка конструкции – на заглушку устанавливается большой треугольник, два ребра жесткости (под прямым углом к пластине), прихватываются в нескольких местах;
• сварочное соединение – все стыки обвариваются двойным швом.

Свая с крестообразным наконечником.

Большой треугольник имеет размеры:

• нижняя сторона равна диаметру круглой заглушки (наружный размер трубы);
• высота составляет π х D.

При выборе крестообразного наконечника необходимо учесть, что лопасти (шнек сваи) в этом случае привариваются выше пики. Это единственный недостаток данной конструкции, увеличивающий усилие затяжки.

Изготовление лопастей

Легче всего закручиваются сваи, винт которых начинается в нижней трети наконечника, шаг лопасти составляет 5 – 7 см. Этот элемент СВС имеет сложную конфигурацию, выполняется из толстой листовой стали от 5 мм. Поэтому сделать лопасти можно несколькими способами:

• сплошной однозаходный винт – крой листовой заготовки согласно приведенному чертежу, разводка лопасти ломом, монтировкой до необходимого размера шага;
• сборный винт из нескольких заготовок – крой отдельных сегментов (половина окружности максимум), последовательная сварка каждого из них на пику, тело сваи.

В первом случае физически невозможно выполнить больше одного захода винта. Зато элемент обладает максимальной пространственной жесткостью, стабильной геометрией.

Во втором варианте можно собрать многозаходный шнек, однако сложно сохранить конфигурацию спирали.

Однозаходная лопасть создается следующим способом:

Резка лопасти для сваи ручным плазморезом по меловой разметке.

• разметка – внешний диаметр заготовки 15 – 30 см в зависимости от нагрузки на сваю (обычно 20 – 25 см), внутренний диаметр равен наружному размеру трубы (для самодельных свай чаще 76 – 108 мм), в произвольном месте отчерчивается отрезок, соединяющий внутреннюю окружность с наружной;
• крой – деталь вырезается из 5 – 7 мм листа плазморезкой, газорезкой либо сваркой с учетом ширины реза, последующей обработки посадочного места (внутренний диаметр);
• разводка – участок напротив разреза между наружным/внутренним диаметром зажимается в тиски или щель в массивной конструкции (крыльцо, ворота, столб с секцией забора), края лопасти разжимаются монтажкой или ломом с постоянным контролем шага витка шнека.

Гибка лопасти для винтовой сваи с помощью лома.

Сделать многозаходные лопасти шнека можно по технологии:

• разметка – внутренний диаметр равен наружному размеру трубы (тело сваи), наружный составляет 20 – 30 см, получившееся кольцо делится двумя отрезками на одинаковые полукольца;
• фигурный крой – резка по разметке в любой последовательности профессиональным инструментом;
• установка на сваю – на пике, трубе необходимо создать винтовую разметку, приложить первое полукольцо, прихватить его, проверив перпендикулярность телу сваи, затем разместить по линии остальные полукольца в зависимости от необходимого количества витков шнека СВС. При необходимости, полукольцо немного подгибают.

Проще всего приварить шнек или сегменты сборного винта к телу сваи, так как сечение трубы постоянно на всем ее протяжении. Конусный наконечник сужается, поэтому внутренний диаметр лопасти должен иметь на этом участке меньший размер. Поэтому шаблон для этого элемента можно подгонять непосредственно по месту, используя листовой материал достаточной жесткости (паронит или картон).

Антикоррозионная обработка

Для максимального эксплуатационного ресурса элементы свайного фундамента необходимо защитить от коррозии. Ежегодно трубы, лопасти теряют 0,01 мм толщины стенок из-за ржавчины металла, погруженного в землю. Специалисты рекомендуют покрывать СВС после удаления окалины со сварных швов следующими составами:

• эмаль полиуретановая – производители Хемпел, Маско, наносится на грунт ВЛ05, обладает 30 – 60 летним ресурсом;
• эмаль двухкомпонентная – модификации IR02 или Зинга Металл, ресурс 60 – 90 лет, созданы для защиты подземных металлических конструкций;
• стеклопластик – наносится на холодное цинковое покрытие (IR02 + грунт ВЛ05), обеспечивает 300 – 400 летний ресурс, успешно противостоит электрохимической коррозии.

Для бюджетных построек обычно используют двухкомпонентные лакокрасочные покрытия на основе эпоксидных смол.

Следуя приведенным рекомендациям можно изготовить винтовые сваи своими силами, обеспечив максимально возможный для домашних условий эксплуатационный ресурс фундамента.

Видео

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник