Оголовок для винтовых свай – виды, разновидности

Конструкция винтовых свай

Вопреки расхожему мнению, сваи винтовые стальные (СВС) создавались не для снижения бюджета строительства, а для гарантированной компенсации сил пучения на элементы фундамента, легкого достижения нижних опорных пластов. Существуют различные виды винтовых свай для малоэтажного строительства, однако их конструкция во многом схожа:

• тело – бесшовная труба (4 – 4,5  мм стенка), обычно из стали Ст3, максимальным ресурсом обладают конструкции из сталей 30ХМА, толщиной стенки 6 – 10 мм;
• лопасти – навариваются на тело или имеют вид самостоятельного наконечника (сварка, литье), привариваемого к телу сваи.

Подобная конструкция многофункциональна – лопасти преобразуют крутящий момент в продольное перемещение при погружении, компенсируют горизонтальные усилия, обеспечивая стабильность геометрии. Поэтому на СВС дома можно строить на вечномерзлых, слабых и пучнистых грунтах.

Разновидности винтовых свай

Рис. 1. Виды винтовых свай.

Перед тем, как выбрать винтовые сваи для фундамента дома, необходимо изучить требования нормативов СНиП от 1985 года за номером 2.02.03 (проектирование свайных полей), точнее последнюю редакцию от 2011 года – СП 24.13330 для расчета несущей способности основания.

Для различных сооружений существуют несколько типов СВС:

• узколопастные – многовитковый аналог шурупа, литой наконечник соединяется с телом сваи сваркой, для вечной мерзлоты используются варианты с зубьями по периметру нижнего среза (Рис. 1, Вар. 4), для почв с большим содержанием камней, осколков и плотных пород применяются заостренные наконечники (Рис. 1, Вар. 3);
• широколопастные – одна лопасть литого наконечника с 1– 1,5 заходом (Рис. 1, Вар. 1);
• многолопастные – несколько лопастей по длине для улучшенного опирания, компенсации вертикальных подвижек (Рис. 1, Вар. 2).

Здания максимально разрешенной этажности (3 уровня с мансардой) в малоэтажном строительстве можно строить исключительно на многолопастных СВС. Для легких построек достаточно однолопастных модификаций с широким винтом либо узкой спиралью наконечника в зависимости от типа грунта. Для винтовых свай предусмотрена стандартная маркировка:

• СВС – сварной наконечник;
• ВСЛ – литой наконечник;
• СВК – конусная модификация, может обозначаться СВС-К;
• СВП – конструкция дополнена пикой, варрант обозначения СВС-П;
• ВАУ – анкерное устройство винтового типа (сборная конструкция).

Литой наконечник винтовой сваи.

Для решения специфических задач производители выпускают сваи переменного диаметра, сложной конфигурации:

• серия Z – винтовой анкер для легких конструкций;
• серия Т – пластина оголовка с монтажными отверстиями;
• серия U – П-образный оголовок;
• серя F – круглый фланец;
• серия R – квадратный фланец.

Стандартными диаметрами СВС, СВЛ являются 57 – 325 мм. Изделия специальных серий имеют размер 159 мм, максимум. В маркировке последовательно отражается тип сваи, диаметр ствола, толщина стенки, размеры лопасти, общая длина изделия. Существуют особенности маркировки отдельных производителей. Например, фирма Фундэкс добавляет Ф1, Ф2 после стандартного обозначения (две, одна лопасть, соответственно).

Схема винтовой сваи.

В середине 20-го столетия для нужд армии выпускались максимально прочные СВЛ со следующими характеристиками:

• литой наконечник;
• винт 14 мм, 6 мм (возле конуса, с края, соответственно);
• бесшовная труба (Ст20);
• горячее цинкование (140 – 200 микрон).

При заявленном 100 – 180 летнем ресурсе эти изделия эксплуатируются до сих пор, поэтому реальный эксплуатационный период пока не известен.

Область использования

Лестница на винтовых сваях.

В 70% случаев индивидуальные застройщики не подозревают, что СВС можно использовать, не только для опирания коттеджей и бань, но и для изготовления фундаментов следующих конструкций, значительно сокращая время строительства:

• шумозащитные экраны, заборы;
• беседки, теплицы, малые архитектурные формы;
• усиление монолитных фундаментов (плита, лента);
• оттяжки, анкеры, столбы ЛЭП;
• временные сооружения с возможностью демонтажа (аттракционы, павильоны);
• мосты, причалы, укрепление откосов;
• рекламные конструкции.

В нормативах СНиП приведены детальные инструкции, как выбрать винтовые сваи для конкретных эксплуатационных условий. Для большей надежности рекомендуется красить изделия специальными антикоррозионными ЛКМ.

Классификация свай по размеру

В первую очередь сваи различают по диаметру трубы, выступающей в качестве тела сваи. Обычно используются бесшовные трубы диаметром от 57 до 133 мм и выше, с толщиной стенки от 4 мм.

Наиболее ходовые размеры трубы в сочетании со стенкой:

• 57х4
• 73х4
• 76х4-5
• 89х4-5
• 108х4-6
• 133х4-6

Кроме сечения труб, сваи могут различаться по стандартной длине. Типовые сваи для постройки габаритных сооружений обычно производятся длиной порядка 2,5-3 метров. Этого обычно достаточно, чтобы свая уходила в грунт на глубину ниже точки промерзания почвы. На территории России этот параметр варьируется от 1,5 до 2,5 метров. В этом случае  свая выступает над поверхности земли на 50-70 см, и обрезается по уровню плоскости фундамента с учетом возможного небольшого уклона на участке.

Метод с применением режущих фрез

Срубка оголовков свай может выполняться одним из следующих способов:

• ручным, с применением портативных инструментов;
• автоматическим режущими фрезами;
• специализированным гидравлическим оборудованием.

Ручной метод

Обрезка оголовков вручную производится с помощью пилы или резака

Обработать оголовки свай ручным способом достаточно сложно и трудозатратно. Поэтому данный способ неприменим при строительстве ответственных сооружений, но вполне оправдан при возведении ограждений, малоэтажных зданий и подсобных построек. Он отличается дешевизной и отсутствием необходимости привлечения специалистов со спецоборудованием.

Для ручной срубки винтовых свай применяют гидравлические ножницы. Процесс отличается простотой и не требует наличия квалификации рабочих. Его суть заключается в следующем:

1. На сваю одевается и фиксируется специальная насадка в форме кольца на линию среза.
2. Ножницами отрезается лишняя часть опоры вдоль насадки.

Вся процедура срезания займёт не более 15 минут, в зависимости от диаметра сваи. Однако качество среза при этом не будет идеальным и потребуется дополнительная обработка.

Процесс обрезки сваи фрезой может производиться как вручную, так и автоматически

Оборудование для срезки оголовков при помощи фрез применяется для любых типов свай, выполненных из любого материала. Это позволит на одной стройплощадке возводить различные объекты благодаря универсальности инструмента.

Срезка может производиться в ручном или автоматическом режиме, что позволяет профессионалу выполнить работу максимально точно и качественно. Основная сложность метода заключается в правильном выборе подходящего резца и его позиционировании относительно винтовой сваи.

Меньший диаметр фрезы не позволит выполнить качественный разрез. Поэтому рекомендуется использовать фрезу с диаметром, равным толщине стенок, и грамотно выбирать режимы работы инструмента.

Последовательность действий следующая:

1. Проводится разметка свай.
2. Подбирается резец под конкретные условия работы.
3. Настраивается инструмент на необходимое количество оборотов.
4. Производится срезание по кольцу либо к центру сваи.
5. Через определённые промежутки времени делается пауза для остывания кромки фрезы.

Если применять инструменты с водяным охлаждением фрезы, то можно существенно повысить производительность труда за счёт отсутствия необходимости периодических остановок.

Посмотрите видео, как производится обрезка сваи с помощью резца.

В отличие от предыдущих двух методов, способ с использованием гидравлического оборудования выгодно отличается не только универсальностью применения, а и высокой точностью срубки винтовых свай.

Навесное оборудование может быть легко смонтировано на любую технику с гидравлическим приводом достаточной мощности, например, экскаватор или трактор. Это позволяет существенно экономить финансы на аренде дополнительной техники, а также не загромождать место на стройплощадке.

Использование срезки с помощью фрез подходит абсолютно для любых типов свай. Вся процедура будет выполнена точно и качественно, так как может производиться и в автоматическом, и в ручном режиме.

Срубку оголовков выполняют после забивки или запресовки свай

Главное – правильно выбрать резец , учитывая свойства и размеры сваи. Если выбор будет неправильным,то режущую часть можно повредить из-за перегрева. Стоит подбирать фрезу с таким же диаметром, как толщина стенок и правильно установить режимы работы инструмента.

Для качественного результата работы придерживайтесь определенной последовательности:

1. Сделайте разметку свай;
2. Правильно выберите резец;
3. Выставьте нужное количество оборотов;
4. Срезайте либо по центру сваи, либо по кольцу;
5. Давайте остынуть фрезе, чтобы избежать перегревания.
6. Технология приваривания оголовка

Технология приваривания оголовка очень проста — нужно выделить напильником край оголовка, провести зачистку болгаркой с корд щеткой по линии в 2-3 см.

Сварка производится по такой схеме:

• Установка оголовка на сваю, контролируя правильное положение;
• Припаивание точечной сваркой в нескольких местах;
• Полное приваривание элемента;
• Уборка шлака и покрытие краской;
• Сохранение места для вентиляции в 1-2 см;
• Применение универсальных электродов и сварочного тока в 100 А.

С этим читают

Нижняя обвязка свай, упрочняющая общую конструкцию фундамента.

Нижняя обвязка применяется в следующих случаях:

• Если фундамент устанавливается на местности, имеющей сложный пересеченный рельеф, и опоры будут значительно различаться высотой выступающей над уровнем грунта части.
• Если свайный фундамент по проекту должен иметь достаточно большую высоту. То есть по каким-либо соображениям строение планируется поднять над поверхностью грунта на 1000 и более миллиметров.
• В случае, когда выполняется постройка выраженно массивного строения.
• Если дом возводится на ненадежном слабом грунте, в котором не исключаются горизонтальные подвижки.

В любом случае, схема нижней обвязки должна быть предусмотрена проектом. Она составляется после проведенных расчетов и изучения характеристик грунта на участке специалистами.

Верхняя обвязка винтовых свай или столбчатых фундаментов, выполненных из других материалов, называется ростверком. Это своеобразная рама, связывающая между собой все сваи фундамента и равномерно распределяющая вертикальную нагрузку на них от возведенного строения.

Многие собственники участков, приступая к строительству дома, задают специалистам, работающим над проектом, вопрос о том, есть ли вообще необходимость монтировать ростверк на свайный фундамент. Ведь, если планируется возвести каркасный или же брусчатый дом, обвязкой может служить и нижний венечный брус стены.

Виды и формы

Размеры и контур поперечного сечения оголовка, как правило, совпадает с размерами сваи и может иметь различную форму: круглую, квадратную, тавровую и прямоугольную. Соединение его со сваей или фундаментной балкой может быть П-образным или Т-образным:

1. Т-образный оголовок. Такой вид изделия чаще всего применяется в строительстве из-за его универсальности. Монтаж Т-образного оголовка производится методом сварки или при помощи болтов, которые фиксируются к верхней части сваи. На верхнюю полочку оголовка устанавливается и закрепляется фундаментная балка или плитный ростверк.
2. На П-образных изделиях монтируются только балки фундамента. При этом толщина П-образной скобы должна обязательно совпадать с толщиной балки.

Оголовки винтовых свай

Чтобы сделать правильный выбор оголовка, желательно посоветоваться со специалистами–строителями, которые помогут подобрать нужное и качественное изделие.

Как и чем обвязывать?

Материал для обвязки

Установка будет зависеть от особенностей материала изготовления балки и фундаментной основы. Обвязка винтовых свай брусом является распространенным вариантом. Но большинство интересуются вопросом, требуется ли использовать технологию с использование бруса, если можно использовать материалы с большей надежностью, металл или бетон.  Отметим сразу, что брус является самым лучшим вариантом для ростверка при строительстве каркасного дома или дома из дерева, так как брус имеет большую прочность и высокую устойчивость к температурным перепадам. Во время обрабатывания антисептиком, который помогает защитить дерево от гниения, срок эксплуатации бруса увеличивается и становится больше, чем у стальных балок. Обвязка свай брусом проводится по технологии, которая предусматривает крепление балок на резьбу, или же выполняется закрепление каждой части ростверка при помощи хомута.

Установка на резьбу

Такая методика используется лишь для фундамента, который П-образный. Во впадины на фланцах нужно установить брус и закрепляют при помощи самореза. Между сваями и балками помещают рубероид. Балки соединяют в чащу или лапу по углам. Крепления угла может быть выполнено при помощи шипов. Для углов снаружи используют элементы в виде уголков. Такая методика дает возможность не тратить время на систему пазов и гребней.

Использование двутавровой балки и швеллера

Если конструкция не сильно нагружена, можно сделать ростверк из швеллера. К такой конструкции можно отнести сарай или баню. Ростверк из металла и сваи обвязывают с применением сварки. Элементы конструкции и основания прикрепляют на круговой шов. Процедура сборки заключена в установке швеллера на оголовки. Элемент можно укрепить таким образом, что боковые грани будут как будто бы смотреть вниз. Обвязка швеллером винтовых свай  также выполняется и в противоположном направлении, в этом случае грани направляют вверх.

При таком расположении швеллера сопротивление нагрузкам на поперечных частях конструкции будет в разы лучше. Таким образом, вы получаете опалубку, которую следует залить раствором, и получится сформировать стеновую кладку для армопояса. Для того, чтобы обеспечить обвязке высокую прочность, вместо швеллера используют двутавровую балку того же размера. Когда балки и швеллеры стыкуются в углах, то используют сварку. По окончанию обвязывания опор ростверк покрывают средством, которое не дает образовываться коррозии.

Обвязка доской

Обвязка винтовых свай досками своими руками часто подразумевает использование материала из лиственницы, кедра, ели или сосны. Крепление фундамента в этом случае начинают с изготовления балки, в основе которой используют доски. Элементы следует склеить между собой и зафиксировать при помощи саморезов или установить на болтовую систему. При использовании в строительстве фундамента тонких досок следует дополнительно придавливать их листами фанеры. Обязательно следите за тем, чтобы все стыки были расположены на разных сваях. Доски между собой соединяем в полдерева. Балки должны быть расположены на ребре и зафиксированы при помощи свай.

Обвязка свай по данной технологии выполняется так:

• Делают внутренний, внешний и средний контур (по принципу елочки).
• Элементы по очереди собирают и устанавливают.
• Между оголовками, швеллером и обвязкой следует обязательно установить слой рубероида для гидроизоляции.
• Если высота обвязки вышла больше 0,4 метров, то дополнительное основание следует укрепить профильной трубой.

Использование профильных труб для обвязки двутавром

Если хотите, можно сделать обвязку двутавровой балкой, и тогда выбирайте материал с отверстиями перфорации. Двутавр следует приварить как можно крепче и впритык. Предпочтение в выборе данного материала заключается в малой массе и высокой прочности. Профильная труба в этой конструкции будет играть роль распорки, что повысит долговечность и улучшит эксплуатационные характеристики здания. Для обвязки профильную трубу следует приварить снаружи по всему периметру основания.

Винтовые сваи: связь размеров и допустимой нагрузки

При организации строительства следует тщательно подойти к разработке проекта – так вы получите отличный результат и сократите не только расходы и время производства работ, но и риски деформаций конструкции со временем.

Размеры сваи обеспечивают определенный показатель нагрузки, которую они способны выдержать.

При расчете свай требуется знать все конструктивные элементы и параметры каждой части строения. Архитектор анализирует материалы, используемые в строительстве, конструкцию здания, показатели нагрузки на основание и многое другое. Только после тщательного расчета можно определить лучшим тип сваи, без лишних трат и с достаточной прочностью.

При расчете свай закладывается некоторый процент «для запаса прочности» — это обязательно и описывается в проекте.

Монтажные работы

Это может быть оголовок Т-образной формы, выполненный в виде пластины с круглым основанием, которое следует надеть на сваю и прикрепить при помощи сварочных швов. Помимо этого, если для установки ростверка используется двутавровая балка или швеллер, их требуется приварить к торцу свай, но уже стандартным способом. Двутавру крепят на приварку в виде пластины квадратной формы, а швеллер переворачивают «крыльями» вниз и приваривают к основанию. Если по задумке архитектора здание будет возведено из деревянного бруса, то первая «линия» бревен должна быть соединена с оголовком при помощи стрежня из металла.

Для выполнения сварочных работ используют электроды, размер которых 0.3 см, а величина тока не более 100 ампер. Если для монтажа основания каркаса используют бетонный оголовок, то его установка начнется лишь после того, как будут срублены оголовки до требуемого уровня. Оголовки такого типа должны быть установлены в бетонный раствор при заливке фундамента на опалубку, установленную на сваи.

Схема сварки:

• Установите оголовок в правильном положении и контролируйте горизонтальную плоскость.
• Прихватите оголовок в двух или трех местах при помощи точечной сварки.
• Приварите его по всему периметру, и оставьте отрезок шва в 1-2 см для вентиляции оголовка изнутри.

После требуется удалить шлак при помощи щетки молотка, а пока свая тепла покрыть краской зачищенные места. Так вы получите защитное покрытие.

Преимущества

Да, изготовление свай в строительной сфере уже не является новинкой, но есть большая вероятность того, что далеко не каждый заказчик сталкивался с их применением в свой жизни. Большинство людей смущены длительностью монтажного процесса, а также трудоемкостью установки ростверка.

Стоит отметить то, что использование фундамента этого типа поможет спасти владельцев дома от большинства негативных факторов:

• Весеннее-осенних паводков.
• Неустойчивостей грунта (болота, торфяники, плавуны, зыбучие пески).
• Удобство выполнения монтажных работ, которое не будет зависеть от условий погоды (жары, мороза и прочего).
• Строительство зданий даже  на тех поверхностях, которые имеют неровности.
• Распределение нагрузки веса по всему контуру фундамента.

В мире есть огромное количество проектов, для возведения которых использовали те типы фундамента, что устанавливали на бетонные и винтовые сваи. Большинство из них представляют собой экопроекты, главной функцией которых являлось сберечь первозданную красоту мест, выбранных для строительства. Так, заповедники Норвегии и Финляндии стали богаче на необыкновенные строения «на ножках». Они не только стали уютным жильем для своих владельцев, но и достопримечательностью для туристов.

Удобные, красивые, а самое главное – полностью безопасные жилые дома поражают своей оригинальностью дизайна и простотой. Какой из типов свай и оголовков станет прекрасной опорой для дома, выбирать только вам. Главное, чтобы такой фундамент прослужил нескольким поколениям вашей семьи.