Содержание

Можно ли выкрутить винтовые сваи?

Критические ошибки при монтаже винтовых свай

Одним из преимуществ фундамента на винтовых сваях является относительная простота его закладки. При выполнении всех работ согласно установленным правилам, сооружение свайно-винтового фундамента, действительно, под силу любому умельцу. Однако даже бригады, специализирующиеся на установке свай, иной раз допускают критические ошибки, пагубно влияющие на устойчивость и долговечность фундамента.

1. Основные требования к монтажу винтовых свай

Устойчивость и долговечность фундамента на винтовых сваях определяется в основном

Качеством самих винтовых свай
Точным расчетом фундамента
Правильным монтажом свай

Если выбор свай и расчет их расположения под фундамент производится до начала работы, и всегда есть время уточнить многие детали, то процесс монтажа, как правило, скоротечен, и именно здесь нужно строго следить за неукоснительным выполнением всех рекомендаций по установке свай, а именно:

Строгая вертикальность
Достаточная глубина погружения
Вывод окончательной плоскости фундамента
Бетонирование свай
Антикоррозионная обработка внешней части сваи, выступающей над землей
Правильная приварка оголовков

Соблюдение всех этих положений обеспечит полное соответствие фундамента всем нормам. В реальности же в процессе монтажа могут появиться ошибки, которые следует избегать.

Сваю нужно устанавливать строго вертикально

2. Контроль вертикальности установки свай

Любые расчеты фундамента предусматривают то, что винтовая свая установлена строго вертикально. Именно в этом случае она имеет максимальную расчетную несущую способности и максимальную жесткость. Предельное отклонение от вертикали не должно составлять более 2 градусов. В противном случае фундамент не прослужит достаточно долго и эффективно.

Контроль вертикальности свай осуществляется с использованием, как правило, двух строительных уровней на магнитах, которые крепятся к трубе. Если заворачивание производится вручную, то нужно как минимум три человека, один из которых постоянно следит за уровнем. Если используется сваебур, следует вкручивать сваю очень тщательно, не используя предельные обороты. Пусть работа пойдет медленнее, но сваи будут установлены вертикально.

Основной ошибкой, которая следует из-за слишком быстрого вворачивания сваи является отклонение ее от вертикали. Это не фатальная ошибка, но оставлять сваю в таком положении нельзя.

Фатальной ошибкой будет выворачивание сваи обратно и повторное завинчивание. Казалось бы, свая будет теперь установлена вертикально, это действительно так. Но в этом случае существенно изменится ее несущая способность.

Дело в том, что при ввинчивании сваи, ее лопасть уплотняет грунт, что и способствует достижению ее расчетной несущей способности. Если же свая будет хоть немного выкручена, грунт разрыхляется, и повторное погружение уже не сможет уплотнить его в достаточной мере, даже если окончательная глубина будет достаточной.

Таким образом, любое выкручивание сваи и повторное погружение ослабляет несущую способность всего фундамента.

Если вертикальность нарушена рекомендуется либо установить дополнительную сваю, либо, что экономичнее, вывернуть сваю полностью и вкрутить рядом.

Контроль вертикальности установки сваи

3. Заворачивание свай и плотность грунта

Процесс заворачивания свай предусматривает их надежное закрепление в грунте. Основные силы, действующие на сваи, это сила упругости грунта, действующая на внешние стенки трубы, и действующая на плоскость лопасти.

Нагрузки на сваю в грунте

В связи с этим погружение сваи в грунт достигает максимальных результатов, если грунт находится в исходном состоянии. Разрыхлять грунт перед ввинчиванием сваи ни в коем случае нельзя. Максимум – это создавать приямки – небольшие углубления, для более точного и легкого вхождения сваи в землю, при этом глубина их должна быть не слишком велика – 30-40 см.

Существенной ошибкой считается ввинчивание свай в заранее пробуренные отверстия в грунте. Завинчивание свай в такие заранее приготовленные отверстия существенно снижает несущую способность всего фундамента, хотя и облегчает процесс монтажа.

4. Ошибки при выведении плоскости фундамента

Как правило, плоскость фундамента под обвязку выполнятся обрезкой свай на одинаковую высоту относительно горизонта. Очевидно, что такой способ предусматривает излишний расход материала – часть трубы идет в отходы. Зачастую у застройщика возникает соблазн каким-то образом избежать лишних расходов – за счет того, что сваи при неровном ландшафте будут завинчены на разную глубину.

Это существенная ошибка.

Дело в том, что расчет фундамента предусматривает достижения лопастей винтовых свай определенной глубины. Именно на расчетной глубине грунт достаточно уплотнен, и несущая способность сваи максимальна. Так, считается, что погружение свай должно быть в среднем не менее 1,5-2,5 метров, в зависимости от характеристик самого грунта. Особенно это касается фундаментов под массивные сооружения.

Если часть свай будет завернута недостаточно глубоко, то общая устойчивость фундамента окажется ниже расчетной.

Второй ошибкой при выведении высоты свай на один уровень является их неправильная обрезка. С целью сомнительной экономии строители иногда позволяют себе не срезать участки с монтажными отверстиями. Это грубая ошибка. Наличие отверстий в теле трубы существенно понижает ее жесткость, а, соответственно, и несущую способность.

Участок сваи с монтажным отверстием необходимо срезать

5. Роль бетонирования свай и ее недооценка

Финишное бетонирование тела сваи играет существенную роль, так как обеспечивает

Расчетную жесткость трубы на изгиб
Внутреннюю защиту тела трубы от коррозии

Иногда при установке свай собственными силами застройщик игнорирует этот этап. Грешат этим и недобросовестные бригады – ведь процесс бетонирования отнимает значительное время. Зачастую используется некачественный или несоответствующий нормам бетон, либо заливка производится небрежно, не до края трубы и т.д.

В результате труба не имеет достаточную жесткость, особенно если используются трубы со стенкой до 4 мм. Кроме того, она достаточно быстро ржавеет изнутри, что существенно понижает долговечность фундамента.

Заливка полости сваи бетоном

6. Необходимость антикоррозионной обработки выступающих частей свай

Как показывает опыт, именно часть сваи, выступающая над землей, особенно в месте соприкосновения с грунтом, подвергается интенсивному воздействию внешних неблагоприятных факторов. Здесь развиваются интенсивные очаги коррозии. Чтобы избежать их, свая должна быть обязательно покрыта дополнительным слоем антикоррозионного материала – рекомендуется использовать мастику.

Поскольку это процесс тоже занимает время, а также связан с неудобствами из-за повышенной трудоемкости, зачастую строители опускают его. Это грубое нарушение, которое приведет к существенному уменьшению срока службы фундамента.

Битумное покрытие окончания сваи

7. Неправильная установка оголовков

Отметим еще одну важную составляющую правильного монтажа фундамента на винтовых сваях. Это установка оголовков, необходимых для создания ровной площадки под обвязку фундамента.

Ошибки, возникающие при установке оголовков:

Выбор оголовков существенно большего диаметра, чем труба сваи
Некачественная приварка оголовков к телу трубы
Перекос оголовков

Любое нарушение расположения оголовков вызовет ненужные напряжения на обвязку, что скажется в дальнейшем, и срок службы фундамента уменьшится.

Свая под установку оголовка

8. Выводы

Мы перечислили основные ошибки, которые могут даже фатально сказаться на установке свайно-винтового фундамента. Избежать их можно, строго соблюдая инструкции по установке свай. В случае достаточно сложных фундаментов работу лучше доверить профессионалам, поскольку в процессе работы могут возникнуть различные ситуации, с которыми может не справиться любитель, а в дальнейшем это скажется на качестве всего строительства.

Смотрите это видео на YouTube

Закручивание винтовых свай самостоятельно

Правильный монтаж винтового фундамента дома означает соблюдение проектных параметров, выдерживание горизонтального уровня и вертикалей без отклонений. Самостоятельное закручивание свай выполняют с помощью специальных приспособлений, при этом соблюдают расстояния между опорами и не допускают изменения линейных размеров фундамента.

Анализ грунта

Комплексное исследование включает бурение, отбор земли и подземных жидкостей, изучение процессов почвообразования на участке. Предварительное изучение почвы помогает установить ее особенности и рассчитать несущую способность свайного основания. В лаборатории анализируют пробы воды, чтобы установить степень агрессивности.

Отметка заглубления находится расчетом и способом вкручивания винтовых свай контрольной группы. Сведения о грунте влияют на конструкцию основания и определяют стоимость. На участке строительства выбирают точки для исследования, чтобы вкручивать сваи разной протяженности и сечения.

В результате изысканий определяют:

мощность опорного слоя почвы;
присутствие плывунов и каверн ниже отметки залегания сваи;
разнообразие слоев и их высоту;
способность грунтов к пучению;
глубину промерзания;
отметку стояния почвенной жидкости.

Анализируют структуру почвы, чтобы выбрать отметку установки после нахождения залегания несущего слоя. Геологическое исследование помогает найти перепады слоев и установить возможность закручивания сваи вручную. Работа своими силами экономит средства, которые нужно было бы отдать монтажникам.

Выбор и расчет параметров

Свайные стержни представляют собой опорные точки для размеренного переноса усилий от надземной части строения к стабильным слоям грунта. Размеры, конструкцию, материал и диаметр определяют после сбора нагрузок и проведения расчета.

Нахождение параметров при выборе стержней:

расчет усилий от нагрузки дома и сравнение с несущей характеристикой грунта;
нахождение сопротивления слоя на изгиб, кручение и продавливание;
вычисление осадки свайного элемента с учетом допустимого диаметра ствола;
нахождение расчетного отклонения стержня за счет сдвигающих усилий.

Расширенный проект свайного фундамента включает план с указанием, где и как закрутить винтовую сваю своими руками. Приводятся расстояния между опорами, вертикальные отметки и глубина заложения.

Экономии достигают за счет выбора оптимального вида материала для сваи и ростверка.

Элементы из дерева ставят для легких сооружений, например, сараев, бань, хозпостроек при этом армирование не выполняют. Для стержней из железобетона берут бетон не ниже В20.

Расчетом определяют вид свай: забивные, закручивающиеся или буроинъекционные.

Необходимые инструменты и приспособления

Перед работой необходимо иметь набор свай и оголовки из материала, предусмотренного проектом. Простейший оголовок надевают на верхушку стержня и фиксируют штырем в отверстиях. К нему приваривают скобы для рычагов, или воротило вставляют непосредственно в технологические прорези сваи. Требуется прилагать равномерно распределенную силу, чтобы наконечник не разрушился до того, как достигнет стабильного слоя земли.

Вкрутить элементы без привлечения специалистов можно двумя способами:

вручную с применением длинных рычагов из металла;
с использованием механических средств, которые работают от двигателя.

Для рычага берут 2 куска трубы из толстого металла (от 5 мм) длиной около 2 – 3 метров. В продаже есть сваекруты, представляющие собой механизированные устройства. В условиях частного строительства можно подсоединить бензобур или дрель с помощью привода.

Список необходимых инструментов:

разметочные колышки;
лопата, маркер по металлу, рулетка;
строительный уровень, нивелир;
лом, болгарка с кругами по металлу;
сварочный агрегат.

Для монолитного заполнения понадобится песок и цемент, а также корыто для раствора. Сварные швы обрабатывают антикоррозийным средством.

Проведение разметки

Закрутка свай по плану требует тщательной разметки на местности. Стойки ставят на нужном расстоянии, не превышающем 3 метра. Увеличение прогона ведет к провисанию обвязки ростверка. На участке размечают периметр, для проверки измеряют диагонали, размер которых должен совпадать.

Вначале размечают угловые элементы и закручивают по центру бруска. Если указаны крайние габариты ростверка, вычитают 0,5 ширины бруска с двух сторон. После установки первого стержня определяют положение второй опоры, ориентируясь на размеры фундамента и расстояния между центрами оголовков.

Дом ставится параллельно забору, дороге, красной линии улицы, поэтому от этой черты меряют одинаковое расстояние с первой опорой и ставят второй стержень. Роют приямок, вставляют столб, проверяют вертикаль и замеряют промежуток между осями. Ввинчивать начинают, если нет отклонений или выравнивают элемент до проектного и планового положения.

Место третьей опоры находят на пересечении двух линейных показателей расстояния, точность разметки проверяют сравнением катетов и гипотенузы образованного треугольника. Используют колышки, капроновые шнуры и рулетку. Работу проводят вдвоем. Допустимая погрешность горизонтальных измерений составляет 5-10 мм, а вертикальных — не больше 2°.

Порядок ввинчивания свай своими руками

Перед тем как закрутить сваи самому, очищают участок от строительного мусора и ненужных предметов. Размер приямка делают не больше 0,5 метра, хотя глубокая выемка облегчает завинчивание. Большое отверстие снижает несущую способность, т.к. стержень не вкручивают в почву, а устанавливают с последующей засыпкой.

Сваи обрабатывают антикоррозионным средством для предохранения от агрессивности почвенных жидкостей. Заводские изделия содержат защитное покрытие. Сложность работы увеличивается с погружением элемента, т.к. нужно прилагать равномерную силу и не отклонять стержень по вертикали. Один поворот на 360° углубляет его на 10 – 20 см (зависит от шага лопастей на стволе).

Установка одного элемента занимает около получаса времени. О достижении твердого грунта свидетельствует деформация хомутов в месте воздействия рычага. Ранняя деформация говорит о том, что свайный стержень застопорился (уткнулся в твердое наслоение или предмет). Такие элементы вынимают и смещают по линии расположения. Нельзя переставлять угловые стойки.

После установки стержни выравнивают по горизонтальной отметке, верх обрезают пилой или болгаркой.

Выкручивать и повторно ввинчивать сваю для подгонки ее до нужной высоты не рекомендуется.

Глубина погружения опор

Наконечник сваи опирается на стабильный тип почвы, исключение составляют висячие типы, которые передают давление на боковые стороны. Протяженность свайного элемента берется как расстояние от низа ростверка до основного слоя грунта. При этом расчетный показатель осадки не должен превышать предел допустимого уровня.

СНиП 24.13.330-2011 дает значения погружения для разных регионов:

сейсмически опасные районы — заглубление винтовых столбов не меньше 4 метров;
при опоре на влажный песчаный грунт — не меньше 8 метров, уменьшение глубины обосновывают геологическими исследованиями конкретной области;
в остальных случаях высоту свай определяют расчетом.

Если стойка уперлась в твердое препятствие на глубине больше 1,5 метра, ее можно оставить в этом положении, а верхушку срезать по уровню. Крутят винтовой стержень до тех пор, пока он идет вглубь почвы, после остановки сваю считают правильно заглубленной.

Итоговая установка фундамента

Приямки, сделанные для установки, заполняют бетоном. Действие не повышает несущие характеристики опоры, но защищает от попадания воздуха и предупреждает коррозию. На следующем этапе приваривают оголовок или надевают с креплением болтами к хвосту опоры. Швы освобождают от окалины, красят или грунтуют. Конструктивные звенья служат для монтажа ростверка или обвязки монолитной плиты. В оголовках есть отверстия для крепления бруска или балки.

металлические пластины квадратной формы;
отрезки швеллера, повернутые полками вниз длиной до 150 мм;
V-образное звено в форме рогатки только для брусков.

Ростверк делают из дерева, металла, монолитного бетона или железобетонных ригелей. Деревянные прогоны ставят для щитовых и сборных строений. Металлические балки служат опорой для домов с деревянными, шлакобетонными, керамзитовыми стенами. Железобетонные монолитные и сборные применяют в тяжелых строениях с перекрытиями из плит и мощными кровельными фермами.

Смотрите это видео на YouTube

Закручивание винтовых свай «мясорубкой»

Установка винтовых опор достаточно трудоёмкий процесс. Завинчивание винтовых свай «мясорубкой» – доступная альтернатива дорогой механизации (и легче, чем вручную).

Как можно установить винтовые сваи

Есть несколько способов монтажа винтовых опор. Основное отличие этих способов – степень механизации. Мы упомянем о них в начале, чтобы лучше понимать плюсы и минусы закручивания винтовых свай «мясорубкой».

Итак, способы ввинчивания:

Полностью ручной способ;
Ручной электрический или гидравлический сваекрут;
Специальные станки для закручивания свай, часто на шасси грузовика или как съемное оборудование экскаватора.

Конструкция и варианты «мясорубок»

«Мясорубки» – это ручной инструмент, состоящий из электрического или гидравлического привода с креплением на оголовок сваи и системы рычагов для фиксации инструмента и передачи момента на сваю.

Требования к приводу

В качестве привода рационально выбрать дрель достаточной мощности. В отсутствии на площадке электричества потребует передвижного генератора.

Мощность дрели должна быть не менее 2 кВт;
Важно также, наличие реверса и изменение скорости вращения.

Конечно, можно использовать гидромотор. Но дрель купить проще, и проще заменить если сломается. И переносная гидростанция, нужная для работы мотора, пригодится вам где-то еще едва ли.

Если вы решили использовать вместо дрели другие двигатели, они должны быть не хуже.

Требования к редуктору

Редуктор нужен в конструкции чтобы увеличить момент на оголовке сваи и уменьшить обороты:

Редуктор должен выдерживать крутящий момент не менее 4500 Нм;
Передаточное отношение должно быть больше 1:60.

Выбирая УКМ отдавайте предпочтение конструкциям на подшипниках.

Так же обратите внимание на удобство смены смазки. Рекомендуется замена смазки после монтажа 20 свай.

После приобретения, хорошо набейте редуктор новой смазкой (а там ее будет мало). Рекомендуется заменить смазку на долее подходящую: например, на пластичную смазку для ШРУСов.

Переходник

Переходник выглядит, как 2 крепления-адаптера (для дрели и редуктора) и раму соединяющую их воедино. Как на фото:

Цель: чтобы редуктор относительно дрели не проворачивался. Иначе при работе придется держать и дрель, и редуктор.

Насадка, рычаги и прочее

Наш сваекрут будет передавать крутящий момент на сваю через насадку. Усилия на оголовок значительные и возможно смятие сваи. А это брак.

Есть два варианта насадки: внутренняя и внешняя. Отличаются лишь тем, что вставляестя или надевается насадка на сваю.

У насадки должно быть отверстие куда будет вставляться палец. Хорошо сделать это отверстие овальным.

Чтобы вращалась свая в грунте, а сваекрут, к раме нужно приделать рычаг. У рычага может быть шарнир, позволяющий качаться вверх-вниз, но не вправо-влево. Это нужно для удобства закручивания высоких свай и управления с земли без помостов.

Особенности завинчивания винтовых свай «мясорубкой»

Мы сейчас не будем останавливаться на таких важных, но рассмотренных в других статьях вопросах, как выбор свай, расчет свайного поля, разметку площадки и т. п.

Рекомендуется приобрести на 1 сваю больше для пробного завинчивания в аналогичный грунт, что и на площадке (не далеко от будущего фундамента).

Работы по вкручиванию свай удобно делать втроем.

Очередность действий:

Уложить сваю рядом с местом установки;
Подсоедините «мясорубку», в том числе и рычаг;
Установите сваю по разметке вертикально (наверху сваекрут, придерживайте рычаг, чтобы не мешал);
Один удерживает рычаг, остальные придерживают сваю, чтобы она не отклонялась от вертикали;
Включите «мясорубку», контролируйте положение сваи по вертикали, продолжайте до погружения сваи на нужную глубину.

Подробности завинчивания свай «мясорубкой» можно посмотреть на видео: