Виды металлических свай
Разнообразие применяемых в жилищном и промышленном строительстве металлических свай классифицируется на виды согласно форме конструкции, согласно которой выделяют:
- Винтовые сваи;
- Шпунт Ларсена;
- Шпунтовые трубы.
Металлические винтовые сваи
Винтовые сваи представляют собой стальные стержни, в нижней части которых размещены лопасти винтообразной формы.
Совет эксперта! Исходя из способа стыковки ствола и лопастей винтовые сваи делятся на монолитные и сварные. Конструкции сварного типа значительно уступают монолитным сваям в плане механической прочности и устойчивости к деформирующим нагрузкам.
Рис. 1.1: Разновидности винтовых свай
Существует четыре вида винтовых свай:
- Одновитковые, применяемые в условиях высокоплотной почвы;
- Двухвитковые — за счет дополнительной лопасти имеют увеличенную устойчивость, что позволяет использовать их в низкоплотном грунте;
- Многовитковые сваи заостренного типа, используются для монтажа в твердую почву и грунт с большим количеством каменистых вкраплений;
- Узколопастные трубчатые конструкции — применяются в мерзлых грунтах.
Рис. 1.2: Шпунт Ларсена
Металлические шпунтовые сваи
Шпунт Ларсена представляет собой металлопрокат корытообразной формы длиной от 5 до 20 метров, на торцевых частях которого размещены пазовые замки. Посредством замков отдельные шпунтины соединяются в монолитные, не пропускающие воду стенки.
Существует несколько подвидов шпунта Ларсена — Л4, Л5, Л5-УМ и ЛП, которые отличаются между собой толщиной стенок, весом, полезной шириной, показателями прочности и устойчивости замков на разрыв.
Рис. 1.3: Характеристики металлического шпунта Ларсена
Металлические шпунтовые трубы
Шпунтовые трубы имеют полую круглую форму и аналогичные шпунту Ларсена пазовые замки на боковых контурах. Такие изделия, за счет большего сечения, отличаются максимальной устойчивостью в грунте. Они применяются в условиях, где от шпунтовой стенки требуется повышенное сопротивление опрокидыванию и низкий момент инерции.
Рис. 1.4: Трубошпунт диаметра 142 см.
Диаметр трубчатого шпунта варьируется в пределах от 53 до 142 см. Длина — от 6 до 28 метров. Для изготовления трубошпунта используется сталь марок СТ3КП и16ХГ.
Рис. 1.5: Характеристики трубошпунта
Изготовление наконечников
Оптимальная длина наконечника самодельной винтовой сваи в два раза больше диаметра трубы. Наконечники делают четырех типов:
- Из тела трубы;
- Из отдельных сегментов;
- Цельнометаллические;
- Крестообразные.
В первых двух случаях наконечник образуют 4-6 треугольных сегмента, вырезанные болгаркой из листового металла толщиной 4-5 мм или нарезанные в виде короны в нижней части трубы. Из этих сегментов нужно сформировать конусы в виде равнобедренной пирамиды, операция производится сваркой по прихваткам.
Цельнометаллические наконечники вытачивают из металлического круга диаметром, равным диаметру трубы, такие наконечники используют при установке свайных опор на плотных грунтах и почвах, содержащих камни и корневища.
Для легких грунтов можно сделать крестообразною пику: из треугольных заготовок сварить крестообразную пирамиду. Конструкцию приваривают к нижней части трубы на заглушку.
Самый бюджетный вариант – свая без наконечника, нижнюю часть трубы срезают болгаркой под углом 45 градусов, на отверстие устанавливают заглушку. Такой вариант используют для ограждений, когда устанавливают винтовую сваю не на плотный слой грунта, а заглубляют на 1.5-1.7 метра.
Ручное изготовление свай — преимущества и недостатки
Фундаменты ТИСЭ не произвели революцию — наливные сваи с расширением внедрились в стройку гораздо раньше. И есть ряд обстоятельств, когда предпочтение нужно отдать стандартному методу устройства такого фундамента без хитрых буровых приспособлений.
В самом начале мы заметили, что предел прочности столба гораздо выше опорной способности грунта даже при наличии расширения. Эту разницу можно использовать с пользой, если устраивать расширение вручную, и правильно его армировать, что позволит увеличить шаг установки свай до 3–4 метров.
Под такие столбы копаются колодцы 100х100 см, дно заливается на 150 мм с закладкой решёток из 14 мм прутьев арматуры в два слоя и закладными для армирования сваи. После этого строится опалубка — квадратный столб с просветом внутри 200х200 мм, расходящийся трапецией из фанеры в 35 см от основания. Так появляется возможность соорудить пропорциональное по прочности расширение, правильно армировать и гидроизолировать бетон, устроить подсыпку вокруг столбов материалом, не подверженным пучению.
Как выбрать диаметр обсадной трубы
Специализированные каталоги содержат перечень диаметров обсадных труб для буронабивных свай. Для указания данных параметров имеется специальная маркировка; также их описывает техническая документация по внешнему и внутреннему диаметру. Это дает возможность очень точно подгонять трубы под изготовляемую скважину, для чего имеются определенные международные стандарты. Для маркировки внешнего диаметра могут использоваться обозначения 620 – 2500 мм, для внутреннего – от 640 до 2580 мм.
Чтобы увеличить производительность водонапорной скважины, приобретение труб значительного диаметра не всегда является хорошим вариантом — все равно через нее не сможет пройти больше воды, чем способен принять наружный водопровод или поставить водоносный слой
При выборе изделия подходящего диаметра важно добиваться соответствия с пропускными характеристиками скважины
По ходу бурильных работ рекомендуется делать частые паузы для поднимания бура и выборки осыпавшегося грунта. Когда работа по бурению завершена, потребуется еще около трех дней на вывод почвенной жижи и откачивание воды. Эти обязательные к исполнению мероприятия как нельзя лучше способствуют обустройству требуемого расширения: как результат, вода в скважину сможет поступать в большем объеме.
Для изготовления глубоких колодцев до 15 м для буронабивные сваи с обсадной трубой можно использовать арендованное оборудование. Оно состоит из бура, упорной треноги, вращательного ворота и соединительных элементов, фиксирующих трубы. Схожая буровая технология используется, когда закладывается фундамент: для укрепления стенок подойдет оптимальный способ. Если подобные мероприятия покажутся трудными для самостоятельной реализации, то можно ограничится только подготовкой участка, пригласив для основных работ специализированную бригаду.
Расценки на подобные услуги могут отличаться, на что влияет целый ряд факторов. Компанией, реализующей данную работу, обычно предоставляется смета и отчетные документы с указанием местных тарифов. В них входят затраты на приобретение и транспортировку необходимых материалов к месту работы.
В стоимость работы по монтажу буронабивных свай входят следующие пункты:
- Разработка проектной документации.
- Материал, из которого изготовлены трубы.
- Используемая в этом случае технология.
- Глубина и ширина бурения.
- Геологические особенности участка.
- Требования по скорости реализации заказа.
- Состояние оборудования.
- Сколько нужно скважин.
Каждый и способов имеет свои достоинства и недостатки, которые учитываются при подборе наиболее оптимального варианта в конкретном случае. Бетонирование свай в обсадной трубе в этом отношении является очень универсальным методом, поэтому его и предпочитают в большинстве ситуаций.
Источник
Основные требования
Строительство домов и других сооружений на сваях — вещь вполне практичная и пригодная почти в любых условиях. Но если самостоятельные застройщики еще могут закрутить сваи вручную, то профессиональной бригаде уже без самодельных сваекрутов обходиться весьма сложно. Да и при частном строительстве инструмент для винтовых свай может оказаться полезен. Он реально экономит время и силы — при условии правильного изготовления. Прежде всего следует грамотно выбрать силовую установку.
Однако его пневматический и гидравлический аналог имеет свое преимущество — автономность от электропитания. (Правда, понадобится использовать сжатый воздух и протягивать шланги для его подачи).
Также нужно учитывать:
- величину сваи;
- требуемое механическое усилие;
- качество редуктора;
- удобство в управлении;
- насколько возможно — легкость крутильного аппарата в сборке;
- необходимое передаточное соотношение.
Как сделать винтовые сваи вручную
На сегодняшний день многие домовладельцы выбирают свайно-винтовой фундамент для своих построек. Ведь технология возведения такого фундамента – довольно простая. Кроме того, достаточно просто можно самостоятельно выбрать или даже изготовить винтовые сваи.
Конечно, стоит иметь в виду, что решение изготавливать такую продукцию собственными руками может быть оправдано только в случае строительства легких построек. В случае же возведения тяжеловесных жилых домов благоразумнее сделать выбор в сторону продуктов заводского изготовления.
Итак, разберемся детальнее в конструкции этой востребованной продукции, а также непосредственно в технологии, как сделать винтовые сваи самостоятельно при возникновении такого желания.
Свайно винтовой фундамент (схема)
Выбор металлопроката
На качество и долговечность эксплуатации свай влияет много факторов. Главным из них является качество металлопроката всех компонентов сваи. В России нет четких правил, в том числе и государственного стандарта, которые бы регламентировали все характеристики винтовых свай. Для изготовления свай отлично подойдут стали с низким содержанием углерода — до 0,25%. Покупая металлопрокат, попросите у продавца сертификат качества и документы о прохождении технического контроля.
При изготовлении свай, в основном, используют трубу следующих диаметров: 57, 76, 89, 108, 133 мм.
Конструкция винтовой сваи состоит из трех частей:
- ствол;
- наконечник с винтовой лопастью;
- оголовок.
Конструкция свай предусматривает два варианта выполнения наконечника:
- сварной — используется часть ствола сваи, которую сужают в конус;
- литой с лопастью — приваривается на ствол сваи.
В качестве ствола сваи используют стальную трубу. Это могут быть цельнотянутые трубы или со сварным швом. Очень часто для самодельных свай используют бывшую в употреблении трубу нефтяной промышленности.
Несущую способность сваи обеспечивает винтовая лопасть. Лопасть может крепиться как на сам наконечник, так и на ствол сваи. Это не имеет принципиального значения. В домашних условиях обеспечить точный расчет и плотное прилегание лопасти к наконечнику очень проблематично, поэтому, в основном, лопасть монтируют на ствол сваи.
Для уменьшения трудозатрат можно использовать готовые литые наконечники с винтовыми лопастями, к которым приваривают ствол сваи. Применение литого наконечника обеспечит правильный заход витка шнека, а также отсутствие опасности обрыва лопасти, гарантирует высокую надежность изделия. В свою очередь использование готового наконечника удорожает стоимость винтовой сваи. Например, литой наконечник на 108-ю трубу в разных производителей стоит от 750 рублей за штуку.
Изготовление свай из стальных и пластиковых труб
Постройка любого здания начинается с закладки фундамента. Сегодня в арсенале строителей имеется большое количество всевозможных технологий его устройства. Выбор того или иного варианта непосредственно зависит от типа почвы, на которой ведётся строительство. На слабых или перенасыщенных водой грунтах хорошо себя зарекомендовала технология свайного устройства фундамента. Однако сваи не обязательно покупать – их можно сделать самостоятельно.
Материал для изготовления свай
Свайный фундамент отлично подходит для малоэтажного частного строительства и обладает целым рядом неоспоримых плюсов:
- простота и быстрота монтажа свай;
- низкая себестоимость работ;
- высокая надёжность на ослабленных грунтах.
Как уже было сказано, сваи можно как приобрести в строительных магазинах, так и изготовить самому. Для производства свай своими руками используются различные трубы:
- металлические,
- пластиковые,
- асбоцементные.
Каждая из них имеет свои технические особенности, и, как следствие, свою область применения.
Металлические столбы для изготовления свай
Сваи из асбоцементной трубы лучше всего подойдут для почвы с высокой влажностью – болотистых или периодически затапливаемых низинных участков. Изделия из асбоцементных труб имеют отличную устойчивость к сырости и не подвергаются коррозии. Также они достаточно прочные в качестве оснований для лёгких построек – одноэтажных деревянных или засыпных домов, бань, заборов и т.п. Данная технология достаточно проста и низкобюджетна благодаря низкой стоимости материалов. Применяются асбоцементные трубы, как правило, для изготовления буронабивных оснований для фундаментов.
Также отлично подходят для буронабивных технологий устройства оснований зданий и полимерные трубы. Вследствие того, что сам по себе пластик достаточно плохо переносит механические нагрузки, они выступают в качестве опалубки для заливки бетонных свай в буронабивных технологиях.
Самодельная винтовая свая их трубы
Наиболее популярный вариант – изготовление фундаментных опор из стальных труб. Стальные трубы обладают отличной прочностью и устойчивостью к внешним механическим воздействиям: например к сезонным деформациям почв («пучению» влажного грунта), вертикальным нагрузкам построек.
Другой фактор, делающий стальные трубы популярными – их доступность, относительно низкая стоимость и технологичность. На изготовление свай пойдут стальные трубы, предназначенные для трубопроводов.
Благодаря своим техническим качествам, они подходят для любых технологий устройства свайного фундамента – буронабивных, забивных и свайных.
Забивной фундамент
Для изготовления забивных свай из стали подойдут обычные изделия для трубопроводов – они достаточно надёжны и прочны. Заглубление свай производится методом забивки механическим копром, прессом либо кувалдой. Технология производства свай в данном случае достаточно проста. Прежде всего, будущую конструкцию с одной стороны нужно оборудовать заострённым наконечником конической формы, а с другой стороны – оголовком.
Конусные сваи из труб
Для изготовления наконечника один торец заготовки разрезается при помощи сварочного аппарата или болгарки таким образом, чтобы образовалось несколько треугольных зубцов. После этого лепестки зубцов загибаются к центру таким образом, чтобы они их вершины и края совпали между собой. Далее лепестки свариваются между собой, образуя в итоге конусообразное остриё. Также возможен вариант установки наконечника из сваренных крест на крест треугольных заготовок.
№Ударный способ погружения свай
Ударный метод предполагает передачу свае поступательной энергии, благодаря которой она погружается в толщу грунта, вытесняя его часть наружу или уплотняя его. Для этого используют сложные и тяжелые механизмы – ударные самоходные или рельсовые установки. Для их передвижения по строительной площадке необходима ровная поверхность, поэтому предварительно территорию необходимо выровнять. Свая удерживается в вертикальном положении благодаря копрам, своеобразным стрелам.
На первых этапах погружение осуществляется медленно, чтобы можно было контролировать правильный угол наклона. На саму сваю воздействует штанговый или трубчатый молот. При одинаковом весе трубчатый молот имеет в 2-3 раза более высокую силу удара, чем штанговый. Чтобы сваебойное оборудование не разрушило сваю, применяется специальный наголовник. Погружение продолжается до тех пор, пока свая не достигнет проектной глубины.
К главным преимуществам метода относят:
Для чего используют
Свайный фундамент передает через точечные опоры нагрузку от здания на твердые слои грунта (скалистые, каменистые и суглинистые), минуя непрочные. Свайный фундамент эффективен на участках с пучинистым грунтом, и в местах, где часто происходят сильные весенние паводки.
При сооружении фундамента нужно заглубить нижние части свай, изготовленных из пластиковых канализационных труб, ниже уровня грунтовых вод до глубины, где почва не промерзает. Опоры в таком положении меньше подвергаются деформациям, которые возможны из-за сезонного пучения грунта.
Действие сил пучения на фундамент
Фундамент на канализационных пластиковых трубах используется для таких построек как:
- Щитовые дома.
- Каркасные.
- Бревенчатые и сложенные из бруса строения.
Допустимо даже возводить двухэтажные дома, используя свайный фундамент из труб большого сечения. Но на таком основании нельзя строить здания из камня, кирпичной кладки. Вес стен из этих материалов фундамент может не выдержать.
Типы свай и какие лучше выбрать
Существуют разные виды винтовых свай:
- Одно- или многолопастные.
- С литым или сварным наконечником.
- С защитным цинковым покрытием или без него.
Кроме того, они различаются по диаметру и длине ствола и виду лопасти. Выбор винтовых свай производится исходя из свойств грунта и веса постройки.
Для обычной семейной бани, размером 6 : 4 м, изготовленной из оцилиндрованного бревна или бруса, вес которой составляет около 5-7 т, вполне подойдут однолопастные винтовые сваи диаметром 57 или 76 мм.
Допустимая нагрузка на единицу у них достигает соответственно 1 и 2 т, что вполне приемлемо для такой постройки.
Комментарии
24.03.2016 22:44:20 Дмитрий Ан Спасибо, все доступно изложено. Думаю из пластиковых труб более как-то надежнее получается нежели если делать опалубку из рубероида. Хотя и дороже. Дешевли брать серые трубы для внутренней канализации.
Ответить
24.03.2016 22:44:40 Александр
Добрый день! Вопрос такой у меня: диаметр трубы 110 мм, в нее вставим арматурный какркас, сторона квадрата пусть 60-80 мм будет. Получится ли залить это качественно бетоном со щебенкой? Как она там пройдет сквозь арматуру? Не застрянет ли, не будет ли полостей ненужных? Будет держать, если без щебенки сделать, только Ц+П+В?
Ответить
24.03.2016 22:44:53 Максим Гвоздев
Штыковать бетон с щебнем в таком столбе будет очень сложно. Да и без пустот не обойдется, что приведет к снижению прочности бетона. Пескобетон используют давольно таки часто и он по отзывам вполне справляется со своей задачей. Если бетон будете делать сами, то песок нужен крупный. Решать все же вам. Вот вырезка из журнала: Как уже пояснялось, тяжелые заполнители бетона вводят для экономии цемента. Бетонная смесь, в которой наполнителем служит только песок, для многих застройщиков может оказаться более приемлемой. Высокая стоимость щебня, усложнение дозирования смеси и повышенная вероятность её расслоения — не в пользу тяжелого бетона. В последнее время и в индустриальном строительстве стал широко применяться пескобетон без тяжелых заполнителей. Львович К. Песчаный бетон: родина — Россия. — М.: НИИЖБ. Стройинформ, 2001.
Ответить
24.03.2016 22:45:11 Александр
Спасибо за ответ! А нельзя ли в калькулятор добавить опцию расчета бетона без крупного заполнителя? Там всё так здорово сделано, хотелось бы использовать и при расчете без щебенки.
Ответить
24.03.2016 22:45:20 Максим Гвоздев
Александр, спасибо. Такую возможность в калькуляторе также хотел реализовать. Просто пока не нашел каких-либо СНиПов, ГОСТов по мелкозернистому бетону. Чисто теоретически можно вычесть из бетона щебень и сделать расчет уже без щебня. Но хочу все же найти хотя бы лабораторные данные по такому бетону. Есть только документация по приготовлению раствора.
24.03.2016 22:46:04 Серега
всем привет. ребят реально найти пластиковую трубу диаметром 200 мм.? во всех магазинах говорят что максимум 160 мм.
Ответить
24.03.2016 22:46:20 Максим Гвоздев
Серега, трубы для внешней канализации не можете найти 200мм? вроде популярный товар был…
Установка свай: последовательность
Если вы не хотите допустить ошибок во время самостоятельного закручивания, то правильное расположение опор гарантирует вам 90% успеха.
Дело в том, что предварительная разметка фундамента не всегда позволяет выставить сваи в точном соответствии друг относительно друга. Поэтому разметку необходимо производить, начиная с определения местоположения какой-либо угловой точки будущей постройки.
Порядок установки свай на схеме пронумерован. Первой будет ввинчена №1, расположенная в правом верхнем углу схемы.
- Под №1, в установленном месте, с помощью лопаты или бура роем приямок, диаметр которого примерно равен диаметру лопасти сваи. Глубина приямка должна составлять 20-30 см. Некоторые делают больше, но особой необходимости в этом нет. Наоборот, слишком большая глубина приямка мешает выдерживать правильное расстояние между сваями.
- Сперва делали углубления садовым буром (50-80 см), затем устанавливали сваи. Я наживлял, друг контролировал уровнем. Дальше ввинчивали вместе.
- Первую ввинчивать проще всего. Во время работы достаточно контролировать вертикальный уровень сваи (для этого лучше всего использовать магнитный уровень). Если вы работаете втроем, то один человек с помощью уровня контролирует положение сваи в пространстве, а два других – ввинчивают опору в землю.
- Крутить вдвоем очень тяжело. Поэтому к самой тяжелой работе лучше привлечь 4-х человек. Свая вкручивается в грунт на глубину, превышающую глубину промерзания. Ее наконечник должен войти в твердые пласты грунта на несколько оборотов.
- Сваю крутят 4 человека, используя рычаги 2.5 метра. Крутят до упора, пока ноги в землю зарываться не станут. Понимание этого момента приходит с опытом. Лопасть должна быть закручена ниже уровня промерзания. За вертикальным уровнем имеет смысл следить на начальном этапе. После того, как свая войдет примерно на 80 см, выровнять ее будет очень трудно.
- После того как монтаж первой сваи будет окончен, можно приступать к разметке опоры № 2. Ориентирами в данном случае будут размеры стены и расстояние между осями свай. Предположим, что расстояние между осями у нас равно 5850 см (его можно рассчитать, зная длину стены и размеры оголовков на сваях). Плоскость стены пролегает параллельно какому-нибудь другому объекту (параллельно забору и т.п.). В этой плоскости проводим прямую линию и отмечаем указанное расстояние. Это и будет местоположение оси второй сваи.
- Здесь также роем неглубокий приямок, вставляем сваю, проверяем ее вертикальный уровень и замеряем расстояние между осями двух опор. Если отклонений нет, то начинаем ввинчивать. В противном случае сваю придется выравнивать. Если №2 необходимо на несколько сантиметров пододвинуть к №1, то ее верх следует отклонить в направлении, противоположном от № 1. После этого № 2 необходимо на 2-3 оборота ввинтить в грунт. Затем, поставив опору вертикально, следует еще раз проверить межосевое расстояние. Если все размеры совпадают, №2 можно ввинчивать до упора. Если нет, то повторяем перечисленные операции до тех пор, пока не будет получен удовлетворительный результат.
- Вкручивали на 2-3 оборота (один крутит, второй держит вертикально), потом смотрели по рулетке, выясняли, куда надо смещаться. Затем, закручивая под углом, выводили низ в точку. Ставили вертикально (при вращении) и смотрели по рулетке заново.
- Местоположение сваи № 3 определяется, исходя из двух линейных размеров: диагональ коробки будущего дома (8273,15 см) и расстояние между угловыми сваями (5850 см). Разметка производится при помощи двух рулеток (№3 будет установлена в месте пересечения заданных значений на их измерительных полосах).
- № 3 и № 4 выставляются по аналогии с № 2. После того как угловые опоры будут ввинчены в грунт, по их внешнему периметру следует натянуть строительную веревку. Веревка упростит разметку и монтаж оставшихся свай, которые необходимо ввинчивать в следующем порядке: вначале монтируются опоры, расположенные по внешнему периметру стен, а затем – внутренние.
- После того как все сваи будут ввинчены, их следует обрезать. Обрезка производится болгаркой по размеченному горизонтальному уровню.
- Обрезанные сваи заполняются цементно-песчаным раствором. После этого к ним можно приваривать оголовки и приступать к монтажу обвязки.
