Как устанавливать винтовые сваи?

Для ускоренного возведения прочных фундаментных оснований на проблемных грунтах используют трубчатые опоры, на которых имеется несколько витков. Они завинчиваются в почву до необходимого уровня, определенного глубиной промерзания. Жесткость фундаментной конструкции обеспечивает ростверк на винтовых элементах. Установка винтовых свай своими руками может проводиться в любое время года. Для монтажа нужно оборудовать отверстия, завинтить сваи, контролируя вертикальный уровень, выровнять оголовки и залить полость трубы раствором цемента и песка для защиты от коррозии.

Особенности и преимущества опорных элементов для свайно винтовых оснований

Многие слышали, что для строительства фундаментов домов, сооружаемых в условиях наклонного рельефа и проблемного грунта, используются винтовые сваи. Что такое спиральная опора? Остановимся детально на конструктивных особенностях винтовой опоры для сооружения фундамента.

Согласно требованиям действующего ГОСТ сваи представляют собой сборную конструкцию, состоящую из следующих элементов:

• рабочего ствола. Для изготовления используются стальные трубы. Их диаметр составляет не менее 55 мм при увеличенной до 4-5 мм толщине стенки;
• направляющей насадки. Для изготовления наконечника винтовой опоры используется стальное или чугунное литье, усиленное термообработкой;
• винтовой спирали. Ее длина определяется количеством накрученных на ствол сваи витков. Спиральная лента изготавливается из стального проката.

Изготовлена опора путем приварки винтовой ленты к трубе, в нижней части которой закреплен рабочий наконечник. Витки начинаются на уровне насадки и заканчиваются на теле ствола. Используя качественные материалы, домашнему мастеру по силам самостоятельно сделать винтовую сваю. Однако в домашних условиях проблематично гарантировать качество сваи, несущая способность которой достаточно велика. Учитывая повышенную нагрузку, которую воспринимает фундамент свайный, целесообразно использовать винтовые опоры промышленного изготовления.

Спиральные опоры отличаются рядом конструктивных особенностей:

• вариантом исполнения навивки;
• длиной рабочего ствола;
• внешним диаметром спиральных витков;
• длиной винтовой ленты;
• толщиной трубы и винтовых лопастей;
• конструкцией рабочего наконечника.

Для сооружения фундаментов используются различные виды опорных элементов, отличающиеся методом изготовления рабочей части:

• сварные опоры. Они представляют собой сборную конструкцию из металлической трубы, спиральных витков и насадки, соединенных между собой с помощью электрической сварки. Благодаря доступной цене, такие сваи используют, в основном, для сооружения фундаментных основ частных объектов. Коррозионное разрушение шва, возникающее в процессе эксплуатации, отрицательно сказывается на прочностных свойствах. Для повышения надежности опоры во внутреннюю полость трубы заливают бетонную смесь. Сваи со сварным наконечником почти не применяют в области промышленного строительства из-за недостаточно высокой надежности и пониженной несущей способности;
• сваи с литым наконечником. Насадка такой опоры произведена методом литья под давлением из стали и имеет на рабочей части спиральный виток. Благодаря отсутствию в конструкции сварных швов, повышаются прочностные свойства и снижается вероятность коррозионного разрушения рабочей части опоры. Сваи с литой насадкой легко входят в любую почву, быстро проникая через корневую систему деревьев и каменистые включения. Соосность расположения наконечника на стволе облегчает погружение опоры, и уменьшает усилие при ее завинчивании. Литые сваи применяют для ответственных конструкций, воспринимающих повышенные нагрузки. Изделия отличаются более высокой ценой и редко используются в области частного строительства.

По конструкции свайные опоры делятся на следующие виды:

• винтовые элементы широколопастного типа. К ним относятся сваи с одним стальным витком, расположенным на острие опоры, а также элементы с дополнительным спиральным витком, находящимся в центральной части ствола. Вверху ствола находятся отверстия, облегчающие завинчивание опоры в грунт. Однолопастные сваи применяются для монтажа оградительных конструкций и формирования фундаментных основ облегченных одноэтажных строений, сооружаемых на стабильных грунтах. Двухвитковые опоры обладают повышенной несущей способностью за счет увеличенной в два раза площади контакта. Сваи с двумя витками применяются на почвах, склонных к подвижкам и позволяют воспринимать массу массивных сооружений;
• спиральные опоры узколопастной конструкции. Такие сваи легко отличить по выполненной вдоль всего ствола спиральной навивке, имеющей уменьшенную ширину. Узколопастная свая многовиткового типа без проблем погружается в плотную почву с увеличенной концентрацией каменистой примеси. Данный вариант свай применяется для обеспечения устойчивости одноэтажных строений. Разновидностью узколопастных свай является трубчатая опора, предназначенная для формирования фундаментных оснований под каркасные строения в условиях вечной мерзлоты, а также на глубоко промерзающих в зимнее время грунтах. У трубчатой сваи отсутствует наконечник, а в торцевой части ствола выполнены специальные твердосплавные зубья, а также приварен заходной виток.

Винтовые опоры обладают комплексом достоинств:

• позволяют за ограниченное время возвести надежный фундамент;
• используются на различных грунтах, в том числе проблемных;
• могут устанавливаться независимо от погодных условий;
• обладают достаточно высокой надежностью;
• не подвержены усадке в процессе эксплуатации;
• позволяют осуществлять возведение строения сразу после закручивания.

К слабым сторонам винтовых опор относится пониженная устойчивость к воздействию коррозии, а также проблематичность монтажа на скалистом грунте.

Определение длины и диаметра сваи

Планируя построить ленточный фундамент на винтовых сваях монтаж, следует определиться с длиной спиральной опоры и диаметром ее рабочей части. При правильно подобранных характеристиках винтовых опор свайно-винтовой фундамент обладает высокой нагрузочной способностью и является таким же надежным, как и тисэ фундамент.

Нагрузочная способность опор со спиральной рабочей частью зависит от величины площади контакта и определяется следующими рабочими параметрами:

• длиной винтовой навивки и всей сваи;
• наружным диаметром спиральной ленты.

Габаритные размеры рабочей части спирально-винтовых опор определяются в зависимости от следующих факторов:

• характеристик почвы на месте строительства;
• глубины замерзания грунта;
• концентрации минеральных примесей в почве;
• уровня расположения твердых пластов;
• сопротивления грунта завинчиванию опоры;
• массы возводимого строения.

Длина сваи изменяется в зависимости от условий эксплуатации:

• опоры с длиной 1-1,2 м устанавливают в районах с теплым климатом;
• для средней полосы подойдут полутораметровые опоры;
• сваи длиной более 2 м монтируют в северных районах.

Диаметр винтовой навивки определяется действующей на опору нагрузкой, передаваемой возводимыми конструкциями:

• для облегченных и оградительных конструкции применяют сваи с наружным диаметром ленты 5-8 см;
• устойчивость каркасных и деревянных зданий обеспечивают лопастные опоры диаметром 9-9,5 см;
• надежность массивных построек обеспечивается усиленными сваями с внешним диаметром витка более 10 см.

Нагрузочные характеристики возрастают пропорционально увеличению наружного диаметра спиральной навивки:

• спирально-винтовой элемент с диаметром несущей трубы 7,6 см и внешним размером витка 20 см способен воспринимать до тонны полезной нагрузки;
• при увеличении диаметра ствола до 9 см, а также диаметра винтовой ленты до 25 см нагрузочная способность возрастает в 2 раза и достигает 2 т;
• сваи, изготовленные из труб сечением 10,8 см, имеющие диаметр спирали 30 см, способны выдерживать усилие, составляющее 2,5 т.

Усиленные винтовые сваи, применяемые для возведения фундаментов под массивные строения, способны воспринимать нагрузку свыше 3 т.

Установка винтовых свай своими руками – технология строительства фундамента

Приняв решение построить дом на сваях, следует рассчитать величину нагрузки, которую способны воспринимать спиральные опоры, а также ознакомиться с технологией сооружения фундаментной основы.

При возведении ленточного фундамента следует выполнять работы в следующем порядке:

1. Рассчитать нагрузочную способность свай.
2. Выполнить разметку под фундаментную основу.
3. Определиться с методом завинчивания опор.
4. Подготовить все необходимое для погружения свай.
5. Приобрести свайные опоры в требуемом количестве.
6. Провести антикоррозийную обработку поверхности.
7. Пробурить направляющие скважины под сваи.
8. Завинтить свайные опоры в почву.
9. Обеспечить расположение оголовков в одной плоскости.
10. Залить бетонной смесью полости металлических труб.

Рассмотрим особенности выполнения главных этапов.

Расчет несущей способности винтовых опор

Для расчета нагрузки, которую может воспринимать винтовая свая, необходимо определить величину усилий, передаваемых конструкцией на опорные элементы. Вначале необходимо рассчитать суммарную величину нагрузки, передаваемую строением на фундамент.

Выполняйте расчет по следующему алгоритму:

1. Определите общий вес строительных конструкций. Масса определяется перемножением объема коробки на удельный вес материалов. К результату прибавляется вес кровли и внутреннего оборудования.
2. Рассчитайте нагрузку, которую передает на поверхность крыши снежный покров. Показатель вычисляется путем перемножения площади кровли на нормативный коэффициент снеговой нагрузки.

Кроме указанных показателей, учитываются также динамическая и ветровая нагрузки. Результат суммирования всех видов нагрузок – величина усилия, действующего на фундамент. Для выполнения расчетов следует начертить план постройки и расположить сваи в угловых зонах, а также под капитальными стенами.

Дальнейший расчет выполните по следующему алгоритму:

1. Определите усилие на одну сваю путем деления нагрузки на суммарное количество опор.
2. Умножьте полученное значение на нагрузочный коэффициент запаса, составляющий 1,2.
3. Подберите сваю необходимой конструкции и размера с учетом нагрузочной способности.