Как сделать винтовой фундамент своими руками

Что это такое?

Винтовая свая представляют собой трубу с острым наконечником и навинченной лопастью. Благодаря такой конструкции опора ввинчивается в грунт, уплотняя его с каждым витком. Несущая способность фундамента определяется размером труб и конфигурацией их лопастей.

Преимущества и недостатки такого фундамента

Технология с применением свайно-винтового фундамента выгодно отличается такими особенностями:

• монтаж от одного дня;
• возможность строительства на сложных ландшафтах;
• более дешевая цена стержней по сравнению с железобетонными опорами;
• завинчивание возможно ручным и механическим способом;
• подходит для большинства видов грунта, кроме скальных пород;
• допускается многократное использование свай.

Недостатки технологии:

• трудности при обустройстве подвалов и цокольных этажей;
• разрушением металла под действием коррозийных процессов и биологической среды;
• не подходят для строительства многоэтажных и тяжеловесных сооружений.

Подробнее о преимуществах и недостатках свайно-финтового фундамента расскажет эта статья.

Сравнение винтовых свай с другими типами основания

Буронабивной фундамент, в свою очередь, выдерживает гораздо большие нагрузки, чем металлические стержни, но он требует значительных финансовых, временных и трудовых затрат на строительство.

Последнюю проблему можно решить применением винтовых железобетонных опор, но это приведет к удорожанию фундамента.

Долговечность опор

На практике продолжительность эксплуатации зависит от таких факторов:

1. Соответствие прочности стали ГОСТу.
2. Качества антикоррозийного покрытия.
3. Соблюдения технологии при монтаже.

Стержни, защищенные от влаги методом горячего оцинкования, служат на 20 лет дольше изделий, на которые нанесено полимерное покрытие, битумная мастика, грунтовка или другие виды гидроизоляционного материала.

Можно ли устанавливать стержни в воду?

Винтовые сваи применяются для строительства надводных объектов: мостов, пирсов и т.д. На срок службы фундамента влияет качество антикоррозийного покрытия. С этой целью используют металлические сваи с защитным слоем, нанесенным методом горячего оцинкования.

В качестве альтернативы, в воду также можно установить железобетонные винтовые опоры, но в поры бетона попадает влага и с годами разрушает такой фундамент.

В таких условиях эксплуатации за несущую способность свайного фундамента отвечает размер лопастей. Винтовая часть также обеспечивает необходимую устойчивость опорам во время весеннего ледохода.

Как сделать фальш-цоколь

Фальш-цоколь предназначен для защиты пространства свайного поля под домом от проникновения животных или птиц, заметания снегом в зимнее время, от ветра и влаги. Для создания такого цоколя используются различные материалы.

Самый бюджетный и эстетически привлекательный вариант — полоса по внешнему периметру из профнастила. Она крепится верхней частью к специальной деревянной доске, установленной по периметру ростверка.

Нижнюю часть крепят к деревянному брусу, уложенному на подставки из кирпича, шлакоблока и т.п. для отсечки контакта с грунтом.

По нижней кромке устраивают бетонный отлив, а по верхней границе надо смонтировать отлив для вывода дождевой воды.

Полезные советы по монтажу винтовых свай

• Свая не будет входить в грунт строго вертикально, потребуется постоянно выравнивать ее и возвращать в проектное положение, поэтому лучше, чтобы работу вели, как минимум, три человека: двое воздействуют на рычаг и одни проверяет точность. Чтобы не дать смещаться иногда применяют специальные приспособления, позволяющие фиксировать ее.
• Если по мере завинчивания на пути сваи обнаружено препятствие или слой плотного грунта, анализируют глубину вхождения и расположение. Если она расположена не на углах дома и получилось ввести еев грунт на метр и более, допускается просто срезать верхушку и оставить все как есть. При глубине менее метра есть возможность перекоса дома. На углах сваи должны быть установлены на полную длину, поскольку это наиболее ответственные участки.
• Завершающим этапом установки может стать бетонирование. Оно обеспечит дополнительную надежность, но этот процесс необязателен в случае с винтовыми фундаментами.

Основные требования

Строительство домов и других сооружений на сваях — вещь вполне практичная и пригодная почти в любых условиях. Но если самостоятельные застройщики еще могут закрутить сваи вручную, то профессиональной бригаде уже без самодельных сваекрутов обходиться весьма сложно. Да и при частном строительстве инструмент для винтовых свай может оказаться полезен. Он реально экономит время и силы — при условии правильного изготовления. Прежде всего следует грамотно выбрать силовую установку.

Однако его пневматический и гидравлический аналог имеет свое преимущество — автономность от электропитания. (Правда, понадобится использовать сжатый воздух и протягивать шланги для его подачи). Также нужно учитывать:

• величину сваи;

• требуемое механическое усилие;

• качество редуктора;

• удобство в управлении;

• насколько возможно — легкость крутильного аппарата в сборке;

• необходимое передаточное соотношение.

Этапы проектирования фундамента на винтовых сваях

Расчеты для устройства фундамента на сваях делает конструкторское бюро на этапе разработки проектно-технических документов для строительных работ. Самостоятельные расчеты проводятся при помощи СП 24.13330. Для основы здания на винтовых сваях необходимо рассчитать несущую способность слоя грунта на уровне расположения спиральных лопастей. Этот параметр необходим для определения несущей способности сваи.

Далее необходимо определить число свай, вычислить их шаг монтажа на прямых участках, там, где стыкуются стены, а также в местах расположения каминов, печей, генераторов и прочих спецконструкций.

Чтобы не прибегать к полноценному геологическому изысканию, определить тип грунта можно путем тестового вкручивания. Таким образом определяется глубина залегания несущего слоя, состав почвы и высота залегания грунтовых вод. Однако, данные полученные таким путем будут очень условными, поэтому для объективации картины несущей способности грунта в расчетах используют поправочный коэффициент 1.6-1.7.

Расчет количества винтовых свай

Пример расчета свайно-винтового фундамента

Исходные данные для расчета фундамента под двухэтажный брусовой дом с размерами в плане 6 на 6 метров:

• грунты на участке — суглинок и суспеси;
• диаметр используемых свай — 108 мм, диаметр лопасти — 300 мм;
• масса дома, со всеми нагрузками от стен, перегородок, перекрытий, полезной и снеговой нагрузкой — 60 тонн.
• периметр наружных стен  — 24 м, в нашем случае внутренних несущих стен нет.

Узнаем несущую способность грунта. Для этого воспользуемся таблицей ниже.

Тип грунта	Rо на глубине 150 см и более, кг/см2
Галька с включениями глины	4,5
Гравелистый с включениями глины	4,0
Песчаные почвы (крупная фракция)	6,0
Песчаные почвы (средняя фракция)	5,0
Песчаный (мелкая фракция)	4,0
Пылеватый песок	2,0
Глинистые почвы и супеси	3,5
Вязкие глинистые почвы	6,0
Просадочный грунт или насыпное основание (с уплотнением)	1,5
Насыпной грунт (без уплотнения)	1,5

Несущая способность разных видов почв

Из таблицы видно что для суглинков и супесей параметр равен 3,5 кг/см². Коэффициент надежности по нагрузке принимаем 1,75 (для обеспечения запаса по надежности). Остается вычислить площадь лопасти сваи:

S = (πD²)/4 = 3,14*30/4 = 706,5 см² (значение диаметра лопасти в расчет берется в сантиметрах).

F = S*Rо = 706,5*3,5 = 2472 кг.

Вычисляем допустимую нагрузку:

N = F/γk = 2472/1,75 = 1412 кг ≈ 1,4 т.

Далее рассчитаем минимальное количество свай, которые способны удержать данный дом:

60 т/1,4т ≈ 43 шт.

Дальше определяем шаг между сваями. Для этого длину стен дома делят на количество свай:

24 м/42 шт = 0,57 м — максимальное расстояние между опор.

Получилось довольно большое количество свай для такого небольшого дома, т.к. мы приняли, что геологические изыскания не проводились, и пришлось принять поправочный коэффициент равный 1,75, если провести исследования хотя бы пробным вкручиванием (эталонным), тогда количество свай можно снизить до 18 штук, а это существенная экономия. В каждом случае нужно считать, что обойдется дешевле — геологические изыскания или самостоятельный расчет и перестраховка по несущей способности.

Почему я выбрал свайный фундамент

Нет сезонных ограничений

Ввинчивать сваи можно и летом, и зимой. В моем случае работы велись в мае, но у нас в Иркутской области и в это время погода не балует теплом.

Он универсален

Установка возможна в любом грунте и при больших перепадах рельефа, что актуально для моего случая. Мой дом располагается на склоне.

Высокая скорость монтажа

Готовая конструкция не требует усадки и отстаивания, что актуально для ленточной бетонной системы. Установка верхней части забора может выполняться сразу после ввинчивания свай.

Долговечность

Сваи служат 50 лет, а если выбрать качественные, то и все 100. А я собирался выбрать именно качественный материал.

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:

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.

Способы установки винтовых свай

Существует два основных способа монтажа свайно-винтового фундамента. Это:

1. Ручной.
2. Механизированный.

На выбор способа установки свай под фундамент влияет несколько важных факторов, если не считаться с ними, то основание постройки будет ненадежным. Перед монтажом необходимо учесть:

• Характеристику грунта – параметры его плотности и каменистости.
• На каком расстоянии от поверхности земли залегают грунтовые воды.
• На каком расстоянии от участка находятся коммуникационные магистрали.
• Количество и время эксплуатации сооружений, расположенных поблизости.
• Пожелания будущих владельцев дома.

Ручная установка свайно-винтового основания

Установка винтовых свай вручную необходима тогда, когда специальная техника не может подъехать на место строительства. Кроме того, техника не используется при малом объеме работ, например, если необходимо закрутить не более 10 винтовых свай, имеющих небольшой диаметр. В этом случае применение техники увеличит материальные расходы. Также не разрешается использование техники для завинчивания свай при соблюдении режима «тишины» и заповедных зонах.

Плюсы ручной закрутки винтовых свай

Ручной способ закрутки винтовых свай имеет большое достоинство: относительную дешевизну работ, поскольку не тратятся денежные средства на аренду техники. Монтаж фундамента производит бригада из трех физически сильных мужчин, которые используют простые приспособления: лопаты, кувалды и уровень, рычажные ключи либо трубы, которые помогут заворачивать стержни.

Минусы ручной установки винтовых свай

К недостаткам ручной установки винтовых свай относятся:

• Опоры могут быть критически отклонены от вертикальной плоскости.
• Винтовые сваи могут быть закручены не до конца, поскольку для этого может не хватить человеческих физических сил. В этом случае глубина фундамента не будет иметь необходимую величину.
• Фундамент строения обустраивается на небольшой территории.
• Используются сваи с максимальным диаметром 108 мм.

Этап ручной закрутки винтовых свай своими руками

Во время ручного закручивания винтовых свай своими руками, используют специальный бур, просверливаются отверстия, у которых должен быть нужный диаметр. Лунки делают с помощью обычной лопаты. В них вставляются сваи. Затем необходимо замерить правильное вертикальное положение и начинать закручивать, пока свая не достигнет отмеченного уровня.

Чтобы закрутить сваю, необходим металлический стержень или лом. Он вставляется в технологическое отверстие несущего элемента, а затем на него надевается усиленная труба. Эта конструкция затем вращается по часовой стрелке до тех пор, пока свая не окажется на нужном уровне. Вращают два человека, а третий с уровнем в руке проводит постоянный контроль вертикальности.

После установления всех элементов они выравниваются по высоте. Лишнее, все, что выступает над отметкой, которая определяется с помощью оптического дальномера или простой проволоки, обрезается. Для придания большей надежности фундаменту будущего дома производят его усиление – заливают бетонный раствор. Когда раствор застынет, привариваются оголовники. Каждый шов от сварочного аппарата необходимо обработать средством против коррозии.

На установку винтового фундамента вручную уходит не очень много времени – каждая свая вкручивается максимум полчаса. Опоры заглубляются минимум на полтора метра, поскольку в противном случае они будут стоять непрочно при замерзании или оттаивании грунта.

Свойства свай

Особенностью конструкции винтовой сваи является небольшой диаметр несущей трубы и наличие одного или более ряда лопастей. Принцип их действия напоминает движение шурупа-самореза, формирующего при вращении канал, благодаря резьбовой насечке. Помимо содействия установке винтовых свай эти элементы создают площадь опирания, многократно превышающую сечение трубы, на которой они закреплены.

Чтобы установить опору того же диаметра из железобетона, потребуется целый парк механизмов для транспортировки, выгрузки, перемещения по площадке многотонных изделий и забивки в грунт. Монтаж винтовой сваи можно выполнить даже вручную, а умеренный вес элементов позволяет обойтись без грузоподъемной техники.

Что учесть при составлении чертежа свайного фундамента?

Очень часто составление чертежей свайных фундаментов поручают профессионалам в строительных фирмах. Однако это достаточно дорого и такие затраты не всегда оправданны. Если вы хорошо разбирались в школе в геометрии и черчении, вам вполне под силу сделать чертеж для небольшого дома самостоятельно. Для этого необходимо выполнить следующие операции:

Для того чтобы чертеж можно было без проблем перенести на местность и правильно выполнить разметку, необходимо максимально точно соблюдать правила масштабирования. Если какую-то часть фундамента вы хотите вынести отдельно в виде укрупненного рисунка, ее масштаб следует указать отдельно. Стандартные пропорции для масштабирования чертежей основания строений – это 1:400, 1:300, 1:200 и 1:100. Очень хорошо сделать на чертеже координатную сетку: это гарантирует сохранение правильных расстояний между элементами фундамента. Такую же роль может сыграть и разметка по осям. Крайние и разбивочные оси рекомендуется нанести не только на общую схему, но и вынести их отдельно для начертания дополнительных элементов (опорных колонн и т.д.). Между этими видами осей обязательно должно быть указано точное расстояние.
Чертеж фундамента на сваях нельзя брать «с потолка»: для его составления понадобятся дополнительные расчеты. При их проведении учитывают множество факторов, основные среди которых тип почвы на земельном участке (ее плотность, глубина протекания подземных вод и т.п.), общий вес здания, которое планируется возвести, и степень постепенного возрастания нагрузки на основание в процессе использования. На основании полученных сведений проектировщик принимает решение о том, какие материалы для изготовления основания окажутся лучше всего (тип бетона, материалы для гидроизоляции, вид металлической арматуры для обвязки в зависимости от качества стали и т.д.)

Также необходимо определиться с геометрическими характеристиками опоры (диаметром свайных изделий и толщиной их стенок, заглубленностью основания, при монтаже свайного фундамента ленточного вида – формой и диаметром сечения, а также шириной опорных конструкций строения и т.д.).
Очень важно делать чертеж по расчетам, учитывающим определенный запас прочности, поскольку непредвиденные нагрузки на свайный фундамент угадать сложно.

Инженеры за расчетами.

На чертеже свайно-винтового основания обязательно наносятся сечения его конструкционных элементов, где указываются все геометрические размеры опор, размеры уступов и отмостки, а также место их расположения. Неплохо будет привести и такие параметры, как толщина теплоизоляционного или гидроизоляционного слоя.

К чертежу фундамента на сваях обязательно прилагают:

• таблицу предельно допустимых нагрузок;
• сведения о спецификации всех деталей, устанавливаемых ниже нулевого уровня (металлоконструкции, изделия из железобетона или бетона);
• план установки и развертку;
• примечания относительно конструктивных особенностей фундамента, монтажа гидро- и теплоизоляции и т.д.

Пример полного набора чертежей свайного фундамента, построенных в программе.

План свайно-винтового фундамента позволяет сделать точную разметку поля свай с тщательной привязкой к координатным осям. Положение каждого свайного изделия на плане определяется следующими принципами:

1. Сваи обязательно размещают по периметру строения, исключительно под его наружными стенами.
2. Под внутренними несущими стенами монтируют дополнительные опорные элементы, причем расстояние между ними во всех направлениях должно составлять более 3 м.

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.

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

Разметка свайного поля

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.

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

1. Расстояние между опорами не должно превышать три метра, это позволит избежать провисания обвязки.
2. 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:

1. Дрель.
2. Редукторный гайковерт.
3. 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

На какую глубину важно погружать опоры

При создании данного фундамента большая роль уделяется глубине погружения винтовых опор. Вводимые в грунт ввинчиванием, они закручиваются до того момента, когда грунт начинает оказывать максимальное сопротивление при введении свай. Работа продолжается до того момента, пока оборудование позволяет продолжать ввинчивание сваи. Если работы будут прекращены ранее, отсутствие нагрузки на плотный слой грунта станет причиной возможного проседания фундамента под весом строения.

Фундамент на винтовых сваях

Строительство – дорогое удовольствие, поэтому всегда представляют интерес решения, которые помогут снизить затраты без потери качества.

Фундамент на винтовых сваях – это как раз тот вариант, когда можно и сэкономить, и получить отличную основу для строительства дома, гаража, ангара, террасы или беседки. Монтаж винтовых свай реально осуществить своими руками, начиная от изготовления основных конструкционных элементов или приобретения подходящих свай, и заканчивая непосредственно монтажом.

Фундамент на винтовых сваях позволяет возводить дома на сложных грунтах и при любом рельефе.