Как правильно сделать свайный фундамент своими руками: расчет высоты над землей + пошаговая инструкция по монтажу

Выбор конструкции свай

Конструкция винтовых свай не стандартизирована, каждый производитель выпускает изделия по собственным техническим условиям, чертежи свай доступны. При изготовлении опор своими руками, целесообразно руководствоваться размерами, указанными в этих чертежах. При любых конструкторских решениях, основными элементами винтовых свай являются:

• Трубчатое тело;
• Литой или сварной конусообразный наконечник;
• Лопасть различной конструкции;
• Оголовок для установки ростверка.

При выборе конструкции опор необходимо учесть массу строения и внешние нагрузки, от этого показателя зависит выбор типоразмера трубы. Оценить вес дома можно самостоятельно, необходимый диаметр и толщину стенок трубы определить с помощью справочников. Вес домокомплекта промышленного производства определяет производитель, требования к фундаменту указаны в документах на строение.

Инструкция по самостоятельному изготовлению

Изготовление сваи требует навыков и опыта от мастера. Следуя технологии, можно сделать надежную опору под:

• легковесные и малоэтажные сооружения,
• ограждения,
• гараж и различные хозяйственные постройки.

Для этого мастеру понадобятся такие материалы и инструменты:

1. Металлические трубы.
2. Стальные пластины толщиной от 4 мм.
3. Сварочный аппарат.
4. Болгарка.
5. Обмазочный материал для гидроизоляции.

Выбор металлопроката для ствола

Для ствола выбирают профильные трубы из прочных марок стали

Длина трубы напрямую зависит от типа грунта: ее должно хватить, чтобы сваю можно было вкрутить в почву до твердых пород.

Конструктивные параметры – длина ствола и толщина его стенки определяют несущую способность опоры. Выбирают трубы толщиной от 3,5 мм.

Рекомендации по выбору диаметра сечения:

• 57 мм – для легковесных конструкций, например, ограждений из металлической сетки;
• 89 мм – для хозяйственных легких построек;
• 108 мм – для малоэтажных жилых домов из дерева, пенобетона, кирпича.

Делаем наконечник

В домашних условиях применимы 3 технологии изготовления наконечников. Сварные пики и наконечники, изготовленные из тела трубы подходят для вкручивания сваи в плотный грунт. Крестообразные наконечники используют для строительства на торфяных и песчаных участках.

Технологические этапы:

1. Создание шаблона из картона. Вырезают равнобедренный треугольник с высотой, равной 2D, короткой стороной – πD/n, где D – диаметр ствола, n – количество лепестков (для свай Ø108 мм берут 5 листков, для труб меньшего диаметра – 4 лепестка).
2. Разметка трубы по шаблону.
3. Нарезание лепестков.
4. Загибание лепестков в конус. На этом этапе контролируют, чтобы вершина конуса совпала с осью трубы.
5. Приваривание лепестков друг к другу с помощью сварочного аппарата.

Сварной наконечник выкраивают по такой же технологии, но не из тела сваи, а из стального листа или отрезка трубы. Лепестки заготовки фиксируют между собой двойным сварочным швом. Затем приваривают пику к стволу.

Крестообразный наконечник отличается по форме и высоте от предыдущих типов. Шаблоном послужит равнобедренный треугольник с высотой, равной πD. Размер основания треугольника принимается равным внешнему диаметру трубы. Конструктивные элементы свариваются между собой.

Изготавливаем винт

Спиралевидный элемент изготавливают из толстолистовой стали толщиной от 4 мм. Как правило, шаг лопасти может варьироваться от 5 до 7 см.

В домашних условиях применяют 2 технологии изготовления винта:

1. Сплошной однозаходной элемент – заготовка выкраивается из одного листа стали, вырезается, а затем разводится ломом до необходимой конфигурации.
2. Многозаходной винт из нескольких элементов – выкраивание отдельных сегментов с последующей сваркой на пику.

Технологические этапы создания однозаходного винта:

• разметка заготовки с внешним диаметром 150–300 мм (зависит от нагрузки на сваю) и внутренним диаметром, равным сечению столба;
• вырезание детали плазморезом или сваркой с учетом ширина шва;
• разрезание детали по радиусу;
• разводка лопасти до нужного шага — зажимают сплошной участок заготовки в тиски и с помощью лома разводят края лопасти.

Технология изготовления многозаходного винта:

• изготовление заготовки по принципу, описанному ранее;
• готовое кольцо разрезают на два одинаковых фрагмента;
• нанесение винтовой разметки на пике;
• поочередное приваривание фрагментов по разметке до нужного количества витков — в процессе сборные элементы подгибают до нужной формы.

Проще приваривать лопасти к телу трубы, потому что оно имеет постоянное сечение. У заготовки для наконечника внутренний диаметр будет меньше, поскольку пика сужается к концу. Для изготовления элемента нужной конфигурации подгонять заготовку лучше на месте, используя плотный листовой материал для шаблона.

Финальная обработка

За один год эксплуатации толщина стенки металлической сваи уменьшается минимум на 0,01мм из-за коррозии. Чтобы защитить фундамент от разрушающего фактора, сваю покрывают специальным составом, стойким по отношению к влаге.

В домашних условиях можно использовать такие обмазочные материалы в качестве гидроизоляции:

• полиуретановая эмаль;
• мастика на основе битума;
• асмольная грунтовка и другие.

Преимущества

От правильности выбора основания зависит надежность и стойкость планируемого сооружения. Чтобы оценить преимущество свайно-винтовых свай, необходимо проанализировать ряд факторов:

1. Стоимость. В отличие от применения обычных столбчатых опор и мелкозаглубленной ленты, устройство винтовых свай обойдется застройщику на 20-30% дешевле. А если речь идет о необходимости закладывания железобетонный ленты или монолитной плиты на значительную глубину, то экономия составит гораздо больше.
2. Сложность строительства. Трудовые затраты на устройство свайно-винтового фундамента напрямую зависят от типа конструкции будущей постройки, а также необходимости заглублять опоры ниже линии промерзания. На участках с особенно зыбкой почвой целесообразно дополнительно устраивать дренажную систему. Если планируется возведение малогабаритной постройки с небольшим весом, то для устройства винтовых свай достаточно 3 человек. Но для крупномасштабного строительства придется нанимать специальную технику. экскаваторы с гидравлической головкой, буровые установки и другие машины.
3. Скорость монтажа. Для устройства представленного типа фундамента не требуется проводить земляные работы. К тому же, после вкручивания свай можно сразу переходить к следующему этапу строительства. Как правило, монтаж такого фундамента не занимает дольше 2-х дней.
4. Сезонность. Устройством свай можно заниматься в любое время года, что является несомненным преимуществом, ведь работа с бетонными смесями зимой сопровождается дополнительными затратами на противоморозные добавки.
5. Рельеф участка. Применение винтовых свай особенно целесообразно, если для площадки характерны большие перепады по высоте (до 8 м). Железобетонные фундаменты также справляются с этой задачей, но это обойдется застройщику в несколько раз дороже.
6. Просадочность грунта. Винтовые сваи лучшим образом подходят для строительства фундамента в условиях с влагонасыщенными почвенными массивами, подверженными силам пучения.
7. Ремонтопригодность. Если по какой-либо причине одна из опор лопнет в процессе эксплуатации, ее можно оперативно заменить на новую без ущерба для целостности конструкции.
8. Тепло- и гидроизоляция. Особенность конструкции такого типа фундамента предполагает воздушный зазор между поверхностью грунта и нулевым перекрытием дома. Благодаря этому влажность и температура земли никак не влияют на само сооружение.
9. Перспективы для застройщика. В будущем, если хозяин дома захочет увеличить площадь постройки, возможно ввинчивание дополнительных опор для усиления конструкции.
10. Срок службы. Качественные металлические опоры, тело которых усложнено лопастями различной конфигурации, могут прослужить до 80 – 100 лет.

Монтаж обвязки и незаконченные работы

Основная работа была закончена, но оставалась ещё обвязка, которую делать надо обязательно. В то время деньги были уже потрачены, материалы закончились, но остался 1 куб бруса 150 на 150 мм. 8 штук бруса как раз хватило для этих целей. Первый венец уложили по всему периметру и по основным несущим перегородкам. Под брус на металлические оголовники подкладывали куски линолеума.

Крепление бруса к оголовнику делалось с помощью «глухарей» — больших саморезов диаметром 8 мм. и длиной 100 мм. со шляпкой под головку на 13. В углах брус соединялся под углом 45 градусов. Несущий брус под перегородки крепился к стеновому благодаря креплениям, сделанным из уголка. Нечто подобное продается в любом строительном магазине…

Плоскость основания получилась идеально ровной. Под оголовники для выравнивания бревна ничего лишнего не пришлось подкладывать. Хотя знаю, что многие строительные фирмы промышляют таким вариантом, чтобы исправить свои «косяки» (разный уровень высот в сваях).

Металлическую обвязку винтовых свай сделаю весной. Буду использовать уголок или квадратную профильную трубу. Результат моих действий вы увидите в других статьях блога. А в заключении хочется сделать некоторые выводы.

Плюсы и минусы фундамента

При выборе фундамента важно учитывать особенности применяемых материалов. В сравнении с конструкциями из бетона или металла, свайные деревянные конструкции имеют следующие преимущества:

• высокая прочность, которая связана с низким весом стоек;
• доступность материала;
• относительная простота монтажа;
• относительно низкая цена приобретения древесины и проведения работ;
• низкая теплопроводность;
• экологическая безопасность.

При соблюдении всех необходимых требований при возведении фундамент будет служить не менее 20 лет.

Использование рассматриваемого материала имеет такие недостатки:

• древесина впитывает влагу, что приводит к сокращению срока службы;
• дерево уязвимо к нападению грибка, насекомых или грызунов — это можно предупредить при помощи выполнения специальной пропитки;
• такие сваи пожароопасны — снизить риск возгорания можно при помощи соответствующей пропитки;
• по сравнению с деревянными сваями железобетонные прочнее в 2-3 раза;
• максимальны срок службы редко превосходит 20 лет.

Как самостоятельно закрутить винтовые сваи

Подготовив несколько отверстий, было решено пробовать вкручивать своими силами. Работали вдвоём, причём сваи вкручивались относительно легко и останавливались примерно на одном уровне. Ориентировочно – это 170-180 см. Судя по всему на этой глубине начинался другой более плотный материал, а может быть такие же – большие камни. Глубина промерзания в нашем регионе гораздо меньше.

Работа велась стандартным способом: в технологическое отверстие вверху сваи вставляли согнутый лом. С двух сторон лом удлиняли кусками труб по 2,5-3 метра. Получался довольно хороший рычаг, благо место под строительство заранее было подготовлено. Контроль вертикали вели обычным пузырьковым уровнем, без использования двухстороннего магнитного. Ямки засыпали и трамбовали тем грунтом, который из них извлекли.

После того, как все сваи были вкручены, на трубах сделал разметку горизонта, чтобы обрезать их в одну плоскость. Для этого применялся обычный гидравлический уровень. У меня есть лазерный, но в яркий солнечный день такой вариант не годится. Первоначальная высота сваи была отмечена 100 см., соответственно на более высоком уровне участка она получилась 80 см. И это хорошо видно на фото.

Чтобы точно отметить горизонтальный рез по периметру всей трубы, использовался обычный лист бумаги формата А4. Его как раз хватает, чтобы обернуть сваю диаметром 89 мм. и при этом сделать точную аккуратную разметку. Чёрный маркер хорошо был виден на рыжем цвете железной трубы.

Маленькая «болгарка», 4 тонких отрезных диска на 115 мм., 45 минут неторопливой работы и все сваи были обрезаны в один уровень. Остатки лишних отрезанных труб получились от 40 до 65 см. И не забывайте одевать защитные очки или маску. Глаза у вас одни и других не будет…

Теперь предстояло залить сваи бетоном. Заранее был приготовлен речной песок (примерно 40-50 ведер) и 2 мешка цемента марки 400. Раствор готовили в старом алюминиевом баке, который раньше служил в столовой или общепите. При помощи перфоратора и насадки-миксера такая работа не составила особого труда. Цемент и песок смешивались в пропорции 1:3.

Через некоторое время после заливки и трамбовки (обычная арматура 6-8 мм. для прокола раствора), бетон даёт усадку. Приходится подливать раствор в уровень труб ещё 6-8 см. Стоит это учитывать и не устанавливать оголовники сразу.

На следующий день были установлены и приварены оголовники. Монтаж элементарный: одеваешь сверху на трубу и привариваешь вертикальным швом (я делал именно так). Со сварных швов был удалён шлак небольшим молотком.

Так как у меня есть хороший краскопульт, компрессор и длинные кислородные шланги, решил покрасить винтовые сваи в чёрный цвет. Использовалась краска по металлу и ржавчине 3 в 1.

Общие сведения

Разберем подробнее, в каких случаях владельцы решают сооружать свайный фундамент своими руками. В первую очередь, необходимость в использовании именно этого типа основания обуславливается состоянием грунта. Если верхний его слой слабый, то целесообразнее сооружать свайный фундамент. Своими руками собрать конструкцию не составит особого труда. К слабому грунту следует отнести растительные почвы с примесями торфа либо перегноя, песчано-глинистые участки, перенасыщенные водой (плывуны), суглинки и глины в текучем и пластичном состоянии. В таких случаях возникает необходимость в переносе нагрузки от сооружения к более плотным пластам грунта, располагающимся на глубине. Свайный фундамент, своими руками сооруженный, в таких обстоятельствах является оптимальным решением. Такая конструкция может сооружаться и на пучинистых грунтах. Еще одной причиной необходимости использовать свайный фундамент считается возведение здания, наоборот, на плотной почве. В данном случае конструкция позволяет существенно уменьшить объем и расходы на земельные работы. В частности, нет необходимости рыть котлован, вывозить грунт, засыпать яму и прочее. В результате для быстрого и экономичного сооружения основания свайный фундамент, своими руками выполненный, подойдет лучше прочих. Здесь следует сказать, что заглубление одного элемента конструкции, длина которого 3 м, а диаметр – 30 см, требует бурения всего 0.2 м3 грунта. Если будет устанавливаться ленточный фундамент, то объем работы увеличится в несколько раз.

Конструкция винтовой опоры

Свайно винтовую опору собирают из нескольких частей:

• ствол (опорная труба);
• наконечник;
• лопасти.

Ствол

Опорную часть сваи изготавливают из металлической трубы. Производство свай подразумевает использование труб различного размера. Величина диаметра трубы является основным фактором, влияющим на несущую способность опоры. Диаметр сваи для фундамента определяет область её применения, несущую нагрузку и состав грунта.

В данной таблице приведены самые распространённые диаметры стволов опор, применяемых в строительстве. В индивидуальных случаях могут использовать для изготовления свай трубы других размеров.

Наконечник

Сваривайте сваи качественно, иначе, при завинчивании, лопасти разойдутся

При изготовлении винтовых свай своими руками очень важно правильно сделать и приварить к свайно-винтовой опоре наконечник. В промышленном производстве наконечники делают в основном литыми

Оборудование для производства винтовых свай позволяет изготовить литые наконечники в виде конуса.

Сварные наконечники применяют для возведения опорного основания в слабых неплотных грунтах. Сварные конусы обладают меньшей прочностью, чем литые наконечники.

Плохо сваренный конус наконечника при вхождении в грунт может разойтись, вследствие опора разрушится.

Винтовые сваи со скошенными нижними концами пользуются большой популярностью. Такая конструкция значительно удешевляет изготовление свай. Скошенные торцы стволов небольшого диаметра ни в чём не уступают конусным наконечникам.

Лопасти

Делайте лопасти небольшого размера

От величины и остроты краёв лопастей зависит лёгкость ввинчивания в почву опоры. Это влияет в свою очередь на сроки возведения винтовых фундаментов.

Обычно к стволу приваривают 2-е лопасти. В случае необходимости помимо двух лопастей устанавливают третью дополнительную лопасть. Следует учитывать, что дополнительная половинка винта увеличит сопротивление грунтового основания, что потребует больших усилий для ввинчивания опоры в почву.

Однако дополнительный винт для сваи обеспечит опоре повышенную несущую способность и облегчит вхождение ствола стойки в плотные слои грунта.

Самодельные винтовые сваи делают с лопастями небольшого диаметра.Их следует изготавливать из листового металла толщиной не более 2 – 3 мм. Более толстый металл потребует применения промышленного оборудования, такого например, как гильотинные ножницы.

Как закрутить винтовые сваи своими руками

1. прут (лом), продетый в проушины сваи – самое простое приспособление. Удлинить прут можно путем одевания с двух сторон полых труб. Однако такой подход чреват деформацией сваи. Причиной может стать: достижение сваи плотного грунта, твердого предмета, недостаточная толщина ствола сваи (трубы).
2. монтажный оголовок. Приспособление позволяющее исключить деформацию верхней части сваи. Монтажный оголовок изготавливают из трубы, на которую наварены хомуты. При данном способе прут (рычаг) вставляется в хомуты.
3. мясорубка. Приспособление, имеющее привод от электродрели. Мощность дрели должна составлять более 1000 Вт, количество оборотов в минуту – 600.
4. мотобур.
5. сваекрут. Такое приспособление позволит полностью механизировать процесс закрутки. Правда, ввиду его стоимости, покупать приспособление целесообразно только при необходимости закручивания большого числа свай. В частности, его покупают строительные бригады. Однако сваекрут можно арендовать, эта услуга обойдется в 800 руб/час. Минимальное время – 8 часов.

Как правило, застройщики не рискуют закручивать винтовые сваи под дом самостоятельно. В этом случае привлекается специальная техника, которая выдвигает единственное условие – свободный доступ к месту установки. Техника работает намного быстрее и эффективнее людей, единственный минус – высокая стоимость. Помимо этого, нужно будет оплатить работу бригады из трех людей (минимум) – одного оператора и двух человек контролирующих процесс закручивания.

Изготовление и установка винтовых свай своими руками

Фундамент на винтовых сваях – это универсальная конструкция, которую возводят на любых грунтах. Работы могут проводиться при самых низких температурах, во время осадков, во всех климатических широтах. Для малоэтажного строения винтовые сваи своими руками можно сделать при помощи сварочного аппарата, стальной трубы и листовой стали. Данный тип фундамента пользуется популярностью, так как является самым надежным на сложных грунтах, на уклонных, водных, болотистых участках. К его преимуществам относятся легкий монтаж и низкая себестоимость.

Устройство винтовой сваи

Винтовая свая изготавливается из высокопрочной стали. От внешних факторов она защищается покрытием на основе эпоксидной смолы или антикоррозионной грунтовкой. В целом изделие представляет собой конструкцию из 3-х частей:

Нижний конец трубы имеет заостренную (коническую) форму. Верхний конец представляет собой оголовок, который приваривается после вкручивания трубы в грунт и заливки в нее бетонного раствора. Параметры всех частей конструкции зависят от веса строения, габаритов фундамента, типа грунта. Лучше не подбирать их приблизительно, а заказать расчет в проектной организации. Так Вы будете уверены, что изготовление свай происходит с соблюдением норм строительства и с учетом особенностей грунта.

Материалы для изготовления

Для изготовления винтовой сваи требуются знать следующие данные:

• длина трубы;
• диаметр трубы;
• длина наконечника;
• шаг лопасти;
• диаметр лопасти;
• угол наклона лопасти к плоскости;
• линия приваривания винта к трубе;
• толщина стали (для частного домостроения равна 4 мм).

Для примера приводим значения диаметра трубы и условия применения данных свай в строительстве:

• 57 мм – для легких заборов (диаметр лопасти 200 мм);
• 102-108 мм – для домов каркасного типа (шаг винта 50 мм, диаметр винта 300 мм);
• 133 мм – для домов из камня, кирпича, дерева, различных блоков;
• 159-325 мм – для тяжеловесных зданий, включая многоэтажные и промышленные.

Процесс изготовления

Итак, Вы решили построить небольшой дом, гараж, хозпостройку на фундаменте данного типа. Длина каждой сваи не должна быть меньше 200 мм. Их изготовление потребует наличия следующих материалов:

• труба подходящего диаметра;
• лопасть подходящего диаметра и шага;
• конусообразный наконечник (например, длиной 150 мм).

Для работ потребуется электрический сварочный аппарат и электроды 3 мм. Лопасти и конусы нарезают из листовой стали, при этом следует учесть особую конфигурацию винтов. Конус размечают в виде равнобедренного треугольника с основанием, равным длине окружности. Длина сторон равна длина конуса (Скачать чертеж).

Важно: самостоятельное изготовление и сварка частей должны проводиться с четким соблюдением параметров. Малейшие изменения могут привести к нарушению технологии. Например, незначительный сдвиг угла на винте приводит к браку в изделии и невозможности его использования

Например, незначительный сдвиг угла на винте приводит к браку в изделии и невозможности его использования.

Установка своими руками

Сваи можно ввинтить в землю при помощи ручных приспособлений. Самое простое из них – металлическая труба, которую вставляют в петли, заранее приваренные к верхней части основы. Их делают из арматуры d=10 мм. Эту трубу толкают, как рычаг, она вращает сваю, происходит ее ввинчивание в грунт. Подробно установка винтовых свай своими руками основана на определенной последовательности действий. Соблюдайте данную инструкцию:

1. Проведите разметку свай на участке согласно расчетам фундамента. Максимальное расстояние между ними не должно превышать 3 м, самым надежным считается расстояние 2 м.
2. Каждую трубу установите строго вертикально острым концом с лопастью вниз.
3. При помощи трубы или лома, вставляемых в петли и используемых, как рычаг, ввинтите сваю в грунт. Минимальное заглубление составляет 1,5 м. Если грунт состоит из суглинка и глины, вворачивание продолжают сквозь них до твердого слоя земли.

Заключительные работы

Высота над грунтом должна соответствовать проектным расчетам. Она может быть разной, если участок имеет уклоны, возвышения. Именно поэтому фундамент такого типа не требует предварительного выравнивания участка. Главное, чтобы верхний край всех труб находился на одном уровне (контролируют лазерным строительным уровнем).

После установки свай в их полость заливают бетон М300. Для изготовления 1 м3 берут:

После застывания раствора к верхней части каждой сваи приваривают оголовок. Он имеет цилиндрическую основу с квадратной “крышкой”. К ростверкам прикрепляется обвязка. Она изготавливается из любого материала в зависимости от самого строения: двутавр, швеллер, брус, железобетонная плита.

Конструкция винтовых свай

В устройство винтовой сваи входят:

• Ствол, представленный в виде труб с круглым сечением и толщиной стенки в – 4 мм;
• Наконечник конусообразной формы, который располагается на нижнем конце сваи;
• Лопасть, которая имеет вид витка спирали, приваренной на конусную часть имеющейся сваи;
• Оголовок, представленный в виде пластины квадратной формы, которая приваривается к верхнему концу ствола.

ВАЖНО! Оголовок имеет место быть в том случае, когда надземная часть постройки будет выполняться из дерева. С целью придания ему дополнительной прочности, его усиливают с использованием ребер жесткости

В таком случае по углам оголовка просверливают 4 отверстия с необходимым диаметром – 25 мм.

Конструкция винтовой сваи