Технология монтажа винтовых свай

Лучше быть во всеоружии

Свая винтовой конструкции состоит из ствола, который может быть цельным или составным, и наконечника. Суть её применения заключается в том, чтобы за счёт поворотных усилий пройти слабые слои грунта и зацепиться за плотные, несжимаемые пласты. В грунте она фиксируется благодаря лопастям, их же поверхностью, а не только стволом, опирается на грунт.

Принцип работы винтовой сваиИсточник avocet.ru

Если сравнить винтовой вариант свай с забивным, то преимущества первых очевидны, если сравнивать с точки зрения трудоёмкости монтажа, наличия шума и вибраций. Опять же, в условиях небольшого объекта можно обойтись и без бурильной или сваебойной техники. Однако не всё так прекрасно, как хотелось бы.

Так ли надёжно винтовое основание, как принято считать

Свайные фундаменты, в том числе и винтовые, закладываются в сложных гидрогеологических условиях, когда ленточный вариант неприемлем. И они должны точно так же проектироваться, как и любые другие, с расчётом по несущим состояниям: сопротивлению грунта, прочности материала свай и ростверков, осадке от вертикальных нагрузок. Мало того, что при самостоятельном строительстве этого никто не делает, так ещё и опоры надлежащего качества найти практически невозможно:

В погоне за возможностью удешевления, современные производители убирают из винтовых свай до нескольких миллиметров металла, который раньше являлся антикоррозийным запасом прочности, и предусматривают вместо него более дешёвое антикоррозийное покрытие.
К минимуму свели и диаметр лопастей, а так как толщина ствола пропорционально зависит от этого размера, то и он стал меньше. В новом формате, далёком от идеала, свая, наиболее часто применяемая в малоэтажном строительстве, имеет размеры 300/108 (диаметр лопасти/диаметр ствола) с толщиной стенки 4 мм. Кстати, такие параметры винтовых опор в западных странах просто недопустимы.

Современный (бюджетный) формат винтовой сваиИсточник ecodom-kostroma.ru Выдержка из документаИсточник ecodom-kostroma.ru

Тем не менее, и сегодня производители гарантируют металлическим сваям полувековой срок службы, хотя при этом они стали почти вдвое дешевле буронабивных свай – капитальных, проверенных временем и очень надёжных. В чём-то же должен быть тут подвох!
А состоит он вот в чём. Монтировать металлические опоры с современными параметрами свай не стоит в том случае, если срок службы стенового материала больше тех самых 50 лет (бетоны, кирпич, натуральный камень). И даже деревянный сруб, при надлежащей обработке и внешней защите может прослужить дольше, чем этот «очень надёжный» фундамент.

Железобетонный ростверк прослужит дольше опорИсточник evroctandart.su

Получается, что строить дом на винтовых сваях имеет смысл, только если он возводится по каркасной технологии. В неё данный конструктив фундамента вписывается просто идеально: нагрузки на опору минимальные, и ему не надо «конкурировать» со стенами по долговечности. В первую очередь это касается лёгких хозяйственных построек, на столь длительный срок службы которых вряд ли кто-то рассчитывает.

Целесообразность такого решения весьма сомнительнаИсточник www.hebelblok.ru

Как убедиться в качестве свай

Это было про общие возможности фундамента. Теперь про кустарное производство, избавиться от которого в нашей стране в принципе невозможно. Поэтому до того, как вкручивать винтовые сваи на своём участке, нужно озадачиться поисками приемлемой по качеству продукции. Готового рецепта тут нет, но несколько советов по этому поводу можем дать:

Вряд ли на захудалой металлобазе можно приобрести качественные металлические сваи, так как их производство является технологически сложным процессом и требует хорошей организации труда и материального обеспечения.

Так вырезают лопасти для свайИсточник chelny.zoon.ru

Если у свай толщина минимальная – те пресловутые 4 мм, о которых говорилось выше, значит, производитель обязан обеспечить надёжную антикоррозийную защиту. Не верьте, если вам рассказывают о наличии цинкового покрытия – на дешёвых сваях его не может быть по определению, да и установки для его нанесения вещь дефицитная. На практике покрытия применяются другие (например, грунтовка ГФ-021), иногда даже и нормального качества. Но в этом нужно убедиться.

Качество очевидноИсточник bibliostroy.ru

Следующий совет опять же касается толщины стенки сваи. Она и так уже уменьшена донельзя, и если замерите этот размер рулеткой и обнаружите недостающий миллиметр – откажитесь от покупки. Из-за него срок службы поставленного на такой фундамент дома может сократиться лет на 10.

Установка свай

Свайные фундаменты делятся по способу погружения в грунт. Применяют следующие методы:

Забивание, когда сваи устанавливают в грунт перпендикулярно поверхности пневматическими молотками или вибропогружателями, то есть ударным воздействием, при этом по понятным причинам монтаж вручную невозможен.
Изготовление свай прямо в грунте. Этим способом устанавливают буро-набивные сваи: в подготовленную скважину монтируют опалубку и арматуру, которую затем заполняют бетоном.
Установка сваи в заранее подготовленную буром яму простым вдавливанием.
Ввинчивание – способ применяется для свай, оснащённых винтом с лопастью, и даёт возможность установить свайно-винтовой фундамент на различных грунтах без использования специальной строительной техники.

Основное преимущество свайно-винтового фундамента – конструкция сваи, а именно, наличие винта с лопастью, позволяет установить опорные элементы вручную. Это не только более дешевый способ, но и более надёжный, потому что исключает риск повреждения сваи строительным инструментом при механическом вбивании её в грунт.

Вручную установка свайно-винтового фундамента осуществляется поэтапно:

рабочие выкапывают лунки, они же – направляющие для ввинчивания свай, согласно разметке участка и на глубину до 0,7 метра, при этом диаметр лунки меньше диаметра сваи;
сваю устанавливают в лунку под 90-градусным углом, закрепив её уровнем и ломом;
ввинчивают сваи в почву тоже под углом, постоянно контролируя вертикаль, чтобы опора отклонялась от неё не более чем на два градуса;
монтаж винтовых свай начинается с углов дома, и только затем устанавливаются промежуточные опоры;
расстояние между сваями не должно быть больше трёх метров;
ввинчивание останавливается в тот момент, когда достигнута расчётная глубина установки сваи;
если в процессе установки свая в почве натыкается на препятствие вроде булыжника, необходимо ввинтить дополнительную сваю рядом либо нарастить длину встретившей препятствие опоры, наварить участок трубы сверху.

Самое важное на этом этапе – установить сваи в подготовленные ямы строго на расчётную глубину, ниже точки промерзания грунта. Когда происходит установка свай в почву, под лопастями образуется «подушка», которая уплотняется по мере заглубления опор

Когда свая достигает твёрдых слоёв грунта, «подушка» максимально твердеет, и сваю невозможно ввинтить дальше – значит, конструкция заглублена достаточно. От выполнения этого условия зависит прочность фундамента.

Если рабочие пренебрегают расчётной глубиной и ввинчивают сваи на разную глубину, чтобы их затем не пришлось выравнивать по высоте, отдельные сваи не достигнут плотного слоя грунта и останутся «болтаться» внутри почвы, что может привести к печальным последствиям. Причём критичная разница может составлять всего 10-15 см.

После вкручивания свай в почву следует этап выравнивания их по высоте, бетонирования полости, приваривания стального оголовка к телу сваи и установки ростверка.

Варианты обвязки

Обвязка свай брусом

Фундамент, обвязанный брусом.

При обвязке свайно-винтового фундамента брусом делают следующее:

Оголовок сваи монтируется после выравнивания (обрезания) сваи и после заливки внутрь неё бетона (в случае необходимости).

Аккуратно выравнивают установленные сваи так, чтобы столбы находились точно на одном уровне.
На сваи монтируют оголовки.
Выполняют гидроизоляцию материала.
На брусе, который приходится на стыки углов дома, выпиливают пазы нужного размера для последующего соединения деревянных частей между собой.
Брус выкладывают на оголовки свай по периметру вдоль всего контура фундамента таким образом, чтобы стыки обособленных частей ростверка скреплялись между собой на оголовках. Места стыков при этом прокладываются жгутом для лучшего уплотнения.
Выравнивают ростверк и тщательно проверяют угол: он не должен отклоняться от 90 градусов.
Фиксируют брус на оголовках свай посредством саморезов.

Обвязка свай доской

При монтаже свайного фундамента обвязка доской имеет ряд бесспорных достоинств по сравнению с брусом:

При проведении работ в брусе со слишком большим сечением могут появиться трещины либо он значительно деформируется.
Для изготовления балок длиной более 6 м брус не годится из-за серьезных проблем, которые могут возникнуть при этом.
Балки из бруса достаточно тяжелые, поэтому для их монтажа потребуется целая бригада рабочих. В то же время балку из досок изготавливают прямо возле фундамента, что значительно проще.
Балки из досок не требуют дополнительной просушки и отличаются повышенной прочностью по сравнению с аналогами из бруса.

Обвязку винтовых свай с применением доски выполняют по следующему алгоритму:

Между оголовками свай и собственно обвязкой обязательно делают гидроизоляционный влагонепроницаемый слой, часто из рубероида высокого качества.
Затем на обвязку из древесины монтируют лежень размера приблизительно 50х150 см, который закрепляют на оголовках посредством надежных болтов.
На лежень накладывают доски обвязки в три слоя: сначала одна доска по всему периметру основания, потом вторая и третья. Все слои необходимо тщательно скрепить гвоздями.
Если высота обвязки превышает 40 см, следует дополнительно усилить ее, используя профтрубу.

Обвязка свай швеллером (двутавром) или профтрубой

Металлические ростверки позволяют использовать свайно-винтовой фундамент при возведении не только деревянных строений, но и зданий из шлакоблоков, пенобетона и газосиликата в один этаж.

Обвязку фундамента швеллером или двутавром производят следующим образом:

Устанавливают столбы свай на одинаковой высоте и обрабатывают металлические элементы обвязки антикоррозийным средством.
Металлические балки помещают на сваи так, чтобы они соединялись посередине столбов свай. Швеллер обрезают под прямым углом в местах угловых стыков элементов ростверка.
Балки приваривают друг к другу и к оголовкам свай.

На данном фото фундамент обвязан и швеллером, и профильной трубой (снизу).

Обвязка свайного фундамента профтрубой производится практически аналогично, однако устойчивость такого материала к значительным механическим нагрузкам может оказаться намного меньше. Из преимуществ трубы отметим дешевизну и небольшой вес.

Обвязка свай с использованием железобетонного ростверка

Железобетонная обвязка монолитного типа выходит почти на треть дешевле, чем металлическая, однако она имеет ряд недостатков, основные среди которых – трудоемкость установки и невозможность продолжения строительства до полного отвердевания ростверка. На это обычно уходит не меньше месяца.

Обвязка свай с использованием железобетонного ростверка: итоговый вариант.

При обвязке свай посредством железобетонного ростверка необходимо действовать следующим образом:

Столбы свай выставляют на один уровень.
Из обструганных досок изготавливают опалубку для дальнейшей заливки бетоном, которую изнутри оббивают клеенкой для предотвращения утечек.
Создают двухконтурный каркас, используя металлическую арматуру. Горизонтальные элементы арматуры по вертикали скрепляют перемычками из вязальной проволоки.
Армокаркас помещают в опалубку таким образом, чтобы от ее поверхности металл отделяло не менее 5-6 см.
Металлический каркас приваривают к сваям и заливают опалубку бетоном.

Фундамент дома на винтовых сваях

Фундамент дома на винтовых сваях — это пример такой конструкции, по отношению к которой целесообразно употребить популярный афоризм «все гениальное просто». Элемент данного типа фундамента представляет собой металлическую трубу, на одном конце которой расположен винт для вкручивания в грунт. Благодаря этому, свайно-винтовой фундамент считается одним из самых надежных и прочных. На втором конце сваи находится оголовок, выполняющий роль опоры для основания строения. Варьируя диаметр и длину, мастера могут подобрать винтовые сваи для фундамента, способные выдержать практически любое здание.

Самостоятельная установка

Ввинчивание сваи в землю можно провести и самостоятельно. Самое обычное приспособление для этого, это труба из металла, вставленная предварительно в петли. Они изготавливаются из арматуры диаметр 10 мм. Эта труба толкается, напоминая рычаг, тем самым происходит ввинчивание сваи в грунт.

Последовательность действий:

Разметка свай на территории, по правилам расчета фундамента. Расстояние между сваями не более трех, но не менее двух метром.
Все трубы устанавливаются строго по вертикали, наконечником со спиралью направлены вниз.
В петли вставляем специальный лом, и методом рычага вкручиваем в землю. Минимальная глубина составляет 1,5 метра.
Если грунт глинистый, мягкий ввинчиваем до последнего пока свая не упрется в твердую поверхность.

Устройство монолитного ж/б фундамента на винтовых сваях

Монолитный фундамент делается для зданий, стены которых планируется выполнить из пенобетонных блоков. Это значительно уменьшает нагрузку от стен сооружения, но увеличивается давление на винтовые сваи от самого фундамента.

Монолитный фундамент напоминает ленточный, но висящий над поверхностью и опирающийся на оголовки. Расчёт выполняется как для железобетонной балки, закреплённой с двух концов

Здесь важно правильно рассчитать геометрические размеры ростверка, необходимое количество и диаметр несущей арматуры

Важно! Проект монолитного железобетонного фундамента выполняйте только в проектных организациях. Технология процесса такая:. Технология процесса такая:

Технология процесса такая:

Внутрь винтовых свай опускается арматура расчётного сечения и количества. Из щитов или досок изготавливается висячая опалубка под ростверк. Внутри монтируется несущая и конструкционная арматура, перевязывается с арматурой в свае.

Производится заливка ростверка и свай одновременно и беспрерывно за один проход бетоном с наполнителем из мелких фракций щебня до проектной отметки

Важно во время заливки в ростверке уплотнять бетон вибратором, а внутри сваи куском арматуры. Остаётся снять опалубку, проверить фундамент на горизонтальность и по диагоналям

Подготавливаем участок

Винтовые сваи неприхотливы к погодным условиям, поэтому эту технологию можно применять в любое время. Предварительно необходимо расчистить место под строение и отметить сигнальными флажками места, где проходят подземные кабели или трубопровод. Затем исследуем сам грунт. По каждому углу и на пересечении диагоналей с помощью бура выполняем проверочные отверстия глубиной до двух метров. Чем меньше диаметр бура, тем проще бурить.

Котлован под свайный фундамент

Участок пригоден для установки фундамента по данной технологии, если:

в пробных отверстиях присутствует по всей глубине плотный грунт;
мощность слоя составляет 0,7 м;
не встречено никаких непреодолимых преград и подземных грунтовых вод.

Если эти условия не наблюдаются, то вид устройства фундамента лучше заменить. Но надо помнить о преимуществе технологии винтовых свай. Соорудить строение можно даже на холмах или в каких-либо других неудобных местах. Если устройство такого фундамента использовалось для временного пользования и свайные установки были не забетонированные, то их можно выкрутить и применить повторно.

Забивной свайный фундамент

Забивной фундамент сооружается с применением железобетонных свай квадратного сечения с заостренным концом. Но они считаются менее надежными по сравнению с металлическими трубами, которые за счет наличия лопастей обладают лучшей устойчивостью.

Рисунок 8. Забивные железобетонные сваи

Особенности

Железобетонные сваи изготовляются в заводских условиях из качественного бетона с предварительным армированием. Они бывают разной длины, что позволяет сооружать забивной фундамент практически на любых почвах (исключение составляют скалистые), так как изделия погружаются на глубину залегания плотных несущих слоев.

Рисунок 9. Конструкция забивного свайного фундамента

Основные плюсы:

Устойчивость к неблагоприятным климатическим условиям.
Способность выдерживать вертикальные и горизонтальные нагрузки за счет качественного армирования железобетонных свай.
Минимальная трудоемкость устройства, поскольку погружение выполняется с привлечением спецтехники.
Небольшой объем земляных работ – для погружения не требуется предварительно делать скважины или копать траншеи.

Этапы монтажа

Последовательность устройства фундамента на забивных сваях:

Подготовка строительной площадки.
Разметочные работы.
Подготовка подъездных путей для спецтехники, которая будет производить забивку свай.
Забивка железобетонных опор ударным или вибрационным способом.
Фото 10. Процесс забивки свай
Монтаж ростверка.

Фото 11. Забивные сваи, обвязанные металлическим швеллером

Процесс забивки железобетонных свай показан в следующем видео:

Монтаж опалубки

Опалубка выполняется из досок толщиной 40-50 см или низкосортной фанеры. Не стоит экономить и делать опалубку лишь над уровнем земли, исключая заглубленную часть основания. По СНиП опалубка должна быть на всю высоту конструкции. Перед установкой опалубки необходимо устроить в траншее подушку из гравийно-песчаной смеси и поверх нее уложить гидроизоляцию. Это убережет ленту от проникновения влаги. Для улучшения адгезии и усиления гидроизоляционных характеристик поверх подушки можно залить пяти сантиметровый слой подбетонки из тощего бетона. В качестве гидроизоляции лучше всего применять рулонные материалы: бикрост, гидроизол, рубероид.

Технология установки фундамента на винтовых сваях

Поскольку этот вид фундамента крайне прост в монтаже, можно выполнить всю работу в течение нескольких дней. Установка проводится поэтапно:

Разметка участка.
Завинчивание свай —угловых, затем остальных.
Обрезка свай.
Бетонирование.
Установка оголовков.

Перед выполнением всех работ площадка тщательно очищается, рекомендуется выполнить анализ грунта.

Самостоятельная разметка участка

Выставляется ровный периметр, максимальный шаг установки свай составляет 3 метра. Все стены и перегородки должны стоять на сваях. При уменьшении шага увеличивается усадка фундамента.

Инструменты для качественной разметки фундамента:

вешки;
теодолит;
измерительная лента.

Разметка участка под свайный фундамент.

В первую очередь на площадку переносится линия фасада. Для её обозначения в землю вбиваются колья и на них натягивается шнур. Под прямым углом от линии фасада также обозначаются боковые стены. Периметр должен быть ровным, углы 90 градусов можно установить, воспользовавшись принципом “египетского треугольника”. Если диагонали равны — углы выставлены правильно, по ним будут ввинчиваться угловые сваи.

Установка свай своими руками

Для каждого элемента на глубину 0.3-0.5 м бурится технологическое отверстие с использованием бура с соответствующей насадкой.

Оптимально использовать для установки свай мини-экскаватор, но при необходимости можно выполнить эту задачу самостоятельно – силами двух человек без применения любой специальной техники.

Пример ручной установки винтовой сваи силами двух человек.

Угловые сваи под брусовые постройки устанавливаются строго по центру бруса. После установки угловых вкручиваются остальные элементы.

Процедура установки сваи:

свая вкручивается в приямок на глубину от 1.5 м;

Завершение самостоятельного монтажа свай

Сваи обрезаются на высоте около 20см с помощью нивелира или уровня. Для придания прочности фундаменту внутрь труб заливается бетонный раствор, который дополнительно обеспечит защиту внутренней поверхности металлической сваи от коррозийных процессов.

Выравнивание фундамента лазерным уровнем достаточно эффективно.

После бетонирования привариваются оголовки. Это плоские площадки, установленные на круглых трубах диаметром, немного превышающим диаметр самих свай. Оголовки надеваются на сваю сверху и привариваются. Выполняется антикоррозионная обработка и покраска швов.

Обычно фундамент свайно-винтового типа не предполагает устройство подвального помещения, но в легких домах при соблюдении определенных условий это можно реализовать. При этом подвальная яма являет собой бетонную коробку с закрытым верхом. Подвал будет очень тесным, от него до любой сваи должно быть расстояние до 1.7 м. Но и такое решение позволит обустроить небольшое помещение для хранения инвентаря или продуктов.

К преимуществам свайно-винтового фундамента следует отнести и возможность сразу же продолжать строительство, не дожидаясь усадки. На следующий день можно приступать к возведению остальной части сооружения.

Пошаговая инструкция по монтажу своими руками

Рассмотрим порядок действий при создании свайно-винтового фундамента.

Работы ведутся поэтапно, последовательность действий имеет строго определенную очередность:

Подготовка

Свайно-винтовой фундамент имеет важную особенность — он может быть создан на неровном рельефе, не требующем предварительного выравнивания (планировки).

Возможно строительство на склонах или в складках, что позволяет эффективно использовать неудобные с точки зрения традиционного строительства участки. Поэтому подготовительные работы можно свести к очистке участка от растений, посторонних мешающих предметов.

Произвести разметку,все точки установки свай отметить колышками. Затем на местах установки делаются небольшие (до 30 см) углубления, которые облегчают вход лопастей в грунт.

Плодородный слой почвы создает заметное сопротивление из-за обилия корней, стеблей растений и прочих препятствий, поэтому его лучше удалить.

Погружение свай

Установка винтовых свай производится либо вручную, либо механическим способом. Ручной монтаж возможен при наличии относительно мягкого грунта без техногенных включений или скальных обломков.

Диаметр стволов, доступный для ручного погружения, ограничен 87 мм.

Наиболее распространенные сваи диаметром 108 мм часто оказываются слишком трудны из-за высокого сопротивления грунта.

Машинный способ позволяет получить качественный монтаж винтовых свай, с соблюдением определенного угла, усилия завинчивания и глубины.

Мощность строительной техники позволяет свободно работать со сваями до 159 мм диаметром, чего вполне достаточно для строительства частного дома довольно большого размера.

Погружение свай производится на заранее заданную глубину. Обычно она определяется уровнем залегания плотных слоев, или сила сопротивления грунта превышает допустимое для данного ствола усилие, срывающее технологическое отверстие.

Свая, достигшая нужной величины сцепления с грунтом, вращается с большим усилием или вовсе прекращает это делать.

Пытаться продолжать вращение нельзя — сварка может не выдержать, лопасти оторвутся и свая станет неспособной к выполнению своих функций.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
При установке винтовых свай запрещается делать реверс — пытаться выкрутить ствол обратно. Это ослабляет сцепление лопастей с грунтом и исключает возможность повторного погружения в этом месте.

Обвязка

После установки всех свай выполняется подрезка. Это процедура, позволяющая подогнать высоту торчащих из грунта стволов к единому уровню, образовать из них ровную горизонтальную плоскость.

Устанавливают лазерный уровень с функцией построения плоскостей на необходимой высоте и отрезают лишние участки труб.

После подрезки внутренние полости свай заполняют бетоном, повышая их прочность.

Затем производят монтаж обвязки (ростверка) — пояса, соединяющего все сваи в единую систему и одновременно служащего опорным элементом для стен дома. Обрезанные верхушки накрываются оголовками с горизонтальными площадками, на которые устанавливаются металлические или деревянные балки.

Для фиксации на площадках имеются технологические отверстия под болтовые соединения.

ВАЖНО!
Иногда обвязка и ростверк представляют собой разные элементы. Обвязка выполняется ниже уровня монтажа ростверка и соединяет между собой все сваи, образуя систему наподобие решетки

Используются металлические отрезки швеллера или двутавра, приваренные к стенкам стволов.