Делаем фундамент на винтовых сваях своими руками

Пошаговая технология фундамента на винтовых сваях

В сравнении со всеми известными технологиями, винтовой фундамент является самым экономичным основанием для любых наземных конструкций. Достоинствами СВФ являются:

  • строительство в сложных условиях – холмистая, болотистая местность, прибрежная зона, плотная застройка, наличие на участке деревьев, прохождение сторонних коммуникаций;
  • минимальный бюджет – практически полное отсутствие бетонных, земляных работ, опалубки, ожидания набора прочности бетонными конструкциями, аренды спецтехники;
  • вариабельность технологий строительства – винтовой фундамент пригоден для срубов, кирпичных, панельных построек, щитовых, фахверковых каркасных зданий, контуров заземления дома, заборов, МАФ;
  • максимальная этажность – допускаются разрешенные в индивидуальном строительстве трехэтажные здания с мансардой;
  • высокий ресурс – при нормальной антикоррозионной обработке срок службы винтовых свай составляет 75 – 100 лет.

Единственным недостатком СВС является непригодность для проектов с цокольным/подвальным этажом. Ручной монтаж винтовых свай, не только допустим, но и рекомендован специалистами. При погружении этих конструкций спецтехникой сложнее контролировать усилие затяжки при достижении несущих пластов.

Благодаря достаточно простой конструкции, при наличии необходимых инструментов, оборудования (сварочный аппарат, газорезка) винтовые фундамент можно изготовить в домашних условиях. Установка производится по технологии:

  • контрольное вкручивание;
  • проектирование;
  • разметка;
  • изготовление направляющих скважин;
  • погружение СВС;
  • подрезка по уровню возвышающихся над землей труб;
  • заливка бетоном;
  • монтаж оголовков;
  • обвязка свайного поля ростверком;
  • ввод коммуникаций.

Для планирования времени работ достаточно измерить шаг лопастей винта. При каждом обороте свая будет погружаться на эту глубину, позволяя вычислить время каждого цикла. Например, при шаге 5 см потребуется 40 кругов для вкручивания СВС на глубину 2 м. Профессиональная бригада монтирует 15 – 25 СВС за смену, создавая поле для коттеджа площадью 100 м².

Технология достаточно отработана во всех регионах РФ, для расчета СВФ можно использовать СП от 2011 года за номером 24. 13330 для свайных оснований. Основными расчетами являются:

  • несущая способность пласта на глубине погружения лопасти сваи, от этого параметра рассчитывается несущая способность одной сваи;
  • количество – шаг СВС на прямых участках, позиционирование в местах примыкания стен, заложение свай под отдельными конструкциями (котел/печь, крыльцо/внутренняя лестница, аварийный генератор/насосное оборудование.

Чтобы не заказывать дорогостоящие геологические изыскания участка, в 75% случаев используется пробное вкручивание, позволяющее вычислить необходимые для проекта данные:

  • глубина несущего пласта (обязательно ниже уровня промерзания региона);
  • состав почвы (нахождение в разных слоях крупных камней, гравийной, известковой плиты);
  • уровень УГВ (очень условно).

Основные характеристики свай указываются производителями. Например, размеры СВС выбирают, исходя из типа конструкции, для которой необходимо основание:

  • причал/пирс – труба 89 – 108 мм, стенка 3 – 4 мм, винт 20 – 25 см;
  • усиление оснований – труба 89 – 108 мм, стенка 3 – 4 мм, лопасть 20 – 25 см;
  • подпорная стена – 54 – 89 труба (2 – 3 мм стенка), винт 15 – 20 см;
  • МАФ, беседки, заборы – 54 – 76 мм труба со стенкой 2 – 3 мм, лопасть винта 15 – 20 см;
  • комбинация с ленточным МЗЛФ – труба 108 – 168 мм, стенка 4 – 8 мм, лопасть 25 – 40 см;
  • блочный, кирпичный коттедж – стенка 6 – 10 мм, диаметр тела 168 – 270 мм, 40 – 80 см лопасти;
  • панельный, фахверковый, щитовой, каркасный, срубовый дом – 89 – 114 мм труба с 3 – 5 мм стенкой, 20 – 30 см лопасть.

Винтовой фундамент

Таким образом, после подсчета сборных нагрузок (эксплуатационная ветровая конструкционная снеговая), цифра делится на несущую способность сваи для подсчета необходимого количества СВС.

Ввиду отсутствия планировки и земляных работ максимально упрощается разметка пятна застройки. Достаточно вынести на местность оси стен, перегородок и дополнительного тяжёлого оборудования (котел, лестница, насос и т.д.). Для этого чуть дальне углов дома производится установка колышков, по которым натягиваются шнуры.

Погружение свай

Пошаговая инструкция вкручивания СВС, независимо от вида лопастей, наконечника, уровня грунтовой воды, прочих факторов, выглядит следующим образом:

  • изготовление приямков – направляющие скважины создаются на глубину 0,5 – 0,7 м ручным либо мотобуром, они позволяют точно позиционировать сваи, облегчают заход лопасти в грунт, диаметр лидер-лунки должен быть чуть меньше размера лопасти СВС;
  • погружение сваи – в отверстия внутри тела трубы заводятся лом, на него одевают трубчатые рычаги, два работника перемещают их по кругу, создавая крутящий момент, третий контролирует вертикаль ствола пузырьковым уровнем, при резком увеличении усилия затяжки (обязательно ниже отметки промерзания) работы прекращаются;
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Как правильно собрать фрезы для мотоблока и надо ли их затачивать

Существует технология механического погружения СВС без привлечения спецтехники, незначительно повышающая бюджет строительства:

  • на верхний конец СВС надевается устройство усиления крутящего момента (редуктор);
  • на него производится монтаж электродрели (мощность от 1,5 кВт);
  • конструкция устанавливается в вертикальное положение над направляющей скважиной;
  • дрель подключается в электросеть.

Устройство усилителя крутящего момента представляет собой редуктор с передаточным числом 1/60. Вместо рычагов используется электропривод инструмента, операцию могут выполнять два рабочих.

Свайное поле необходимо обвязать ростверком в виде бетонных, металлических или деревянных балок, расположенных на оголовках. Для этого выступающие из земли трубы необходимо привести в норму. Технология выравнивания имеет вид:

  • отметка единого уровня – используется нивелир, теодолит либо лазерный построитель плоскостей, уровень;
  • обрезка – тело трубы срезается УШМ по разметке.

На этом устройство свайного поля считается законченным при использовании монолитного или металлического ростверка. Если возводится каркасный, срубовый, панельный или щитовой дом, необходимо смонтировать оголовки, на которые сможет опереться брус, калиброванное бревно. Оголовок имеет несколько модификаций:

  • квадратный – 10 х 10 – 30 х 30 см пластина, приваренная к свае;
  • усиленный – размер аналогичен предыдущему случаю, пластина приварена к трубе, внутренний размер которой равен наружному диаметру сваи, имеются 4 ребра жесткости (косынки);
  • U-образный – внутренний размер между полками 17 см для укладки бруса 15 х 15 см.

Этот элемент надевается на тело СВС, крепится к нему сваркой (реже болтами). Отверстия в пластине позволяют зафиксировать деревянные балки ростверка для получения единой пространственной конструкции.

Заливка бетоном

Свая, даже при герметично приваренном оголовке, покрывается влагой изнутри. Для предотвращения этого явления используется специальная защита – наполнение тела сваи бетоном после погружения на проектную глубину. Обычно используют несколько технологий:

  • сухая смесь – фасованный пескобетон М 300, который при контакте с конденсатом самостоятельно цементируется внутри изделия;
  • товарный бетон – классическая заливка через воронку, технология имеет существенный недостаток – наличие пустот, каверн внутри смеси;
  • пескобетон – марок М 300 – М 400, ввиду отсутствия крупного наполнителя, пустот в бетоне практически нет;

Кроме того, бетонные инъекции позволяют повысить пространственную жесткость конструкции, что актуально для тонкостенных свай.

На прямых участках рекомендуемая высота подошвы ростверка от земли составляет 0,5 – 0,7 м. Это оптимальный размер для расположения вентиляционных продухов в забирке. Без нее полы нижнего этажа будут источником теплопотерь, в отсутствие естественной вентиляции силовой каркас быстро придет в негодность. Для каждого типа ростверка существуют особенности монтажа.

Пример расчета для каркасного дома

Чтобы в будущем не возникло проблем, рекомендуется перед началом монтажа провести предварительные расчеты. Расчет фундамента на винтовых сваях и его проектирование включает в себя:

  1. изучение основания под здание (геологические изыскания);
  2. сбор нагрузок;
  3. расчеты;
  4. чертежи;
  5. составление смет.

Выполнение всех этих пунктов обязательно. Пропуск какого-либо из них может привести к недостаточной несущей способности или перерасходу материалов.

При строительстве капитальных объектов должны проводится инженерно-геологические изыскания и лабораторные исследования почвы. Для этого выполняют бурение скважин с выемкой проб грунта. Глубину скважин для каждого строения определяют в индивидуальном порядке. Эти работы выполняются специалистами и их стоимость достаточно высока.

При строительстве индивидуального дома к услугам геологов можно не прибегать, а выполнить исследование грунта самостоятельно. Для этого выкапывают шурф глубиной на 50 см ниже глубины сваи и дают оценку найденным слоям грунта. По возможности изучение почвы производят в нескольких точках, одна из них обязательно должна располагаться в самой низкой части территории. Также работы можно вести с помощью бура, оценивая грунт на его лопастях.

Делаем фундамент на винтовых сваях своими руками

Важно выяснить тип грунта и наличие в нем водонасыщенных слоев. Вода значительно снижает несущую способность. Если обнаружена небольшая линза плохой почвы можно попробовать расположить сваи таким образом, чтобы обойти ее. Одним из достоинств свайных фундаментов является то, что обеспечение несущей способности осуществляется не только за счет опирания на нижний слой, но и за счет трения по всей поверхности сваи.

Сбор нагрузок

Чтобы произвести грамотный расчет, необходимо вычислить нагрузку, которую коробка здания оказывает на опоры. Величину находят путем сложения следующих значений:

  • вес стен и перегородок;
  • вес перекрытий;
  • вес кровли;
  • собственный вес фундамента;
  • полезная нагрузка;
  • вес снегового покрова.

Для каркасного дома при вычислении можно воспользоваться таблицей.

Тип нагрузки Величина
Стены с утеплением толщиной 150 мм 30-50 кг на квадратный метр стены
Перегородки из гипсокартона толщиной 80 мм без утеплителя 27,2 кг/м2
Перегородки из гипсокартона толщиной 80 мм с утеплителем* 33,4 кг/м2
Деревянное перекрытие по балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м3 100-150 кг/м2
Кровельный пирог, кг/м2
С покрытием из металлочерепицы 40-60
С покрытием из керамической черепицы 80-120
С покрытием из битумной (гибкой) черепицы 50-70
Собственный вес фундамента
ø133 мм длиной 1,65м 27 кг
ø133 мм длиной 9 м 124 кг
ø108 мм длиной 1,65 м 22 кг
ø108 мм длиной 9 м 95 кг
ø89 мм длинной 1,65 м 14 кг
ø89 мм длинной 9 м 60 кг
Временные нагрузки
Полезная (мебель и оборудование) 150 кг/м2
Снеговая по табл. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия» в зависимости от климатического района
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Шторы своими руками: виды и стили, элементы, шитье

*утеплитель укладывается для повышения звукоизоляции.

Значения веса фундамента приведены только для крайних длин, в среднем, масса одного погонного метра сваи диаметром 108 мм находится в пределах 10-13 кг, диаметром 133 мм — 14-16 кг, диаметром 89 мм — 9-7 кг. Точный вес сваи определенной длины можно узнать у производителя.

Для определения снегового района строительства пользуются картами из СП «Строительная климатология». Если угол наклона кровли составляет 60 градусов и более, снеговую нагрузку не включают в расчеты.

Приведенные в таблице значения являются нормативными, чтобы получить расчетные, их нужно умножить на коэффициент надежности, указанный ниже.

Тип нагрузки Коэффициент
Постоянная от:

·         деревянных конструкций

·         металлических конструкций

·         изоляционных слоев, засыпок, стяжек:

o   изготавливаемых в заводских условиях

o   изготавливаемых на стройплощадке

 

1,1

1,05

1,2

1,3

Полезная 1,2
Снеговая 1,4

Чтобы произвести грамотный расчет свайного поля необходимо подобрать их диаметр. Чаще всего для индивидуального строительства применяются изделия диаметром 108 мм. Они подойдут для каркасного дома высотой в два этажа. Одно изделие способно выдержать нагрузку 5-7 тонн.

Если необходимо рассчитать фундаменты под массивные и высокие ограждения или одноэтажные каркасные постройки стоит остановить выбор на сваях диаметром 89 мм. Одно изделие в этом случае сможет выдержать нагрузку 3-5 тонн.

Под подсобные сооружения, навесы, небольшие заборы достаточно будет использовать сваи диаметром 76 мм. Несущая способность до трех тонн.

Длина винтовых свай

Для свайного фундамента на участках с устойчивыми грунтами достаточно будет использовать изделия длиной 2,5 м. В этом случае также необходимо учитывать перепады высот территории и предусматривать дополнительный запас. Опирание свайного поля по всему периметру должно происходить на одном уровне.

Для возведения свайно-винтового фундамента на грунтах с плохими характеристиками выполняют изучение грунта с помощью бура. Им нужно дойти до глинистого слоя. Длину сваи назначают так, чтобы она входила в этот слой.

Можно применить так называемый «метод контрольного вкручивания» —  в отверстия внутри тела сваи заводится лом, на него одевают трубчатые рычаги, два работника перемещают их по кругу, создавая крутящий момент, третий контролирует вертикаль ствола пузырьковым уровнем, при резком увеличении усилия затяжки (обязательно ниже отметки промерзания) работы прекращаются. Таким образом определяют глубину залегания несущего пласта и определить необходимую длину свай.

Зная диаметр и несущую способность одной сваи поля и нагрузку от всего дома, можно рассчитать их количество. В этом случае окончательную цифру из сбора нагрузок, умноженную на коэффициенты надежности, необходимо разделить на несущую способность одного изделия. Расчет достаточно прост и при наличии всех исходных данных не вызовет затруднений.

После того, как определено количество винтовых изделий для свайного фундамента, необходимо равномерно распределить их по периметру стен. В обязательном порядке опоры устанавливаются под углы дома. После определения количества и шага, по возможности нужно выполнить чертеж или эскиз будущего фундамента на сваях, это позволит избежать ошибок при монтаже.

Чтобы рассмотреть более подробно, как рассчитать фундамент на винтовых сваях, приведем пример для одноэтажного каркасного дома с мансардой. Кровля строения металлическая вальмовая, поэтому все наружные стены имею одинаковую высоту (нет фронтонов). Внутренние перегороди из гипсокартона толщиной 80 мм без утепления, стены с утеплением толщиной 150 мм.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Беседки своими руками — Лучшие идеи легких конструкций! (77 фото)

Глинистые грунты располагаются на расстоянии 3 м от поверхности земли, существенных перепадов высот на участке нет. Снеговая нормативная нагрузка 180 кг на квадратный метр.

Принимаем свайно-винтовые изделия диаметром 108 мм и длиной 3,5 м (необходимо предусмотреть дополнительный запас, поэтому лучше купить сваи длиной 4 м). В расчет нагрузок берем примерное количество, равное 9 шт (по всем углам середина стен).

План свайно-винтового фундамента

Расчет начинается со сбора нагрузок. Его выполним в табличной форме.

Тип нагрузки Коэф-т надежности Вычисление
От наружных стен 1,1 Длина стен*высота стен*массу = 4шт*6м*4,5м*50 кг*1,1 = 6600 кг
От внутренних стен 1,1 2шт(на два этажа)*3м(высота этажа)*6м(длина)*50 кг*1,1 =1980 кг
От перегородок 1,2 25м*2,7м(высота этажа)*27,2 кг*1,2 = 2204 кг
От перекрытий 1,1 2 шт(пол первого этажа и пол мансарды)*6м*6м*150кг*1,1 = 11880 кг
От кровли 1,2 (6м*6м*60кг*1,2)/cos45ᵒ(угол наклона кровли) = 3702 кг
От фундаментов (предварительно) 1,05 9шт*40кг (масса одной сваи)*1,05 = 378 кг
Полезная 1,2 2 этажа*(150кг*6м*6м)*1,2 = 12960 кг
Снеговая 1,4 180кг*36м*1,4 = 9072 кг

Сумма всех нагрузок на свайно-винтовой фундамент равна 48776 кг. В расчет принимаем округленное значение 48,8 тонн. Далее проводится расчет количества опор. Несущая способность одного изделия принятого диаметра — 5-7 тонн. Принимаем значение 6 тонн.

Количество необходимых опор = 48,8т/6т = 8,13 шт. Округляем до целого в большую сторону. Значение соответствует предварительному — 9 шт, окончательно его принимаем. Опоры устанавливаются по углам и серединам наружных и внутренних стен.

Приведенные выше вычисления позволят не ошибиться при строительстве и рационально расходовать ресурсы. Они не займут большого количества времени, но решат многие проблемы, которые могут возникнуть в будущем.

Ресурс винтовых свай

Для повышения эксплуатационного ресурса СВС необходима антикоррозионная обработка каждого изделия согласно ГОСТ Р 9.905, 9.908, 5272. Производители используют следующие технологии антикорра:

  • холодное цинкование – слезает практически полностью еще при погружении сваи за счет содержащихся в земле абразивов;
  • горячая оцинковка – держится немного дольше, не обеспечивает заявленный 75 летний ресурс;
  • порошковое окрашивание – служит 30 – 50 лет после монтажа, разрушается гуляющими токами в грунте;
  • покраска битумными составам – защищает от грунтовой воды, независимо от высоты УГВ, обеспечивает 50 – 70 летний срок эксплуатации

Чтобы повысить ресурс дома, специалисты рекомендуют следующие ЛКМ:

  • грунт ВЛ 05 холодное цинкование (эмаль IR 02) стеклопластик – ресурс 300 – 400 лет в экстремальных условиях, электрохимическая коррозия отсутствует;
  • эмаль IR02 или Zinga Metall полиуретановая либо эпоксидная двухкомпонентная эмаль  – создавались для защиты нефепроводов (воздушных, подземных), имеют  50 – 100 летний ресурс;
  • грунт ВЛ 05 полиуретановая эмаль Hempel, Masco – стандартный уровень защиты днищ ледоколов, подлодок, резервуаров ГСМ, 30 – 70 летний ресурс.

Даже при покупке СВС с заводским антикоррозионным слоем необходимо покрыть сваи для надежности указанными составами.

Назначение винтовых свай

Первые свайных конструкций с винтовыми наконечниками в РФ начали применяться исключительно для нужд армии в середине XIX века. Их можно было использовать для временных конструкций либо в сложных эксплуатационных условиях. Заявленный ресурс составлял 100 – 180 лет, чем современные производители похвастать не могут. В настоящее время СВС и другие модификации свай применяют для:

  • строительства дома на болоте, склоне, в плотной застройке, лесной зоне, на почвах с высоким УГВ, низкой несущей способностью;
  • бюджетного возведения заборов, МАФ, беседок, надворных построек;
  • усиления ленточных, плитных оснований;
  • изготовления инженерных систем, например заземления дома, скважины водозабора.

Высота СВС практически не ограничена – при погружении нижнего элемента с лопастями шнека до уровня земли к трубе можно приварить следующий кусок или несколько для гарантированного достижения пластов, обладающих несущими свойствами. Для монтажа достаточно трех человек либо одного мастера с мощным электроприводом с редуктором.

Данная инструкция пригодна для монтажа винтовых свай под здание, возводимое по любой технологии из разных стеновых материалов. Рекомендации позволят избежать ошибок, повысить эксплуатационный ресурс жилища.

Оцените статью
Экодача
Adblock
detector