Железные сваи под фундамент

Применение металлических свай под фундамент

Фундаменты на сваях – это практичный вариант строительства зданий на неустойчивых почвах, местностях с перепадами высот, около водоемов, либо непосредственно на них. Используются опоры из разных материалов, отличающихся конструкций. Металлические сваи по сравнению с аналогами имеют ряд преимуществ: доступную цену, устойчивость к действию нагрузок, относительно меньшие затраты труда при монтаже. Как изготовить, так и установить такие опоры можно своими руками без использования специального оборудования и техники, но изделия требуется защищать от воздействия агрессивных внешних факторов: влаги, химических веществ. Для этого на сваи наносят антикоррозийное покрытие.

Назначение металлических свай

Сваи металлические получили широкое распространение при постройке сооружений разных типов в местностях с неровным рельефом, на различных видах грунта. Это связано с быстротой возведения фундамента, доступностью материала, возможностью самостоятельного проведения работ.

Наиболее часто железные опоры применяются при строительстве оснований под следующие типы конструкций:

• деревянные бани;
• постройки хозяйственно-технического назначения;
• дома из бруса;
• каркасно-щитовые сооружения;
• заборы и калитки, ворота;
• нетяжелые домики, рассчитанные на непродолжительный срок эксплуатации;
• навесы, беседки на берегу водоема;
• временные постройки: киоски, торговые павильоны;
• билборды;
• мосты, причалы и прочие гидротехнические сооружения.

Свайное основание под постройкой из бруса

Опоры применяются также в случае необходимости укрепления наклонно расположенных земельных участков. Их используют и в качестве анкеров, когда необходимо отремонтировать, либо усилить эксплуатируемое основание.

Сваи можно использовать в строительстве оснований возле важных архитектурных объектов, потому что при их монтаже отсутствуют разрушительные вибрации. Данные опоры позволяют сооружать фундамент внутри работающих заводских цехов.

Если под возводимой постройкой почва неустойчивая, то на свайных металлических опорах строят малоэтажные, легкие конструкции. Когда грунт достаточно твердый, тогда на них допускается возводить и капитальные сооружения.

Конструкция опор

Основа сваи – это металлическая труба, диаметр которой варьируется в пределах от 57 до 133 мм, а толщина стенок составляет 2,5-5 мм. Стандартная длина лежит в пределах 50-1170 см. В случае необходимости ее увеличивают, наваривая специальные соединительные муфты.

Такой столб предназначен для передачи и дальнейшего распределения нагрузки от сооружения к почве. При необходимости внутреннюю полость заполняют бетоном, что значительно повышает прочность.

При строительстве используют опоры, требуемого по нагрузкам диаметра.

Привариванием к трубам лопастей, либо с помощью технологии заводского литья, получают сваи винтовые. Одна опора способна выдерживать нагрузку от 1 тонны до 11. Это определяется ее диаметром, толщиной стенок, качеством используемого для изготовления металла, количеством и формой лопастей.

Металлические опоры оканчиваются на поверхности оголовком. Он предназначен для их закрепления с ростверком основания.

Конструкция оголовка представляет собой пластину из металла (либо фрагмент профиля), наваренную на верхний конец трубы. Выделяют следующие их виды:

• перфорированные, предназначенные для болтовых (винтовых) соединений элементов фундамента;
• сплошные: к ним приваривают металлические детали основания.

Оголовок укрепляют снизу дополнительными пластинами, чтобы увеличить его прочность.

Наружную поверхность свайных труб часто покрывают антикоррозийными составами, чтобы защитить от действия влаги. Этим целям служат:

• битумные или полимерные мастики;
• краски влагостойкие.

Схема типичной конструкции трубчатой металлической опоры

Винтовые изделия производят методом литья, либо наваривают лопасти на трубы. Также используется комбинированный способ изготовления. Простота конструкции позволяет изготовить их в домашних условиях. Дополнительная обработка гидроизоляционными составами способствует продлению срока службы всей возведенной конструкции.

Рекомендации по выбору

При выборе свай для фундамента следует обращать внимание на их качество. От него зависит надежность и долговечность постройки. Рекомендации по этому поводу следующие:

• трубы должны быть без швов (от сварки), с толщиной стенок не менее 4 мм;
• лучше приобретать продукцию с нанесенным антикоррозийным покрытием;
• если выбираются опоры с приваренными лопастями, то качество швов должно быть высоким, чтобы винт выдерживал большие нагрузки.

Продукция с антикоррозийным покрытием

От правильного выбора рабочего материалы зависит качество результата. Следует отдавать предпочтение известным, проверенным производителям продукции. Это максимально обезопасит от приобретения низкокачественных изделий.

Классификация опор

Классифицируют металлические опоры по различным признакам. Так, по способу монтажа делят на:

Самодельная продукция может изготовляться, как для вкручивания, так и для забивания.

По размерам лопастей выделяют следующие виды винтовых опор:

По количеству лопастей первые подразделяются на такие разновидности:

Однолопастные винты используют при строительстве легких сооружений.

Многолопастные опоры обладают повышенной устойчивостью к горизонтальным нагрузкам. Их применяют под постройки в несколько этажей, во время ведения строительных работ на склонах.

Узколопастные винты используют на твердых, либо каменистых почвах.

Заводские наконечники могут изготавливаться способом литья, ковки. Затем их приваривают к трубе. Продукцию покрывают слоем цинка, что увеличивает время службы примерно в 2 раза.

Для различных типов грунта используют сваи разной конструкции. Современный рынок насыщен специальной продукцией:

• винтами многозаходными и многовитковыми;
• опорами с дополнительными лопастями в конструкции;
• также выпускаются изделия с вмонтированной системой дренажа и из устойчивых к химическим воздействиям материалов.

Эти варианты отличаются высокой стоимостью, использованием специальных технологий монтажа. Это сдерживает их применение в индивидуальном (частном) строительстве.

Забивные и винтовые сваи используют как на подвижных почвах, так и на устойчивых, твердых типах грунта. В последнем случае в нем должны отсутствовать булыжники, чтобы не повредить защитное покрытие опоры. Отсутствие камней облегчает процесс монтажа, ускоряет его. Винты при установке значительно не отклоняются от вертикальной оси.

Характеристика изделий

Металлические сваи имеют ряд преимуществ и недостатков, которые показаны в таблице ниже.

№	Преимущества металлических опор	Недостатки свай
1	при их использовании отсутствует необходимость предварительной подготовки строительного участка	проблематично обустроить подвал среди забуренных столбов основания
2	возможность проведения монтажа не зависит от климатической зоны и погоды	возводимые постройки значительно ограничены по массе: из тяжелых материалов многоэтажные конструкции строить нельзя
3	трудоемкость процесса установки опор в разы меньше, чем для оснований других типов	если грунт на стройплощадке влажный и содержит активные химические вещества, то металл быстрее разрушается, уменьшается срок службы всего сооружения
4	непосредственно после монтажа свай можно приступать к возведению постройки на них	необходимо перед началом работ изучить геологические условия на участке, составить проект
5	созданный фундамент устойчив даже на очень слабых почвах, при необходимости его можно ремонтировать	тяжело, либо невозможно вовсе, вкручивать винты в каменистую почву
6	сравнительно быстрый монтаж, при этом отсутствует вибрационные явления	во время установки опорные столбы могут отклониться от вертикали, тогда понадобиться забуриваться заново

Основание свайного типа – это сравнительно дешевая конструкция. Данный вариант оптимально подходит в качестве фундамента под постройки на слабых грунтах, либо когда сооружение требуется воздвигнуть в сжатые сроки. Но следует учитывать ограничения по весу зданий.

Способ монтажа

Со сваями работают по определенной технологии. В процессе задействуются люди, либо техника. Сам монтаж проходит в следующей последовательности:

• согласно проекту на стройплощадке отмечают колышками места установки основных и дополнительных опор;
• высверливают направляющие скважины;
• закручивают или забивают в них сваи до нужной глубины;
• проверяют вертикаль трубы отвесом, либо уровнем;
• по требуемой высоте фундамента по уровню обрезают лишнее;
• заливают внутрь труб бетонный раствор;
• монтируют с помощью сварки оголовок;
• окрашивают полученные швы.

Процесс монтажа с одновременным контролем уровня

Завинчивать винты лучше двум рабочим, чтобы усилие распределялось равномерно, не было перекосов. Можно не заливать внутрь труб бетон, но тогда прочность основания будет ниже. Самостоятельное проведение работ позволяет сэкономить денежные средства.

Изготовление свай своими руками

Простейшие варианты винтовых металлических свай длиной до 6 м под легкие постройки можно изготовить самостоятельно в домашних условиях. Их можно использовать в качестве основания под бани, сараи, заборы, деревянные домики. Для работы понадобятся следующие инструменты и материалы:

• болгарка;
• кувалда;
• монтировка;
• сварочный аппарат, электроды;
• рулетка, мел или маркер;
• строительный уровень;
• трубы диаметром 60, 80 мм (их подбирают по примерной величине нагрузки);
• стальной лист толщиной 4 мм.

Создание самодельного изделия происходит в такой последовательности:

• из листовой стали вырезают лопасть диаметром 122 мм;
• надевают ее на трубу;
• конец последней болгаркой разрезают на треугольные фестоны числом от 3 до 6, что определяется трубным диаметром;
• кувалдой соединят их в конус, проваривая стыки сваркой;
• к наконечнику приваривают заготовку с внутреннего края;
• затем монтировкой растягивают лопасть, чтобы полностью легла по спирали на трубу;
• проваривают сваркой место соприкосновения.

Режущую кромку лопасти затачивают в форме клина.

Качество самодельных изделий зависит от мастерства сварщика. Созданные своими руками винты стоят гораздо дешевле заводских аналогов, но проигрывают им в качестве. Покрытие гидроизоляцией увеличит срок эксплуатации материала.

Разновидности фундаментов на металлических опорах

Когда оканчивают монтаж опор, тогда приступают к соединению оголовков. Это делают следующими способами:

• соединяют с помощью деревянных брусьев;
• выполняют обвязку швеллером;
• заливают железобетонный ростверк ленточного типа;
• создают монолитную бетонную плиту.

Выбор способа соединения оголовков зависит от расчетной нагрузки. Плита соединяет все опоры в единое целое, не дает просесть ни одной из них.

Характеристика винтовых свай и процесс их монтажа приведены в видео далее.

Самостоятельное изготовление металлических опор показано в ролике ниже.

Использование металлических свай позволяет быстро возвести нетяжелую постройку при значительных неровностях местности, неустойчивых почвах. Самостоятельное их изготовление и монтаж снижают существенным образом строительные затраты. Все работы следует выполнять в паре, соблюдая технологию установки. Тогда созданная конструкция простоит без проблем не одно десятилетие.

Источник

Фундамент на сваях из металла

Металлические сваи применяются для изготовления фундамента на слабых грунтах, участках со сложным рельефом, вблизи и непосредственно на водоемах. Такие сваи используют и на твердых грунтах, что сокращает сроки строительства объекта и уменьшает объем земляных работ.

Фундаментное основание на сваях из металла является оптимальным вариантом для возведения легких строений. Фундаменты с применением таких конструкций считаются высокоэффективными, выгодными и, в то же время, надежными. Применяются они в любых климатических условиях. Основным преимуществом является то, что точка опоры у них находится на надежной основе и расположена ниже уровня замерзания грунта.

Винтовые сваи

Фундаментные основы на винтовых сваях используют при строительстве сооружений на разных грунтах. Чаще всего на слабых почвах, в непосредственной близости от водоемов и на грунтах с неровной поверхностью участка.

Такой фундамент является относительно недорогой конструкцией и применяется в основном для постройки легких зданий и сооружений. Такие конструкции представляют собой толстотелую металлическую трубу и приваренные к ней в нижней части металлические полоски в виде спирали.

Достоинства металлических свай:

• Объект на винтовых сваях можно сдать в более короткие сроки, чем на бетонном основании.
• Можно использовать при возведении зданий на болотистых грунтах, в местах с повышенной влажностью и сложных рельефах.
• Уменьшается объем тяжелых земляных работ и отпадает необходимость от выравнивания самого участка.
• Такой фундамент позволяет выполнять работы рядом с расположенными подземными коммуникациями, а также в условиях плотной городской застройки.
• После их установки можно сразу переходить к возведению строения.
• Установку инженерных коммуникаций можно проводить одновременно с объектом.
• Для возведения строения на металлических сваях подходит любое время года.
• В некоторых случаях они могут быть использованы повторно.
• Подлежат ремонту.
• При вдавливании в грунт исключается вибрация.
• Установку можно производить вручную с помощью 2-3 человек.

Недостатки

• При вкручивании в каменистый грунт может поцарапаться защитный слой, что послужит возникновению коррозии.
• Не исключается возникновения коррозии в связи с присутствием блуждающих электротоков в грунте.
• При самостоятельной установке может произойти отклонение от вертикальной оси.

Применение

Типы винтовых свай

Рассмотрим основные типы свай, которые применяются при строительстве

Широколопастные

Конструкции состоят из металлической трубы с одной или несколькими лопастями до полутора витков. Однолопастные применяются реже, в основном под легкие сооружения и не несущие стены строений.

Многолопастные обладают повышенной несущей способностью, как на сжатие, так и на извлечение из грунта. В связи с постоянной шириной лопастей, расположенных на сваях, увеличивается их способность выдерживать горизонтальные нагрузки.

Такой вид металлических свай используют под основные части сооружений, например, при возведении домов более двух этажей, высоких ангаров, заборов, основных стен, под строения, которые находятся на склонных участках и для закрепления грунта на склонах.

Их используют при строительстве сооружений, как на слабых грунтах, так и на твердых.

При использовании на твердых грунтах основным условием является отсутствие булыжников в самом грунте, которые могут повредить защитный слой трубы и будут способствовать отклонению ее от вертикальной оси. Это послужит уменьшению вертикальной нагрузки.

Узколопастные

Конструкции представляют собой толстотелую трубу и одну многовитковую лопасть. Длина спиральной навивки может доходить до 30% длины трубы. Такое количество небольших лопастей повышает их несущую способность, не увеличивая диаметра.

Для обычного грунта низ трубы выполняют в виде острого конца, что позволяет ввинчивать ее с меньшим сопротивлением грунта. Такой тип используют для особо твердых или каменистых грунтов.

Для грунтов с сезонными промерзаниями или вечномерзлых используют узкополосные сваи, нижний конец которых выполнен в виде фаски или зубьев. Такое окончание способствует лучшему проникновению в грунт. Лопасть выполнена из узких полосок металла, приваренных с помощью сварки к стволу.

Для обоих видов чаще всего используют не менее двух лопастей.

Существуют варианты с литым наконечником. Такие наконечники изготавливают на заводах способом литья и соединяют со сваей сваркой. Изготовленные на заводе сваи, как правило, цинкуют, что продлят срок их эксплуатации более чем в 2 раза.

Установка металлических свай

Винтовые сваи устанавливают в грунт как механизированным способом, так вручную. Механизированным образом завинчивают в особо твердых грунтах или при длине свайной трубы более 3,5м.

Вручную завинчивают свайные трубы длиной до 2,5м. Таким способом можно углубить трубу больше, чем на 2,5м, но при этом на закрученную часть следует приварить вторую трубу и дальше проводить углубление ручным способом. Для этого потребуется 3-4 человека.

Сначала надо сделать небольшое углубление и установить в него строго вертикально винтовую сваю. В качестве рычага для закручивания применяют длинную металлическую трубу, которая крепится или непосредственно к оголовку сваи с помощью троса, или на оголовок надевают специальное приспособление.

При закручивании 1-2 человека удерживают трубу строго в вертикальном положении, а два человека специальным рычагом вращают ее до проектного заглубления.

После того, как сваи закручены, верхние части труб срезают под нулевой уровень. С целью увеличения прочности, трубу заливают цементным раствором или производят армирование и заливают бетоном.

Недостатком свай из металлических труб является фактор тяжести. При монтаже свай диаметром более 10см и длине свыше 3-х метров понадобится крановое оборудование. При применении таких свай расходуется большое количество металла и требуется их антикоррозийная обработка.

По способу монтажа они относятся к забивным. Это длинный стержень с заостренным нижним концом. В связи с трудоемкостью погружения в грунт, такие сваи чаще всего применяются при строительстве промышленных зданий.

Могут они устанавливаться путем вдавливания в грунт, а также ударно-механическим способом. При слабых грунтах металлические сваи можно погружать на большую глубину, удлиняя путем сваривания по мере погружения их до нижней проектной отметки. После установки металлических свай, на их верхние части приваривают наголовники с отверстиями или анкерами. Обвязку свай выполняют при помощи швеллера или другой прочной металлической конструкцией.

Часто для придания свае дополнительной прочности ее заливают цементным раствором или бетоном. При малом диаметре труб используют несколько кусков ребристой арматуры, которые вставляют в заглубленную трубу и заливают бетоном.

При использовании в качестве свай металлических труб большого диаметра, отдельно готовят армирующий каркас и размещают его внутри всей трубы. После заливания бетоном такие сваи станут более прочными и существенно увеличат срок эксплуатации сооружения, размещенного на такой фундаментной основе.

Варианты строительства фундамента на металлических сваях

После установки металлических свай на нулевую горизонтальную отметку переходят к соединению оголовков. В зависимости от того, чем соединены сваи, фундаментные основания разделяют на несколько видов:

• С применением деревянных брусьев. Такой вид фундамента применяют при постройке небольших каркасно-щитовых домов. Это могут быть дачные и садовые домики, различные пристройки к зданию, которые не нуждаются в капитальном фундаментном основании. Для крепления брусьев используют наголовники из металла с отверстиями. Все свайные трубы соединяются между собой брусьями.
• Соединение швеллером применяют при возведении более крупных строений с большой нагрузкой на грунт. Такую обвязку применяют при строительстве причалов, мостов и в местах с повышенной влажностью
• Для фундаментов с заливкой железобетонного ростверка готовят армирующий каркас, устанавливают и связывают его с оголовками по всему периметру и по пересечениям перегородок внутри. После заливки бетоном получится единая монолитная железобетонная лента. Такой фундамент применяют при строительстве домов из газобетона, шлакоблоков, ракушечника, кирпичных домов, так как стены таких сооружений значительную нагрузку передают не только на свайный фундамент, но и на саму ленту.
• Заливка железобетонной плиты представляет собой создание единой цельной конструкции, что в итоге обеспечивает надежность опоры будущего здания. Фундамент с заливкой железобетонной плиты обеспечит надежность при резких перепадах температур, является прочным основанием при сооружении его на слабых грунтах.

Для выполнения такого фундамента по периметру и внутри него готовят армирующий каркас, связывают его с оголовками колонн и заливают бетоном. Такая конструкция не даст просесть ни одной свае, так как плита работает с ними как единое целое.

Источник