Пошаговая инструкция с фото, как сделать свайный фундамент своими руками

Принципы расчёта и проектирования

Свайно-винтовая технология возведения фундаментов основана на принципе прохождения точечной опоры сквозь слабые слои почвы к плотным несущим пластам.

Нагрузка от дома, таким образом, передаётся прямо на несущее грунтовое основание, чем обеспечивается надёжное и прочное положение строения.

Глубину залегания несущих пластов грунта определяют путём опытного бурения и отбором образцов почвы, с последующим их испытанием. Также этот параметр берут из вертикальной съёмки с привязкой к месту строительства, которая есть в каждом отделении архитектуры местного исполкома.

Путём сбора нагрузок (вес всех конструкций строения, мебели, оборудования различного назначения, максимального количества людей и прочего, снеговая нагрузка) и делением их на общую площадь винтовых свай определяют удельное давление на почву. Оно должно быть меньше сопротивления несущего слоя грунта. Этим соотношением корректируют количество винтовых свай на плане СВФ.

Существуют нормативы отбора типоразмеров свай для строительства различных объектов. Основным показателем является диаметр ствола опоры, который напрямую взаимосвязан с величиной её несущей способности. Для ручной установки свай применяются опоры диаметром от 57 до 133 мм.

Диаметр сваи, мм	Нагрузка, кг	Вид почвы	Строение
57	800	Переувлажнённый грунт	Лёгкие постройки каркасного типа
89	1400	Болотистые и торфяники	Дачные домики, гаражи
108	3500	Все кроме каменистых	Бревенчатые дома (срубы)

Длину сваи рассчитывают исходя из того, что нижний её конец должен погрузиться в несущий слой грунта минимум на 300 мм. К этому добавляют высоту наземной части опоры. Проектом строительства закладывается величина просвета между землёй и обвязкой ВС (ростверком).

Минимальный технологический зазор допустим высотой 150 мм. Сюда следует добавить расстояние до технологических отверстий + 100 мм. В общей сумме это будет оптимальная длина сваи.

Как составить чертеж свайного поля?

После всех расчётов приступают к формированию чертежа расположения ВС на плане строительного участка.

При расстановке опор на приусадебном участке руководствуются следующими правилами:

1. Сваи должны быть установлены во всех углах плана фундаментного основания.
2. Опоры для монолитной плиты под оборудование (печь, котёл и пр.) будут в углах и по периметру через каждые 1,5 м.
3. По осям расположения несущих стен центры свай помещают с промежутком от 1,5 до 2 м., в зависимости от материала ростверка (обвязки). Например, для бруса — 1,5 м, а для швеллера достаточно будет устанавливать опоры каждые 2 – 2,5 м.

Пример исполнительной схемы и план свайно-винтового фундамента:

Обвязка свайно-винтового фундамента

Когда фундамент будет выведен в единую плоскость, разметочная шнурка снимается. Далее приступают к монтажу обвязки. Ее можно сделать швеллером, брусом сечением 15*20 см или 15*15 см, ростверком, монолитной железобетонной плитой. Медлить с этим процессом не следует, так как некоторые опоры могут незначительно, но сместиться. Особенно это касается тех опор, которые приходилось выравнивать по вертикали во время установки. Перед монтажом обвязки рекомендуется покрыть все металлические части антикоррозийной грунтовкой.

Для каркасных и иных домов на основе древесины оптимальным выбором будет брус. Если здание возводится из пеноблоков или кирпича, то лучше остановиться на швеллере. Брус укладывается на опоры и притягивается к ним специальными шурупами. Швеллер фиксируется с помощью сварки. Рассчитать фундамент на требуемое количество обвязочного материала несложно: достаточно суммировать все длины сторон по периметру и расстояния ненесущих стен и перегородок.

Способы устранения препятствий, возникающих при установке свай

Условия и характеристики строительной площадки редко бывают идеальными. Повсеместно встречаются грунта с примесью камней, которые попадаются весьма крупного размера. Если на пути движения ствола встретилось такое препятствие, то устранить его будет сложно. Но минимизировать последствия по силам любому застройщику.

Вариант узла крепления.

1. Если попался небольшой камень, то он вызовет отклонение опоры по вертикали. При вкручивании это всегда заметно, поэтому следует его продолжать, непрестанно выравнивая сваю по вертикали. Это сместит камень.
2. Перед началом работ следует убедиться в том, что рычагам не будут мешать различные препятствия: деревья, постройки и прочее.
3. Если в месте установки оказался пень или дерево, их нужно спилить или выкорчевать.
4. В том случае, если это сделать невозможно, точку установки придется перенести.
5. Если на пути движения опоры попадается крупный камень, как правило, сдвинуть его становится невозможным. Поэтому точка опоры переносится.
6. Если после вкручивания на 1 м (и более) движение вглубь продолжить невозможно, то на этом можно остановиться и подрезать ствол болгаркой.
7. На грунтах с большим содержанием песка часто возникает застопоривание движения ствола. Можно постараться провернуть сваю усилиями нескольких человек, но если все безуспешно, монтаж опоры следует прекратить. С точки зрения специалистов на песчаных грунтах такая ситуация говорит о том, что опора установлена максимально надежно и достигла необходимой плотности грунта.

Что нужно знать о винтовых сваях

Сваи бывают не только стальными винтовыми, но и бетонными. В некоторых случаях, особенно при строительстве крупных и тяжёлых сооружений, предпочтение отдают последним, как более надёжным и долговечным. Но перед тем как сделать свайный фундамент своими руками из бетона, следует провести геологические изыскания и инженерные расчёты, чтобы убедиться в верности принятого решения.

Однако такие затратные мероприятия обычно проводят при строительстве дома из кирпича, бетонных блоков и других массивных материалов. Более лёгкие деревянные, щитовые и каркасные постройки можно ставить на основание из винтовых свай на любых грунтах, кроме скальных.

Но если речь идёт о капитальном строении, расчёт параметров свай все же необходим. Пренебречь им можно только при возведении второстепенных конструкций – беседок, сараев, бань, ограждений. И только для таких конструкций можно использовать самодельные винтовые опоры.

Металлический забор на винтовых сваяхИсточник spravka-region.ru

Составные части сваи

Внешне винтовая свая напоминает садовый бур и состоит из следующих частей:

• ствол из стальной трубы;
• острый наконечник в форме конуса;
• лопасть (винт);
• оголовок.

Основное отличие от бура заключается в перпендикулярном расположении лопасти относительно ствола, что позволяет ей входить в грунт, не взрыхляя его и не нарушая плотность.

Второе отличие – оголовок в верхней части конструкции, предназначенный для обвязки всех установленных элементов и устройства ростверка, так как сделать свайный фундамент без таких опорных площадок невозможно.

В заводских условиях сваи изготавливают либо методом литья, либо сварным способом, используя профессиональное оборудование. Они могут быть разной длины, отличаться диаметром лопасти, диаметром и толщиной ствола. Эти параметры подбираются в зависимости от расчётной нагрузки на основание и глубины залегания плотных слоёв грунта.

Кроме того, на производстве на все изделия наносят слой антикоррозионного покрытия, препятствующего разрушению металла, находящегося в постоянном контакте с влажной средой.

Свая заводского изготовленияИсточник www.balticdom.ru

Отличия конструкций кустарного производства от заводских

Изготовление фундаментных свай регламентируется нормативными документами. В частности, ГОСТ 8732 определяет качество металла для ствола, а ГОСТ 9.307-89 качество цинкового покрытия. В них прописаны марка и толщина стали, её химический состав и другие характеристики. Решая, как изготовить сваи винтовые своими руками, эти документы желательно изучить, чтобы получить на выходе качественные изделия.

Не имея возможности для самостоятельного изготовления, но желая сэкономить на опорах, некоторые застройщики покупают их у «кустарей» – мастеров, производящих металлические конструкции в условиях, далёких от заводских. Разумеется, никаких гарантий они не дают, и убедиться в качестве такой продукции до начала строительства невозможно.

В частности, как самоделки, так и изделия кустарного производства могут не обладать необходимой прочностью, лопасти могут деформироваться или отрываться при вкручивании в плотный грунт, а отсутствие качественной противокоррозионной обработки может привести к разрушению металла и ослаблению фундамента.

Разрушение всего одной опоры приведёт к ослаблению и перекосу фундаментаИсточник тверьстрой.рф

Тем не менее, вопрос, как сделать самому винтовые сваи своими руками, для многих остаётся актуальным из-за высокой стоимости сертифицированных изделий. Специалисты допускают применение самодельных опор, но лишь при возведении лёгких построек, надёжность и долговечность которых не имеют решающего значения. Фундамент для жилых домов, капитальных надворных построек, кирпичных и каменных ограждений должен возводиться из заводских свай, произведённых в соответствии с нормативными требованиями.

3 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.

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.

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.

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.

Самостоятельное изготовление

Выбор материала (сечение, длина, форма) производится на основании ряда факторов: уровень предполагаемой нагрузки, структура почвы, в частности, граница ее промерзания. Нужно понимать, что изготовленная своими руками свая выдержит вес легких построек, в том числе забора из профнастила, сетки, дерева. Для работы нужно подготовить трубу диаметром от 70 до 100 мм. Длина изделия определяется уровнем заглубления и высотой забора.

Изготовление оголовка трудностей не вызывает и производится как показано на фото, особое внимание уделяется качеству сварного шва

Важная особенность опоры данного вида – заостренный наконечник. Чтобы сделать его своими руками, нужно с одной стороны трубы сделать продольные срезы в нескольких местах, излишки материала удаляются.

Далее, секции необходимо согнуть до получения конусообразной формы трубы. Осталось только своими руками сварить их между собой, после чего отрихтовать соединительные швы.

Винтовая часть изготавливается либо из специальных заготовок с литым наконечником, либо используется 5-6-миллиметровая сталь

Изготовление лопастей своими руками может выполняться с применением уже готовых элементов, например, от старого бура. Если подручных материалов подходящей конфигурации нет в наличии, допускается сделать лопасти собственноручно, для этого нужно подготовить металл – сталь 5-6 мм толщиной. Диаметр определяется уровнем заглубления винтовой сваи: чем глубже она будет располагаться, тем меньше должна быть лопасть.

Изготовление своими руками предполагает ограничение возможностей при воплощении некоторых идей, поэтому свайные опоры легче выполнить однолопастными, для чего требуется растянуть созданную заготовку винта посредством тисков и приложения физических усилий. Степень растяжения определяет созданный ранее чертеж сваи для забора. Все сварные швы необходимо зачистить, а готовую конструкцию следует покрыть антикоррозионным составом.

Вероятные сложности при изготовлении

Даже при наличии достаточного опыта в строительстве, не всегда удается в точности воссоздать правильную конструкцию винтовых опор в бытовых условиях, что в дальнейшем повлияет на качество постройки, а также на срок ее службы. Рекомендуется в точности узнать, какую марку стали применять, толщину метала и достаточную длину готового изделия. Для этого необходимо выполнить ряд сложных расчетов.

Сначала нужно разметить железо под вырезание одинаковых кругов диаметром 25 см, резка плазменным резаком

Легковесный забор допустимо построить с помощью самодельных опор, но в этом случае рекомендуется для повышения надежности использовать трубы достаточно большого сечения и лопасти значительной толщины, что не всегда целесообразно ввиду существенной разницы между реальным уровнем нагрузок и степенью прочности фундамента. Подобный разбег влечет за собой более крупные расходы.

Винт одевают на наконечник конуса и прихватывают сваркой со стороны внутреннего края кромки

Изготовление свайной опоры на производстве предполагает необходимость использования цинкового покрытия, что значительно эффективнее, нежели обычная краска, пусть и при многослойном ее нанесении.

Нужно учитывать, что при погружении сваи происходит моментальное повреждение покрытия при контакте с камнями, что приведет к быстрому развитию процесса коррозии фундамента забора.

Опасность на данном этапе заключается в некачественных сварных швах, что повлияет на прочность наконечника и лопастей. В результате приваренные конструкционные элементы при погружении сваи могут существенно деформироваться, а в худшем случае и вовсе оторвутся.

Все эти факторы негативно скажутся на длительности эксплуатации забора даже при условии правильно составленного чертежа. Соответственно, при изготовлении винтовых свай играют важную роль не только верно подобранные размеры изделия, но также их качество. Поэтому за самостоятельное производство следует браться лишь при условии наличия соответствующих знаний и опыта.

О низком уровне качества свидетельствует небольшая стоимость и небрежное исполнение, в частности, крепление элементов (лопастей, оголовка) и неравномерная обработка антикоррозионным составом. Если все же выбран вариант самостоятельного изготовления, нужно быть уверенным в своих силах, иначе придется переделывать ограждение, на что уйдет время, силы и дополнительные средства.

Монтаж свай

Свайно-винтовое основание устанавливается следующим образом:

• по всей длине сооружения, а также в углах и на стыках внутренних стен ввинчиваются сваи с шагом от одного до трёх метров;

• верхушки всех свай подгоняются под уровень и скрепляются балками (из дерева или металла), чтобы образовалась жёсткая конструкция, которую ещё называют ростверк.

Существует несколько вариантов расположения свай:

1. Одиночное — каждая находится под опорой.
2. Ленточное — сваи расположены по периметру сооружения.
3. Полосами — сваи идут в два и более ряда.
4. Куст — сваи вбиты кучно в местах большой нагрузки или под несущими колоннами.
5. Поле — сваи вкручены в шахматном порядке или рядами.

Чтобы трезво оценить свои силы, перед установкой необходимо отдавать себе отчёт, какой объём работ придётся выполнить. На лёгком грунте винтовые сваи размером до 5 метров можно установить вручную. Для этого понадобится три помощника, двое из которых будут выполнять физическую часть, а третий следить за точностью установки.

Пошаговое руководство по установке фундамента из винтовых свай

1. Первым делом проводится расчёт материала для будущей постройки. Например, для постройки одноэтажной бани размером 6 на 6 метров с запасом понадобится 14 стандартных свай (длина 2,5 м, диаметр 10,8 см), установленных с шагом в 2–3 метра.

2. Далее с помощью колышков осуществляется разбивка свайного поля. Сначала расставляются угловые колышки, потом между ними натягивается бечёвка, и по ней устанавливаются все остальные.

3. Используя ручной бур, проделывают заходные скважины под сваи. Ручной бур должен иметь длину штанги не менее 5 метров и диаметр до 30 см. Глубина и диаметр скважины рассчитываются исходя из особенностей грунта. Можно ограничиться и приямками в 20 см.

4. В специальные отверстия в верхней части сваи вставляется лом или арматура, на концы которого (-ой) надевают обрезки труб длиной 5–6 см. Охватывать основу хомутом, также как и пристраивать к ней ворот сбоку категорически нельзя, так как тогда её неминуемо перекосит. Заглубление сваи проводится путём прокручивания лома вокруг её оси. Крутят, как правило, двое, а третий измеряет вертикальность сваи при помощи уровня или отвеса. Отклонение свыше 1–2% недопустимо, иначе свая деформируется.

5. Вкручивание производится ниже уровня промерзания грунта, поэтому надо заранее узнать эти показатели для своего региона. Когда свая пройдёт через этот уровень, она достигнет твёрдого грунта, и вкручивать её станет значительно тяжелее. Если труба наткнётся на камни, её придётся выкрутить, и вкрутить заново чуть под углом, пробуя сместить камень лопастями. После чего опять нужно проверить вертикальность сваи.

6. После вкручивания всех свай их оголовки обрезают так, чтобы они образовывали горизонтальную плоскость. Подрезка выполняется болгаркой.

7. Далее внутренние части свай бетонируются. Пустыми их оставлять нельзя, так как это чревато коррозией и сокращением срока службы. Заполняются трубы бетонным раствором из расчёта 1,5 ведра на каждую.

8. После заполнения свай выполняется обвязка фундамента. Если речь идёт о лёгком сооружении, то ростверк из металла необязателен. Достаточно установки металлических оголовков, к которым шурупами прикручивается деревянный брус. Стыки промазываются битумом.

9. Теперь свайно-винтовой фундамент готов, можно начинать возведение каркаса строения.