Установленные винтовые сваи своими руками позволяют существенно сэкономить средства на устройстве основания по сравнению с возведением фундаментов из других материалов.
Холмистая местность, лесистый участок, слабые грунты (болотистые, торфяные) – всё это не становится препятствием для строительства свайно-винтового основания.
Для возведения заборов и лёгких построек вполне можно изготовить винтовые сваи самому.
Конструкция винтовой опоры
Свайно винтовую опору собирают из нескольких частей:
- ствол (опорная труба);
- наконечник;
- лопасти.
Ствол
Опорную часть сваи изготавливают из металлической трубы. Производство свай подразумевает использование труб различного размера. Величина диаметра трубы является основным фактором, влияющим на несущую способность опоры. Диаметр сваи для фундамента определяет область её применения, несущую нагрузку и состав грунта.
| № | Диаметр ствола | Грунт | Область применения | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 57 мм | До 800 кг | Переувлажнённая почва | Заборы, лёгкие постройки |
| 2 | 89 мм | До 1,4 тонны | Заболоченные и торфяные почвы | Заборы, гаражи, пирсы, дачные домики |
| 3 | 108 мм | До 3,5 тонны | Кроме каменистых грунтов | Тяжёлые заборы, бревенчатые дома |
| 4 | 133 мм | До 6 тонн | Кроме каменистых грунтов | Кирпичные и монолитные дома |
В данной таблице приведены самые распространённые диаметры стволов опор, применяемых в строительстве. В индивидуальных случаях могут использовать для изготовления свай трубы других размеров.
Наконечник
Сваривайте сваи качественно, иначе, при завинчивании, лопасти разойдутся При изготовлении винтовых свай своими руками очень важно правильно сделать и приварить к свайно-винтовой опоре наконечник. В промышленном производстве наконечники делают в основном литыми. Оборудование для производства винтовых свай позволяет изготовить литые наконечники в виде конуса.
Сварные наконечники применяют для возведения опорного основания в слабых неплотных грунтах. Сварные конусы обладают меньшей прочностью, чем литые наконечники.
Плохо сваренный конус наконечника при вхождении в грунт может разойтись, вследствие опора разрушится.
Для строительства заборов и лёгких построек нижний конец ствола выполняют в виде среза трубы под углом 45 градусов. Отверстие заваривают металлическим листом в форме эллипса.
Винтовые сваи со скошенными нижними концами пользуются большой популярностью. Такая конструкция значительно удешевляет изготовление свай. Скошенные торцы стволов небольшого диаметра ни в чём не уступают конусным наконечникам.
В условиях наличия большой нагрузки и плотного грунта винтовые столбы устанавливают только с конусными наконечниками.
Лопасти
Делайте лопасти небольшого размера От величины и остроты краёв лопастей зависит лёгкость ввинчивания в почву опоры. Это влияет в свою очередь на сроки возведения винтовых фундаментов.
Обычно к стволу приваривают 2-е лопасти. В случае необходимости помимо двух лопастей устанавливают третью дополнительную лопасть. Следует учитывать, что дополнительная половинка винта увеличит сопротивление грунтового основания, что потребует больших усилий для ввинчивания опоры в почву.
Однако дополнительный винт для сваи обеспечит опоре повышенную несущую способность и облегчит вхождение ствола стойки в плотные слои грунта.
Самодельные винтовые сваи делают с лопастями небольшого диаметра.Их следует изготавливать из листового металла толщиной не более 2 – 3 мм. Более толстый металл потребует применения промышленного оборудования, такого например, как гильотинные ножницы.
Тщательно выполненный чертёж сваи – залог правильного изготовления винтовой опоры.
Условия для изготовления винтовых свай своими руками
Как сделать винтовую сваю для фундамента своими руками? Для этого нужен ряд условий:
- квалификация работника;
- наличие мастерской;
- оборудование.
Квалификация работника
Работник должен владеть строительными инструментами, в том числе и такими, как шлифмашина и электродрель.
Необходим опыт работы с электросваркой. Знание и выполнение правил техники безопасности при проведении сварочных работ – обязательное требование.
Квалификация сварщика должна быть подтверждена соответствующими документами.
Наличие мастерской
Все работы по изготовлению винтовых свай должны проводиться в хорошо проветриваемом помещении. Мастерская должна иметь щит для подключения к электрической сети сварочного оборудования.
Оборудование
Для обеспечения безопасности проведения сварочных работ оборудование должно быть заземлено.
В строительстве применяют сварочные аппараты, работающие от 3-х фазной сети. В случае отсутствия таких условий вполне можно использовать сварочный прибор, работающий от бытовой сети с напряжением 220 в.
Для того чтобы изготавливать опоры, потребуется верстак или монтажный стол. Стол должен быть по длине таким, чтобы можно положить на него трубу длиной до 3-х метров.
Проведение сварочных работ осуществляют на металлическом верстаке. В крайнем случае, столешницу верстака покрывают металлическим листом. Это предохранит деревянные части стола от возгорания из-за искр сварки. О том, как делать винтовые сваи, смотрите в этом видео:
Необходимо иметь в мастерской приспособления для фиксации частей сваи. Как правило, это тиски и струбцины.
Комплект слесарного инструмента необходимо расположить в доступной зоне монтажного стола.
Технология изготовления винтовой сваи
Лопасти наконечника вырезайте по шаблону Рассмотрим самостоятельное изготовление винтовых свай поэтапно:
- В верхней части ствола опоры просверливают монтажные отверстия. В эти отверстия вставляют рычаги для ввинчивания опоры в грунт.
- Для раскроя металлического листа под заготовки конусных наконечников вырезают из плотного материала (картона) шаблон.
- Чертежи свайно-винтовых опор дают точное представление о размерах наконечника и технологии его изготовления. Конусные наконечники сгибают из металлического листа толщиной 6 мм. Гнут лист по форме кондуктора. В качестве кондуктора можно использовать литой конус меньшего размера или сделать его самостоятельно. Сварной шов должен быть выполнен качественно. Плохо сваренный конус наконечника при вхождении в грунт может разойтись, вследствие чего опора разрушится.
- По шаблону вырезают плоскости лопастей.
- Заготовки лопастей гнут, формируя винтовую поверхность.
- Края лопастей обрабатывают абразивным кругом, формируя режущую кромку винта.
- Трубу жёстко фиксируют вместе с конусным наконечником. Конус приваривают по длине окружности трубы. Важно расположение корпуса опоры и конуса наконечника на одной оси. Нарушение соосности конуса со стволом трубы может привести к разрушению наконечника, а затем и всей опоры.
- При формировании скошенного окончания стержня опоры конец сваи обрезают абразивным кругом под углом. Отверстие наглухо заваривают металлической заготовкой.
- Затем приваривают лопасти к корпусу опоры. Большой шаг лопастей удобен, когда винтовой фундамент воздвигают в песчаной почве. Более мелкий шаг лопастей делают для установки фундаментного основания в плотных грунтах.
- Всю опору покрывают антикоррозийным составом.Качественная антикоррозийная защита продлевает срок службы опоры до 50 лет.
По окончанию сварочных работ осуществляют контроль качества сварных швов. Шлаковые раковины и непроваренные места могут привести к разрушению сварки под нагрузкой. Поэтому все выявленные недостатки обязательно устраняют.
Некоторые нюансы при изготовлении
Внутренняя поверхность трубы не нуждается в обработке. После установки опор в проектное положение и нивелирования верхних концов внутрь стволов заливают бетонный раствор.
Бетонирование опор нужно осуществлять обязательно. Это значительно увеличивает несущую способность опор и повышает устойчивость фундаментного основания.
В дополнение к вышенаписанному следует добавить, что винтовая опора – это ответственная высокотехнологичная конструкция. Подробности изготовления винтовых свай смотрите в этом видео:
Любое непрофессиональное отношение к самостоятельному изготовлению опор впоследствии может привести к беде. Поэтому если есть хоть какие-то сомнения в собственных силах и способностях, то лучше купить сваи заводского изготовления.
Технология производства винтовых свай в заводских условиях гарантирует качество и надёжность данной продукции.
Винтовые сваи используются для обустройства универсального фундамента. Такое основание разрешается возводить на самых разных грунтах, включая и по-настоящему сложные. При желании сваи реально сделать самостоятельно, используя простой инструмент и доступные каждому домашнему умельцу материалы.
Винтовые опоры – имеют особую конструкцию
Интересующие нас опоры представляют собой пустотелые трубы, изготавливаемые из сталей повышенной прочности. Один конец свай (нижний) снабжается острым наконечником, который в свою очередь оснащается спецлопастью. Внешне конструкция похожа на корабельный гребной винт. При его ввинчивании в почву лопасть легко пронзает землю. За счет этого сваи можно внедрить в грунт на любую требуемую глубину. Когда достигается нужная отметка заглубления изделий, лопасть на их торце стопорится. Сваи намертво фиксируются в почве, что позволяет сооружать с их помощью прочные фундаменты, отличающиеся высокой эксплуатационной долговечностью.
Поверхность рассматриваемых винтовых конструкций в обязательном порядке покрывается специальными составами – грунтовками с антикоррозионным эффектом либо композициями с эпоксидной смолой. Верхний конец труб выполнен в виде оголовка. Его приваривают после того, как сваю ввинчивают в землю и заливают изделие бетоном. Описанные конструктивные особенности позволяют выполнять монтаж опорных труб под фундамент без использования сложной грузоподъемной техники. Но здесь есть важный нюанс. На качество свай большое влияние оказывает материал, применяемый для их изготовления, форма лопасти, а также четкое соблюдение размеров и технологии производства изделий.
Далее мы разберемся, какие данные нужно принимать во внимание для самостоятельного изготовления опор. Но сначала коротко опишем ключевые достоинства, которыми славится свайно-винтовой фундамент. Не забудем и о его недостатках.
Плюсы и минусы свайных оснований – не все так безоблачно
Винтовые опорные изделия незаменимы для случаев, когда фундамент требуется построить на часто подтапливаемых и пучинистых почвах. Также они рекомендованы к применению на участках со сложным рельефом. Такие сваи подходят для возведения частных домостроений, сооружения мостов, разнообразных ограждений, линий электропередач и иных промышленных конструкций. Основные достоинства винтовых опор приведены ниже:
- 1. Годятся для выполнения восстановительных и ремонтных мероприятий на старых фундаментах.
- 2. Используются на всех типах почв за исключением скалистых.
- 3. Основания на винтовых сваях не нужно дополнительно защищать от влаги.
- 4. Возможность самостоятельной установки свай (если планируется возведение частного дома, хозяйственной постройки, забора), в том числе и на участках, где есть подземные коммуникации.
- 5. Фундамент на винтовых изделиях строится достаточно быстро, с минимальными денежными тратами и без особых проблем, что выгодно отличает его от традиционных столбчатых и ленточных оснований.
- 6. Монтаж свай допускается производить при неблагоприятной погоде и при любой температуре. Опоры одинаково хорошо вкручиваются и в замерзшую почву, и в болотистую.
Главное же достоинство свай для любого домашнего умельца заключается в том, что их можно сделать самому. Это важно, так как заводские конструкции имеют немалую стоимость.
Имеются у винтовых изделий и минусы. Их не так уж и мало. Во-первых, свайные фундаменты разрешается возводить только после тщательного геологического обследования местности и выполнения достаточно сложных расчетов. Если, допустим, ленточное основание допускается строить по типовой схеме, винтовое требует строго индивидуального проекта. Во-вторых, срок эксплуатации стальных опор в почвах с высокой влажностью составляет не более 60 лет. Это мало. Например, буронабивные сооружения служат до 120 лет.
В-третьих, в домах, установленных на свайно-винтовой фундамент, невозможно обустроить полноценный подвал. Его строительство приводит к нарушению взаимосвязи почвы и опор. Можно соорудить лишь подпол. Да и то приходится следить за тем, чтобы в него не попадала вода. Добиваются этого при помощи строительства отмостки и трудоемкой отделки цоколя, что влечет за собой дополнительные затраты. Еще один минус свайных оснований – невозможность проверить ввинченную в грунт опору на целостность. Если она повредится при монтаже, срок службы конструкции существенно снизится. А владелец строения даже не будет об этом догадываться.
Изготовление опорных элементов – будем аккуратны и внимательны
Чтобы сделать винтовые сваи высокого уровня надежности своими руками, следует учесть ряд рекомендаций и разобраться с технологией их производства. Геометрические размеры опор берутся не с потолка. Они рассчитываются с учетом типа почвы, параметров фундамента, который будет на них монтироваться, общей массы постройки. Диаметр труб для изготовления свай строго регламентируется. Сечения должны быть следующими:
- для промышленных, многоэтажных и частных тяжеловесных строений – 15,9–32,5 см;
- для кирпичных, каменных, деревянных и блочных частных домов – 13,3;
- для каркасных жилых построек – 10,2–10,8;
- для заборов, легких сараев и хозстроений – 5,7.
Также необходимо грамотно подобрать длину трубы и наконечника, сечение, угол наклона и шаг лопасти, толщину стали, линию присоединения винта к опоре. Дадим несколько советов мастерам-самоучкам. Изготовление свай для оснований под легкие домостроения производим из труб толщиной не менее 4 мм длиной от 2 м. Конусы и лопасти нарезаем из стальных листовых заготовок. При этом не забываем о том, что винты характеризуются особой конфигурацией. Разметка конуса выполняется в виде треугольника с равными бедрами. Причем основание такой геометрической фигуры должно соответствовать длине окружности. Чтобы было понятнее, изучите предложенный чертеж.
Стандартная протяженность конусообразного наконечника равняется 15 см. Желательно делать эту часть изделия литой. Если такой возможности нет, нам потребуется разрезать концы труб на секторы заданного размера, а затем сварить их на конус, после чего выполнить качественную рихтовку образовавшихся швов. Далее. Изготовление винта осуществляем, ориентируясь на глубину вкручивания сваи. Тут нужно знать следующее. Винт должен иметь тем меньшие размеры, чем глубже в грунт монтируется опора.
Лопасти свай делаем на 3 см шире сечения трубы.
Обязательно иметь под рукой чертежи, по которым мы и будем выполнять работы. Без таких схем создать качественные сваи не получится. В идеале составление чертежей нужно доверить специалистам. Их услуги не настолько дорогие, чтобы рисковать целостностью, прочностью и долговечностью строящегося фундамента и всего дома.
Отдельные заготовки для опорных элементов соединяем с помощью электрического сварочника (желательно использовать трехмиллиметровые электроды). Строго соблюдаем параметры, указанные на чертежах. Даже самые незначительные их изменения нередко становятся причиной нарушения технологии изготовления винтовых деталей.
Монтаж самодельных изделий и их обвязка – минимум сложностей!
Установка самодельных свай не требует спецзнаний. Проще всего вкручивать их в землю при помощи элементарного приспособления – трубы из металла. Нам потребуется вставить ее в петли (из прутков арматуры диаметром 1 см) на свае, заранее приваренные вверху основы, и толкать от себя. В результате этого простого действия изделие с наконечником начнет вгрызаться в почву. В общем, схема установки свай выглядит так:
- 1. Размечаем места монтажа опор. Важно! Дистанция между ними должна равняться 200–300 см, не более.
- 2. Ставим каждую сваю (наконечником вниз) на предназначенное для нее место.
- 3. Вкручиваем основы по описанному принципу. Наименьшее допустимое заглубление винтовых изделий – 150 см. В глинистые грунты и в суглинки сваи ввинчиваются до достижения ими твердой почвенной породы.
Над поверхностью земли все концы опорных элементов обязаны находиться на одном уровне. После монтажа свай заливаем их бетонной смесью. Один кубометр состава делается из 650 кг песка, 1300 щебня, 400 цемента М300 и 180 л воды. Когда бетон затвердеет, привариваем к опорам оголовки, а затем прикрепляем к ростверкам обвязку. Последнюю делают из плиты (железобетонной), дерева, швеллера либо двутавра.
В частном строительстве чаще всего используется обвязка брусом. Она в определенной степени предохраняет стены постройки от воздействия почвы, распределяет нагрузку на фундамент по всему его периметру, соединяет в одно сооружение все смонтированные опоры. Брус укладываем на слой гидроизоляции (полиэтиленовая пленка плюс битум либо обычный рубероид). Отдельные деревянные заготовки соединяем "в лапу" или "в полдерева". Первые брусья устанавливаем по углам конструкции. Фиксацию деревянных изделий осуществляем стальными пластинами, хомутами, металлическими уголками и анкерами либо саморезами. Напоследок обрабатываем обвязку битумной мастикой и накрываем ее рубероидом. Можно приступать к строительству дома на надежном свайном основании!
Изготавливать винтовые сваи сложно, но – можно. Поэтому возьмем на себя смелость описать данную технологию. И помогут нам в этом советы пользователей FORUMHOUSE.
Рассмотрим процесс изготовления основных элементов, обозначенных на чертеже.
Ствол
Основу (ствол) составляет пустотелая металлическая труба.
Во всех случаях стволы рекомендуется изготавливать из стали прочностью не менее Ст.20 по ГОСТ 8732-74 (для обыкновенных конструкционных сталей). Если же используются более прочные легированные стали, то подойдет ГОСТ 19281 (но в домашних условиях можно ограничиться первым вариантом).
Первое, что необходимо сделать создателю – определить длину ее ствола. Различными «ухищрениями» ему придется выяснять, на какой глубине строительного участка располагается твердый грунт. Наиболее правильным (но дорогостоящим) решением будет обращение в геолого-разведывательную службу. Но среди общительных соседей может отыскаться человек, имеющий обоснованное представление о состоянии подземных пластов.
Длина трубы должна превышать глубину залегания несущего слоя примерно на 300…500 мм (если свая будет выступать от земли выше, это расстояние может быть больше). Люди, умудренные практическим опытом, рекомендуют делать длину свай с запасом, чтобы потом их не пришлось наращивать.
БСергейМ Пользователь FORUMHOUSE
Закрутили 17 штук (дом 9 на 8). Площадка на косогоре. Часть свай подрезал, часть нарастил и заполнил бетоном.
Для того чтобы определить диаметр трубы, можно обратиться к СНиП 2.02.03-85 (с его таблицами и формулами). Но те, кто не знаком на практике с проектированием строительных конструкций, руководствуется менее изощренными расчетами:
- Труба диаметром от 47 до 76 мм используется при строительстве легких заборов и всевозможных укреплений
- Сваи диаметром 89 мм применяют при возведении дворовых построек (беседок, бань и т. д.), а также при строительстве кирпичных заборов
- Для строительства каркасных домов и рубленых строений используются варианты диаметром 108 мм.
В домашних условиях сваи винтовые своими руками с диаметром, превышающим 108 мм (которые способны выдерживать высокие нагрузки) делать не рекомендуется. Для них понадобится усиленная лопасть, и обеспечить такое изделие высоким качеством при самостоятельном изготовлении будет очень трудно.
Алексей Орешков Пользователь FORUMHOUSE
Чем больше диаметр, тем сложнее делать винт, то есть саму лопасть на разгиб.
Минимальная толщина стенок ствола должна равняться 4 мм. Ее расчет прост – чем толще, тем лучше. Но, подбирая толщину стенки, следует помнить о том, что конус сваи придется гнуть с помощью молотка.
Алексей Орешков
Я сам себе делал винтовые сваи, сделать самому реально. Труба – 68х4 мм, винт – диаметром 168 мм, толщина винта – 5 мм, шаг на винте – 50 мм, длина четырехгранного наконечника – 150 мм. Все очень хорошо проварено полуавтоматом.
Сваи винтовые своими руками. Конус
Как видно на чертеже, конус – это острие сваи. Его длина равна от 1,5 до 2 диаметров трубы. Это стандарт, но некоторые делают длину немного больше, чтобы конус был острее, а свая легче заходила в землю.
В домашних условиях конус делается четырехгранным или шестигранным. Для этого на краю ствола вырезаются специальные секторы, которые сгибаются молотком в конус и обвариваются сваркой.
Косточка Пользользователь FORUMHOUSE
Сделал шаблон из плотной бумаги, предварительно поделив окружность трубы на равные части. Затем разметил трубу маркером и сделал спилы болгаркой. Получилась так называемая корона. Толщина трубы позволяет легко гнуть её молотком. Поначалу выходило весьма коряво, но сваркой все дефекты удалось устранить, и острие получилось совершенно герметичным, что позволило сразу же после закрутки заполнить трубу бетоном.
Вот как это выглядит на фото:
Винтовая свая своими руками, изготовление.
Как видим, разметка ствола осуществлялась по бумажному лекалу. Произвести его довольно просто. Для этого диаметр окружности трубы необходимо разделить на количество секторов. Найденная величина – это и есть расстояние между верхними точками соседних секторов. Данные легко перенести на бумажный чертеж и получить готовый шаблон. Дальнейшие действия состоят в вырезании «короны», в загибе лепестков и в сварке полученных сочленений.
Перед тем как гнуть лепестки конуса, в основании короны следует сделать небольшие прорези. Тогда формировать наконечник будет легче.
Конструкция винтовых свай. Лопасть
Лопасть – основная рабочая деталь. Изготавливать ее следует из листовой стали толщиной 5 мм. Так предпочитают делать многие. Кому-то удается сделать лопасть толщиной 6 мм, но правильно согнуть такую деталь намного сложнее. Материал лопасти – углеродистая сталь обыкновенного качества (ГОСТ 380-71). Оптимально использовать марку ст.3 (она используется даже в промышленном производстве свай).
Теперь пора поговорить о форме лопасти. Создание ее геометрии – наиболее ответственный этап работ. И если допустить ошибку, то свая попросту не будет вкручиваться в грунт.
Для начала определимся с внутренним и внешним диаметром заготовки для лопасти. Внешний диаметр лопасти (ширина сваи) имеет прямую зависимость от диаметра ствола сваи. Взгляните в таблицу.
Внутренний диаметр лопасти соответствует диаметру трубы. Только вот размеры заготовки (с учетом того, что она будет гнуться, образуя шаг винта) немного отличаются от уже известного нам диаметра. Простое решение для определения размеров заготовки предлагает нам пользователь портала FORUMHOUSE.
Ergali Пользователь FORUMHOUSE
Берете трубу и отмеряете на ней шаг винта. После этого замеряете на трубе длину витка, делите на Пи и получаете внутренний диаметр заготовки. Ширину лопасти прибавляете к внутреннему радиусу заготовки и получаете внешний радиус заготовки.
Теперь немного о том, как определить шаг винта. Обычно шаг винта равен 0,2…0,4 от внешнего диаметра лопасти. Если шаг винта будет меньше, то небольшие твердые включения, находящиеся в грунте, будут застревать между лопастями, мешая продвижению сваи. Если этот показатель будет больше, то придется прилагать больше усилий для ввинчивания в грунт.
Какой конкретно использовать шаг – это зависит от того, в какой грунт предстоит ввинчивать сваи. Проще ориентироваться на характеристики грунта: чем тверже грунт на вашем участке, тем меньше следует делать шаг винта. На песчаном грунте (преобладающем на востоке от Москвы) шаг делаем максимальным.
После того как все размеры будут определены, можно приступать к разметке стального листа и к вырезанию заготовки. Для вырезания контура заготовки нам понадобится плазменная резка достаточной мощности, и о том, чтобы она была в наличии, следует позаботиться заранее.
На следующем этапе вырезанная заготовка сгибается в соответствии с выбранным шагом винта. В домашних условиях это можно сделать с помощью обыкновенных тисков и подручных средств.
Пользователь FORUMHOUSE БСергейМ предлагает свой вариант приспособления для разгиба лопасти.
Сваи винтовые: изготовление.
Обратите внимание, что загиб на режущем крае лопасти получается совсем небольшим. Так делается всегда. Достаточно такого загиба, чтобы свая, подобно саморезу, заходила в землю.
На той части лопасти, которая будет первой заходить в землю, необходимо сделать срез под 45°. Это поможет свае легко обходить твердые механические включения, находящиеся в грунте.
На следующем этапе готовая деталь приваривается к стволу сваи. Шов прокладывается сверху и снизу лопасти. Лопасть должна быть приварена перпендикулярно. В противном случае свая во время ввинчивания будет взрыхлять грунт, разрушая и ослабляя его структуру. А на ослабленном грунте свая не сможет справляться с возложенными на нее нагрузками.
Фундамент на винтовых сваях - это универсальная конструкция, которую возводят на любых грунтах. Работы могут проводиться при самых низких температурах, во время осадков, во всех климатических широтах. Для малоэтажного строения винтовые сваи своими руками можно сделать при помощи сварочного аппарата, стальной трубы и листовой стали. Данный тип фундамента пользуется популярностью, так как является самым надежным на сложных грунтах, на уклонных, водных, болотистых участках. К его преимуществам относятся легкий монтаж и низкая себестоимость.
Устройство винтовой сваи
Винтовая свая изготавливается из высокопрочной стали. От внешних факторов она защищается покрытием на основе эпоксидной смолы или антикоррозионной грунтовкой. В целом изделие представляет собой конструкцию из 3-х частей:
- пустотелая труба;
- наконечник;
- спиралевидная лопасть.
Нижний конец трубы имеет заостренную (коническую) форму. Верхний конец представляет собой оголовок, который приваривается после вкручивания трубы в грунт и заливки в нее бетонного раствора. Параметры всех частей конструкции зависят от веса строения, габаритов фундамента, типа грунта. Лучше не подбирать их приблизительно, а заказать расчет в проектной организации. Так Вы будете уверены, что изготовление свай происходит с соблюдением норм строительства и с учетом особенностей грунта.
Материалы для изготовления
Для изготовления винтовой сваи требуются знать следующие данные:
- длина трубы;
- диаметр трубы;
- длина наконечника;
- шаг лопасти;
- диаметр лопасти;
- угол наклона лопасти к плоскости;
- линия приваривания винта к трубе;
- толщина стали (для частного домостроения равна 4 мм).
Для примера приводим значения диаметра трубы и условия применения данных свай в строительстве:
- 57 мм - для легких заборов (диаметр лопасти 200 мм);
- 102-108 мм - для домов каркасного типа (шаг винта 50 мм, диаметр винта 300 мм);
- 133 мм - для домов из камня, кирпича, дерева, различных блоков;
- 159-325 мм - для тяжеловесных зданий, включая многоэтажные и промышленные.
Процесс изготовления
Итак, Вы решили построить небольшой дом, гараж, хозпостройку на фундаменте данного типа. Длина каждой сваи не должна быть меньше 200 мм. Их изготовление потребует наличия следующих материалов:
- труба подходящего диаметра;
- лопасть подходящего диаметра и шага;
- конусообразный наконечник (например, длиной 150 мм).
Для работ потребуется электрический сварочный аппарат и электроды 3 мм. Лопасти и конусы нарезают из листовой стали, при этом следует учесть особую конфигурацию винтов. Конус размечают в виде равнобедренного треугольника с основанием, равным длине окружности. Длина сторон равна длина конуса (Скачать чертеж).
Важно: самостоятельное изготовление и сварка частей должны проводиться с четким соблюдением параметров. Малейшие изменения могут привести к нарушению технологии. Например, незначительный сдвиг угла на винте приводит к браку в изделии и невозможности его использования.
Установка своими руками
Сваи можно ввинтить в землю при помощи ручных приспособлений. Самое простое из них - металлическая труба, которую вставляют в петли, заранее приваренные к верхней части основы. Их делают из арматуры d=10 мм. Эту трубу толкают, как рычаг, она вращает сваю, происходит ее ввинчивание в грунт. Подробно установка винтовых свай своими руками основана на определенной последовательности действий. Соблюдайте данную инструкцию:
- Проведите разметку свай на участке согласно расчетам фундамента. Максимальное расстояние между ними не должно превышать 3 м, самым надежным считается расстояние 2 м.
- Каждую трубу установите строго вертикально острым концом с лопастью вниз.
- При помощи трубы или лома, вставляемых в петли и используемых, как рычаг, ввинтите сваю в грунт. Минимальное заглубление составляет 1,5 м. Если грунт состоит из суглинка и глины, вворачивание продолжают сквозь них до твердого слоя земли.
Заключительные работы
Высота над грунтом должна соответствовать проектным расчетам. Она может быть разной, если участок имеет уклоны, возвышения. Именно поэтому фундамент такого типа не требует предварительного выравнивания участка. Главное, чтобы верхний край всех труб находился на одном уровне (контролируют лазерным строительным уровнем).
После установки свай в их полость заливают бетон М300. Для изготовления 1 м3 берут:
- 400 кг цемента;
- 1300 кг щебня;
- 650 кг песка;
- 180 л воды.
После застывания раствора к верхней части каждой сваи приваривают оголовок. Он имеет цилиндрическую основу с квадратной "крышкой". К ростверкам прикрепляется обвязка. Она изготавливается из любого материала в зависимости от самого строения: двутавр, швеллер, брус, железобетонная плита.
Изготовление винтовых свай является довольно простым процессом. Главное — наличие небольшого арсенала режущего инструмента и сварочного аппарата . Качество свай зависит от выбранного материала столба, формы, размера лопасти и наконечника.
Большой срок службы, высокая надежность, простота монтажа, возможность использовать на большинстве типов грунтов определили высокое распространение винтовых свай в частном домостроительстве. Сделать винтовые сваи своими руками сможет каждый рачительный хозяин.
Выбор металлопроката
На качество и долговечность эксплуатации свай влияет много факторов. Главным из них является качество металлопроката всех компонентов сваи. В России нет четких правил, в том числе и государственного стандарта, которые бы регламентировали все характеристики винтовых свай. Для изготовления свай отлично подойдут стали с низким содержанием углерода — до 0,25%. Покупая металлопрокат, попросите у продавца сертификат качества и документы о прохождении технического контроля.
При изготовлении свай, в основном, используют трубу следующих диаметров: 57, 76, 89, 108, 133 мм.
Конструкция винтовой сваи состоит из трех частей:
- ствол;
- наконечник с винтовой лопастью;
- оголовок.
Конструкция свай предусматривает два варианта выполнения наконечника:
- сварной — используется часть ствола сваи, которую сужают в конус;
- литой с лопастью — приваривается на ствол сваи.
В качестве ствола сваи используют стальную трубу. Это могут быть цельнотянутые трубы или со сварным швом. Очень часто для самодельных свай используют бывшую в употреблении трубу нефтяной промышленности.
Несущую способность сваи обеспечивает винтовая лопасть. Лопасть может крепиться как на сам наконечник, так и на ствол сваи. Это не имеет принципиального значения. В домашних условиях обеспечить точный расчет и плотное прилегание лопасти к наконечнику очень проблематично, поэтому, в основном, лопасть монтируют на ствол сваи.
Для уменьшения трудозатрат можно использовать готовые литые наконечники с винтовыми лопастями, к которым приваривают ствол сваи. Применение литого наконечника обеспечит правильный заход витка шнека, а также отсутствие опасности обрыва лопасти, гарантирует высокую надежность изделия. В свою очередь использование готового наконечника удорожает стоимость винтовой сваи. Например, литой наконечник на 108-ю трубу в разных производителей стоит от 750 рублей за штуку.
Расчет параметров сваи
Несущая способность опоры рассчитывается из нескольких факторов:
- диаметра лопасти;
- глубины заглубления лопасти;
- вида грунта;
- сопротивления грунта.
Количество свай для строения зависит от:
- веса строения, включая перегородки и кровлю;
- эксплуатационной нагрузки (вес мебели и оборудования);
- снеговой нагрузки в зимний период.
Количество свай необходимо рассчитывать индивидуально, исходя из рельефа участка, конструкционных и эксплуатационных особенностей строения.
Как уже говорилось выше, в качестве ствола можно использовать почти все виды труб. Главным параметром будет толщина стенки трубы. Для всех свай толщина стенки ствола должна составлять минимум 3,5-4 мм, при меньшей толщине металла сваю может просто разорвать. И чем больше толщина стенки, тем дольше срок службы сваи. Увеличенная толщина стенки обладает большим запасом прочности. Также уменьшается влияние коррозии на несущую способность столба.
Изготовление ствола
С одного конца трубы необходимо сделать корону. Длина короны 200-250 мм. Необходимо вырезать 4-6 зубцов в зависимости от диаметра трубы. Зубцы загибают к центру, получая конус. Полученный конус необходимо тщательно проварить вдоль всех разрезов.
С обратной стороны трубы на расстоянии 70-100 мм от края необходимо проделать два отверстия. Они служат для присоединения монтажного приспособления при ввинчивании сваи. Диаметр отверстий зависит от диаметра трубы. Для труб малых диаметров отверстия не сверлят, а приваривают небольшие проушины, в которые вставляются рычаги при ввинчивании сваи.
Если при изготовлении сваи своими руками вы используете литой наконечник с лопастью, его просто необходимо насадить на трубу соответствующего диаметра и приварить по всей окружности, получив готовое окончание.
Оголовок
Для изготовления оголовка сваи необходима пластина в форме квадрата 250х250 мм. Толщина металла — 5-7 мм, если использовать более тонкую пластину, существует вероятность её деформации. В пластине необходимо предусмотреть технологические отверстия креплений верхней обвязки.
С одной стороны пластины необходимо приварить небольшой отрезок трубы длиной 100-200 мм, внутренний диаметр которой на 1-2 мм больше наружного диаметра сваи. Дополнительно пластину приваривают небольшими укосинами к отрезку трубы. Оголовок монтируют уже на ввинченную сваю после отрезания или наращивания к необходимому уровню ствола сваи.
Если обвязку свай проводят профилированной трубой или двутавром, то оголовок можно не использовать.
Геометрия винтовой лопасти
При изготовлении свай своими руками главной проблемой, с которой вы столкнетесь, будет геометрия лопасти. Резкие загибы, неравномерность подъема спирали, неудачный заход витка лопасти и неправильно выбранный шаг витка могут «похоронить» вашу сваю на начальном этапе ввинчивания.
Ширина лопасти сваи зависит от диаметра ствола. Ствол диаметром 56 мм имеет диаметр лопасти 86 мм, для 108-й трубы — 300 мм. Толщина листа металла для изготовления лопасти — 5-7 мм. Внутренний диаметр лопасти лучше вырезать плазменным резаком, это обеспечит ровную кромку реза.
После получения кружка лопасти его необходимо растянуть в винт. Шаг винта лопасти составляет 40-70 мм. Чем больше шаг, тем труднее свая входит в грунт.
Одним из самых простых способов растянуть лопасть — затянуть один конец лопасти в тиски и ударами молотка по другому концу придать необходимую форму. Следует помнить, что при таком способе происходит сильная вибрация материала.
Предлагаем вам ознакомиться с видео, в котором наглядно показан способ изготовления винтовой сваи своими руками.