Как рассчитать нагрузку строения из бруса на винтовые сваи
Для расчетов принимается: один квадратный метр поверхности сруба и несущих перегородок из самого распространенного строительного бруса 200х150 весит 70-100 кг. Один квадрат чердачного перекрытия с утеплителем весит от 100 до 150 кг, удельный вес кровли из рубероида или шифера – 50 кг, из черепицы – 80 кг. Погонный метр двойной обвязки винтовых свай брусом весит до 50 кг. При использовании в качестве ростверка металлопроката, вес определяют по справочникам. Необходимо учесть вес винтовых свай, один метр залитой цементным раствором опоры диаметром 108 мм весит 100 кг.
При расчете веса снежного покрова используют следующие данные:
- Южные районы – 50 кг на квадратный метр крыши;
- Средняя полоса – 100 кг;
- Северные районы – 190 кг.
Приведенные данные актуальны для пологих крыш с углом наклона менее 35 градусов, для остроконечных крыш применяют коэффициент 0.5.
Вес домового оборудования, отделочного материала и мебели застройщик определяет самостоятельно.
Для более точного сбора нагрузок лучше воспользоваться СП 20.1330.2016 «Нагрузки и воздействия».
Монтаж своими руками
Монтаж небольших участков такого фундамента нерентабелен, и гораздо проще, да и выгоднее сделать это своими руками.
Для ручного монтажа опор понадобится нехитрое приспособление, изготовленное из обрезка трубы, чуть большей по диаметру, чем свая, в котором выполнены отверстия, предусмотренные для его соединения посредством винтовой конструкции с опорой, а также проушинами для рычагов. Опору таким образом можно вкрутить за один час при любом грунте. Два человека крутят, а один следит за соблюдением вертикали с помощью уровня.
Инструмент
Необходимые инструменты и приспособления для выполнения поставленной задачи:
- Трубы диаметром 50 мм. длиной 2,5 метра. Они выступают в качестве рычагов.
- Магнитный уровень.
- Молоток.
- Кувалда.
- Маркер (мел).
- Лопата.
- Болгарка. Ей будет осуществляться подрезка опор до нужной высоты.
- Лом.
Технология монтажа
Для установки опор необходимо знать технологию монтажа. После того как участок подготовлен и произведена разметка:
- Вначале устанавливаются сваи угловые.
- Буром сверлится отверстие для свай, но меньшего диаметра. Глубина его составляет примерно 30 процентов от длины опоры.
- В технологическое отверстие в опоре вставляют лом, а на него уже надевают трубы. От длины рычага зависит то, какое усилие нужно будет прилагать для завинчивания – длиннее рычаг, проще и легче работа.
- Двое, как уже говорилось, с помощью рычагов закручивают опору, а их третий напарник ведет контроль вертикали сваи.
- Если грунт только разрыхляется и дело не идет, тогда следует увеличить усилие на сваю – двое висят на рычагах как на турнике, а третий сидит сверху.
- Если свая упирается во что-то твердое и дальше не идет, вращение прекращают, а в конце работы просто излишек опоры обрезается. Для более точного контроля над обрезкой используется лазерный или пузырьковый уровень.
- Сама технология допускает укорачивание на 10 см., хотя в отдельных случаях укорачивают и больше.
- Сваи заполняют бетоном, перед тем как приварить оголовок.
- По необходимости делается бетонный или же деревянный ростверк, который предназначается для распределения равномерной нагрузки от постройки к сваям.
Свайно-винтовой фундамент предполагает четкое соблюдение технологического процесса.
Использование спецоборудования
Конечно же, существует и специальное оборудование, которое в значительной степени облегчает эту непростую работу. Вот оно:
- Бензигидростанциия УЗС-1.
- Устройство БР2.50-02 и т. д.
Эти агрегаты достаточно компактны и их можно перевозить в багажнике легкового автомобиля. Они несколько отличаются своими техническими характеристиками.
Еще способ
Довольно распространен еще один способ установки с применением редукторного гайковерта и мощной двухкиловаттной дрели. Вся конструкция надежно скрепляется болтами, точатся насадки токарным способом. Более подробно устройство показано в видеоматериалах.
На опору будет действовать достаточное усилие для ее завинчивания этим сваекрутом.
Как выполняется изготовление винтовых свай: чертежи и технология изготовления
Большое количество статей в интернете на тему того, как изготовить и установить винтовые сваи, советуют не рисковать и не изготовлять сваи для строительства дома самостоятельно. Следует знать, что сделать сваи самостоятельно можно, если знать все нюансы.
Рис. 1. Схема устройства винтовой сваи.
Винтовые сваи представляют собой пустотелые трубы из стали, один конец которых – острый наконечник, снабженный режущей лопастью. Он напоминает гребной винт судна. При вкручивании сваи в землю спиралевидная лопасть дает возможность ввинтить ее так глубоко, насколько это необходимо. Когда необходимая отметка будет достигнута и заглубление прекратится, лопасть препятствует выталкиванию наружу сваи и надежно фиксирует ее в земле, тем самым создавая прочную основу, на которой будет возводиться фундамент выбранного типа.
Подобные конструктивные особенности винтовых свай дают возможность обходиться без сложных грузоподъемных механизмов и сделать фундамент выбранного типа своими руками без необходимости в использовании услуг сторонних специалистов. Однако при этом следует знать, что качество конструкции будет зависеть не столько от соблюдения технологии, которая является довольно простой, сколько от качества самих винтовых свай.
В свою очередь, оно будет зависеть от качества используемой стали и формы лопасти. Мастер с большим опытом работы может его определить при первом же взгляде на винтовую сваю: винтовой наконечник, который имеет правильную форму, слегка ассиметричен, что дает возможность обеспечивать плавное и легкое вхождение в грунт.
Если в процессе ввинчивания возникают затруднения, которые вызваны не инженерными характеристиками имеющейся почвы, а неправильно выполненными сваями, это может быть критичным для будущего строения – вплоть до его разрушения.
Изготовление винтовых свай для забора своими руками
Как известно, обустройство винтового фундамента является относительно несложным мероприятием, поэтому многих интересует вопрос, как сделать винтовые сваи самостоятельно, ведь это позволит в существенной степени сэкономить финансовые средства.
Чаще всего своими руками изготавливаются сваи для строительства заборов. Для самостоятельного изготовления свай вначале нужно подготовить такие отдельные компоненты:
- Трубы с требуемым диаметром.
- Винтовую часть, с шагом около 5 см.
- Наконечник, длиной не меньше 15 см.
- Оголовки, для крепления бруса или балок.
Длина и диаметр труб являются основными техническими параметрами винтовых свай. Длина изделия определяется в зависимости от вида грунта. Ее значение должно быть таким, чтобы обеспечить погружение сваи до уровня устойчивой почвы.
Выбор диаметра сваи зависит от величины усилий, создаваемых непосредственно строительной конструкцией. В соответствии с типом ограждения рекомендуется использовать трубы для изготовления винтовых свай следующих диаметров:
- 55 мм – для установки легких оград, к примеру, из сетки-рабицы.
- 76 мм – для монтажа ограждения из металлического профнастила или шифера.
- 89 мм – для обустройства массивного забора из кирпича или легких блоков.
Рекомендуется для производства свай винтового вида приобретать специальные заготовки с литым наконечником. Но если это невозможно, то он изготавливается самостоятельно непосредственно из используемой трубы. Для этого:
- Концы трубы разрезаются на отдельные секторы определенного размера по лекалу.
- Выполняется сварка их в конус.
- Производится рихтовка швов.
Винтовая часть может быть изготовлена из стали толщиной 5- 6 мм. Сегодня можно приобрести специальные заготовки для винтов, но их стоимость при этом будет выше. Наружный диаметр устанавливаемого винта должен выбираться в зависимости от особенностей грунта, а именно, чем глубже необходимо вкручивать сваю, тем меньший должен быть диаметр винта.
В качестве основания для закрепления сверху винтовой сваи швеллера или балки должен устанавливаться оголовок. Правильно изготовленное изделие выглядит, как показано на фото ниже:
Все подготовленные комплектующие соединяются между собой с помощью сварки
Очень важно следить за качеством сварного шва, чтобы исключить возможное разрушение конструкции при монтаже
Подробная видео-инструкция от мастера с комментариями поможет вам наглядно увидеть процесс создания сваи своими руками.
Видео-обзор: Самодельные винтовые сваи для забора
Самодельные винтовые сваи для забора
Рекомендуем также: Винтовые опоры для забора
Как выполняется закручивание вручную
Планируя закручивание винтовых свай вручную, важно оценивать собственные силы. Массивные основания для большого загородного коттеджа потребует привлечение техники
Небольшие бытовые постройки, летний домик или веранду можно выполнить своими руками, видео покажет этапы проведения подобной деятельности.
Необходимые для выполнения работ инструменты
Решив закручивать их самостоятельно, потребуется подготовить:
- Шпагат.
- Рулетку.
- Металлическую арматуру (прутья).
- Лом.
- Выступающие в качестве рычагов две трубы.
Решив выполнить работы, закручивая винтовые сваи самостоятельно, в первую очередь потребуется внимательно отнестись к их выбору. Специалисты рекомендуют отдавать предпочтение готовым изделиям, выполненным давно зарекомендовавшими себя на рынке производителями из надежных металлических сплавов.
Надежное вкручивание, выполняется только в случае проведения расчета длины металлической арматуры. Они должны доходить на глубину, расположенную ниже уровня промерзания почвы.
Проведение разметки свайного поля
Узнавая, как закрутить винтовые сваи своими руками, важно определиться с местом проведения работ и определить площадь будущего строительства. В зависимости от площади основания возводимого здания определяется количество свай
Разметка свайного поля
При маркировке готовых свай на маркировке обязательно указывается их несущая способность. За счет этого для установки будущего строения потребуется только рассчитать на основании этих данных их количество. В расчетах используются данные о будущем удельном весе создаваемого строения и его габариты.
Проект, на основе которого можно будет закрутить винтовые сваи своими руками, должен учитывать следующие обязательные требования:
- Расстояние между опорами не должно превышать три метра, это позволит избежать провисания обвязки.
- Вкручивать их обязательно нужно по углам будущего сооружения и по его периметру.
Эти условия необходимо учитывать для установки опор и будущего вкручивания винтовых свай своими руками. Далее, проводится установка опор, которые соединяются шпагатом. Разметочные элементы проверяются с помощью строительного уровня.
Как далее провести самостоятельную установку винтовых свай?
Проведение работ все-таки проводится с помощью хотя бы одного или двоих помощников. А также работу упростит созданная также своими руками самая простая рычажная конструкция. Для её создания:
- Вставляется лом в отверстие, существующее на изделии.
- Длину рычага увеличивают надеваемые на лом трубы.
Такие винтовые опоры будут использовать два работника, выполняющие закручивание винтовых свай вручную. Самому владельцу будущего строения или еще одному из его помощников желательно осуществлять контроль с использованием магнитного уровня. Такая проверка выполняется несколько раз во время установки. Первая проверка уровнем выполняется перед началом ввинчивания и далее её желательно осуществлять после каждого поворота на 360о. Это обеспечит выполнение вертикального размещения сваи.
Порядок проведения ввинчивания свай с использованием подручной техники
Облегчить процесс и вкрутить свои надежно поможет использование подручной техники. Для этого достаточно узнать, как закрутить винтовую сваю своими руками с помощью дрели и минимального дополнительного набора инструментов.
В этом случае для закручивания потребуется:
- Дрель.
- Редукторный гайковерт.
- Болты и прочный крепеж.
Для повышения жесткости может использоваться прокладка швеллера, что повысит жесткость и предотвратит деформацию. В этом варианте выполнения работ закручивать винтовые сваи одному также проблематично. Желательно выполнение работ с помощью 2-3 помощников. Специализированная машина в такой ситуации не потребуется и вкрутить можно надежно и быстро.
Использование дрели и редуктора ускоряет завинчивание винтовых свай в грунт
Вкручивая сваи винтовые с использованием техники важно контролировать вертикальное завинчивание винтовых свай с использованием магнитного строительного уровня
На какую глубину важно погружать опоры
При создании данного фундамента большая роль уделяется глубине погружения винтовых опор. Вводимые в грунт ввинчиванием, они закручиваются до того момента, когда грунт начинает оказывать максимальное сопротивление при введении свай. Работа продолжается до того момента, пока оборудование позволяет продолжать ввинчивание сваи. Если работы будут прекращены ранее, отсутствие нагрузки на плотный слой грунта станет причиной возможного проседания фундамента под весом строения.
Это интересно: УШП фундамент — технология утепленной шведской плиты
Условия для изготовления винтовых свай своими руками
Как сделать винтовую сваю для фундамента своими руками? Для этого нужен ряд условий:
- квалификация работника;
- наличие мастерской;
- оборудование.
Квалификация работника
Работник должен владеть строительными инструментами, в том числе и такими, как шлифмашина и электродрель.
Необходим опыт работы с электросваркой. Знание и выполнение правил техники безопасности при проведении сварочных работ – обязательное требование.
Наличие мастерской
Все работы по изготовлению винтовых свай должны проводиться в хорошо проветриваемом помещении. Мастерская должна иметь щит для подключения к электрической сети сварочного оборудования.
Оборудование
Для обеспечения безопасности проведения сварочных работ оборудование должно быть заземлено.
В строительстве применяют сварочные аппараты, работающие от 3-х фазной сети. В случае отсутствия таких условий вполне можно использовать сварочный прибор, работающий от бытовой сети с напряжением 220 в.
Для того чтобы изготавливать опоры, потребуется верстак или монтажный стол. Стол должен быть по длине таким, чтобы можно положить на него трубу длиной до 3-х метров.
Проведение сварочных работ осуществляют на металлическом верстаке. В крайнем случае, столешницу верстака покрывают металлическим листом. Это предохранит деревянные части стола от возгорания из-за искр сварки. О том, как делать винтовые сваи, смотрите в этом видео:
Необходимо иметь в мастерской приспособления для фиксации частей сваи. Как правило, это тиски и струбцины.
Защита винтовой сваи от коррозии
Винтовые сваи, изготовленные промышленным способом, хорошо защищены от коррозии – обычно их покрывают двух или трехслойным слоем качественного антикоррозионного грунта, зачастую методом порошковой окраски. Широко применяется и горячее цинкование трубы.
В бытовых условиях можно просто покрасить сваю качественным грунтом (подойдет обычный грунт для металлоконструкций), причем необходимо пройти как минимум в два слоя, дав просохнуть предыдущему. Для лучшей защиты рекомендуется покрыть тело трубы еще и праймером – специальным антикоррозионным составом.
Такого покрытия вполне хватит на десятки лет службы винтовой сваи.
Изготовление конуса-наконечника
На заводах наконечники изготавливаются методом литья. Винтовые сваи для фундамента своими руками делаются «на коленке», поэтому конус проще всего оформить из тела ствола.
Изготовление шаблона
Начинаем опять с изготовления шаблона. Он представляет собой треугольник, вырезанный из тонколистового металла или из любого другого мягкого материала (плотного картона, пластика и пр.).
Высоту шаблона принимаем равным двум диаметрам трубы.
Чтобы определить размер его основания, надо выполнить несложные расчеты:
- подсчитать длину окружности сечения ствола: для этого его наружный диаметр умножается на 3,14;
- разделить полученный результат на количество секторов, из которых будет оформляться конус (для трубы диаметром 76 мм достаточно четырех).
Это и будет длина основания треугольника — шаблона.
Оформление конуса
При помощи шаблона разметьте 4 сектора и вырежьте их из тела трубы при помощи болгарки.
Оставшиеся на трубе треугольники аккуратно подбейте кувалдой в направлении центра поперечного сечения до полного их смыкания. Проварите линии стыков сплошным швом.
Сварной шов должен быть качественным. Количество секторов можно увеличивать.
Раскрой полосы
С помощью грамотного построения раскроя стальной полосы можно в значительной степени сократить количество отходов.
Ширина и длина полосы должны быть кратными наружному диаметру заготовки лопасти:
- Необходимо уложить большой шаблон по ширине без всяких припусков. К примеру, в случае, когда мы имеем диаметр 200 мм, ширина полосы должна составлять 200 мм;
- Полоса должна соответствовать по длине диаметру шаблона, умноженному на количество заготовок (причем без всяких припусков на зазоры между заготовками).
Для того, чтобы все лопасти были одинакового размера, необходимо грамотно расчертить полосу: для этого требуется провести горизонтальную ось по её длине, а вертикальные, в свою очередь, — с шагом, который будет равен диаметру лопасти. Причем первую вертикаль необходимо разметить от короткой стороны полосы на расстоянии, которое будет составлять половину диаметра заготовки.
С использованием шаблонов происходит разметка кругов. Причем выполнять эти операции можно в любом порядке – сначала большие (наружные), затем малые (внутренние) или же наоборот.
В том случае, если Вы решаете не наносить оси на полосу, Вам необходимо начинать разметку с наружного контура заготовки.
Начало работ
До того, как приступить непосредственно к процессу изготовления винтовых свай ручную, необходимо сделать чертеж. Он может быть выполнен в форме самого простого и незамысловатого эскиза. Однако на нем должны быть указаны:
- Диаметр необходимого ствола;
- Требуемая длина сваи (причем вместе с конусом);
- Высота конуса, а также его угол;
- Расстояние между нижним краем лопасти, а также вершиной конуса.
В случае, если Вам необходимо выполнить изготовление и монтаж винтовой сваи своими руками, необходимо в обязательном порядке также обратить внимание на ребра жесткости и оголовок. Самым непростым моментом может стать определение необходимой длины сваи
Для этого требуется точно и грамотно выяснить, на какой глубине строительной площадки располагается плотный грунт
Самым непростым моментом может стать определение необходимой длины сваи. Для этого требуется точно и грамотно выяснить, на какой глубине строительной площадки располагается плотный грунт.
Самый, казалось бы, корректный, и в то же самое время дорогостоящий способ уточнить этот немаловажный параметр – заказать необходимые геологические исследования. По их итогам как раз и выполняется расчет винтовых свай для фундамента.
Но, так как мы определились, что на сваях самодельного плана серьезных построек не возводят, подобные затраты станут не вполне целесообразными.
В случае самостоятельного подхода большая часть домовладельцев обращается за необходимой информацией к опытным практикам, которые имеют должное представление о составе грунта в области строительства.
В целом, длина сваи должна составлять на 300-500 мм больше глубины залегания несущего слоя. Именно на такую величину она должна выступать над уровнем земли.
Ростверк для свайного фундамента
При различных разновидностях свайного фундамента могут применяться ростверки – конструкция в виде рамы, которая распределяет нагрузки дома по всем сваям. Свайно ростверковый фундамент может быть ленточным и плитным. Первый вариант напоминает обычный ленточный фундамент, т.е. укладывается вдоль несущих стен здания. Представляет собой балки, которыми соединены все сваи. Плитные ростверки выполняются в виде плоской плиты на всю площадь дома. Они используются в тех случаях, когда сваи распложены также по всей площади здания.
В зависимости от конструкции выделяют сборные, сборно-монолитные и монолитные ростверки для свайных фундаментов. Сборные представляют собой балки из швеллера или двутавра, установленные поверх свай. Сборно-монолитные оснащаются специальным замками, для их устройства используют готовые железобетонные элементы. Монолитные ростверки заливаются непосредственно на строительной площадке. Последний способ для строительства частного дома подходит лучше всего, т.к. позволяет ограничиться подручными инструментами.
В чем особенность такого рода свай
Винтовые сваи представляют собой полую металлическую конструкцию, поверхность которой покрыта специальным антикоррозийным покрытием.
Использование винтовых свай
Сваи состоят из таких частей:
- Трубчатое полое тело. Для надежности конструкции для изготовления тела используется бесшовная труба, толщина стенки которой колеблется в пределах 57 – 320 мм. По стандарту длина трубы должна быть 3 – 6 м. при использовании шовной трубы прочность фундамента снижается в 2 – 3 раза.
- Литой наконечник. В домашних условиях приварить наконечник к телу идеально ровно довольно сложно. Но сваи с литыми наконечниками значительно увеличивают устойчивость и прочность фундамента.
- Сварной наконечник. Данный вид наконечника изготовляется из нескольких частей, которые привариваются к телу по очереди. Существует вариант изготовления винтовых свай, сварные наконечники которых изготовляются отдельно, а затем привариваются к телу.
- Спиралеобразная лопасть. Этот элемент сваи предназначен для более удобного и надежного ее погружения в породу. При изготовлении лопасти, необходимо учитывать, что шаг витка должен быть в диапазоне 5 – 11 см, а толщина лопасти не выходит за пределы 9 – 13 мм. Ближе к карнизу толщина лопасти постепенно увеличивается. В зависимости от количества лопастей, сваи подразделяются на одновитковые и двухвитковые.
- Оголовок. Наиболее простой разновидностью оголовка является простая пластинка, которую приваривают к телу. Для изготовления оголовка также может быть использован швеллер или срубы брусов.
- Антикоррозийное покрытие. Для предупреждения процесса возникновения и развития коррозии внутреннюю полость конструкции заливают бетоном, который никоим образом не влияет на прочность и устойчивость фундамента. С внешней стороны сваи покрываются лакокрасочным, холодным или горячим покрытием, обладающим антикоррозийными свойствами. В состав всех разновидностей покрытий входит цинк. В некоторых случаях с целью борьбы с коррозией используется стекловолокно. Холодное покрытие гарантирует надежную защиту на протяжении 15 – 25 лет, а горячее, обладает способностью к самовосстановлению. При его использовании нет необходимости в дополнительном использовании лакокрасочного защитного слоя.
Нередко при возведении фундамента используются сваи без наконечника. Их особенность заключается в том, что у них нет конуса.
При их изготовлении труба срезается на 45 градусов и заглушается специальной пластинкой. Лопасти же привариваются непосредственно на тело. Винтовые сваи без наконечников применяют для возведения фундамента на торфовых грунтах.
Уроки и выводы из проделанной работы
Итак, первое: что хочешь сделать хорошо – делай сам. Конечно, если ты это не умеешь, разговор другой. Но смотрите, я даже предлагал деньги, спрашивал сколько надо за работу, соглашался на предложенную сумму, но в итоге никто мне не помог. Может я не ту сумму предлагал за работу…
Второе, всегда делайте предварительное бурение грунта. Можно легко попасть в такую ситуацию, как у меня. Любая, уважающая себя фирма, обязательно проводит такие работы. Да, вы дополнительно заплатите деньги, но уже не окажитесь в таких обстоятельствах, как я. В итоге была потеряна неделя времени, пока искалась техника и т.д.
Третье, «не ведитесь» на самые низкие цены. Низкая цена не всегда выгодно. Можно значительно проиграть на качестве самих свай и качестве монтажных работ. Выбирайте по стоимости нечто среднее и обязательно заключайте договор на предоставленные услуги, а также требуйте все оплаченные чеки.
На этом буду заканчивать. Есть вопросы – задавайте. Есть предложения – пишите. Может кто-то сталкивался с другими проблемами? Дайте знать, читателям будет интересно. И не забудьте посмотреть видео ниже о способах обвязки винтовых свай. Мирного и светлого вам неба! Пока!
Цитата мудрости: Истинное слишком просто, идти к нему надо всегда через сложное (Санд Жорж).
