Неравномерное воздействие на сваю может вызвать значительное её смещение. В процессе работы, когда два человека занимаются установкой, один из них должен постоянно следить за вертикальным уровнем, чтобы при необходимости мгновенно корректировать свои действия.
Правильная установка винтовых свай
Точность установки свай играет ключевую роль в обеспечении надежности и долговечности фундамента. Для того чтобы получить конструкцию, отвечающую современным требованиям безопасности, важно строго следовать техническим регламентам на всех этапах монтажа винтовых труб, а также использовать только качественные изделия. Опоры должны быть производства заводов, выполненные из высококачественной стали, что значительно влияет на их итоговую прочность.
Подготовка участка представляет собой важнейший этап в строительстве фундамента. Она включает в себя расчёт ожидаемых нагрузок, а также выбор опор, имеющих необходимые параметры для безопасной эксплуатации. В отличие от других типов фундаментов, предварительная обработка участка, как правило, не требуется, что позволяет существенно сократить как временные, так и финансовые затраты.
Конструктивные особенности свай
Винтовая свая для установки фундамента представляет собой металлическую трубу с приваренной спиралевидной лопастью, благодаря которой осуществляется процесс ввинчивания опоры в грунт и её надёжное фиксирование. Форма металлического винта придаётся с помощью лазерной резки, затем он соединяется с трубой методом роботизированной сварки. Важным аспектом является наличие острия на конце свайного ствола, которое способствует лёгкому проникновению в глубокие слои почвы.
После завершения установки, сваи заполняются цементно-песчаным раствором (ЦПС) и оснащаются металлическими оголовками, обладающими квадратной площадкой для установки ростверка и дальнейших строительных операций.
В силу того, что опоры изготовлены из металла, они подвержены коррозии. Для предотвращения постепенного разрушения материала применяются антикоррозийные покрытия. Компания «СваиНева» использует двухкомпонентную краску, которая также наносится на все сварные швы. В качестве основного материала для производства сваи применяется сталь марки СТ-20, отличающаяся своей прочностью.
Конструктивные особенности сваи позволяют устанавливать их в разнообразных условиях и на различных типах почвы, даже на участках с сильным уклоном. Использование винтовых труб существенно экономит средства на дополнительную подготовку земельного участка.
Что такое свайный фундамент
Свая — это специальная конструкция, предназначенная для распределения нагрузки на грунтовую основу или твердую поверхность, такую как скала. Фактически это стержни, которые на вертикальной оси помещаются в землю.
Группа находящихся рядом свай называется свайным полем, а объединенные в единую конструкцию — свайный фундамент. Чтобы понять принцип работы такого фундамента, можно представить себе доску, уставленную на гвозди, как это делают йоги: если человек встал на доску, гвозди устойчиво удерживают его вес, так будто бы он стоит на несжимаемой поверхности.
Процесс строительства свайных фундаментов регулируется сводом правил СП 24.13330.2011. Это основной нормативный документ, также существует необязательный для применения документ СП 50-102-2003, посвященный проектированию и устройству свайных фундаментов.
В отличие от других типов фундаментов, создание свайного поля, как правило, не требует подготовки поверхности — рытья котлована, выравнивания, создания песчано-щебеночной подушки и укладки гидроизоляции. Исключение составляют буронабивные свайные фундаменты, которые действительно требуют предварительных работ и заливки бетона, однако об этом будет сказано чуть позже.
Это свайное поле из железобетонных свай. Сваи забиты, но пока никак не связаны между собой.
А так выглядит сваебойная машина, которая вколачивает в почву железобетонные стержни. Источник: zabivniesvai.ru
Применение свайных фундаментов
Современные свайные конструкции широко применяются в качестве альтернативы другим видам фундаментов. На железобетонные сваи устанавливают даже высотные многоквартирные дома до 16 этажей. Поэтому нет никаких сложностей в установке частного одно- или двухэтажного дома на свайный фундамент.
Существует общее мнение, что свайный фундамент наиболее подходит для относительно легких строений, таких как деревянные каркасные дома. Двухэтажные здания, построенные из бруса, газобетона или кирпича, владельцы предпочитают возводить на бетонной плите или ленточном фундаменте. Это часто связано с желанием иметь теплые полы в бетонной стяжке.
Тем не менее, существуют ситуации, в которых свайный фундамент является наиболее эффективным решением.
На нестабильных грунтах. Например, на болотах, торфяниках или вблизи рек, которые постоянно разливаются. В подобных условиях сваи зачастую становятся тупиковым решением.
Мы проводили работы по установке фундаментов на торфяниках в таких регионах, как Новгородская, Ленинградская и Тверская области, где торф располагался на глубине от пяти до семи метров. Рабочие передвигались по нему и проваливались. Сваебойные установки нередко застревали, и нам приходилось искать более устойчивые участки или соорудить специальные платформы для работы.
Имели место случаи, когда люди покупали участки в сосновом лесу и не ожидали, что возникнут проблемы. Владельцы считали, что земля там твердой. Однако после проведения геологических изысканий становилось ясно, что под слоем нормальной почвы полметра скрывалось болото. На одном из таких участков мы начали забивать сваю, прошли полметра, и она просто провалилась под своим весом, словно ушла в пропасть.
Поэтому на сложных грунтах сваи зачастую приходится вбивать на большую глубину: необходимо преодолеть слабонесущие слои и закрепить их в прочном грунте. В некоторых случаях применяются составные сваи. Например, обрабатывают сначала сваю длиной шесть метров, которая уходит чуть глубже болота. Затем через специальную муфту или с помощью сварки присоединяют вторую такую же сваю, и в итоге получается свая длиной 12 метров, углубляющаяся до прочного основания.
На болотистых почвах создание традиционных бетонных фундаментов обходится слишком дорого. Сначала необходимо осушить участок: к примеру, выкопать экскаватором слой торфа и засыпать его песком. Однако и это решение может оказаться неэффективным: если окружающая местность болотистая, созданный песчаный остров будет все равно подвергаться подтоплению. Необходима сложная система дренажа — простое выкапывание канав по периметру участка не принесет желаемого результата.
Так выглядят составные сваи. Те, что в заднем ряду, не заострены, так как их забивают поверх тех, что лежат в первом ряду.
Фундамент, который мы делали на торфяном грунте. Участок сначала пришлось подсыпать щебнем и песком, чтобы смогла работать сваебойная машина.
На участках с затруднёнными подъездами. Для того чтобы выкопать котлован и залить бетон, требуется обеспечить движение тяжёлой техники: самосвалам для доставки песка, экскаваторам, строительным миксерам. Не всегда это возможно. Некоторые участки находятся на значительном удалении от основных дорог, а подъезды к ним очень разбиты. В этом случае установка свай зачастую оказывается более простой и экономически целесообразной.
Для каких ситуаций подходит свайно-винтовой фундамент
Если ваша цель — быстро построить дом, свайно-винтовой фундамент станет оптимальным выбором. Такое основание позволяет возвести строение за минимальные сроки. После установки свай строительство можно продолжать без ожидания усадки, как это происходит с другими видами фундаментов. Стены можно возводить сразу после завершения установки свай.
Какой бетон выбрать для заливки фундамента
Если вы рассматриваете участок с неровной поверхностью и сложным рельефом, свайно-винтовой фундамент также будет приемлемым вариантом. Такой фундамент можно установить даже на участках с уклоном до 8 метров. Вам не придётся выравнивать площадку или нанимать специальную технику для выемки котлована под фундамент.
Кроме того, если вы построили дом на свайно-винтовом фундаменте, вам не составит труда сделать пристройку. Для этого потребуется лишь вкрутить нужное количество свай под дополнительное строение, осуществить обвязку ростверком и возвести стены. Это очень удобно, если в начале проекта не хватало средств на обширное строительство или была сделана ошибка в планировке с последующим необходимостью быстрого увеличения площади дома.
Преимущества и недостатки свайно-винтового фундамента
Как и любая другая технология в строительстве, свайно-винтовой фундамент имеет свои плюсы и минусы. Оценив их, вы сможете принять решение о том, подходит ли вам свайный фундамент или лучше выбрать что-то другое.
Плюсы фундамента на винтовых сваях
- Подходит для практически любого типа грунта, где отсутствуют крупные камни, которые могут препятствовать установке.
- Если установка будет выполнена в соответствии со всеми правилами, свайно-винтовой фундамент сможет прослужить не менее 50 лет без потери своих эксплуатационных характеристик.
- Все этапы монтажа свайно-винтового фундамента могут быть выполнены небольшой командой из нескольких человек вручную. Опытным строителям для возведения фундамента под частный дом потребуется всего 1-2 дня.
- Вы не будете вынуждены рыть котлован, как это требуется для фондов других типов.
- Монтаж винтового фундамента можно проводить в любое время года, но важно помнить, что сваи должны быть погружены на глубину ниже уровня промерзания почвы для обеспечения их устойчивости.
- Относительно низкая стоимость свай по сравнению с другими типами фундаментных конструкций также является немаловажным фактором.
Недостатки винтового фундамента
- Свайно-винтовой фундамент не позволяет организовать подвал в вашем доме, что может стать важным фактором для некоторых владельцев.
- Не подходит для строительства на гористых участках, так как установить сваи на необходимую глубину в каменистой почве довольно сложно.
- По сравнению с бетонными вариантами, такой фундамент может иметь меньший срок службы и запас прочности. Металлические опоры подвержены коррозии из-за влажности почвы. Это может произойти также из-за низкого качества сваи, если они изготовлены с применением некачественной сварки и не обработаны антикоррозийным покрытием, поэтому проверка документов от производителя — сертификатов качества, паспортов товара и протоколов испытаний очень важна.
Выбираем диаметр и длину сваи
Диаметр винтовых свай у производителей варьируется от 57 до 133 мм, имеются также сваи большего диаметра, но они редко используются в частном строительстве. Сваи малых диаметров (57, 76 мм) чаще всего применяются для установки заборов, подпорных стенок, легких рекламных конструкций и указателей. Сваи диаметром 89 мм можно использовать при строительстве легких каркасных объектов, например, бань или бытовок, но чаще всего они служат в качестве вспомогательных.
Самым распространённым вариантом являются винтовые сваи диаметром 108 мм, способные выдерживать нагрузку до 3,5 тонн. Это даёт возможность строить различные типы домов, кроме капитальных, с уверенностью в их надёжности. Важно лишь правильно рассчитать количество необходимых свай. Чтобы сделать это, нужно убедиться, что несущая способность фундамента имеет запас прочности в 30% от веса всего строения, включая дополнительные нагрузки (например, от снега). Длину сваи также следует выбирать с резервом, так как легче укоротить её, чем добивать или приваривать удлинители, однако она должна уходить как минимум на глубину промерзания почвы — 1,5 м. Наиболее распространенными являются сваи длиной 2-2,5 м. Расстояние между сваями по стандарту не должно превышать 3 метров, а лучше — 2-2,5 метра.
После того как расчёты завершены, вы можете заказывать винтовые сваи у производителя и доставлять их на свой участок.
Инструменты для завинчивания
- лопата — нужна для подготовки и выравнивания поверхности на месте завинчивания сваи;
- уровень 30 см, на магните — прикрепляется к свае во время работы для контроля вертикальности;
- гидроуровень не менее 15 м — необходим для выставления горизонтальных отметок при срезке;
- рулетка не менее 20 м;
- девять прутьев арматуры А10-А12 по 1 м — используются для разметки свайного поля, на них по периметру натягивается шпагат. В качестве альтернативы можно использовать обычные колышки, однако они должны быть достаточно ровные;
- металлический лом (например, полуось от автомобиля) — продевается через сваю, а на него надеваются трубы-рычаги;
- две трубы диаметром около 50 мм и длиной 2,5 м каждая — одеваются на лом с обеих сторон и служат рычагами для закручивания сваи;
- молоток или небольшая кувалда для легкой подбивки;
- садовый бур (или старый ледобур) — должен иметь меньший диаметр, чем сваи, которые будут закручиваться. Его задача — создавать часть входного отверстия (лидер-лунки) или прощупывать почву под свайным полем. Глубина лунки должна быть значительно меньше, чтобы винтовая свая могла самостоятельно пройти свою часть пути и создать уплотнённую область;
- шпагат — используется для разметки и создания визуальных маяков для контроля уровня установки винтовых свай;
- болгарка и отрезные круги — позволяют подрезать винтовые сваи перед обвязкой;
- удлинитель;
- специальный маркер или строительный карандаш;
- лист тонкого картона — нужен для разметки окружности на винтовой свае, когда приходит время выравнивания. Чтобы линия получилась ровной, нужно обернуть сваю этим листом и совместить концы на нужной отметке, после чего прочертить круг;
- нож — удобен для обрезания шпагата и других мелких задач;
- перчатки для защиты рук.
Для процесса завинчивания свай потребуется как минимум двое рабочих. Оптимальным вариантом будет наличие двух монтажников и ещё одного человека, который будет контролировать вертикальность установки, проверять линию ряда и так далее.
Поскольку сваи чаще всего требуют подрезки, наличие электричества будет необходимостью, а при его отсутствии потребуются генераторные установки.
Из специальных инструментов можно приобрести или изготовить самостоятельно адаптер-насадку. Она представляет собой трубу, подходящую к свае, на которую совмещаются отверстия и фиксируются штифтами или болтами. На адаптере приварены ушки из арматуры, что позволяет использовать ворота для более легкой ориентации при установке свай, особенно это полезно при работе с длинными сваями или в ограниченном пространстве.
Как выполняется закручивание свай
Вкручивание винтовых свай может осуществляться вручную или с помощью специальной техники. Выбор метода зависит от следующих факторов:
- Размеры опор. Сваи диаметром 57 или 76 мм могут быть ввинтены вручную. Для качественной установки толщиной больше 76 мм лучше использовать механизированный подход.
- Глубина установки. Участки с большими перепадами высот могут потребовать сваи длиной до 12 м; в таком случае целесообразно использовать механизированное завинчивание.
- Наличие подъездных путей. Если нет хороших подъездов для техники, предпочтение может быть отдано ручному способу.
- Степень плотности застройки. Если требуется установить пристройку или гараж близко к забору, то необходимо прибегать к ручному закручиванию.
- Бюджет. Ручная установка будет стоить дешевле, чем использование специального инструмента.
Установка свай своими руками
Перед тем как начать работы, необходимо подготовить весь необходимый инструмент, который пригодится в процессе. Были собраны такие основные материалы и приспособления:
- Лопата, рулетка, деревянные колышки, кувалда, строительный шнур — для разметки территории.
- Два рычага, пузырьковый уровень с магнитной подошвой для завинчивания опорных стержней и контроля вертикальности процесса.
- Лазерный уровень, мел, болгарка — чтобы выровнять хвостовики до одного уровня.
- Песок, портландцемент, вода, ёмкость для приготовления раствора — для бетонирования опор.
- Сварочное оборудование, краска по металлу для установки оголовков, обвязки и обработки сварных швов.
В связи с тем, что самостоятельно закрутить сваи под фундамент — задача технически довольно сложная, для монтажа опор потребуется помощь как минимум трёх человек. Двое работают с рычагами, а третьий контролирует вертикальность входа стержня в грунт.
Последовательность формирования фундамента
- Подготовительные работы. Убираются все крупные строительные отходы, а также ветки и камни. Если работы производятся зимой, то необходимо убрать снег с площадки.
- Геологические исследования. Проводится оценка рельефа и выполнение пробного бурения. Сваи вкручиваются в нескольких точках внутри контуры будущего фундамента для оценки, насколько глубоко залегает плотный несущий слой.
- Проектирование. Выполняется расчет нагрузки на фундамент. Результаты расчетов и геологических обследований служат основой для определения необходимого количества опор, их диаметра, длины, а также толщины металла стволов и лопастей.
- Разметка. В местах установки опор вбиваются колышки, формируя контур будущего фундамента, включая места примыкания наружных стен и внутренних перегородок. Расстояние между опорными точками не должно превышать 2,5-3 метра.
- Монтажные работы. По разметке все сваи вкручиваются до расчетной глубины. Для контроля горизонтальности на ствол сваи прикрепляется магнитный уровень, а в монтажные отверстия продеваются рычаги. С равномерным усилием стержень ввинчивается в грунт.
- Обрезка хвостовиков. Уровень опор выравнивается с помощью нивелира. При этом обязательно должны быть отрезаны монтажные отверстия, что следует учитывать во время расчетов.
- Бетонирование винтовых свай. Полости труб заполняются цементно-песчаным раствором. Заливка сваи бетоном предотвращает образование конденсата внутри труб, что является причиной коррозии металла.
- Монтаж оголовков. На верхнюю часть опор устанавливаются оголовки, которые затем привариваются. Сварные швы обрабатываются эпоксидным составом для защиты.
- Обвязка. Винтовые сваи соединяются по периметру с помощью бруса, стального швеллера или двутавра. Для тяжёлых конструкций фундамента дополнительно используется железобетонный элемент — ростверк.
Ошибки при вкручивании свай своими руками
Чтобы обеспечить прочность и устойчивость свайного фундамента, необходимо избегать распространённых ошибок, которые могут возникнуть при ручной установке свай. Вот несколько из них:
- Вывинчивание стержней для подгонки под уровень. Такой подход приведёт к быстрому деформированию фундамента вследствие неравномерного оседания свай.
- Установка опор под углом. В этом случае лопасти могут быть вырваны из почвы под воздействием горизонтальных и вертикальных нагрузок.
- Глубина установки меньше 1,5 м. Наконечник сваи обязан проходить ниже уровня промерзания уровня земли, иначе её будут выталкивать силы морозного пучения.
- Обрезка свай под углом. Хвостовики необходимо обрезать строго горизонтально, чтобы правильно настроить уровень оголовков, иначе нагрузка на фундамент будет неравномерна.
- Неправильный расчет нагрузок. Не следует устанавливать меньшее количество свай или использовать конструктивные элементы меньшего диаметра, чем это обосновано; попытки сэкономить могут привести к catastrophic consequences.
- Использование некачественных материалов. Сваи, изготовленные кустарным способом либо с проявлениями глубоких повреждений, не должны использоваться. Есть высокий риск отрыва лопастей во время монтажа. Нарушение целостности защитного покрытия приводит к истончению стенок и скорому разрушению опор.
