Устраивая фундамент для каркасного, деревянного, а также и дачного домика, каждый домостроитель старается найти баланс цена/качество, желая сэкономить деньги, без потерь в надежности всей конструкции. Одним из наиболее популярных и рациональных вариантов – изготовить винтовые сваи своими руками.
Преимущества и популярность винтовых свай
От того, насколько качественно сделан фундамент, зависит долговечность любой постройки – будь то дом, сарай или дачный домик.
Очень часто приходится вести строительство на не очень-то устойчивых грунтах, на косогоре, в зоне подтопления, на участках с очень сложным ландшафтом, а также и в тех районах, где присутствует сейсмичность.
В этих случаях ведется строительство на особых сваях – винтовых.
Популярность винтовых (ввинчиваемых) свай объясняется, прежде всего, экономической выгодой, возможностью монтажа собственными руками.
Что это такое?
Прежде всего, нужно уточнить, что такое винтовые сваи, и какова их конструкция. Устройство самодельных винтовых лопастных свай:
- Такие сваи представляют собой заостренную металлическую трубу с винтом (лопастями) в нижней части конструкции.
- Венцом же верхней части является так называемый оголовок, который, как и винт, приваривается к трубе электросваркой.
Конструкция такой опоры предельно проста, для более точного представления можно ознакомиться с ее чертежами.
Винтовые сваи нельзя использовать на каменистом или скальном грунте – слишком твердый слой ими не пробить.
Перед изготовлением или покупкой?!
Прежде чем приобрести или изготовить этот элемент нудно знать его параметры.
Длина
Таковая зависит от почвы и глубины ее промерзания, а также и уровня размещения ростверка – верхней части фундамента.
При наличии устойчивого грунта достаточно опор длиной в 2,5 м. Если рельеф сложный (с перепадами высоты), то будет необходимость в элементах разной длины – в зависимости от ландшафта.
Если почва неустойчива, то длина опоры исходит из показаний глубины, на которой располагается плотный грунт. Это уточняется пробным бурением.
Винтовые сваи для фундамента ввинчивают на глубину, где есть песок и глина. Если грунт устойчив, то обеспечивается плотное закрепление винтовых опор в почве. Наличие плотной фракции определяется по частицам, которые остаются на лопастях.
После этого производятся замеры глубины расположения искомого пласта. Решается просто: опускается грузик на веревке и до тех пор, пока он не окажется на дне. Потом, на веревке делают отметку, поднимают ее на поверхность и производят замеры глубины.
Там, где зона сейсмически активна, минимальная длина такой скважины составляет 4 метра. Опоры приобретаются или изготавливаются самостоятельно на 50 см. длиннее расчетных.
Проще обрезать излишек, чем потом выяснится, что длина винтовой трубы недостаточна.
Устройство
Купить или изготовить сваи своими руками? Этот вопрос беспокоит многих, поскольку каждый при любом строительстве старается сэкономить.
Прежде чем приступить к изготовлению таковых, нужно все взвесить, поняв, рентабельно ли это. А вдруг купить готовые изделия проще во всех отношениях?
Изготовить такую сваю дома можно, правда, нельзя сказать, что это такое уж простое дело.
Один из таких вариантов кустарного производства выглядит так:
- Четырехгранный наконечник.
- Лопасть спиральной формы.
- Ствол представляет собой металлическую трубу. Сталь должна быть не хуже чем марки СТ. 20, можно применить и легированную, коль есть такая возможность.
Прежде чем взяться за подобное производство нужно знать длину ствола.
Практика показывает, что среди местных старожил всегда есть люди, которые имеют представление о том, в каком состоянии находятся подземные пласты. Или, как уже говорилось, можно самостоятельно сделать пробное бурение.
На практике труба должна быть примерно на полметра длиннее, чем глубина несущего слоя. Если конструктивно заложено что свая выступает еще выше, то тогда этот размер станет еще больше.
Опытные люди рекомендуют делать запас, чтобы после обойтись без наращивания.
Для точного определения диаметра подбираемой трубы нужно заглянуть в СНиП (строительные нормы и правила), где есть таблицы, а также и формулы. Для тех, кто не сталкивался на практике с подобным проектированием, можно рассчитать по-другому:
- Труба 47-76 мм. в диаметре применяется на строительстве заборов, причем, легких, а также различных укреплений.
- Труба 108 мм. применима для возведения каркасных домов.
В кустарных условиях не рекомендуется изготавливать сваи более 108 мм. в диаметре, поскольку для этого нужна усиленная лопасть, способная выдержать большие нагрузки. Самостоятельно сделать такую будет достаточно сложно.
Толстые стенки трубы смогут дольше противостоять коррозии, да и прочность у такого ствола будет выше, поэтому минимально рекомендуемая толщина таковых – 4 мм. Не следует забывать, что делая конусный четырехгранник на конце сваи нужно не только сделать распилы, но и гнуть металл посредством молотка.
Для более точной резки стоит сделать шаблон в виде короны из бумаги достаточной плотности, обернув лист из нее вокруг ствола. Потом произвести разметку маркером по этому лекалу из бумаги, а распилы выполнить болгаркой. Острие же следует делать герметичным в процессе сварки, для того чтобы сваю сразу же можно было заполнить бетоном.
Пример. Если труба, скажем, 68×4 миллиметра, то винт уже будет 168 мм. в диаметре, толщина его пластины – 5мм., шаг винта – 50 мм. При этом длина наконечника примерно 160 мм. Все можно проварить полуавтоматом, если таковой имеется.
Конус может быть как шестигранным, так и четырехгранным. Сначала секторы вырезаются, а потом загибаются молотком и свариваются сваркой.
Лопасть
Лопасть сваи является основным рабочим элементом. Ее лучше изготавливать из листовой 5 миллиметровой стали марки СТ. 3. Кто-то пытается сделать ее из 6 миллиметровой стали, но это усложняет процесс изготовления производства – такую лопасть труднее согнуть.
Наружный диаметр лопасти впрямую зависит от внутреннего – последний равен диаметру трубы.
Пример:
- Труба диаметром 76 мм. – диаметр лопасти – 250 мм.
- Труба в 108 мм. – лопасть 300 мм.
На трубе отменяется шаг винта, а потом замеряется и его длина, которая делится на Пи (3,14) и в итоге уже есть ширина лопасти. Ее же прибавляют к внутреннему радиусу и теперь уже есть внешний радиус детали.
Шаг винта
Шаг винта обычно бывает примерно 0,2-0,4 от наружного диаметра лопасти.
Если шаг сделать меньшим, то твердые включения в грунте застревают между лопастями и мешают завинчиванию свай. Если шаг больший, то усилие нужно прилагать гораздо большее при вкручивании.
Оптимальный шаг при этом всецело зависит от состава грунта – чем он тверже, тем меньше шаг. Если почва песчаная – и шаг максимальный.
Определив, таким образом, размеры будущего винта, пора приступать к разметке и вырезанию заготовки из стального листа. Лучше всего это сделать аппаратом плазменной резки, мощности которого будет достаточно для такой работы.
Уже вырезанную заготовку нужно согнуть исходя из нужного шага винта – проще всего это сделать в тисах.
Что касается загиба на режущей кромке лопасти, то его не нужно делать большим, тогда свая, как саморез легко зайдет в грунт. Здесь же делается срез в 45 градусов, что поможет обойти твердые включения в грунте.
Уже готовую деталь нужно приварить к стволу. Швы следует накладывать с обеих сторон лопасти, и она приваривается в перпендикулярном положении. Если этого не сделать, то свая в момент вкручивания будет рыхлить землю, ослабляя ее структуру, что никак не улучшит стойкость сваи к расчетным нагрузкам.
Выполнив все перечисленное в точности, можно считать, что низ сваи готов.
Верх и оголовок
В верхней части ствола выполняются два отверстия для самостоятельного вкручивания готового изделия в грунт – это проще всего прожечь сваркой.
Он с четырех сторон усиливается косынками (небольшими треугольными деталями – ребрами жесткости), которые привариваются уже на выровненные сваи.
Периметр можно обвязать двутавром (24) и все тщательно обварить.
Когда свая уже вкручена, а оголовок еще не установлен, ствол желательно заполнить бетоном ,что придаст дополнительную прочность всему фундаменту.
Уберечь от коррозии
Защита от коррозии — немаловажный аспект, поскольку от этого зависит долговечность всей конструкции. Ее выполняют по-разному. Например:
- Покрывают поверхность изделия грунтовкой.
- Можно использовать корабельную краску, если таковая имеется.
Все зависит от того, что уже есть в наличии у домостроителя и от его материальных возможностей.
Двойное покрытие упомянутыми выше материалами сохраняется после того как произведена закрутка опор. Разумеется, оба слоя нужно просушить согласно прилагаемой инструкции на покрытие. Сам же металл перед нанесением обоих слоев нужно зачистить от ржавчины, а потом обезжирить.
Некоторые домостроители уже после установки свайного фундамента обкапывают каждую сваю примерно на 50 см (зависит от самой почвы), окрашивают битумной краской и оборачивают рубероидом.
Свая подвергается коррозии ближе к поверхности грунта. Поэтому резон в этом мероприятии есть.
Установка своими руками
Установка винтовых свай своими руками экономически обоснована, да и легко осуществима. Монтаж производится двумя способами:
- Механизированным способом. Это делается гидравлическим аппаратом.
- Вручную. Используется метод вкручивания каждой опоры по принципу самореза.
Устанавливать винтовые сваи вручную нужно при посредстве длинного рычага, что облегчает усилие и ускоряет работу. Сложность возникает тогда, если возле будущего фундамента существует объект ( постройка, забор, дерево и т. д.) который мешает закручиванию – ведь куда удобнее крутить на все 360 градусов а не переставлять постоянно рычаг.
Еще большим препятствием может послужить находящийся мусор в грунте, камни крупнее 5 см. диаметром, скрытые бетонные конструкции от давно снесенных построек, корни деревьев.
Расчет массы постройки
Общий вес дома определятся следующим образом:
- Вес всех строительных, а так же и отделочных материалов.
- Общий вес всей мебели, техники и людей, которые будут постоянно находится в доме и их предполагаемые гости тоже.
- Вес ванны (бассейна) с водой.
- Вес снега на крыши, который может подолгу лежать там в зимнее время. Показатель рассчитывают исходя из региона производимой стройки.
Количество свай
Расчет количества опор зависит от проекта и несущей нагрузки. Примеры:
- Дом каркасный или деревянный. Межопорное расстояние – не менее трех метров.
- Блочный дом (пено- газоблок и т.д.) – не более 2 метров.
Общее количество свай рассчитывается по формуле: суммируются все нагрузки, а полученный результат делится на несущую нагрузку одной опоры.
Кроме того принимаются в расчет и погодные условия, характерные для данной климатической зоны, например, сильные ветра.
Как размещают опоры
Опоры располагаются по углам конструкции, а также и с учетом центральных несущих конструкций – там тоже ставятся сваи.
Разрабатывается план установки опор исходя из проекта, первый при этом делят на прямоугольники, а по центрам всех конструкций (несущих) будет размещена свая.
Когда уже с расположением опор все решено (с максимально возможной несущей нагрузкой), расстояния между всеми элементами делятся на равные части (отрезки). Так опоры равномерно распределяются по периметру.
Монтаж своими руками
Для ручного монтажа опор понадобится нехитрое приспособление, изготовленное из обрезка трубы, чуть большей по диаметру, чем свая, в котором выполнены отверстия, предусмотренные для его соединения посредством винтовой конструкции с опорой, а также проушинами для рычагов. Опору таким образом можно вкрутить за один час при любом грунте. Два человека крутят, а один следит за соблюдением вертикали с помощью уровня.
Инструмент
Необходимые инструменты и приспособления для выполнения поставленной задачи:
- Трубы диаметром 50 мм. длиной 2,5 метра. Они выступают в качестве рычагов.
- Магнитный уровень.
- Молоток.
- Кувалда.
- Маркер (мел).
- Лопата.
- Болгарка. Ей будет осуществляться подрезка опор до нужной высоты.
- Лом.
Технология монтажа
Для установки опор необходимо знать технологию монтажа. После того как участок подготовлен и произведена разметка:
- Вначале устанавливаются сваи угловые.
- Буром сверлится отверстие для свай, но меньшего диаметра. Глубина его составляет примерно 30 процентов от длины опоры.
- В технологическое отверстие в опоре вставляют лом, а на него уже надевают трубы. От длины рычага зависит то, какое усилие нужно будет прилагать для завинчивания – длиннее рычаг, проще и легче работа.
- Двое, как уже говорилось, с помощью рычагов закручивают опору, а их третий напарник ведет контроль вертикали сваи.
- Если грунт только разрыхляется и дело не идет, тогда следует увеличить усилие на сваю – двое висят на рычагах как на турнике, а третий сидит сверху.
- Если свая упирается во что-то твердое и дальше не идет, вращение прекращают, а в конце работы просто излишек опоры обрезается. Для более точного контроля над обрезкой используется лазерный или пузырьковый уровень.
- Сама технология допускает укорачивание на 10 см., хотя в отдельных случаях укорачивают и больше.
- Сваи заполняют бетоном, перед тем как приварить оголовок.
- По необходимости делается бетонный или же деревянный ростверк, который предназначается для распределения равномерной нагрузки от постройки к сваям.
Свайно-винтовой фундамент предполагает четкое соблюдение технологического процесса.
Использование спецоборудования
Конечно же, существует и специальное оборудование, которое в значительной степени облегчает эту непростую работу. Вот оно:
- Бензигидростанциия УЗС-1.
- Устройство БР2.50-02 и т. д.
Эти агрегаты достаточно компактны и их можно перевозить в багажнике легкового автомобиля. Они несколько отличаются своими техническими характеристиками.
Еще способ
Довольно распространен еще один способ установки с применением редукторного гайковерта и мощной двухкиловаттной дрели. Вся конструкция надежно скрепляется болтами, точатся насадки токарным способом. Более подробно устройство показано в видеоматериалах.
На опору будет действовать достаточное усилие для ее завинчивания этим сваекрутом.
Заключение
Таким образом, уже ясно, что сваи можно изготовить самому и смонтировать собственными силами. Использовать или нет спецтехнику – дело каждого человека в отдельности.
Это касается и изготовления опор в кустарных условиях. Особенно выгодно такое производство, когда в наличие уже есть трубы, припасенные очень давно, и лежащие без дела. Взвесив все за и против, нужно принять свое решение.
