Пошаговая инструкция по установке свайно-винтового фундамента своими руками + технология обвязки свай ростверком

Как выбрать стержни?

Выбирая изделия, нужно учитывать:

1. Тип и вес сооружения.
2. Несущую способность опоры.
3. Геологические условия участка.

Рассчитав суммарные нагрузки и используя справочную информацию о сопротивлении грунта, выбирают количество свай с учетом их несущей способности. Последний параметр напрямую связан с диаметром и длиной опоры. Длину выбирают, исходя из глубины промерзания грунта и высоты цоколя.

Рекомендации по выбору диаметра свай:

• Ø57 мм – заборы из сетки, легковесные конструкции;
• Ø76 мм – тяжелые ограждения из кирпича и профнастила;
• Ø89 мм – пристройки, террасы, гаражи, хозяйственные постройки;
• Ø108 мм – малоэтажные дома, дачи, бани, ангары;
• Ø 133 мм – тяжеловесные постройки весом до 12 т.

О размерах и диаметрах винтовых свай читайте в этой статье, как выбрать опоры для разных типов фундаментов — в этой. О винтовых сваях 108 расскажет эта статья.

Виды винтовых свай

В зависимости от материала изготовления винтовые сваи различаются на типы:

1. Металлические сваи – стальные изделия из профильной трубы. Отличаются недорогой стоимостью и возможностью ручного монтажа.
2. Железобетонные сваи – изделия, изготовленные из бетона, упрочненные армированным каркасом (подробнее об армировании свай читайте тут). Столбы имеют винтовую часть и оснащены металлическим наконечником. Отличаются повышенной несущей способностью и сроком службы от 100 лет за счет стойкости бетона к коррозийным процессам.

Металлические винтовые сваи по конфигурации лопастей различаются на:

• лопастные;
• спиральные;
• комбинированные.

По способу изготовления наконечников:

• литые;
• сварные;
• кованные.

По способу нанесения антикоррозионного покрытия:

• нанесение обмазочных материалов;
• холодное оцинкование;
• горячее оцинкование.

Подробнее о том, каких видов бывают винтовые сваи, можно узнать здесь, об оцинкованных винтовых сваях читайте здесь, о бетонных — тут, о металлических — тут.

Заводское производство и самостоятельное изготовление

Бетонные винтовые сваи изготавливают только на заводах, поскольку технология производства предполагает использование виброоборудования и сушильных камер. Металлические сваи можно сделать в домашних условиях при умении обращаться со сварочным аппаратом и болгаркой.

Себестоимость самодельных опор выходит в 3 раза дешевле покупных изделий, но нужно учитывать такие факторы:

Использовать профильные трубы из высокопрочных марок стали.
Для лопастей применять листовую сталь толщиной не ниже 4–5 мм.
Уделять внимание прочности сварочных швов.
Выбирать качественные гидроизоляционные материалы.

Заводские изделия изготовлены по ГОСТУ и соответствуют заявленным техническим характеристикам. В свою очередь для самодельных труб сложно рассчитать несущую способность, что предполагает риски в процессе монтажа и эксплуатации. Как сделать винтовые сваи своими руками, можно узнать тут.

Размеры опор

Характеристики винтовых свай:

• длина трубы – от 1 м;
• диаметр сечения – от 57 мм;
• толщина стенки трубы – от 3,5 мм;
• толщина лопасти – 4–5 мм;
• диаметр лопасти – 150–300 мм.

Сваи с такими размерами обеспечивают необходимую несущую способность для легковесных сооружений, построенных на суглинистых почвах, которые преобладают на территории Московского региона и других областей РФ.

Нагрузка

Допустимая нагрузка на фундамент определяется типом грунта, а также несущей способностью одной опоры. Характеристика винтовой металлической сваи зависит от длины столба, а также диаметра трубы и лопастей. Подробнее о нагрузке на винтовые сваи можно узнать тут.

Зависимость параметров отражена в таблице:

Тип грунта	Несущая способность сваи (тонны) диаметром 108 мм при диаметре лопастей 300 мм
длина столба – 1,5 м	длина столба – 2,5 м	длина столба – 3м
Пластичные глины	3,7	4,4	5,0
Полутвердые глины	4,7	5,4	6,0
Суглинки, супеси	3,7	4,5	5,0
Пески средней фракции	Не используются	9,5	10,5

Подготовка

Самые тщательные расчеты и самые хорошо продуманные проекты не дадут положительного результата, если подойти к забивке свай бездумно. Хотя их разработчики и производители активно вводят в свои конструкции решения, позволяющие компенсировать часть строительных ошибок, лучше установить опоры под дом или иное строение по всем правилам. А это означает тщательную подготовку площадки, даже когда строится «всего лишь» баня либо гараж. Дело не ограничивается геологоразведкой и сбором данных о желаемом типе свай, о нужной глубине их закладки и так далее. Иногда приходится вкручивать или забивать свайные элементы в виде пробы, чтобы лучше на опыте оценить характеристики конкретного участка.

На строительных площадках с крепкой почвой достаточно окажется выровнять территорию, убрать все кусты, деревья, травы и их корни, удалить мусор любого рода. А вот там, где земля сыпучая, очень мягкая или не слишком стабильная, понадобится выравнивать площадку. В местах с высоким расположением грунтовых вод подготовка часто подразумевает отведение талых стоков и дренаж. Чтобы гарантировать отсутствие всякого рода растительности под домом, иногда требуется даже снимать плодородный пласт, убирая 200–300 мм почвенной массы от поверхности.

Важность первоначальной расчистки состоит не только в том, что она открывает благоприятные возможности для строительных работ. Только так можно отметить правильно нулевой уровень и повести от него отсчет ярусов здания в целом

Разметка производится не только на плане, но и на местности. Сделать ее более явной и удобной для использования поможет натягивание веревки либо проволоки, удерживаемой кольями. Более простой вариант заключается в рытье небольших углублений, заполняемых известью. Связывающие опорные точки линии чертятся прямо на поверхности при помощи лопат и иного шанцевого инструмента.

Начертив линии, их и граничные точки обязательно еще раз сверяют с чертежом и планами. Лучше потратить на это даже несколько часов, нежели потом годами сокрушаться о допущенной ошибке. Независимо от прочности свай, которые предстоит смонтировать, придется учитывать вероятность их разрушения от внешних воздействий. Опытные строители всегда максимально заботятся о защите опор от попадания воды и миграции грунтовых масс. Даже утепление площадки под домом вполне оправдано.

Когда решено поверх свайного фундамента заливать ленту, весь участок до ее подошвы насыщается грунтовой массой. Перед самой заливкой смеси требуется прикрыть свободные места на сваях слоем грунтовки или другим средством гидроизоляции. Это позволит обеспечить воздушную подушку между постройкой и грунтом на толщину ленты. Только когда все это проделано, можно перейти к работе по установке самого фундамента. Делать ее вручную или за счет специальной техники – это решать нужно в каждом случае индивидуально.

Отличия свайно-ленточной схемы фундамента

Как и у большинства современных фундаментных конструкций, есть у свайно ленточный фундамента плюсы и минусы, о которых лучше узнать заблаговременно и обстоятельно, прежде чем затевать изготовление свайно ленточного фундамента своими руками.

Недостатков немного, но все они достаточно весомые:

• Строительство свайно-ленточного фундамента требует большого количества ручного труда, так как традиционное использование экскаваторов для рытья траншей зачастую невозможно из-за пробитых для свай скважин;
• При связке свай с бетонно-арматурным ростверком свайно-ленточного фундамента требуются уверенные навыки работы с обвязкой арматуры, выводом высоты оголовков опор и точной выкладкой горизонтального арматурного каркаса. От этого зависит, смогут ли отдельные элементы свайно-ленточного фундамента работать, как одно целое;
• Перед тем как сделать свайно ленточный фундамент, необходимо получить полную информацию о степени пучения грунта и его несущей способности. По полученным данным делают расчет нагрузки на опорную ленточную поверхность фундаментной системы.

Наиболее распространенная свайно-ленточная схема предусматривает заглубление горизонтальной ленточной основы на 35-42 см ниже нулевой отметки. По сути, при подготовке котлована просто убирается плодородный слой до несущего уровня, углубляется на величину отсыпной подушки из песка и гравия, и заливается ленточный периметр высотой не менее 20 см над уровнем грунта.

Общая высота бетонной ленты свайно-ленточного фундамента рассчитывается из условий нагрузки от веса здания по несущей способности грунта. Благодаря использованию свай получается даже не мелкозаглубленный, а частично заглубленный ленточный фундамент. По сути, свайно-ленточная схема представляет собой полноценный бетонный ростверк, привязанный к грунту.

Для сильно пучинистых грунтов существует опасность выдавливания ленточного основания верхним слоем почвы. В самых неблагоприятных условиях давление грунта на ленту столь велико, что бетонные опоры, на которых стоит свайно-ленточный фундамент, в процессе пучения вытаскиваются из скважин или обрываются на оголовках, если стыковка сваи с ленточным основанием выполнена с нарушением технологии. Для предупреждения подобных проблем бетон приходится комплектовать «теплой» отмосткой, использовать более стойкие опоры Тисэ или переделывать фундамент свайно ленточный на свайно ростверковый вариант. Но это скорее исключение из правил, чем само правило.

Виды опор

Рассмотрим, какие виды винтовых опор используются в современном строительстве:

По области применения

Использование этого типа фундамента ведется гораздо шире, чем это может показаться на первый взгляд.

Винтовые сваи успешно применяются в следующих областях:

• Капитальное строительство.
• Индивидуальное жилое строительство.
• Мосты, причалы, прочие гидротехнические сооружения.
• Несущие опоры ЛЭП, мачты и т.п.
• Ангары.
• Теплицы.
• Заборы или ограждения и т.д.

Рост популярности этого типа основания значительно расширил область применения, и этот процесс еще не закончен.

Размеры

Используются стальные трубы разных диаметров. Наиболее распространены трубы 108 мм, этот размер обеспечивает достаточно высокую несущую способность при хорошем вхождении в грунт.

Общий диапазон диаметров труб находится в пределах 57-219 мм, но в некоторых случаях используются и более толстые опоры.

В частном домостроении трубы более 159 мм не используются из-за сложности погружения.

Длина труб также имеет много вариантов. Существуют типоразмеры от 1650 до 9000 мм, используемые в соответствующих условиях.

Чем меньше прочность и плотность грунта, тем длиннее должен быть ствол.

Количество лопастей

Существуют одно- и многолопастные конструкции. Однолопастные используются на относительно надежных грунтах.

Превышение нагрузки или реверс сваи при установке приводят к потере сцепления с грунтом.

Для ответственных построек на слабонесущих грунтах используют многолопастные сваи, которые демонстрируют большую устойчивость к возможным нагрузкам.

Кроме того, увеличение количества лопастей позволяет уменьшить диаметр ствола, что облегчает погружение.

При этом, толщина стенок должна обеспечивать необходимую жесткость.

Наконечники

Наконечник принимает на себя нагрузку при погружении, что выдвигает довольно жесткие требования к его конструкции.

Существуют:

• Сварные наконечники. Изготавливаются путем заужения диаметра трубы путем удаления клиновидных участков и соединения полученных фрагментов в конус. Швы свариваются и образуется заостренный конец. Применяются для относительно слабых, мягких грунтов.
• Литые наконечники. Изготавливаются (отливаются) отдельно и прикрепляются к трубе. Обладают большой толщиной, способны разрушать встречающиеся препятствия. Используются на плотных и сложных грунтах.

Материал изготовления

Используются разные марки стали — от обычной Ст 3, до более прочной Ст 20.

Для применения в сильноагрессивных грунтах с большими нагрузками и возможностью электростатической коррозии используются прочные марки стали 30 ХМА и 09Г2С.

Тип защитного покрытия

Наиболее эффективным покрытием считается нанесение слоя цинка. При этом, сам материал должен быть достаточно устойчивым к возникновению коррозии.

Полимерные материалы, нанесенные на сваи, стираются при погружении и свою задачу выполнить не могут.

Они необходимы только для защиты наружной части опор и требуют периодического обновления.

Многие инженеры предлагают свои варианты защиты, от мастик до нанесения слоя резины, но большого распространения эти методы пока не получили.

Отличия СЛФ от других оснований

Основное отличие СЛФ от других видов свайных оснований состоит в том, что фундамент такого типа представляет собой единую монолитную конструкцию, объединяющую одновременно в себе сваи и ростверк.

Большой плюс этого основания заключается в том, что заливка жидким бетоном производится за один раз, и не приходится заниматься разными работами по устройству монолитных стоек и монтажу опорного периметра из разных материалов.

Единый монолит СЛФ работает, как одна система, в отличие от других видов оснований, где железобетонные сваи реагируют на нагрузки иначе, чем ростверк из металлопроката или деревянного бруса.

Это качество конструкции обеспечивает фундаменту большую несущую способность и высокую надёжность. Единый армокаркас в монолитном бетоне равномерно распределяет нагрузку по всему объёму фундамента.

данный вид фундамента предназначен для строительства домов на слабых неплотных грунтах

Если косогор с большим уклоном, то за счёт разной высоты свай здание на ростверке, как бы повисает в воздухе, «игнорируя» сложный рельеф местности.

Разновидности свай для индивидуального строительства

Свайные конструкции могут применяться в любом типе грунта, кроме скальной породы

Сваи, используемые в индивидуальном строительстве в качестве основания дома, который возводится в ослабленном грунте, – это длинные заострённые или с пятой конструкции. Они могут изготавливаться из металла, бетона, древесины. Сечение сваи может быть круглым или квадратным. Конструкция может заглубляться в готовом виде или собираться непосредственно в почве.

Свайные конструкции могут применяться в любом типе грунта, кроме скальной породы. В индивидуальном строительстве свайный фундамент используется в следующих случаях:

• Для возведения домов на территории с высоким УГВ.
• Если верхний слой почвы на участке – это торфяник или плывун со слабой несущей способностью. Тогда сваи заглубляют до нижних более плотных слоёв породы.
• Если глубина промерзания почвы более 2 метров.
• При строительстве на склонах с резким крутым рельефом.
• Если конструкции дома имеют значительный вес (более 350 т), то целесообразно выполнить фундамент на сваях.

Сваи с заострённым концом забиваются в подвижный грунт при помощи специального молота, пока не достигнут плотной породы. Винтовой фундамент делается на сваях, один конец которых имеет специальный винт. Для монтажа этой конструкции используется специальный ключ. Если сваю нужно изготовить прямо в грунте, то в породе бурится скважина, которая потом армируется и бетонируется.

Необходимая длина сваи высчитывается проектировщиками в зависимости от нагрузок и особенностей местности

Сваи могут отличаться по материалу, из которого они выполнены, форме, способу изготовления и погружения в грунт.

По способу заглубления выделяют следующие виды свайных изделий:

1. Забивные конструкции погружаются в землю без выемки грунта. С этой целью используется специальная техника (вибровдавливающие и погружающие устройства).
2. Набивные железобетонные и бетонные изделия монтируются путём заливки бетона в заранее пробуренную скважину.
3. Железобетонные буровые сваи устанавливаются в пробуренные скважины.
4. Винтовой фундамент делается из свайной конструкции с винтом на конце. Она закручивается в породу при помощи строительной техники. Очень часто для облегчения монтажа используется специальный ключ.

Свайный фундамент различается и по характеру работы:

1. Свайные изделия в роли стоек передают давление от дома на прочный несущий грунт, находящийся под слоем рыхлой ослабленной породы. Эти конструкции имеют гладкую поверхность, которая плохо сцепляется с породой. Поскольку 80 % нагрузки передаётся на основание таких свай, они имеют широкую пяту в нижней части для восприятия нагрузки. Сюда относятся изделия ТИСЭ с уширением в нижней части и конструкции, бетонирующиеся в обсадной трубе или скважине (однако в этом случае конструкция теряет 20 % прочности). Эти изделия практически не подвержены осадке.
2. Свайные конструкции висячего типа передают часть нагрузки на окружающий их грунт за счёт силы трения. Эти изделия имеют неровную поверхность, которая помогает им цепляться за грунт по всей их длине. К таким конструкциям можно отнести буронабивные сваи, когда бетон просто заливается в пробуренную скважину. В этом случае 60-70 процентов несущей способности обеспечивается за счёт неровных боковых поверхностей. Такие конструкции используются при высоком расположении грунтовых вод, при необходимости сократить объёмы земляных работ, при наличии под слоем рыхлой породы более плотного грунта, который не настолько сильный, чтобы удержать сваи-стойки.

В зависимости от материала сваи бывают:

• Бетонные или железобетонные. Цена таких конструкций невысока, к тому же они долговечные и могут изготавливаться прямо на месте при наличии специальной техники. Для изделия используется бетон М 200 и выше.
• Стальные элементы выполняются из труб и прокатных стальных профилей. Однако такие конструкции нуждаются в антикоррозийном покрытии, специальной технике для монтажа свай длиннее 3 м. Цена таких конструкций значительная из-за большого расхода материала.
• Деревянные конструкции делаются из бревна диаметром 220-340 мм, их длина доходит до 8,5 м. Обычно используются ошкуренные брёвна из древесины хвойных пород. Такие конструкции практически не используются в наших широтах из-за сильной подверженности гниению. Однако современные препараты против гниения способны значительно улучшить ситуацию.

Как установить самому: пошаговая инструкция

Настоящая инструкция не является догмой, а носит исключительно рекомендательный характер

Следует обратить внимание на некоторые ключевые пункты, выполнение условий которых обязательно

Инструменты и материалы

Перед началом работ подготавливают следующие инструменты и материалы:

• садовый бур;
• растворомешалка;
• лопаты;
• магнитный уровень;
• угловая шлифмашина;
• лазерный уровень;
• отрезки водопроводных труб длиной от 2 до 3 метров;
• монтажная насадка;
• винтовые сваи;
• оголовки;
• электросварка.

Подготовка

С территории строительного участка убирают мусор, и по возможности удаляют растительность и плодородный слой почвы (100 – 150 мм).

Далее выполняют следующие действия:

1. С помощью шнура и колышков переносят план свайно-винтового фундамента на участок.
2. В точках разметки угловых опор садовым буром делают приямки глубиной 300 мм.
3. Правильность построения прямоугольников разметки проверяют равенством диагоналей между противоположными углами, измеряя их шнуром.
4. На прямых участках линий разметки под опоры тоже бурят приямки. Диаметр приямка должен быть таким, чтобы винт плотно входил в него. Это нужно для точной корректировки изначального вертикального положения ВС.

Как правильно вкрутить?

Подготовив свайное поле, переходят непосредственно к монтажу свай. Для того, чтобы самому правильно закрутить опоры можно применить один из трех способов:

• В процессе установки участвуют 2 человека. Один, продев рычаг в монтажное отверстие, вращает сваю вокруг своей оси, а второй удерживает двумя руками опору в вертикальном положении. Такой способ эффективен при глубине заложения фундамента не более 1,5 м и диаметре ствола 57 мм.
• ВС монтируют три человека. Два работника, вдев отрезки труб в верхний конец сваи с противоположных сторон, двигаются вокруг по часовой стрелке. Третий работник контролирует ровное вхождение сваи перпендикулярно горизонту.
• Третий способ — это применение монтажного оголовка, который надевают на верхушку трубы и фиксируют отрезком трубы через монтажные отверстия ствола опоры. По обеим сторонам оголовка сделаны петли из арматуры, которые позволяю продеть сквозь них трубы-рычаги любой длины и диаметра.

  Это позволяет значительно увеличить вращательные усилия и сократить время монтажа. Для контроля вертикального положения опоры на ствол крепят магнитный уровень. Работник, глядя на положение пузырька прибора, усилием рук выправляет положение сваи относительно горизонта и вертикали.

Обрезка

По окончании завинчивания приступают к обрезке свай:

• выбирают самую короткую опору и ниже её отверстий делают отметку с помощью лазерного нивелира;
• отметку надземной высоты ствола переносят на все опоры с помощью того же нивелира;
• выравнивание высоты СВФ относительно горизонтальной плоскости производят спиливанием частей труб выше отметки угловой шлифмашиной.

Бетонирование

Процедура осуществляют следующим образом:

• заливают полости свай бетоном М 300. Его готовят в растворомешалке или ручным способом в подходящей ёмкости. В ёмкость засыпают цемент М 400 – 500, песок и щебень в пропорции 1:2:2;
• в процессе перемешивания постепенно добавляют воду до получения жидкой тестообразной однородной массы;
• для быстрой заливки без потерь в опору вставляют самодельную лейку, свёрнутую из куска жести;
• по мере заполнения ствола бетон уплотняют отрезком арматуры, выдавливая из него воздух.

На верхние концы ВС надевают оголовки и приваривают их к сваям с помощью электросварки. На площадки оголовков укладывают металлопрофиль ростверка. Далее приступают к монтажу перекрытий и стеновых ограждений.

Как возвести СФ своими руками?

Перед началом строительства необходимо провести подготовительные работы:

1. Организовать доставку винтовых свай и стройматериала на участок.
2. Убрать остатки старого фундамента (если есть).
3. Расчистить территорию от строительного мусора, валунов и других предметов, мешающим монтажу.
4. Организовать подачу воды для замешивания раствора и электроэнергии для работы оборудования.
5. Подготовить приспособления для вкручивания стержней в грунт.

Этапы строительства:

1. В установленных местах вкручивают винтовые сваи в грунт, пока наконечник не упрется в твердый пласт. При этом соблюдают вертикальность оси трубы (допустимое отклонение – не больше двух градусов).
2. Обрезают верхнюю часть металлических труб, выравнивая плоскость по горизонтали.
3. Заливают раствором внутреннюю полость столба, чтобы исключить вероятность окисления металла.
4. Когда бетон наберет прочность, наваривают оголовки на концы труб.
5. Шлифуют сварные швы и покрывают слоем гидроизоляционного материала.

Особенности изготовления ростверка

Типы обвязки для винтовых свай различают по материалу изготовления:

• металлические;
• деревянные;
• бетонные.

Ростверк используют для сооружений, стены из которого изготовлены из дерева. Обязательные этапы монтажа:

1. Пропитка брусьев гидрофобным составом, антисептиком и антипиреном.
2. Устройство гидроизоляционной прокладки между оголовками и деревянными элементами.
3. Прикручивают балки к оголовкам через заранее подготовленные технологические отверстия.
4. По углам конструкции устанавливают укрепляющие уголки.

Особенности монтажа металлического ростверка под каркасное сооружение:

• для обвязки используют двутавровые балки или швеллера;
• помимо сваривания каркаса, углы необходимо стянуть болтами;
• металлическую конструкцию обмазывают гидрофобным составом, уделяя особое внимания сварным швам.

Заключение

Буронабивной фундамент способен выдерживать значительные нагрузки, что расширяет его сферу использования. Однако проконтролировать окончательное качество силовой конструкции достаточно сложно. Чтобы обеспечить запас прочности и продлить срок службы сооружения, возводят на буронабивных опорах ленточный ростверк или монолитную плиту.

Несмотря на доступность технологии, необходимо учитывать установленные требования и грамотно провести ряд расчетов. При возведении сооружений первой степени ответственности доверить строительство буронабивного фундамента лучше практикующим инженерам и конструкторам.