Что такое винтовые сваи и как их устанавливают

Установка свайно-винтового фундамента является довольно распространенной и набирающей популярность в частном строительстве технологией. Этот способ обустройства опорных систем не является новым, но стал доступным только несколько лет назад благодаря стремительному развитию технического прогресса и переориентированию промышленности на нужды населения. Установка винтовых свай не представляет собой особой сложности, но требует определенных понятий относительно выбора изделий, правил их подготовки, монтажа и последующей эксплуатации.

Особенности и преимущества винтовых свай

Винтовые сваи представляют собой полую металлическую трубу, на которой имеется наконечник, лопасти и технологические отверстия для передачи усилия на изделие при его ввинчивании в землю. В составе фундаментной системы погруженные стержни выполняют удерживающую и опорную функцию, благодаря прочности конструкции и устойчивости в земле за счет большой площади опирания.

Устройство свай имеет такие особенности:

• тип — цельные и сборные;
• вид вкручивания — лопастные, спиральные, комбинированные;
• количество лопастей — пара, несколько спиралей;
• наконечник — литой, сварной, кованый;
• материал — нержавеющая сталь, черное железо с антикоррозионным покрытием.

Монтаж свайного фундамента дает застройщикам такие преимущества:

1. Защита дома от давления и смещения грунта, возникающего при морозном пучении. Лопасти опускаются ниже точки промерзания почвы.
2. Долговечность, обусловленная использованием материалов, устойчивых к влаге, кислоте, щелочи и прочих реагентов, содержащихся в земле.
3. Экономичность. Монтаж винтовых свай обходится на 30-40% дешевле, чем забивание железобетонных столбов или заливка монолитных фундаментов.
4. Широкий спектр применения. Изделия можно применять практически на всех типах грунта кроме скального. Кроме этого, установка свай позволяет свести к минимуму земляные работы или полностью отказаться от них при работе на склонах и неровном участке.
5. Отсутствие вибрации и шума при вкручивании в грунт. Единственным источником звука может быть двигатель специальной техники.
6. Возможность проводить строительство фундамента в стесненных условиях города и озелененного частого участка. Применимость к обустройству в любое время года.
7. Допустимость повторного использования. При условии восстановления защитного покрытия сваи можно использовать до 5 раз.

Несомненным плюсом для частных застройщиков является технология установки фундамента. Допускается закручивать опоры вручную, для чего используется рычаг и сила 2-3 человек. Данный метод применим для труб диаметром до 108 мм.

Определение длины свай

Установка свай под фундамент проводится после обследования грунта и определения его несущей способности. Кроме этого в расчет берется сейсмическая активность в регионе и уровень грунтовых вод. При работе на неустойчивой почве, болотистой местности или дне водоема проводится нахождение уровня залегания твердого грунта, параметры которого отвечают заданным проектом условиям.

Главное правило монтажа заключается в том, что наконечник с лопастями должен находиться на 15-20 см ниже горизонта промерзания грунта. При этом нужно учитывать, что часть трубы с технологическими отверстиями для вращения после установки должна быть срезана.

Производители выпускают винтовые сваи длиной от 1,65 м до 12 м. Одна секция для частного строительства выпускается размером до 2,6 м. Для достижения большей глубины (на склонах, глинистом грунте, плывунах) штатные изделия наращиваются дополнительными секциями или трубами одинакового диаметра путем сваривания краев.

Варианты погружения винтовых свай

Способ погружения свай в грунт определяется его свойствами и высотой секций.

Существуют такие варианты установки:

• С предварительным бурением. Данный метод применяется на плотных грунтах, где его сопротивление превосходит предел прочности лопастей и их крепления к трубе. Установка проводится в два этапа. Сначала изготавливается скважина диаметром, соответствующим трубе или несколько меньшим, чтобы обеспечить ее плотное обжатие. Затем секция устанавливается в отверстие наконечником и проводится ее закручивание до тех пор, пока она не достигнет расчетной глубины. Если бурение скважины сопряжено с трудностями, процесс можно механизировать, используя моторное устройство. Наглядный пример такой технологии — нарезание резьбы в металле с помощью плашки и метчика.
• Ввинчивание без предварительной подготовки. Такой монтаж свай проводится на мягких грунтах, где отсутствует риск повреждения изделия при воздействии чрезмерного усилия. В верхнем слое почвы делается небольшое отверстие для захвата земли лопастями, затем проводится вращение колонны до опускания до заданного уровня. Такая техника аналогична вкручиванию самореза с шестигранной шляпкой отверткой с крестовидной рукояткой. Здесь нужно внимательно разбираться с плотностью и твердостью земли. Чрезмерные усилия, оказываемые механическим приспособлением или длинного рычага, могут привести к отламыванию и деформации лопастей. Кроме этого, сильное трение о твердую породу является причиной сдирания антикоррозионного покрытия с металла.

Монтировать опоры можно самостоятельно или с привлечением специалистов. Выбор зависит от собственных строительных навыков, физической подготовки и возможности приобщения к этому делу помощников.

Процесс ввинчивания свай в землю

Чтобы правильно установить свайный фундамент, необходимо внимательно отнестись к установке каждой опоры. Малейшее отступление от технологии ведет к ослаблению ее несущей способности и дальнейшим сложностям с обвязкой.

При проведении ввинчивания секций в землю следует придерживаться следующей последовательности работ:

1. Перенести составленный чертеж на участок. Нужно сориентировать его по сторонам света, затем точно выставить углы в соответствии с расстояниями от стационарных объектов — забора, дома, сарая, колодца.
2. Точно выровнять углы. Для этого используется шнур, колья и рулетка. В обязательном порядке проверяется соответствие диагоналей — они не должны разниться более чем на 1%.
3. Наметить места установки опор. Их требуется располагать точно под осевой линией ростверка, который будет установлен по окончании монтажа свайного поля. Смещение может привести к отклонению центра тяжести и деформации всей опорной системы.
4. Выкопать приямки для свай. В зависимости от типа грунта их глубина может составлять 30-50 см. Перепроверить правильность проведенных подготовительных мероприятий. Разложить опоры напротив ямок, нанести на них метки, которые будут указывать на глубину погружения.
5. Поочередно вставить сваи в приямок, придавить и выровнять их, переставляя уровень каждые 90 градусов. Вкрутить изделия, используя механические или ручные приспособления. В ходе опускания изделие нельзя наклонять в строну или выкручивать обратно.
6. Взять гидроуровень или лазерный прибор и провести выравнивание выступающих из земли труб по высоте. Провести срезание верхних частей, используя болгарку, газовый резак или ручную ножовку.
7. Замесить бетонный раствор, армировать сваю не нужно, так как эту функцию выполняет ее внешний корпус. Залить раствор, применяя глубинный вибратор или стальной прут для удаления пузырьков воздуха. Выровнять раствор по верхнему срезу трубы.
8. Приварить оголовки к срезам опор. Делать это нужно внимательно, чтобы обеспечивалось горизонтальное и вертикальное соответствие деталей.
9. Очистить места сварки и спилов от окалины, ржавчины и грязи. Покрыть их защитным покрытием. Дождаться, когда оно полностью высохнет.

Дальнейшие работы можно продолжать сразу, не дожидаясь, пока бетон полностью застынет. На несущие способности опорной системы этот фактор никак не влияет.

Тонкости и технология установки своими руками

При кажущейся простоте технологии монтаж винтовой конструкции имеет ряд особенностей, которые нужно учитывать в процессе проектирования и во время установки.

• Независимо от типа грунта глубина погружения опор должна быть ниже уровня его промерзания. Для средней и южной полосы страны он составляет 150 см. Это предотвратит выдавливание стержней при пучении почвы.
• Расстояние между сваями для каркасного дома берется не более 250 см. Увеличение шага приводит к провисанию бруса, который используется для обустройства основания для стен. Даже железобетонный ростверк со временем может деформироваться.
• Чтобы устанавливать сваи вручную, нужно участие трех человек, не менее. Один отвечает за вертикальное положение опоры, а двое занимаются его вкручиванием.
• Ввинчивание опор — это очень тяжелый процесс, требующий приложения немалых физических усилий. Чтобы его облегчить, нужно увеличить плечо рычага. Стандартно в технологические отверстия сваи вставляется лом. Если его длины недостаточно, на концы насаживаются стальные трубы. Их длина может составлять до 400 см. Обычно длина рычага 3-4 метра. Чем он длиннее, тем меньше усилий придется потратить работникам.
• Нужно сразу установить опору в вертикальном положении. Допускаемое отклонение составляет 1 градус.

При правильно проведенном планировании свайная система способна прослужить до 100 лет при условии нанесения качественного защитного покрытия. Когда здание придет в негодность, винтовые опоры можно выкрутить и найти им дальнейшее применение.