Качественный монтаж винтового фундамента требует строгого соблюдения проектных параметров, включая точное выдерживание горизонтального уровня и вертикального положения свай без отклонений. При самостоятельной установке сваи закручивают с помощью специальных приспособлений, тщательно контролируя расстояния между опорами и не допуская изменения линейных размеров будущего основания.
Анализ грунта — основа надежного фундамента
Перед началом завинчивания свай крайне важно провести комплексный анализ грунта на участке. Это исследование включает бурение, отбор проб почвы и грунтовых вод, а также изучение процессов почвообразования. Предварительное изучение грунта позволяет определить его несущую способность и правильно рассчитать параметры свайного основания. В лабораторных условиях также анализируют пробы воды, чтобы оценить ее агрессивность по отношению к металлу.
Глубина заглубления свай определяется расчетом и практическим способом — вкручиванием контрольной группы опор. Данные о грунте напрямую влияют на конструкцию фундамента и его итоговую стоимость. На участке выбирают несколько точек для исследования, чтобы подобрать сваи оптимальной длины и сечения.
В результате геологических изысканий определяют следующие ключевые параметры:
- Мощность и расположение несущего слоя почвы;
- Наличие плывунов, пустот (каверн) ниже проектной отметки заложения сваи;
- Разнообразие и толщину (высоту) грунтовых слоев;
- Склонность грунтов к морозному пучению;
- Глубину сезонного промерзания;
- Уровень залегания грунтовых вод.
Анализ структуры почвы необходим для выбора окончательной отметки установки сваи после обнаружения стабильного несущего слоя. Геологическое исследование также помогает выявить резкие перепады слоев и оценить возможность ручного закручивания свай, что позволяет сэкономить на услугах профессиональных монтажников.
Выбор и расчет параметров свай
Свайные стержни служат точечными опорами, равномерно передающими нагрузку от надземной части здания на устойчивые слои грунта. Их размеры, конструкцию, материал и диаметр определяют после сбора всех нагрузок и проведения инженерных расчетов.
При выборе свай необходимо найти следующие параметры:
- Рассчитать суммарные нагрузки от дома и сопоставить их с несущей способностью грунта;
- Определить сопротивление грунтового слоя на изгиб, кручение и продавливание;
- Вычислить ожидаемую осадку свайного элемента с учетом допустимого диаметра ствола;
- Установить расчетное отклонение стержня под действием сдвигающих усилий.
Подробный проект свайного фундамента включает план с указанием мест расположения и способов закручивания каждой сваи. В нем приводятся расстояния между опорами, вертикальные отметки и глубина заложения.
Экономии можно достичь за счет выбора оптимального материала как для самих свай, так и для ростверка. Например, деревянные элементы используют для легких сооружений (сараев, бань, хозпостроек) без дополнительного армирования. Для железобетонных свай применяют бетон марки не ниже В20.
В результате расчетов определяется и тип свай: забивные, винтовые (закручивающиеся) или буроинъекционные.
Инструменты и приспособления для работы
Перед началом работ необходимо подготовить комплект свай и оголовков из материала, предусмотренного проектом. Простейший оголовок надевают на верхнюю часть стержня и фиксируют штырем через технологические отверстия. К нему приваривают скобы для рычагов, либо вороток вставляют непосредственно в прорези на теле сваи. Важно прилагать равномерно распределенное усилие, чтобы наконечник не разрушился до достижения стабильного слоя грунта.
Вкрутить сваи без привлечения специалистов можно двумя основными способами:
- Вручную, используя длинные металлические рычаги;
- С применением механизированных средств, работающих от двигателя.
Для рычагов берут два отрезка толстостенной металлической трубы (от 5 мм) длиной 2–3 метра. В продаже также существуют специальные механизированные сваекруты. В условиях частного строительства можно адаптировать бензобур или мощную дрель с помощью соответствующего привода.
Список необходимых инструментов включает:
- Колышки для разметки;
- Лопату, маркер по металлу, рулетку;
- Строительный уровень и нивелир;
- Лом, болгарку с отрезными кругами по металлу;
- Сварочный аппарат.
Для бетонных работ (например, заполнения ствола) понадобятся песок, цемент и емкость для приготовления раствора. Все сварные швы после монтажа необходимо обработать антикоррозийным составом.
Точная разметка — залог правильной геометрии
Установка свай в строгом соответствии с планом требует тщательной разметки на местности. Опоры размещают на заданном расстоянии, которое обычно не превышает 3 метра. Увеличение этого пролета может привести к провисанию обвязки (ростверка). На участке размечают периметр фундамента, а для проверки точности измеряют его диагонали — их длины должны совпадать.
Вначале размечают и устанавливают угловые сваи, закручивая их по центру будущего бруса обвязки. Если в проекте указаны внешние габариты ростверка, от них отнимают половину ширины бруса с каждой стороны. После монтажа первой опоры определяют положение второй, ориентируясь на размеры фундамента и расстояния между центрами оголовков.
Поскольку дом обычно располагают параллельно забору, дороге или красной линии, от этого ориентира отмеряют равное расстояние для первой и второй опоры. Под сваю роют небольшой приямок, вставляют столб, проверяют вертикаль и замеряют расстояние между осями. Ввинчивание начинают только при отсутствии отклонений или после выравнивания элемента в проектное положение.
Место для третьей опоры находят на пересечении двух линейных замеров. Точность разметки проверяют, сравнивая катеты и гипотенузу образованного треугольника. Для работы используют колышки, капроновый шнур и рулетку. Желательно работать вдвоем. Допустимая погрешность по горизонтали составляет 5–10 мм, а отклонение от вертикали — не более 2 градусов.
Технология ввинчивания свай своими руками
Перед началом закручивания свай участок очищают от строительного мусора и посторонних предметов. Глубину приямка делают не более 0,5 метра, хотя более глубокая выемка может облегчить первоначальное завинчивание. Однако слишком большое отверстие снижает несущую способность, так как свая не вкручивается в плотный грунт, а фактически устанавливается в яму с последующей засыпкой.
Сваи рекомендуется обработать антикоррозионным составом для защиты от агрессивного воздействия грунтовых вод. Заводские изделия обычно уже имеют защитное покрытие. Сложность работы возрастает по мере погружения сваи, так как необходимо прилагать равномерное усилие и строго контролировать вертикаль. Один полный оборот на 360° углубляет сваю примерно на 10–20 см (величина зависит от шага лопасти).
Установка одной сваи в среднем занимает около 30 минут. О достижении плотного, несущего слоя грунта свидетельствует деформация хомутов или сильное сопротивление при проворачивании рычагов. Если сопротивление возникает слишком рано, это может означать, что свая уперлась в твердый предмет (камень, бетонный блок) или слой. В таком случае ее выкручивают и смещают вдоль линии разметки. Важно: угловые опоры переставлять нельзя.
После установки всех свай их верхушки выравнивают по горизонтали с помощью лазерного уровня или нивелира и обрезают болгаркой или пилой. Выкручивать сваю для повторной подгонки по высоте не рекомендуется.
На какую глубину погружать опоры?
Наконечник сваи должен опираться на стабильный слой грунта. Исключение составляют так называемые висячие сваи, которые передают нагрузку в основном за счет трения по боковой поверхности. Длина свайного элемента принимается как расстояние от нижней отметки ростверка до несущего пласта. При этом расчетная величина осадки фундамента не должна превышать допустимых пределов.
СНиП 24.13.330-2011 регламентирует глубину погружения для разных условий:
- В сейсмически активных районах минимальное заглубление винтовых свай составляет 4 метра;
- При опоре на водонасыщенные песчаные грунты — не менее 8 метров, уменьшение глубины требует специального геологического обоснования;
- В остальных случаях длину свай определяют расчетным путем.
Если свая встретила непреодолимое препятствие на глубине более 1,5 метра, ее можно оставить в этом положении, а верхнюю часть срезать по общему уровню. Винтовую сваю крутят до тех пор, пока она продвигается вглубь; остановка означает, что она достигла проектной отметки.
Завершающий этап: установка фундамента
Приямки, выкопанные для облегчения монтажа, после установки свай заполняют бетонным раствором. Это действие не увеличивает несущую способность опоры, но защищает внутреннюю полость от попадания воздуха и влаги, предотвращая коррозию. На следующем этапе к верхней части сваи приваривают или прикручивают болтами оголовок. Сварные швы зачищают от окалины и покрывают грунтовкой или краской. Оголовки служат для крепления ростверка или обвязочной балки и имеют отверстия для фиксации бруса или металлического профиля.
Основные типы оголовков:
- Квадратные металлические пластины;
- Отрезки швеллера длиной до 150 мм, установленные полками вниз;
- V-образные (рогатые) оголовки, предназначенные specifically для деревянного бруса.
Ростверк (верхняя обвязка) может быть изготовлен из дерева, металла, монолитного или сборного железобетона. Деревянные балки используют для каркасных и щитовых домов. Металлические балки служат основанием для домов с деревянными, шлакобетонными или керамзитобетонными стенами. Монолитные или сборные железобетонные ростверки применяют под тяжелые здания с плитными перекрытиями и массивными кровельными конструкциями.