Лопасть устанавливается в нижней части опоры, при этом существуют определенные требования к конструкции: толщина не должна превышать 5 мм, наружный диаметр должен быть в пределах 300 мм, шаг винта должен составлять от 0.2 до 0.4 от внешнего диаметра. Винтовые сваи могут изготавливаться с одно- или двухзаходными лопастями, что влияет на их эффективность и устойчивость.
Как сделать винтовые сваи своими руками: рекомендации специалистов
В процессе строительства любого сооружения, включая жилые дома, крайне важным элементом является фундамент. Фундаменты могут быть различных типов, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Выбор подходящей конструкции фундамента зависит от множества факторов, начиная от характеристик самого строения, таких как его этажность и вес, и включая особенности грунта и климатические условия на участке.
Например, если ваш участок характеризуется сложным грунтом, при этом вес строения невелик, то одним из наиболее рациональных решений может стать использование свайно-винтового фундамента. Такой тип фундамента обладает высокой устойчивостью и позволяет значительно ускорить процесс строительства, но для этого понадобятся специальные конструкции — сами винтовые сваи, которые можно изготовить самостоятельно. В этой статье мы подробно расскажем, как создать винтовые сваи своими руками.
Почему именно свайно-винтовой фундамент?
Если вы планируете строительство дома из бруса, бревен или применяете каркасную технологию, то вам не обязательно выбирать мощный фундамент. К примеру, свайно-винтовая конструкция идеально выдержит нагрузки от такого строения. По этой причине при возведении каркасных или деревянных домов зачастую выбирается именно этот тип фундамента.
К числу преимуществ свайно-винтового фундамента, на которые обращают внимание специалисты, относятся:
- относительная простота монтажа и скорость выполнения работ. Винтовые сваи можно устанавливать вручную или с помощью специализированного оборудования. Однако в любом случае процесс установки не займет больше одного дня. Кроме того, строительство можно начинать немедленно после установки свай. Это делает такой тип фундамента экономически выгодным, особенно если сравнивать с традиционным ленточным фундаментом, где приходится ожидать, как минимум, месяц;
- прочность и надежность. При строительстве используются металлические конструкции, которые обеспечивают продолжительный срок службы. Более того, свайно-винтовой фундамент можно эффективно использовать даже на сложных грунтах;
- нижея стоимость. Поскольку при строительстве требуется минимальное количество материалов, это значительно удешевляет все работы. Кроме того, вы можете существенно сократить свои расходы, если решите изготавливать винтовые сваи самостоятельно. Такие конструкции могут быть столь же надежными, как заводские, но будут стоить значительно дешевле;
- возможность строительства на склонах. В таких случаях можно использовать сваи различной длины.
Не менее важным является уменьшение объема работ. Вам не понадобится рыть котлован под фундамент, достаточно аккуратно разметить участок и приступить к «вкручиванию» свай на нужное место.
Тем не менее, такие конструкции также имеют свои недостатки. В первую очередь, специалисты отмечают, что используемый материал подвержен коррозии. Если грунт слишком влажный, металл может быстро ржаветь. Однако этот недостаток легко устранить, достаточно покрыть сваи специальным антикоррозийным составом.
Также следует учитывать, что нельзя устанавливать такие фундаменты в непосредственной близости к существующим постройкам или сооружениям. Дело в том, что сваи «вкручиваются» в землю, при этом может использоваться длинный металлический прут. Для выполнения таких работ требуется достаточно большое пространство.
Несмотря на простоту конструкции винтовых свай, изготовить их самостоятельно все же довольно сложно. Для легкого вкручивания в грунт необходимо обеспечить правильный наклон спиральной лопасти и ее точное расположение на конусе наконечника.
Конструкция винтовых свай
Независимо от многообразия конструкций, заводские и самодельные винтовые сваи в основном состоят из нескольких основных элементов:
- тело — это труба диаметром от 76 до 350 мм со стенкой от 4 мм;
- наконечник — может быть литой или сварной, длина которого должна составлять 2 диаметра или быть изготовленным из тела трубы в виде конуса;
- лопасти — могут быть однозаходными или двухзаходными спиралями, либо два винта, расстояние между которыми составляет 0.4 – 0.7 м (для пластов с низкой несущей способностью);
- оголовок — необходим для деревянных ростверков (включая срубы, каркасные, панельные, щитовые дома), представляющий собой пластину с отверстиями, усиленную ребрами жесткости и приваренную к катушке из трубы, диаметр которой немного больше наружного размера тела сваи.
При создании фундамента из металлического ростверка по винтовым сваям оголовки, как правило, не используются. В данном случае швеллер или двутавр привариваются непосредственно к тому участку сваи, который находится над поверхностью земли.
Изготовление винтовых свай – пошагово
В процессе конструирования вышеупомянутых элементов свай необходимо основывать свои действия на чертежах, предоставляемых любым производителем винтовых свай. Это поможет избежать ошибок в размерах лопастей и минимизировать количество сварных швов, так как каждый сварной шов ослабляет металл в месте соединения.
Тело сваи
Изготовление винтовых свай начинается с выбора труб, из которых будет состоять фундамент. Специалисты рекомендуют придерживаться технических условий (ТУ) производителей:
Трубы, изготовленные из таких материалов, довольно просто кроить, а также изгибать лепестки при создании пики наконечника. Обычно длина винтовых свай составляет 2-3 м, но если необходимо достичь больших глубин для надежного достижения несущих слоев, то вашу сваю можно нарастить трубой после того, как ввинчено 1.5-2 м.
Варианты наконечников
Существует три основных варианта наконечников для самодельных винтовых свай. Все они различаются технологией изготовления и размерами деталей. Например, для плотных грунтов оптимально подходят сварные пики или наконечники, изготовленные из тела трубы. При ввинчивании в торфяные, песчаные или супесчаные грунты могут применяться крестообразные наконечники. Для срока службы фундамента конструкция наконечника не имеет значительной роли, только усилие затяжки на рычагах меняется в зависимости от типа наконечника.
Наконечник из тела трубы
Изготовление по данной технологии потребует удлинения тела трубы на длину двух ее диаметров, поскольку один конец заготовки сваи станет наконечником. Процесс состоит из следующих шагов:
- создание шаблона — вырезается треугольник из картона, паронита или трубы;
- разметка — на конце трубчатой заготовки отмечаются секторы согласно шаблону;
- крой трубы — на меловых линиях на конце трубы формируются зубчатые лепестки;
- загиб — полученные лепестки загибаются в конус, вершина которого должна совпадать с осью трубы;
- сварка — лепестки привариваются друг к другу с помощью двойного шва.
Заготовка наконечника винтовой сваи из тела трубы готова. При разметке шаблона необходимо учитывать следующие параметры:
- для труб с диаметром 108-200 мм оптимально изготовить 5 лепестков;
- для труб с диаметром 76-89 мм будет достаточно 4 лепестков;
- короткая сторона треугольника определяется формулой πD/n, где n — количество лепестков, а D — диаметр трубы;
- высота треугольника должна равняться или немного превышать два наружных диаметра трубы.
Получившийся наконечник имеет форму конуса, что очень удобно для последующей сварки спиралеобразной лопасти. Чтобы изготовить сваи по данной технологии, потребуется сварочный аппарат (инвертор), плазморез или газорезка, а также УШМ с отрезным диском по металлу. Этот фундамент гарантированно погружается до проектируемого слоя, а наконечник легко раздвигает мелкие камни и крошит крупные валуны.
Сварной наконечник
Для малых архитектурных форм и легких построек могут использоваться сварные наконечники, которые изготавливаются по аналогичной технологии:
- крой лепестка — треугольник вырезается из листовой стали (толщина 4-5 мм) либо трубы аналогичного диаметра, как тело сваи;
- сборка наконечника — лепестки плотно прижимаются друг к другу, образуя конус, который угощается на прихватках сваркой;
- изготовление — двойной сварной шов выполняется по краям соединений.
Для нормального проникновения сваи в грунт достаточно одного витка спирали, поэтому заготовка для изготовления винта будет представлять собой круг, вырезанный из стали, с отверстием в центре. Его внешний диаметр должен соответствовать диаметру ствола. Вот как это зависит от размерностей, согласно таблице.
Пошаговое изготовление винтовых свай своими руками
При создании конструкции винтовых свай вы можете опираться на чертежи различных производителей. Это поможет точно воспроизвести размеры лопастей и минимизировать количество сварных швов, которые могут затруднить соединения. Существуют три разных варианта изготовление наконечников.
Наконечник из основания трубы
Для создания данного варианта изделия необходимо удлинить трубу в два раза, поскольку первый конец станет наконечником.
- Из картонного материала или трубы вырезается кусок треугольной формы.
- На конце трубы проводится разметка по секторам.
- На конце трубы формируются лепестки в форме зубцов.
- Лепестки загибаются в конусообразную форму, при этом вершина соответствует оси сваи.
- Лепестки привариваются друг к другу с помощью сварки.
При разметке важно помнить:
для трубы диаметром 100-200 мм оптимально изготовить 5 лепестков.
Для труб диаметром 70-89 мм будет достаточно 4 лепестков.
В результате получается конусообразная пика, которая очень удобна для сварки спиралеобразной лопасти.
Сварной наконечник
Для фундамента небольших строений чаще всего используется именно этот вариант.
Технология изготовления включает в себя следующие шаги:
- форма лепестка — треугольная, с толщиной 5 мм, изготавливается из стали, либо трубы.
- расположение лепестков — они должны плотно прижиматься друг к другу, после чего на краях необходимо провести обработку сваркой, используя двойной шов.
Крестообразный наконечник
Технология изготовления:
- фигура треугольной формы, жесткие ребра, используется пластина в качестве заглушки для трубы;
- сборка — к заглушке приваривается треугольник ребер жесткости, обеспечивая прочность конструкции;
- все соединения обрабатываются двойным швом для повышения надежности.
Технология изготовления лопасти
Оптимальный шаг спирали лопасти составляет 70-80 мм. Спираль начинается с третьей части трубы снизу.
Примеры изготовления лопастей:
- Однозаходный сплошной — кроится лист по чертежу, спирали разводятся монтировкой до нужного расстояния шага. В этом варианте нельзя будет сделать несколько заходов, но у такого способа отличная жесткость и равномерная геометрия.
- Сборный — состоит из нескольких заготовок. Сначала кроится окружность, затем пика, и, в конечном итоге, сама свая. Этот вариант можно использовать много раз, однако исходный вид спирали, вероятнее всего, будет утрачен.
Защита от коррозии
Для более долговечного использования винтовых свай важно покрывать их антикоррозийным защитным составом. Каждый год трубы могут терять до 1 миллиметра в толщине из-за ржавчины, если они не защищены должным образом.
Самостоятельная установка
Ввинчивание сваи в землю возможно выполнить самостоятельно. Простейшим приспособлением для этой задачи служит металлическая труба, вставленная в петли, сделанные из арматуры диаметром 10 мм. С помощью этой трубы, выступающей в роли рычага, можно эффективно ввинтить сваю в грунт.
Последовательность действий:
- Сначала проводим разметку свай на территории, соблюдая правила расчета фундамента. Расстояние между сваями должно составлять не более трех, но не менее двух метров.
- Установка труб происходит строго по вертикали с наконечником со спиралью, направленным вниз.
- В петли вставляем специальный лом, и методом рычага производим ввинчивание в землю. Минимальная глубина должна составлять 1.5 метра.
- Если грунт мягкий или глинистый, ввинчиваем до тех пор, пока свая не дойдет до твердой поверхности.
Подобные работы своими руками могут значительно снизить общую стоимость фундамента. Именно этой цели чаще всего стремятся многие частные застройщики.
Стоит ли делать своими руками?
Хотя изготовление винтовых свай своими руками возможно, несмотря на кажущуюся простоту технологии, эксперты настоятельно рекомендуют уделить внимание следующим аспектам:
- Изготовление свай своими силами возможно лишь для небольших диаметров, так как подбирать исходный материал для массивных элементов и качественно собирать их в единую конструкцию весьма сложно.
- Ошибки при выборе диаметра, шага или угла изгиба винтовой части могут значительно увеличить усилие закручивания опоры, тем самым усложняя монтаж.
- Процесс производства свай требует затрат времени и силы, что может быть трудоемким мероприятием.
- Материалы для гидроизоляции, применяемые в домашних условиях, значительно уступают по качеству методу горячего оцинкования, который доступен только в условиях заводского производства.
На основе изложенного, заниматься такой работой имеет смысл только при возможности недорого приобрести качественный металлопрокат, а также при наличии необходимого оборудования для работы.
При этом следует помнить, что заводские изделия гарантированно соответствуют заявленным техническим характеристикам, чего нельзя сказать о сваях, изготовленных в домашних условиях.
Вся наиболее важная и полезная информация о свайно-винтовом фундаменте представлена в данном разделе. Основные конструктивные элементы сваи включают столб, лопасть и наконечник. Понимая технологию и имея нужные чертежи, можно заняться изготовлением винтовых опор самостоятельно.
Для заготовок используются трубы и листовая сталь толщиной от 4 мм. В процессе работы мастеру понадобятся навыки обращения с болгаркой и сварочным аппаратом. Чтобы защитить металл от коррозии, готовое изделие покрывают гидрофобным составом.
Если у вас есть любые сомнения относительно правильности расчетов несущей способности свай в зависимости от геологических условий участка, эксперты не рекомендуют использовать самодельные опоры при строительстве фундамента. Любые ошибки в процессе изготовления могут привести к преждевременному разрушению и неустойчивости всей конструкции.
