Мост на винтовых сваях своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 08.10.2024

В ходе строительства мостов с успехом применяется свайно-винтовой фундамент в качестве их опоры. Технологию свайно-винтового строительства, за счет своих положительных сторон, можно назвать одной из самых перспективных и популярных методов устройства фундамента.

В ряде случаев, беря во внимание строительство мостов в тех местах, где доминируют илистые, обводненные, в общем, некрепкие виды грунтов, применение свайно-винтового фундамента становится единственным очевидным решением. Ведь винтовые лопасти свай дают возможность им проникать и закрепляться в таких местах, где нельзя установить ни один другой тип фундамента.

Данная технология обладает рядом преимуществ:

малые затраты на строительство,
быстрота монтажа, долговечность,
большой запас прочности и неприхотливость в плане места устройства.

При своей высокой экономичности мосты на винтовых сваях весьма долговечны. Срок службы винтового фундамента составляет 100 и более лет. Строительство фундамента моста по свайной технологии годится для автомобильных, пешеходных мостов и железнодорожных эстакад. По причине своей легкости сваи не утяжеляют общую конструкцию моста, а в случае незначительных нагрузок допускается даже не выполнять заливку стволов свай. Небольшой вес, простота конструкции – отличительные особенности винтовых свай. Это очень серьезный показатель при работе с плывущими почвами.

Быстрота, большая точность, низкий уровень шума – всё это дает возможность сооружать мосты где угодно. Даже для небольших участков и охраняемых зон этот метод прекрасно подходит. Технология непрерывно совершенствуется. С её помощью строятся эстакады, пешеходные мосты, причалы и т.д. А использование в мостостроении – самый яркий показатель надежности этой технологии.

При постройке пирсов и мостов мы принимаем во внимание характер рельефа, как берега, так и подводного участка, кроме этого, предусматриваем влияние льда и его движения, связывая винтовые сваи каркасом особой конструкции.

Строим пирсы как для маломерных судов (пирс для водного мотоцикла или катера, пирс для купания), так и для больших катеров и яхт.

При наличии сварочного аппарата и болгарки можно сделать винтовые сваи самостоятельно.

Причем себестоимость конструктивных элементов выйдет в 3 раза дешевле, чем покупка заводских изделий.

Как и из чего сделать винтовые сваи самому?

Об особенностях технологии изготовления таких опор можно узнать из настоящей статьи.

Конструкция опор

Опора обозначенного типа представляет собой стальную трубу, одна часть которой оснащена спиралевидной лопастью и острым наконечником. Такая конструкция позволяет в процессе монтажа обходиться без применения спецтехники для погружения сваи в грунт.

Конструктивные элементы

Винтовая опора состоит из следующих элементов:

Ствол – стальной профиль с круглым сечением.
Наконечник – нижняя часть тела сваи, которая благодаря заостренной форме легче преодолевает сопротивление грунта.
Лопасть – спиралевидный фрагмент, конфигурация которого определяется на этапе проектирования.

Благодаря наличию винтового фрагмента металлический стержень вкручивается в землю. При этом почва дополнительно уплотняются, повышая несущую способность грунта. В дальнейшем спиралевидные лопасти будут препятствовать силам, выталкивающим опору наружу.

В чем отличия самодельных изделий от заводских?

Процесс изготовления винтовых свай регламентируется нормативными документами. В частности, в ГОСТе 8732 прописаны требования к качеству стали для таких опор.

Заводские изделия, соответствующие стандартам, различаются по размерам, конфигурации и эксплуатационным характеристикам.

Самодельные сваи могут не обладать необходимой прочностью и надежностью, поэтому в процессе монтажа лопасти могут деформироваться или отрываться.

Трубы из недостаточно прочной стали не обеспечивают требуемую несущую способность, а слабое гидроизоляционное покрытие неизбежно приведет к преждевременному разрушению металла коррозийными процессами.

Инструкция по самостоятельному изготовлению

Изготовление сваи требует навыков и опыта от мастера. Следуя технологии, можно сделать надежную опору под:

легковесные и малоэтажные сооружения,
ограждения,
гараж и различные хозяйственные постройки.

Для этого мастеру понадобятся такие материалы и инструменты:

Металлические трубы.
Стальные пластины толщиной от 4 мм.
Сварочный аппарат.
Болгарка.
Обмазочный материал для гидроизоляции.

Выбор металлопроката для ствола

Для ствола выбирают профильные трубы из прочных марок стали. Для работы можно взять металлопрокат марок 09Г2С, Ст20 или Ст10.

Длина трубы напрямую зависит от типа грунта: ее должно хватить, чтобы сваю можно было вкрутить в почву до твердых пород.

Конструктивные параметры – длина ствола и толщина его стенки определяют несущую способность опоры. Выбирают трубы толщиной от 3,5 мм.

Рекомендации по выбору диаметра сечения:

57 мм – для легковесных конструкций, например, ограждений из металлической сетки;
89 мм – для хозяйственных легких построек;
108 мм – для малоэтажных жилых домов из дерева, пенобетона, кирпича.

Делаем наконечник

В домашних условиях применимы 3 технологии изготовления наконечников. Сварные пики и наконечники, изготовленные из тела трубы подходят для вкручивания сваи в плотный грунт. Крестообразные наконечники используют для строительства на торфяных и песчаных участках.

Чтобы сделать наконечник из тела трубы, необходимо изначально взять заготовку длиннее выбранного значения на два диаметра сечения. Из увеличенного отрезка будет изготовлен непосредственно сам конус.

Технологические этапы:

Создание шаблона из картона. Вырезают равнобедренный треугольник с высотой, равной 2D, короткой стороной – pD/n, где D – диаметр ствола, n – количество лепестков (для свай ?108 мм берут 5 листков, для труб меньшего диаметра – 4 лепестка).
Разметка трубы по шаблону.
Нарезание лепестков.
Загибание лепестков в конус. На этом этапе контролируют, чтобы вершина конуса совпала с осью трубы.
Приваривание лепестков друг к другу с помощью сварочного аппарата.

Сварной наконечник выкраивают по такой же технологии, но не из тела сваи, а из стального листа или отрезка трубы. Лепестки заготовки фиксируют между собой двойным сварочным швом. Затем приваривают пику к стволу.

Крестообразный наконечник отличается по форме и высоте от предыдущих типов. Шаблоном послужит равнобедренный треугольник с высотой, равной pD. Размер основания треугольника принимается равным внешнему диаметру трубы. Конструктивные элементы свариваются между собой.

Изготавливаем винт

Спиралевидный элемент изготавливают из толстолистовой стали толщиной от 4 мм. Как правило, шаг лопасти может варьироваться от 5 до 7 см.

В домашних условиях применяют 2 технологии изготовления винта:

Сплошной однозаходной элемент – заготовка выкраивается из одного листа стали, вырезается, а затем разводится ломом до необходимой конфигурации.
Многозаходной винт из нескольких элементов – выкраивание отдельных сегментов с последующей сваркой на пику.

Первый вариант отличается жесткостью конструкции и точностью геометрии, но не позволяет сделать больше одного витка лопасти. Во втором случае можно собрать закрученный винт, но сложно передать конфигурацию спирали.

Технологические этапы создания однозаходного винта:

разметка заготовки с внешним диаметром 150–300 мм (зависит от нагрузки на сваю) и внутренним диаметром, равным сечению столба;
вырезание детали плазморезом или сваркой с учетом ширина шва;
разрезание детали по радиусу;
разводка лопасти до нужного шага — зажимают сплошной участок заготовки в тиски и с помощью лома разводят края лопасти.

Технология изготовления многозаходного винта:

изготовление заготовки по принципу, описанному ранее;
готовое кольцо разрезают на два одинаковых фрагмента;
нанесение винтовой разметки на пике;
поочередное приваривание фрагментов по разметке до нужного количества витков — в процессе сборные элементы подгибают до нужной формы.

Проще приваривать лопасти к телу трубы, потому что оно имеет постоянное сечение. У заготовки для наконечника внутренний диаметр будет меньше, поскольку пика сужается к концу. Для изготовления элемента нужной конфигурации подгонять заготовку лучше на месте, используя плотный листовой материал для шаблона.

Финальная обработка

За один год эксплуатации толщина стенки металлической сваи уменьшается минимум на 0,01мм из-за коррозии. Чтобы защитить фундамент от разрушающего фактора, сваю покрывают специальным составом, стойким по отношению к влаге.

В домашних условиях можно использовать такие обмазочные материалы в качестве гидроизоляции:

полиуретановая эмаль;
мастика на основе битума;
асмольная грунтовка и другие.

В качестве бюджетного варианта можно использовать двухкомпонентные лакокрасочные составы на основе эпоксидной смолы, но ресурс такого покрытия значительно ниже.

Стоит ли делать своими руками?

Изготовление винтовых свай своими руками возможно, но несмотря на простоту технологии, эксперты советую принять во внимание такие аспекты:

Своими силами можно сделать сваи лишь небольшого диаметра, потому что подобрать исходный материал для массивных элементов и качественно собрать их в единую конструкцию очень сложно.
Ошибки при выборе диаметра, шага и угла изгиба винтовой части могут увеличить усилие закручивания опоры, усложняя монтаж.
Изготовление свай своими руками – трудоемкий процесс, который отнимает много времени и сил.
Обмазочные материалы для гидроизоляции сильно уступают по качеству методу горячего оцинкования, который возможен лишь в заводских условиях.

Исходя из вышесказанного, заниматься такой работой целесообразно лишь при возможности недорого закупить металлопрокат нужного качества, а также при наличии оборудования для работы.

При этом нужно помнить, что заводские изделия гарантированно будут соответствовать заявленным техническим характеристикам, чего нельзя сказать о сваях, сделанных в домашних условиях.

Вся самая важная и полезная информация о свайно-винтовом фундаменте представлена в данном разделе.

Видео по теме статьи

Процесс изготовления винтовой сваи — в видео:

Заключение

Основными конструктивными элементами сваи являются столб, лопасть и наконечник. Понимая технологию и имея нужные чертежи, можно своими руками заняться изготовлением винтовых опор.

Для заготовок используют трубы и листовую сталь толщиной от 4 мм. В работе мастеру понадобятся навыки работы с болгаркой и сварочным аппаратом. Чтобы защитить металл от коррозии, изделие покрывают гидрофобным составом.

При малейших сомнениях в правильности расчетов несущей способности свай в соответствии с геологическими условиями участка, эксперты не советуют использовать самодельные опоры для монтажа фундамента. Любые ошибки в изготовлении могут привести преждевременному разрушению и неустойчивости всей конструкции.

Появление винтовых свай в гражданском жилищном строительстве значительно изменило технологию. С их помощью коттеджи, дачные дома и приусадебные пристройки можно ставить на любых почвах, в том числе и сильно заболоченных. Не создают значительных проблем и большие перепады по высоте рельефа местности, нет необходимости выполнять большой объем земляных работ и т. д.

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.

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 л опасти

Выше мы уже упоминали, что это самый важный элемент сваи.

Важно. Привар ивать лопасть следует с о собой внимательностью , обязательно правильно под б ирать силу тока и д иаметр электрода.

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 л опастей?

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 по теряет 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 физиче ских свой ств гр унтов и нарушении технологии изготовления элементов возможны ситуации пробуксовывания – свая не ввинчивается в землю.
Шаг слишком большой. В озрастают 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.

Самостоят ельно сделать расчет невозможно, э тим 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 зна чение 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 изготов лению металлических свай

Для примера возьмем простейший вариант изготовления изделий, но винтовая лопасть имеет довольно сложную геометрию. За счет этого появляются следующие преимущества.

Лопас ть прив аривает ся к наконечнику – уменьшает ся усилие закручивания, свая легче заходит в грунт.
Нижнее ребро имеет специальную геометрическую ф орму, которая легко разрезает грунт. Есть вари анты, когда кр омки делаются острыми, н о так не сов ет уют поступать профессиональные строители. Причина – тонкие кромки быстро загибаются, что в раз ы увеличи вает сопротивл ение. Вм есто облегчения вкручивания получается обратная ситуация.

Для из делий используются толст о стенны е тру бы с толщин ой стенок 6 мм, д и а метр 50 мм. Т рубы б/у, что намн о го уменьшает стоимость мате р иа лов, при этом качество и все физические парам е тры на должном уровне. Защита поверхностей от коррозии делается битумными мастиками.

Шаг 1 . При помощи эле ме н тарного шаблона сделайте размет к у на торце трубы. Требуется вырезать так называемую к орону, после ее загиб ания образуется о ст рый конец. Он нужен дл я об ле гчени я вкручивания сваи в землю. Шаблон мо жно д елать из прочного к а р т она или куска линолеума. Процесс состоит из нескольк их этапов.

Отрежьте кусок линолеума. Ширина должна равняться окружности трубы, а длина превышать ди а метр в два раза. В нашем случае ширина равняется 50x2 = 100 мм, а длина рассчитывается по формуле C = pD= 3.14x100 = 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 мол о тка сг ибайте розочки к центру трубы. Уд ары должны быть сильными, с о п ы том придет понимание, каким обр азом 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 знани я лишь помогают решать проблему, н о 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 вкручивани я 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, е сли 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, п ри к отором раз мер щелей миним а льный. Необходимо прокру чивать 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 сра вниться 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 необх одимости покройте поверхн ости 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 – И зготовление винтовых свай

Видео – Закручивание винтовой сваи, своими руками

Прежде чем приступить к проектированию моста, как и положено по технологии, компанией был организован предварительный выезд на участок для пробного завинчивания и оценки объема работ. По словам менеджера проекта Максима Иванова, выяснилось, что ширина реки в месте строительства составляет полсотни метров, течение сильное, вода не замерзает даже в сильные морозы, самая высокая точка глубины – два метра. Подъездные пути ограничены. Единственным проходом через эту реку был разрушенный понтон, который находился в плачевном состоянии и на три четверти уже был погружен в воду

Расчет был выполнен с запасом несущей способности. Для строительства использовалась свая винтовая свс 133 мм диаметром, разной длины с нестандартными оголовками толщиной 10 мм, швеллер 160 мм и два типа двутавровой балки. Бригадир Валерий Денисов принял решение использовать для монтажа специальную технику, так как ни ручное завинчивание, ни ямобур на стандартной базе не подходили. На помощь пришел гусеничный мини-экскаватор с двенадцатиметровой стрелой. Сваекрут на базе экскаватора доставили на понтон. Первые ряды свай завинчивались бригадой в рыболовных сапогах, на углублении использовалась специальные гидрокостюмы.

Читайте также: