Винтовой фундамент своими руками

СВФ используются в инженерных сооружения почти два века. За этот период они зарекомендовали себя как практичные, долговечные и надёжные фундаменты даже при наличии проблемных грунтовых пород. Завинчивание может выполняться механически, с использованием специального оборудования установленного на платформах гусеничного или автомобильного транспорта, или вручную. Устройство винтового фундамента своими руками не отличается особой сложностью, но требует обязательного соблюдения технологии.

Конструкция и размеры винтовой сваи

Винтовая свая (ВС) состоит из стальной трубы и наконечника, снабжённого сварными или литыми лопастями для обеспечения завинчивания. Диаметры труб 57…1600 мм, при длине — 1,65 … 9 м. Толщина металла трубы и лопастей ≥ 4 мм. При сооружении жилых домов и капитальных хозпостроек рекомендуется применять ВС 108 × 2500 мм с диаметром лопастей 300 мм. Лопасти из 5-ти мм пластины. Несущая способность одной ВС будет составлять в песчаных грунтах ≥ 5 т, а в глинистых — ≥ 3 т. При выборе длины нужно учитывать, что проще выполнить обрезку изделия до нужного размера, чем нарастить недостаточно длинные. Недопустимо вывинчивание ВС для регулирования единых отметок верха.

В верхней части ствола ВС предусмотрены отверстия для закладывания монтажного ключа, которым осуществляется ввинчивание, можно использовать обычный лом. Часто применяется насадка на ствол небольшого отрезка трубы со сквозным отверстием в верхней части и приваренными скобами, в которые заводятся длинные штанги, облегчающие ввинчивание. Диаметр такого приспособления немного больше чем у ствола. Закрепление на ВС происходит совмещением отверстий в стволе и насадке с закладыванием в них толстого стопорного болта.

Для антикоррозионной защиты металл, при изготовлении изделий, обрабатывается по следующим технологиям:

• холодным цинкованием — самая плохая обработка, которая практически целиком исчезает при трении боковых поверхностей ВС о грунты;
• горячим оцинкованием — более долговечна;
• порошковым окрашиванием — срок службы до 50-ти лет, но интенсивно разрушается блуждающими токами;
• окраска битумосодержащими составами — обеспечивает 70-ти летнюю защиту.

Для большего качества антикоррозионной защиты после приобретения ВС рекомендуется дополнительная обработка следующими ЛКМ:

• нанесение кистью или краскопультом 2-х слоёв суспензии фосфата хрома с хроматом растворённой в растворе поливинилбутироля с добавлением фосфорной кислоты (ВЛ-05) с последующим холодным цинкованием эмалью IR 0.2 и герметизацией полиуретановым покрытием. Получается уникальная защита на срок ≥ 300 лет, при этом исключается появление электрохимической коррозии;
• способ, успешно применяемый для изоляции нефтепроводов, эмали Zinga Metall или IR02, защищаемые полиуретановой или двухкомпонентными эпоксидными эмалями. Защитный ресурс до 100 лет;
• ВЛ -05 с укрытием полиуретановыми эмалями Hempel или Masco, обеспечивает надёжную защиту до 70 лет. Хорошие показатели даже при обработке металлических днищ подводных лодок и ледоколов.

Области применения

Устройство винтового фундамента используется в частном строительстве:

• каркасных, щитовых, панельных и срубовых домов;
• блочные и кирпичные дома (рекомендовано увеличение диаметра ВС до 168…270 мм, толщины металла и лопастей 400…800 мм);
• бань, гаражей и подсобных складских помещений;
• беседок, террас, ограждающих заборных конструкций;
• причалов и пирсов на частных водоёмах;
• усиления существующих фундаментов;
• пристроек к существующим строениям;
• использование при ремонте других фундаментных конструктивов винтового фундамента;
• использование не в качестве самостоятельной конструкции, а для укрепления оснований ленточных, столбчатых и плитных фундаментов;
• при уже обустроенном ландшафте на загородном участке (позволяют возведение вблизи больших вековых деревьев);
• сложном рельефе с перепадами по высоте;
• высоком УГВ, болотистых или сильно увлажнённых почвах;
• при залегании несущих слоёв на значительной глубине;
• промерзание грунтов на большую глубину;
• контуры заземления и водозаборные скважины.

Достоинства и недостатки

Плюсы:

• возможность построить винтовой фундамент практически на любых грунтах, кроме скальных или большим содержанием крупных камней и валунов;
• сооружение в сложных условиях: на склонах, болотистой местности, плотности застройки, в прибрежной зоне озёр и рек, вблизи прохождения инженерных коммуникаций, наличии деревьев вблизи стройплощадки;
• минимальный объём земляных и бетонных работ;
• нет необходимости арендовать дорогостоящую технику для погружения и подъёмно-крановое оборудование для установки винтового фундамента, а также длиномеры для транспортировки;
• нет необходимости в технологических перерывах для твердения бетона;
• долговечность, заявленная производителями ВС и подтверждаемая профессиональными строителями, до ста и более лет, при обязательном устройстве надёжной антикоррозионной защите;
• возможность возведения трёхэтажных зданий с мансардами, максимально разрешённых для индивидуального домостроения;
• строительство винтового фундамента в любое время года независимо от погоды;
• высокая скорость строительства;
• неограниченность глубины погружения. При ввинчивании одного элемента до поверхности земли, к нему приваривается следующий, и так далее до достижения пласта с достаточной несущей способностью;
• не нарушение естественной структуры грунтов, которые к тому же дополнительно уплотняются;
• практически отсутствие усадок, поэтому нет необходимости в перерывах для стабилизации фундаментов перед возведением стен.

Минусы:

• невозможность устройства подвальных или цокольных этажей;
• коррозия металла, требующая обязательной тщательной изоляции. Не рекомендуется устройство в кислых и содержащих много органики почвах;
• подверженность воздействию блуждающих токов, что диктует нежелательность погружения в грунты с ≤ 1000 Ом удельной электропроводности.

Винтовой фундамент, пошаговая инструкция

1. Геологические и гидрологические инженерные изыскания с определением залегания несущего слоя, его мощности, состава грунтов и уровня УГВ. Работы дорогостоящие, но в большинстве случаев могут быть выполнены самостоятельно. Для этого на участке бурятся пробные скважины глубиной около 3-х метров с фиксацией числа оборотов лопастей, в зависимости от величины прилагаемых усилий можно ориентированно судить о толщине пластов и достижении несущего слоя. Уровень УГВ определяется по отметкам воды в колодцах или скважинах на соседнем участке. Дополнительно нужно расспросить владельцев, построивших дома на соседних участках.

2. Расчёт размеров и количества ВС зависит от следующих данных:

• вида и характеристик грунтов;
• расчётной глубины сезонных промерзаний, подошва ВС должна располагаться ниже этой отметки и залегать в несущую породу минимум на 30 см;
• расчётных нагрузок от здания;
• уклона местности.

В одной фундаментной конструкции ВС могут иметь разные размеры и глубину погружения. Для грамотного расчёта лучше эту работу доверить квалифицированным специалистам. ВС обязательно должны располагаться в углах сооружения и в точках пересечения с несущими стенами и перегородками.

3. Вычерчивание на миллиметровке плана участка и нанесение положения дома с соблюдением нормативных отступов от проходящих рядом улиц, соседних участков и других построек. Для этого отмечается красная линия и с отступом от неё вычерчивается план здания. Отмечаются положение обязательных угловых ВС, затем промежуточных. Расстояние между столбами принимается от 1,5 до 3-х м.

4. Разметка на местности. Положение одной из сторон наносится на стройплощадке с замером от красной линии и фиксацией её длины колышками. При помощи теодолита под прямым углом к ней разбивается вторая сторона с закреплением колышка на конце. Инструмент перемещается на получившуюся точку с разбивкой последней стороны. Проверка заключается в замере расстояний по диагонали, которые должны совпадать. Рулеткой размечается положение промежуточных ВС и для отдельно отстоящих конструктивов под тяжёлое инженерное оборудование (например, газовый котёл), печи и камины. Положение всех ВС закрепляется деревянными или металлическими колышками. Для того чтобы разбивка осей не была повреждена при свайных работах на расстоянии 5…10 м от разбивки выносятся страховочные колышки, которые желательно для предотвращения смещений забетонировать.

5. Погружение ВС. Работы начинаются с одного из углов. Для этого вытаскивается колышек на месте первого столба. Ручным буром сверлится на 0,5 м отверстие диаметром немного меньше ствола ВС. В середине ямки ломом пробивается неглубокое отверстие для острия. ВС устанавливается над ним и начинают её ввинчивание. Для этого привлекаются не менее 3 человек: двое будут выполнять при помощи рычагов вкручивание, а третий поддерживать ствол в вертикальном положении с постоянным контролем с помощью приложенного к нему уровня. Свая ввинчивается до нужной отметки. Аналогично выполняется погружение всех ВС. Столбы должны возвышаться над землёй от 0,5 до 0,7 м.

6. Обрезка столбов болгаркой или угловой шлифмашинкой по единой горизонтальной отметке с проверкой лазерным нивелиром.

7. Для увеличения прочности ВС и изоляции внутренней полости, она заполняется пескобетоном марки ≥ 300. Если в дальнейшем предусматривается устройство монолитного ростверка, то в пескобетон закладываются арматурные выпуска.

8. Подвод инженерных коммуникаций — труб водоснабжения и канализации. Трубы располагаются на глубине ниже грунтовых промерзаний с обёртыванием теплоизоляторами.

9. Обвязка ВС для равномерности распределения нагрузок от здания. Поверху могут устраиваться следующие разновидности ростверков, шириной позволяющей возведение стен:

• монолитные, с устройством опалубки, армированием и укладкой бетона В22,5. Нижний щит закрепляется на закреплённых к сваям болтовыми соединениями поперечинами и дополнительными стойками из брёвен или бруса. Арматурный каркас стыкуется с арматурными выпусками из свай;
• при обвязке брусом, швеллером, двутавром или уголками (75×75×8 мм) поверху ВС привариваются толстые пластины с установкой рёбер жёсткости в виде приваренных к столбам косынок. К полученным столикам металлические элементы привариваются непосредственно, а для крепления брусьев привариваются шпильки с верхней резьбой;
• для обеспечения большей жёсткости конструкции и восприятия ветровых нагрузок выполняется обвязка под ростверком прикреплёнными к ВС на сварке профильными трубами (нижняя от земли и верхняя от низа ростверка на 10 см) и диагональными из спаренных уголков.

10. Бетонная отмостка винтового фундамента шириной ≥ 1 м. Вначале выкапываются дренажные канавы по периметру здания, от которых до ВС разрабатывается грунт. После уплотнения грунтового основания на него настилается геотекстиль с напуском на столбы в уровне земли. Устраивается песчаная или гравийно-песчаная подушка и, после уплотнения, укладывается бетон с уклоном от дома к канавам. Толщина бетона у края канав 5 см. Монтаж в канавы лотков с уклоном к дренажным колодцам.

11. Отделка винтового фундамента, чтобы дом не походил на избушку на курьих ножках. В качестве каркаса для облицовки может использоваться выполненная нижняя обвязка ВС профильной трубой или дополнительно закрепляются деревянные направляющие. Для предотвращения негативных воздействий при морозном пучении грунтов обшивка монтируется с зазором от отмостки.

Облицовка винтового фундамента выполняется цокольным сайдингом или декоративными панелями, с устройством вентиляционных продухов.

• Фундамент