Какими они бывают
Винтовые сваи различаются между собой по довольно большому числу параметров. Это может быть и длина, и вес. Но всё же главную роль играет тип крепления лопастей и диаметр.
По типу крепления лопастей они делятся на:
C литым наконечником. Такие наконечники делают на производстве, применяя метод точного литья в вакуумной среде из стали наиболее прочных марок. Толщина такого наконечника может достигать 13 мм для изделия диаметром 300 мм. Он вставляется в конец трубы и обваривается;
- Из оцинкованной трубы с таким же наконечником. Такое изделие отличается повышенной стойкостью к коррозии;
Со сварным наконечником. В отличие от литого, этот тип отличается простотой изготовления — просто к его концу приваривается острая буровая лопасть. Её толщина достигает всего 5 мм для диаметра сваи в 300 мм.
Естественно, наиболее надёжным считаются сваи с литой лопастью, особенно изготовленные из оцинкованной трубы. Выше и их несущая способность, которая может достигать шести тонн. Но они меньше подходят для потребителей с ограниченным бюджетом, поскольку их стоимость на четверть выше сварных.
Сама по себе их теоретическая надёжность не является гарантией качества на практике. Относительная сложность, которую имеет технология, необходимость делать точный расчёт, повышает опасность наткнуться на халтуру. Потребителю стоит проверять сертификаты и другие документы на литые наконечники.
Сварные винтовые сваи, в свою очередь, менее надёжны, но и заметно дешевле. Но дешевизна тут достигается использованием менее качественных материалов. А бывает, и менее качественной работой. Строители рискуют тем, что лопасть оторвётся и вырастет нагрузка на соседние сваи, дом просядет.
Изначально эти трубы применяются в нефте-газовой промышленности.
Существует довольно большое разнообразие диаметров свай. Всё зависит от того, для каких целей они будут применяться. Чем тяжелее постройка, тем больше должен быть диаметр. На сегодняшний день самыми популярными являются такие сваи:
- Диаметром 57 мм;
- 89 мм;
- 108 мм;
- 133 мм;
- 300 мм.
Наиболее тонкие делают в большинстве случаев сварными и ставят для заборов. Сваи же от 89 мм популярны в домостроении. Средняя несущая способность свай варьируется в зависимости от диаметра и толщины стенок трубы в пределах 4–7 тонн. Этого вполне достаточно для абсолютного большинства проектов частных жилых домов, в том числе и возводимых на сложных почвах.
Конечно, не стоит рисковать и возводить капитальный дом на фундаменте из 89-миллиметровых свай, лучше начинать со 108-миллиметровых, если дом из бруса или бревна и имеет небольшие размеры. Для домов из тяжёлых брёвен или пеноблоков уже вполне подходят сваи в 133 мм.
Маркировка свай по диаметру обычно выглядит так: СВ:133х350, где буквы обозначают, что это «свая винтовая», первые цифры — диаметр в миллиметрах, а последние — диаметр лопастей.
Оголовки
Другой важной частью конструкции являются оголовки. Их главное предназначение — работать как опора для плит или балок дома. Их устанавливают не всегда (например, в них нет необходимости, если дом строится из пенобетона), но когда они нужны, то их установка обязательна
Их устанавливают не всегда (например, в них нет необходимости, если дом строится из пенобетона), но когда они нужны, то их установка обязательна.
Оголовки делятся на несколько категорий. Во-первых, они бывают:
- Съёмными;
- Приваренными.
Первый вариант используется при наиболее распространённом, ручном, вкручивании свай. Последние вкручиваются на глубину промерзания грунта, после чего их концы срезаются, так, чтобы они были на одной высоте. После этого одевают изделие.
Что касается приваренных оголовков, то их основных применением являются винтовые сваи, вкручиваемые ямобуром. Главным преимуществом такого способа крепления является то, что внутрь сваи не попадают её главные враги — влага и воздух, что снижает уровень коррозионности.
Также оголовки бывают в зависимости от формы:
- П-образными;
- Т-образными.
Разную форму используют для укладки на них разных типов перекрытий. П-образные оголовки служат как опора для балок и только для них, в то время как Т-образные применяются как для балочного, так и для плиточного ростверка. Верхняя часть оголовка может быть в виде круга, квадрата или любой другой фигуры.
Что касается размеров, то они полностью зависят от диаметра сваи и удельного веса конструкции, которая будет опираться на оголовок. Их делают так, чтобы внутренний диаметр несколько превышал размер сваи. Оголовки также бывают простыми и усиленными. Последние делают с четырёхсторонними косынками и из особо прочных марок стали.
Предназначение
Достаточно распространена установка винтовых свай. Они применяются в загородном строительстве: банно-оздоровительные комплексы, коттеджные поселки. Свайные фундаменты монтируются под ангары. Также сваи идеально подходят при строительных работах заборов, ограждений.
Также их задействуют на пирсах, причалах. Винтовые сваи здесь соединяют простоту и надежность. Они получили распространеннее в качестве опоры столбов, конструкций, линий электропередач. Их задействуют при монтаже рекламных конструкций, знаков. Такими сваями пользуются, если требуется построить фундамент быстро.
Как правильно сделать выбор
Винтовые сваи ВС-57
Приобретение свай под каркасный дом требует тщательного подхода, знаний веса конструкции и типа почвосмеси бывает недостаточно.
Чтобы опоры выдержали силовую нагрузку и были инертны к агрессивной среде, при покупке нужно обратить внимание на внешний вид изделия: на поверхности не должно быть трещин, рисок (процарапанной разметочной линии), вмятин, влияющих на толщину стенки, плены (расслоение металла) и рванин. Лучше приобрести неокрашенные опоры, т
к. под слоем декора может скрываться ржавчина и другие дефекты
Лучше приобрести неокрашенные опоры, т. к. под слоем декора может скрываться ржавчина и другие дефекты.
Обратите внимание, что перед нанесением защитного слоя в кустарных мастерских пескоструйная обработка не проводится. Для частного домостроя подходят стволы с малым диаметром: ВС-57, ВС-76, ВС-89, ВС-108
Для частного домостроя подходят стволы с малым диаметром: ВС-57, ВС-76, ВС-89, ВС-108.
Сравнение с другими вариантами
Помимо винтовых конструкций, существует несколько других видов свай. Они различаются материалами изготовления и способами установки. Визуальное различие можно увидеть на схемах и фото.
Свайно-ленточная конструкция
Под свайно-ленточной конструкцией понимают буронабивной свайный фундамент. Для его устройства в грунте пробуривают отверстие с полусферической подошвой, вставляют в него каркас из металлического прута и заливают бетоном. Колонны обвязывают железобетонным ростверком.
Свайно-ленточная конструкция — буронабивной фундамент.
Такая конструкция обладает повышенной прочностью, но не используется на болотистых, илистых и скалистых почвах.
Сваи из железобетона
Такие изделия представляют собой армированные бетонные столбы квадратного сечения. Их устанавливают без предварительных земельных работ при помощи специализированного устройства. Из недостатков называют невозможность заглубления своими силами и более низкую прочность по сравнению с винтовыми опорами.
Монтаж свайно-винтового фундамента своими руками
Установка свайно-винтового фундамента выполняется в несколько этапов:
- Разметка участка.
- Погружение и выравнивание свай.
- Заливка бетоном.
- Обвязка ростверком.
Разметка СВФ не представляет особых затруднений – поскольку земляные работы отсутствуют, достаточно наметить оси стен, перегородок и дополнительных конструкций либо оборудования. Это выполняется путем установки колышков немного дальше углов будущего строения, между которыми натягиваются шнуры. Можно использовать 2 колышка с горизонтальной перемычкой и между ними натянуть две нити по наружным размерам свай.
Фото 8. Разметка мест установки свай
Остальные этапы нуждаются в более тщательном рассмотрении.
Вкручивание свай и их выравнивание относительно горизонтальной плоскости
Технология ввинчивания свай не зависит от разновидности лопастей, наконечников и особенностей грунта:
- Подготовка направляющих приямков – для этого можно использовать ручной или мотобур. Скважины делаются на глубину до 0,5-0,7 м и диаметром немного меньше, чем лопасти. Это позволяют более точно позиционировать трубы и облегчить их вкручивания в грунт.
- Ввинчивание – в специальные отверстия в сваях продевается лом или длинная толстостенная труба подходящего диаметра и силами 2-х рабочих выполняется их вкручивание в грунт путем передвижения по кругу. Третий человек в это время контролирует вертикальный уровень сваи с помощью строительного уровня.
Фото 9. Погружение свайных опор фундамента вручную
Погружение может осуществляться и механическим способом, но для этого требуется специальное оборудование.
Фото 10. Вкручивание винтовых свай механическим способом
Технология устройства свайно-винтового фундамента предполагает необходимость обвязки свай ростверком (деревянными, металлическими или бетонными балками), который будет устанавливаться на оголовках. Поэтому все выступающие над поверхностью земли свайные опоры должны находиться в единой горизонтальной плоскости.
Выравнивание свай осуществляется следующим образом:
- Разметка единого горизонтального уровня на всех трубах – для этого можно использовать лазерный или водяной уровень.
- Обрезка трубы по разметке – выполняется с помощью болгарки.
Фото 11. Процесс обрезки винтовых опор
Подробная инструкция по монтажу свайно-винтового основания рассмотрена в следующем видео:
Заливка бетоном
Эксперты настоятельно рекомендуют выполнять монтаж свайно-винтового фундамента с заливкой полостей труб бетоном. Это обусловлено склонностью труб к образованию конденсата на внутренних поверхностях даже при условии абсолютно герметичной приварки оголовков. А заполнение полости бетоном позволяет предупредить этот эффект и увеличить пространственную жесткость конструкции.
Фото 12. Заливка свай бетоном
Обвязка свай ростверком
Как правило, ростверк сооружается на высоте 0,5-0,7 м от поверхности земли. Для этого могут применяться деревянные и металлические балки. Также обвязка может быть выполнена путем заливки монолитной железобетонной ленты.
Технология обвязки свай разными материалами:
Железобетон – стоит дороже по сравнению с другими видами обвязки, но позволяет возводить даже здания даже из кирпича. Техника работ заключается в сборке опалубки, изготовлении армирующего каркаса, его связке со сваями с помощью рифленой арматуры и последующем бетонировании.
Фото 13. Свайное основание с железобетонным ростверком
Деревянные балки – применяются преимущественно при строительстве брусовых, бревенчатых и каркасных домов. Технология работ предполагает необходимость приваривания плоских оголовков для крепления бруса. Балки между собой соединяются в полдерева и фиксируются к оголовкам с помощью саморезов, болтов или гвоздей.
Фото 14. Свайный фундамент с обвязкой из деревянных балок
Металлические балки – для обвязки обычно применяются швеллеры, которые крепятся тоже к оголовкам, но при помощи сварки.
Фото 15. Обвязка свай с применением стального швеллера
Как видите, сделать винтовой фундамент своими руками вполне реально и для этого необязательно привлекать бригаду строителей и нанимать спецтехнику. Главное здесь – правильно определить глубину залегания плотных несущих пластов, шаг установки свай и их количество.
Брус обрезной 200х200х6000 ГОСТ 1-й сорт СофриноБрус изготавливается из сосны и ели — хвойных пород с естественной влажностью 20-30%.
От 11500 руб/м³Подробнее
Брус обрезной 150х150х6000 ГОСТ 1-й сорт СофриноБрус изготавливается из сосны и ели — хвойных пород с естественной влажностью 20-30%.
От 11500 руб/м³Подробнее
Брус обрезной 200х200х6000 ГОСТ 1-й сорт Софрино
Брус обрезной 150х150х6000 ГОСТ 1-й сорт Софрино
Сколько понадобится винтовых свай?
По итогам обоих расчётов есть два значения – суммарная нагрузка (она передаётся от здания фундаменту) и несущая способность (с запасом срока эксплуатации) одной сваи.
Рассмотрим для наглядности пример. Онлайн калькулятор показал допустимую нагрузку на винтовую основу СВС-108 4,5 тонны с учётом поправочного коэффициента надёжности. По второму онлайн калькулятору общее значение нагрузки от здания (которое планируется к строительству) составило 64,2 тонны.
Получаем в результате деления требуемый результат:
64,2 : 4,5 = 14,02
Значение округляют до целого числа в большую сторону, поэтому получим 15 свай.
Это количество – минимальное, часто оказывается не окончательным, ведь существуют нормативы по расстановке свайных опор.
Нормативы:
- для каркасных, брусовых, бревенчатых построек сваи устанавливают с шагом не более 300 см;
- для сооружений из пенобетона, шлакобетона и газобетона шаг установки свайных опор должен быть не больше 200 см;
- если возводятся ограждения из лёгких стройматериалов, то дистанция между опорами 300-350 см;
- когда обустраиваются заборы из древесины или из профнастила, то шаг установки должен быть 250-300 см, он зависит от ветровой нагрузки.
Определяя места установки винтовых опор на плане постройки, учитывают следующие нормативы:
- Обязательно сваи вкручиваются по углам постройки, также в местах (точке) пересечения либо присоединения несущих стен.
- Под капитальными стенами (и внутренними, и внешними) сваи устанавливают с единым шагом. Это расстояние выбирают в зависимости от стенового материала и особенностей здания.
- При строительстве веранд, террас, пристроек, сараев, примыкающих к дому, других лёгких пристроек свайное поле рассчитывают отдельно! И к фундаменту дома его не привязывают. Часто для подобных сооружений применяют сваи меньшего диаметра, существенно экономя на фундаменте.
- Другой подход к тяжеловесным постройкам, которые будут располагаться внутри дома – это котёл, печь и т.п. В местах их расположения нужно основание усиливать двумя дополнительными сваями как минимум. Либо возводить отдельное мини-основание, которое не будет связано с основным фундаментом. Но для этого мини-основания потребуется отдельный план и расчёты количества свайных опор.
Так что возможен вариант, что понадобится вкручивание дополнительных свай сверх расчётного количества. Не стоит огорчаться – от этого итоговая несущая способность фундамента лишь выиграет. Но нельзя количество опор занижать. Даже в том случае, когда на плане при расстановке количество опор кажется избыточным.
Мы же хотим ещё раз предостеречь, что использовать винтовые сваи для основания дома 100% выгодно, если доверить возведение фундамента компетентной и проверенной компании. Организации, которая даёт гарантии, что качественно выполнит работу.
Не нужно обращаться за услугой к незнакомым строительным бригадам. Возможно, на этом этапе строительства вы сэкономите. Но где гарантии, что через год вам не придётся вызывать других мастеров, которые будут исправлять допущенные ошибки.
И на их устранение придётся потратить в несколько раз больше денег, чем вы уже потратили. Тоже касается и покупки винтовых свай. Приобретая изделия в кустарных производствах, вы закладываете мину замедленного действия под своё основание. А это неразумно, даже при очень привлекательной цене.
Установка своими руками
Свайный фундамент, независимо от того, какие сваи используются устраивается по практически идентичному алгоритму. Он включает в себя:
- Топографическую съёмку с разметкой;
- Подготовку и расчистку площадки под сваи;
- Их установку;
- Подрезку по уровню с последующей заливкой бетоном;
- Приварку швеллера или крепёжных пластин.
Подробности можно увидеть на видео.
Отличительной особенностью винтовых свай является то, что их можно устанавливать своими руками. Ручное ввинчивание не столь уж сложное, но для него применяется особая техника работ.
Установка винтовой сваи своиму руками
Существуют определённые ограничения на тип свай, которые можно устанавливать своими руками. Они связаны в первую очередь с физическими возможностями человека.
Необходимое количество рабочих зависит от размеров винтовой сваи. Для максимально возможных величин 108х300 понадобиться бригада в три-четыре человека. Из инструментов необходимы два лома или обрезка арматуры, длиной от полутора до двух метров. Последние нужны для ввинчивания, поскольку именно они способны обеспечить необходимый в среднем крутящий момент в 450 килограмм-сило-метров. Для выравнивания используется пузырьковый уровень.
После того, как закончены подготовительные работы в виде топографической съёмки и расчистки площадки от мусора, двое рабочих берут первую сваю и вставляют в отверстия сверху по лому с двух сторон под углом в 45 градусов. Так они образуют рычаги. Ещё один рабочий прикладывает уровень и с его помощью помогает установить сваю вертикально.
Закручивание производится по часовой стрелке. Рабочий с уровнем постоянно следит за тем, чтобы оно происходило вертикально. Такая технология требует приложения довольно большой физической силы. Вместе с тем, не стоит вкручивать все сваи на одну и ту же глубину, поскольку на одном и том же участке могут оказаться грунты с разными характеристиками. Необходимая глубина определяется достижением определённого крутящего момента. Контроль производится с помощью динамометра. Вместо динамометра на практике можно использовать простое закручивание «до упора», когда уже начинаются деформационные процессы.
Минимальная глубина вкручивания винтовой сваи соответствует максимальной глубине промерзания грунта в данной местности. Часто вкручивание своими руками бывает довольно трудоёмким из-за особенностей почвы. Что проявляется особенно сильно в засушливый сезон.
А вот в случае с рыхлой землёй сваи связывают варным каркасом.
Средняя производительность бригады, занимающейся ручным ввинчиванием винтовых свай, составляет за смену до десятка их.
Как залить сваи бетоном самостоятельно
Бетонный фундамент на винтовых сваях отличается долговечностью, прочностью, надежностью, стойкостью к различным воздействиям и позволяет создавать качественные фундаменты на разных типах грунта. Но до того, как приступать к выполнению работ и решить, нужно ли заливать бетон в винтовые сваи вообще, необходимо тщательно изучить все нюансы.
Общие понятия о заполняемых бетоном сваях
Бетоном заливают набивные сваи, которые бывают разными – железобетонными, бетонными, металлическими, синтетическими, асбоцементными, винтовыми и т.д. Сначала на объекте рассчитывают и размечают места расположения свай, которые могут монтироваться как по одиночке, так и кустами, полосами. Обычно основание выполняют прямоугольной формы.
Установка и заливка набивных свай
Для набивных опор сначала делают скважины – методом обычного бурения почвы, сверления с поступлением раствора глины под давлением, бурения с использованием вибромеханического оборудования, взрыва. Процесс может осуществляться вручную или с использованием специальной техники, инструмента, оборудования.
После бурения на дно скважины засыпают смесь песка и гравия в одинаковых объемах (или только песок) с обязательной трамбовкой и итоговой толщиной слоя 10-20 сантиметров. На эту подушку укладывают слой гидроизоляции.
В подготовленную скважину устанавливают каркас из стальной арматуры строго вертикально. Бетонировать нужно этапами, заливая раствор слоем толщиной 20-25 сантиметров. Далее залитая смесь уплотняется ручным вибратором.
Заливка свай с применением обсадных труб
Для грунтов с не очень большой несущей способностью набивные сваи под здания выполняют с использованием обсадных труб. До того, как будет выполнено заполнение винтовых свай бетоном, нужно все подготовить. Вначале бурят скважины, потом опускают сегменты трубы вовнутрь, если нужно, используют домкраты.
Установка собранного стального каркаса производится на засыпанную гравийно-песчаную подушку и слой гидроизоляции. Бетонирование осуществляется слоями, с уплотнением каждого вибратором в обязательном порядке. По мере того, как бетон твердеет, часть обсадной трубы разбирают.
Заливка набивных свай бетоном с помощью пневматического оборудования
Если свайный фундамент монтируется на водонасыщенной почве, основание обустраивают на набивных сваях и бетон заливают с использованием пневматического оборудования. Сначала по общему принципу засыпают подушку, потом прокладывают гидроизоляцию, а сваю формируют из бетона с подачей сжатого воздуха компрессором. Опора заполняется слоями по всему объему с применением нагнетательного оборудования.
Заливка буронабивных свай с уширенной пятой
Разбираясь с вопросом, нужно ли заполнять винтовые сваи бетоном, желательно изучить все технологии создания конструкции. Одним из вариантов является сооружение свай с расширенным основанием.
Как обустроить расширенное основание скважины:
- Заливка слоями низа скважины бетоном слоем 20-30 сантиметров и выдавливание смеси под давлением в окружающий грунт для создания расширенной основы.
- Создание пяты специальным режущим инструментом – складным элементом, который закреплен на головке бура и на нужной глубине способен раскрываться. В процессе вращения нож расширяет ширину основания до 2-3 метров в поперечнике. Нож запускает в действие гидравлический механизм, управляющийся дистанционно.
- Расширение взрывом – установка, расположенная дистанционно, заставляет взрывчатку сдетонировать, что создает сферическое углубление.
Потом полость скважины упрочняют стальным каркасом, заливают бетон.
Набивка свай смесью грунта с бетоном
Для изготовления грунтонабивной сваи используют специальные бурильные установки, которые смешивают грунт и жидкий бетон. Лопасти механизма смешивают бетонный раствор и срезанный грунт, весь объем идет под давлением в отверстие для опоры, в итоге создается свая с достаточно высокой несущей способностью. Почва из скважины, таким образом, не удаляется, так как именно за счет грунта с бетоном формируется прочное основание. Обычно такие сваи выполняют на слабых песчаных грунтах.
Заливка винтовых свай бетонным раствором
Винтовая бетонная свая заполняется раствором послойно, каждый слой должен быть примерно 20-30 сантиметров. Обязательно слои уплотняются специальным вибратором. Если строится небольшое здание, бетон можно уплотнить штыком из обычной арматуры либо чем-то подходящим.
Винтовые сваи демонстрируют прекрасную несущую способность, но обычно для здания из тяжелых материалов такие виды фундамента не используют.
Watch this video on YouTube
Сводная таблица плюсов свайных фундаментов
| Свайный | Ленточный | Плитный | Столбчатый |
| Применима на любого рода почвах и грунтах, даже в самых нестабильных, подверженных вымерзанию и характеризующихся низким уровнем несущей способности. | Подходит к возведению на любого рода грунтах. | Используется в условиях нестабильных грунтов. | Может использоваться в любой местности на разных типах почвы и грунта. |
| При помощи фундамента этого типа можно осуществить подъем на необходимую высоту. | Невозможно регулировать высоту постройки. | Отсутствует возможность регулировки высоты здания. | Есть возможность регулировки высоты постройки, однако за такая конструкция будет менее надежна в сравнении со свайной разновидностью. |
| Стоимость материалов и установки приемлема. | При равных площадях и весе сооружения, материала для такого фундамента необходимо гораздо больше, соответственно, стоимость их больше. | Цена за материалы гораздо выше свайной разновидности. | Бюджетный вариант фундамента, в особенности, если использовать древесные столбы в конструкции, однако, они не долговечны. |
| Процесс сооружения конструкции не занимает много времени. Бригада, имеющая опыт работы с таким фундаментом способна осуществить весть процесс за двое суток. | Сложный и длительный процесс монтажа. | Процесс возведения требует немалых сил и времени, достаточно сложен. | Прост в сооружении и не требует дополнительного оборудования. |
| Вес конструкции небольшой. | Конструкция достаточно тяжелая при одинаковых площадях возведения со свайной разновидностью. | Имеет существенный вес при одинаковой площади конструкции в отношении свайного типа. | В зависимости от материала выбранных столбов варьирует и вес опорной системы. |
Применение
Фундамент из свай такого рода используют при индивидуальном домостроительстве, возведении лёгких хозяйственных построек, а также заборов. Разные диаметры предназначены для различного типа построек.
Одной из основных проблем, с которой связано строительство в отечественном климате, является проблема морозного пучения грунта. О ней можно узнать на видео. Тут многое зависит от качества грунтов и если речь идёт о водонасыщенной глинистой земле, то практически всегда применение таких свай является оправданным. В частности, если вы строите дом из дерева. При пучении грунтов просто не достаточно заложить фундамент ниже линии промерзания: деревянный дом слишком лёгкий, чтобы своим весом уравновесить касательные силы, всё равно воздействующие на подземную часть фундамента.
В целом, фундаменты этого типа, в том числе обвязка, лучше всего подходят для возведения зданий на слабых грунтах, в тех случаях когда другие типы фундаментов непригодны. К таким грунтам относятся торф, болотистые грунты, несжимаемый слой которых расположен довольно низко. Дома на склоне хорошо строить на подобном фундаменте.
