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

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

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.

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

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

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

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

Для изготовления винтовых свай в домашних условиях потребуется:

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

Пошаговая инструкция:

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

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.

Достоинства конструкции:

• 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.

Недостатки основания:

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

Правильный подход позволяет создать прочную и долговечное основание.