Изготовление винтовых свай своими руками

Возведение фундамента является очень ответственным этапом любого строительства. Свайно-винтовой фундамент обходится в целом дешевле аналогичного монолитного фундамента, но и его закладка требует значительных средств. Зачастую застройщики могут обойтись и установкой винтовых свай собственными силами, без привлечения сторонних бригад. Более того – в некоторых случаях возможно использование свай, изготовленных своими руками, в кустарных условиях.

1. Когда можно использовать самодельные винтовые сваи?

Фундамент на винтовых сваях применяется для самого разнообразного типа построек. Можно с уверенностью сказать, что в большинстве случаев свайно-винтовой фундамент – это оптимальный вариант для индивидуального строительства. При установке таких фундаментов существуют строгие нормы и правила, определяющие как качество и типоразмер самих свай, так и условия их монтажа.

Однако существует множество случаев, когда затраты на возведение свайно-винтового фундамента можно существенно уменьшить – когда требования к сваям, либо к самому  фундаменту относительно упрощаются:

1. При строительстве самых легких построек, где не требует очень большой запас прочности
2. При необходимости использовать небольшое количество свай в дополнение к существующему фундаменту, несущему основную нагрузку

Понятно, что для изготовления своими руками элементов фундамента необходимо

• Наличие квалификации
• Наличие необходимых инструментов и помещения
• Строгое соблюдение основных правил работ с металлоконструкциями

К легким и неответственным постройкам, где можно использовать фундамент из винтовых свай кустарного производства можно отнести:

• Заборы, не предполагающие значительного веса полотна
• Навесы с небольшим расчетным весом конструкций
• Пристройки к дому, не существенно нагружающие грунт
• Установка одиночных столбов, на которые не предполагается больших нагрузок
• Установка временных сооружений, с малой расчетной нагрузкой

Кроме того, возможно использовать не сертифицированные сваи при небольшом ремонте старого фундамента, если нагрузки на него невелики. Понятно, что если есть возможность, проще самостоятельно изготовить несколько свай, чем покупать их, зачастую переплачивая за доставку.

Но, повторим, в любом случае, сваи должны соответствовать допустимым нормам и допускам.

2. Конструкция винтовых свай

Подробно конструкция винтовых свай была описана в других статьях нашего сайта. Напомним, основные положения.

Винтовая свая состоит из:

• Тела в виде трубы
• Наконечника
• Лопасти

При необходимости для свай изготавливается оголовок – площадка, на которую устанавливается обвязочный брус.

Все эти элементы, кроме, конечно, трубы, могут быть изготовлены своими руками.

3. Требования к трубам для винтовой сваи

В общем случае требования к трубам для свай достаточно строги:

1. Использование только бесшовных труб с рядовыми марками стали: ст20, ст09г2с, ст30ХМА и т.п.
2. Трубы должны быть новыми либо неиспользованными, без очагов коррозии
3. Диаметр и толщина стенки труб должны соответствовать расчетным нагрузкам на фундамент.

Что касается диаметра труб, то существуют наиболее распространенные соотношения диаметра с несущей нагрузкой применяемые в строительстве и состоянию грунта:

• Диаметр 73 мм – нагрузка до 800 кг, влажные почвы
• 89 мм – нагрузка до 1,4 тонны, заболоченные почвы, торфяники
• 108 мм – нагрузка до 3,5 тонн, кроме каменистых грунтов
• 133 мм – нагрузка до 6 тонн, кроме каменистых грунтов

Толщина стенки труб указанного диаметр варьируется от 3 до 6 мм, увеличиваясь соответственно. Чем выше толщина стенки, тем более надежной будет труба в качестве опоры, однако вес самой трубы увеличивается, и труба будет дороже.

Обычно трубы имеют длину от 6 до 12 метров. Рекомендуется так подбирать длины приобретаемых труб, чтоб они были кратны расчетной длине сваи. Так, труба стандартной длины 11.8 метров  пригодна для изготовления четырех свай по 3 метра длиной.

Трубы обычно выполнены из конструкционных марок стали. Обрезают их либо специальными ленточными пилами, либо газосваркой.

3. Изготовление наконечника сваи

Винтовые сваи могут иметь различные типы наконечников, и не каждый из них можно изготовить в кустарных условиях. Две основные разновидности наконечников:

• Литой наконечник, в котором конус сваи и лопасть составляют единый литой элемент
• Приваренный наконечник, изготавливаемый отдельно от тела трубы
• Заостренный наконечник из самой трубы

Литой наконечник изготовить в кустарных условиях практически невозможно. Требуется специальное литейное оборудование – печь, формы и т.д. Однако можно приобрести готовые литые наконечники на специализированных предприятиях. Останется только приварить их к концам труб.

Значительно проще придать трубе заострение на конце и приварить к нему лопасть. Именно этот способ широко применяется для кустарного производства винтовых свай.

В данном случае конец трубы размечается по шаблону, и производится обрезка лишнего металла. В результате на конце трубы остаются зубцы, которые сбиваются к центру. Как правило, стандартный способ предполагает вырезание четырех зубцов.

Металл, из которого изготовлена труба, достаточно прочен, поэтому операция изготовления корпуса достаточно трудоемка, особенно при толщине стенки более 4 мм.

После того, как конус сведен, все соединения должны быть тщательно проварены. Неправильная и некачественная сварка может привести к тому, что зубец разойдется при соприкосновении с достаточно плотными слоями грунта или попадании на пути сваи каменистых включений в почву.

Еще один способ изготовления конусного наконечника – сварка его отдельно от трубы из отдельных элементов, вырезанных из металлического листа. Такому наконечнику можно придать вид окончания крестообразной отвертки, приварить дополнительные ребра жесткости и  т.д. В дальнейшем готовый конус приваривается к телу трубы, аналогично литому наконечнику. Очевидно, что соединения наварного наконечника с телом трубы должно быть очень качественным и надежным.

Отметим также, что в самом простом случае наконечник трубы можно заострить, не прибегая к описанным способам. Можно просто обрезать окончание трубы под углом. Такие сваи вполне подойдут для строительства заборов и самых легких построек, ведь нагрузка на лопасти в данном случае минимальна и роль наконечника – обеспечить легкое внедрение сваи в грунт. Как правило, труба обрезается под углом в 45 градусов. Для того, чтобы в тело трубы не попадал грунт (что значительно сократит ее срок службы из-за коррозии внутренней стенки) на обрезанный конец трубы приваривается эллипс из металлического листа соответствующего размера.

4. Лопасть винтовой сваи

Самая ответственная и трудоемкая операция в изготовлении сваи – это вырезание и приварка лопасти. Именно лопасть во многом определяет работоспособность винтовой сваи – легкое ввинчивание и выдерживание как нагрузок от веса конструкций, так и нагрузок «на выдергивание».

Легкость ввинчивания в грунт определяется шириной лопасти и остротой ее краев. Обычно подбирают толщину лопасти в соответствии с диаметром трубы:

• 73 мм – 10-15 см
• 89 мм – 15-20 см
• 108 мм – 20-25 см
• 133 мм – 25-35 см

Толщина металла лопасти обычно не превышает 2-3 мм, что обеспечивает достаточную остроту края лопасти и достаточную ее прочность. К тому же, в кустарных условиях разрезать более толстый лист без гильотинных ножниц проблематично.

Само изготовление лопасти – довольно сложная инженерная задача, ведь ей нужно придать такую форму, чтобы она идеально подходила к заостренному конусу сваи. В простейшем случае изготавливается два лепестка с внутренним диаметром, соответствующим толщине конуса на данном участке. И слегка выгибают и приваривают один над другим. Расстояние нижнего лепестка лопасти от конца конуса берется приблизительно 15-20 см. Верхний располагают выше, так чтобы образовалось подобие винта.

Качество соединения лопасти и тела трубы играет, пожалуй,  самую важную роль в производстве винтовой сваи. Именно в данном участке винтовая свая испытывает самые большие нагрузки во время ввинчивания. Кроме того, именно сварное соединение лопасти и трубы является самым уязвимым местом с точки зрения коррозии металла при эксплуатации сваи. Если само тело трубы защищено от коррозии покрытием (о чем чуть ниже), то сварной шов наиболее уязвим, поэтому его нужно делать достаточно толстым.

5. 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.

Нельзя также забывать и о заполнении сваи бетонной смесью после вкручивания – обо все этом рассказано в статье нашего сайта, посвященном защите свай от коррозии.

6. Заключение

Винтовая свая не относится к продукции повышенной сложности. Ее изготовление вполне по силам опытному мастеру, обладающему навыком работы с металлом, а также удобной мастерской. Однако необходимо строго соблюдать допустимые нормы, о которых было упомянуто выше. В конце концов, от качества сваи будет зависеть устойчивость фундамента и долговечность сооружения.