Содержание
Особенности конструкций винтовых свай
Существует несколько методов самостоятельного изготовления этих элементов, но не все они равнозначны по качеству. Для того чтобы не делать фатальных ошибок, следует очень хорошо понять не только конструкцию, но и назначение каждого элемента, действующие на него нагрузки, возможные последствия отклонений от расчетных размеров.
Надо всегда помнить, что винтовые сваи выполняют роль фундамента, а от этого архитектурного элемента зависит длительность и безопасность эксплуатации зданий.
| Элемент сваи | Краткое описание и назначение |
|---|---|
 Оголовок | Устанавливается в верхней части сваи после ее закручивания и выравнивания по горизонтальной плоскости. Соединяет ствол с металлическим или деревянным ростверком. Ростверк связывает все отдельно стоящие сваи в единую жесткую конструкцию, на нем ставятся фасадные стены и межкомнатные перегородки, в том числе и несущие. Толщина листовой стали для изготовления оголовков должна быть не менее 4 мм, линейные размеры зависят от материала изготовления и технических параметров ростверка. |
 Ствол | Удерживает вертикальную нагрузку всего строения, во время закручивания дополнительно влияют скручивающие усилия. Изготавливается из толстостенной трубы, диметр выбирается индивидуально с учетом максимальных расчетных нагрузок. Толщина стенки не менее 5 мм. Для частного строительства диаметр может быть в пределах 50–100 мм. Для повышения вертикальной устойчивости и уменьшения коррозионных процессов труба заливается цементно-песчаной смесью М-300. Такая технология увеличивает показатели механической прочности элемента примерно на 20%. Нижняя часть ствола имеет форму конуса, за счет этого облегчается процесс установки свай. Длина конуса примерно 1,5–2,0 диаметра трубы. Расчет производится для уменьшения коэффициента трения и снижения усилий во время вкручивания сваи. |
 Лопасть | Главный элемент сваи, ее эксплуатационным свойствам надо уделять очень большое внимание, именно лопасть держит здание. Ее рекомендуется делать толщиной не менее 4 мм. Лопасть имеет два важных параметра – внешний диаметр и шаг резьбы (расстояние между витками). Как влияют эти значения следует остановиться более подробно, при невыполнении требований винтовая свая полностью теряет свои несущие свойства. |
Для уменьшения коррозионных процессов внешние поверхности покрываются защитным слоем из прочных современных красок иди традиционными битумными мастиками.
Узнайте, как сделать плитный фундамент, а также ознакомьтесь с критериями выбора и технологией исполнения, в специальной статье на нашем портале.
Особенности устройства и назначение лопасти
Выше мы уже упоминали, что это самый важный элемент сваи.
Важно. Приваривать лопасть следует с особой внимательностью, обязательно правильно подбирать силу тока и диаметр электрода.
Если ток слишком большой, то металл перегревается, прочность такого шва ниже расчетных значений. Если ток очень слабый, то шов неравномерный и с недостаточной глубиной проваривания. Примерно так же влияет на прочность сварного шва и диаметр электродов. В среднем он должен равняться половине толщины свариваемых деталей. Если вы не имеете достаточного практического опыта для наложения шва, то настоятельно рекомендуем обратиться за помощью к профессиональному специалисту. В противном случае никто не может поручиться за прочность конструкции. Надо помнить, что любые, даже незначительные нарушения прочности фундамента оказывают крайне негативное влияние на сооружения. Ликвидация проблем потребует много сил, времени и финансовых средств. Для восстановления несущих характеристики фундаментов необходимо проводить комплекс технически сложных строительных мероприятий. В одиночку без наличия специальной техники и оборудования с такими задачами не справиться.
На какие параметры лопасти надо обращать внимание?
Расстояние между витками (шаг)
Очень важный параметр, определение конкретного шага никогда не должно делаться на глаз, а только после специальных инженерных расчетов.
На что влияет шаг лопастей?
- Шаг слишком меленький. Лопасть вкручивается медленно, один оборот опускает ее в землю на размер шага. Кроме того, есть большая вероятность, что нарушится плотность грунта между лопастями, он критически потеряет несущие способности, весь вес должна удерживать только нижняя часть винта. Как следствие – резко уменьшается несущая способность винтовых свай, надо пересматривать план их размещения под фундамент. Еще одна проблема. При неблагоприятном совпадении физических свойств грунтов и нарушении технологии изготовления элементов возможны ситуации пробуксовывания – свая не ввинчивается в землю.
- Шаг слишком большой. Возрастают усилия для вкручивания сваи, каждый оборот резко ее заглубляет, увеличиваются нагрузки на все сварные швы. Если не контролировать усилия, то возможны механические повреждения, элементы придется менять новыми, а старые капитально ремонтировать.
Практический совет. Перед началом изготовления элементов рекомендуется поинтересоваться у профессионалов, какие именно сваи и для каких грунтов они используют в вашем регионе.
Самостоятельно сделать расчет невозможно, этим занимаются специально подготовленные специалисты с высшим техническим образованием.
Есть варианты изделий, на которых лопасти привариваются только к цилиндрической части сваи, а на других они фиксируются на конусе. Конкретный выбор зависит от геофизических данных грунтов и максимальных расчетных нагрузок.
Диаметр
И это значение должно рассчитываться. Дело в том, что слишком большой диаметр создает сложности при вкручивании. Не только увеличивается усилие, но и повышается вероятность упора о большие подземные камни. Если своевременно проблему не заметить и не прекратить вкручивание сваи, то лопасти могут полностью оторваться. Очень маленькие лопасти понижают несущие характеристики. Приходится увеличивать общее количество свай, что по различным причинам не всегда возможно.
Цены на металлические сваи
Пошаговая инструкция по изготовлению металлических свай
Для примера возьмем простейший вариант изготовления изделий, но винтовая лопасть имеет довольно сложную геометрию. За счет этого появляются следующие преимущества.
- Лопасть приваривается к наконечнику – уменьшается усилие закручивания, свая легче заходит в грунт.
- Нижнее ребро имеет специальную геометрическую форму, которая легко разрезает грунт. Есть варианты, когда кромки делаются острыми, но так не советуют поступать профессиональные строители. Причина – тонкие кромки быстро загибаются, что в разы увеличивает сопротивление. Вместо облегчения вкручивания получается обратная ситуация.
Для изделий используются толстостенные трубы с толщиной стенок 6 мм, диаметр 50 мм. Трубы б/у, что намного уменьшает стоимость материалов, при этом качество и все физические параметры на должном уровне. Защита поверхностей от коррозии делается битумными мастиками.
Шаг 1. При помощи элементарного шаблона сделайте разметку на торце трубы. Требуется вырезать так называемую корону, после ее загибания образуется острый конец. Он нужен для облегчения вкручивания сваи в землю. Шаблон можно делать из прочного картона или куска линолеума. Процесс состоит из нескольких этапов.
- Отрежьте кусок линолеума. Ширина должна равняться окружности трубы, а длина превышать диаметр в два раза. В нашем случае ширина равняется 50×2 = 100 мм, а длина рассчитывается по формуле C = πD= 3.14×100 = 314 мм.
- Мы будем делать четыре зуба, ширина каждого у основания 100:4 = 25 мм. Поставьте на этих удалениях точки.
- Проведите оси симметрии и соедините их линиями с вершинами треугольников.
- Вырежьте треугольники, у вас должна получиться корона, это шаблон для всех свай.
Практики советуют всегда делать запас в зависимости от толщины абразивного диска.
Шаг 2. При помощи шаблона на торце нарисуйте фломастером или мелом корону (розочку). Если вы делаете сваи из труб с различными диаметрами, то под каждый из них надо делать свой шаблон. Это отнимает всего несколько минут, но намного облегчает процесс изготовления свай.
Шаг 3. Болгаркой аккуратно вырежьте треугольники. Прилагайте максимум усилий, чтобы они были одинаковыми. Если корона несимметрична, то при загибании острый конец будет смещаться, а это очень нежелательное явление. При закручивании сваи наконечник вращается по кругу, площадь входного отверстия увеличивается, что становится причиной значительного возрастания необходимых усилий.
Практический совет. Основания треугольников рекомендуется прорезать, это облегчит процесс сгибания короны.
Оставьте полоски металла шириной примерно 1 см, остальное прорежьте. Не бойтесь, что в результате таких манипуляций свая потеряет прочность. Этого не случится по двум причинам. Во-первых, прорези потом тщательно завариваются. Нагрузка на шов на сжатие, а он выдерживает такие усилия без проблем. Во-вторых, сами лепестки не ощущают значительных давлений, их функция – формировать наконечник.
Шаг 4. Резкими ударами молотка сгибайте розочки к центру трубы. Удары должны быть сильными, с опытом придет понимание, каким образом металл реагирует на усилия. Все треугольники сгибайте по очереди, прилагайте усилия, чтобы они более-менее равномерно приближались к центру.
Шаг 5. Наденьте на конец так называемое обтягивающее кольцо. Оно вырезается из трубы меньшего диаметра, в нашем случае примерно 30 мм.
Аккуратно ударяйте по кольцу до тех пор, пока вершины всех треугольников не сойдутся в одной точке. Идеального наконечника с первого раза не получится, не расстраивайтесь. Такие работы нельзя освоить без практики, теоретические знания лишь помогают решать проблему, но без практики вы не сможете почувствовать и правильно рассчитывать силу ударов и места их нанесения.
Шаг 6. Не снимая кольца, прихватите треугольники короны. После этого можно его удалить и молотком более точно подогнать лепестки. Прилагайте усилия, чтобы между ними не было больших щелей, а острие располагалось в центре трубы.
Шаг 7. Тщательно заварите наконечники и сделанные прорези. Шов должен быть ровным и без пропусков. Особо внимательно варите острый конец. Если во время вкручивания он загнется, то появятся очень большие проблемы. Чаще всего сваю придется вынимать и ремонтировать.
Удалите окалину со сварного шва. Некоторые неопытные мастера пропускают эту операцию в надежде, что окалина защищает металл от коррозии. Это не так. Наоборот, окислительные процессы протекают быстрее. Причина – окалина быстро впитывает воду и медленно ее испаряет. Длительность контакта металла с влагой значительно увеличивается и ускоряет негативные процессы.
Шаг 8. Подготовьте лопасти. Выше мы уже упоминали, что в этом варианте используются детали сложной геометрии. Делать их надо также по шаблону, его можно найти и скачать в сети и распечатать на принтере. Лопасти вырезаются газовым резаком, если его нет, то выгоднее заказать изготовление специалистам. Они точно выдержат все размеры, а это очень важно для качества свай.
Шаг 9. На простейшем гибочном станке растяните лопасти, создайте шаг резьбы. Очень желательно, чтобы этот станок имел специальные приспособления для придания деталям одинаковых размеров. На всех винтовых сваях должен быть одинаковый шаг, только так можно обеспечить примерно равные несущие характеристики элементов.
Шаг 10. Приварите лопасти к трубе. Тщательно примерьте детали, выберите такое положение, при котором размер щелей минимальный. Необходимо прокручивать трубу, каждый раз пытаться выбрать оптимальное положение для лопасти. Дело в том, что сам наконечник не имеет идеальных поверхностей. Ручная работа по качеству никогда не может сравниться с механической. Чем больше щели, тем меньше прочность фиксации, длительнее и сложнее процесс сварки.
Цены на популярные модели сварочных аппаратов
Накладывайте швы обязательно с двух сторон, мы уже упоминали, что этот элемент держит нагрузки от зданий и сооружений.
При необходимости покройте поверхности металла битумными мастиками. Как показывает практика, при определенном опыте и правильной организации труда на изготовление одной сваи требуется примерно двадцать минут.
В верхней части свай приделываются приспособления для вкручивания в землю, конкретные механизмы зависят от способа монтажа. В одних случаях достаточно просверлить отверстия на различной высоте и закручивать элементы при помощи металлических прутков. Если используются строительные механизмы, то на торец делают сложное универсальное приспособление для удержания трубы.
Узнайте, как сделать отливы для цоколя фундамента, а также ознакомьтесь с инструкцией по монтажу, в специальной статье на нашем портале.
Заключение
Опытные строители не советуют заниматься самостоятельным изготовлением свай для жилищного строительства, в этих случаях надо пользоваться только надежными и сделанными с соблюдением технологических процессов заводскими изделиями. Они имеют гарантированную прочность, что исключает вероятность появления крайне неприятных ситуаций.
Самодельные рекомендуется делать для установки различных ограждений, уличных душевых, дровяников и иных неответственных и небольших по размерам и весу пристроек. Для увеличения прочности после монтажа свай до установки оголовков внутренние полости можно заливать бетоном.
Видео – Изготовление винтовых свай
Видео – Закручивание винтовой сваи, своими руками
