с 9:00 до 18:00

Будние дни

Челябинск

Центральная 3Б

8 (912) 898-66-66

k-dom74@mail.ru

Сравнить проекты

Способы продления срока службы винтовых свай

Способы продления срока службы винтовых свай

Способы продления срока службы винтовых свай

Какой бы ни была прочной и надежной винтовая свая, она имеет свой срок службы. Производители приводят небывалые значения в 150-200 лет, но так ли это на самом деле? Какие факторы влияют на долговечность винтовой сваи и какие меры помогают увеличить срок службы свайно-винтового фундамента?

1. Немного из истории

Свайно-винтовой фундамент, как и многое в наших мирных отраслях народного хозяйства, имеет свои истоки в разработках для повышения обороноспособности страны. Проще говоря, впервые сваи начали использоваться в инженерно-технических сооружениях для армии. Этому имелись веские причины – быстрота возведения, надежность, значительная экономия средств, относительная простота. Ну и, в конце концов, использование дешевой рабочей силы. Все это немаловажные факторы в армейских условиях. Впрочем, в обычной жизни они не менее привлекательны.

Помимо упомянутых причинах своей привлекательности для военных немаловажным было то, что свайно-винтовые фундамента оказывались чуть ли не единственных вариантом в определенных условиях – при возведении в заболоченной местности, при слабых грунтах и при больших перепадах высот. Этим они достигли популярности и в нашем промышленном строительстве, связанным с нефте- и газодобычей.

Использование свай для быстрого возведения понтона
Использование свай для быстрого возведения понтона

Как и всякая военная техника и оборудование, винтовые фундаменты проектировались с большим запасом прочности, чего не скажешь об обеспечении долголетия, ведь военные конструкции обычно строились не на века, а на время боевых действий. То же самое касается и строительства в нефтедобывающих районах – там тоже конструкции ставят на время выработки скважин.

Впрочем, огромный запас прочности позволяет использовать их в строительстве, не очень заботясь о малых сроках службы.

Винтовые сваи как опоры для нефтяной вышки
Винтовые сваи как опоры для нефтяной вышки

Об этом можно судить по требованиям, принятым в советское время, по отношению к винтовым сваям:

  • В качестве тела сваи используется горячекатаная труба с толщиной стенки 10-14 мм
  • Диаметр трубы – от 0,22 до 0,35 от размера лопасти
  • Длина трубы – не менее 8 метров
  • Лопасть от 40 до 120 см
  • Шаг спирали 0,15-0,3 диаметра

Эти требования многократно превосходят современные требования, применяемые в строительстве. Впрочем, и использовались сваи для фундаментов конструкций, значительно превосходящих по массе обычные малоэтажные дома.

Сегодня основные параметры свай, разрешенных для строительству фундаментов должны соответствовать следующим параметрам:

  • Толщина стенки от 4 мм
  • Обязательное антикоррозионное покрытие
  • Диаметр лопастей порядка 25-30 см
  • Ресурс – 50 лет

Впрочем, разумное использование свайно-винтового фундамента ограничивается классом легких построек, к которым относятся хозяйственные сооружения, типа бани, хозблока или летней кухни, а также каркасные дома из дерева.

Иногда расчетной несущей способности винтового свайного фундамента может хватить и для постройки не очень большого кирпичного или блочного дома, но большинство строителей в таком случае предпочитают железобетонные фундаменты.

И причина этого не только в меньшей мощности свай, а и в уменьшенном  сроке их службы.

2. Факторы, влияющие на долговечность винтовых свай

Основным фактором, влияющим на металл, из которого изготовлена свая, является коррозия вследствие влажности грунта. Тело трубы соприкасается напрямую с грунтом своей внешней стороной.

Помимо этого внутренняя часть трубы соприкасается с воздухом, как бы герметично не был приварен оголовок. При колебаниях температуры влажные пары, содержащиеся в воздухе, конденсируются на металлическую поверхность и труба постепенно корродирует изнутри.

Помимо трубы ржавеют и лопасти металлической сваи. Они также непосредственно прилегают к земле.

Отработанная винтовая свая
Отработанная винтовая свая

Если коррозионное поведение металла определенной толщины еще можно предсказать, то не поддаются прогнозу самые уязвимые места свай:

  • Сварные швы в местах присоединения лопастей
  • Участки трубы на стыке с грунтом
Распространение коррозии в приповерхностном слое металла
Распространение коррозии в приповерхностном слое металла

Еще менее предсказуемым считается само состояние грунта во всей его толще. Процессы, проходящие внутри, могут вызвать повышенное увлажнение грунта и, как следствие, ускоренную коррозию металла.

Наконец, окончание трубы, находящееся над поверхностью земли может подвергаться прямому попаданию воды – из-за дождей, таяния снега, грязевых потоков под зданием и повышенной сырости в закрытом ростверке – вследствие его плохого проветривания.

Все это влияет на долговечность свай.

Ростверк на винтовых сваях
Ростверк на винтовых сваях

Теоретически срок службы сваи отсчитывают, опираясь на толщину ее тела – трубы. Известно, что сталь марок, широко применяемых для производства рядовых бесшовных труб, в течение года становится тоньше на 0,03-0,04 мм. Нетрудно подсчитать, что полностью заржавеет труба через  4/0,04=100 лет, а то и 4/0,03=133 года!

Заржаветь-то она заржавеет полностью может быть и через сотню лет, но, думается, ее несущая способность тоже будет постоянно уменьшаться, так как она впрямую зависит от толщины стенки. Это если еще не учитывать повышенную влажность грунта, которую при расчетах могут и опустить. Очевидно, что реальный срок службы уменьшится. Но насколько?

3. Использование труб с повышенными параметрами

Какие меры можно принять для увеличения службы свайно-винтового фундамента?

  1. Во-первых, можно использовать при расчете повышенный запас прочности, то есть несущей способности свай. Можно с уверенностью сказать, что чем больше диаметр трубы, чем больше ее лопасть, тем дольше прослужит свая. Насколько это удорожает возведение фундамента? Как правило, доля материала, а точнее самой трубы, расходуемой на производство сваи, составляет порядка 40-50% ее стоимости, а с учетом монтажа – не более 30%. Общая стоимость фундамента при переходе, например,  с 89 трубы на 108, повысится на 15-20%, но соответственно увеличится и срок службы фундамента.
  2. Во-вторых, если вы заботитесь о долговечности фундамента, рекомендуется выбирать сваи из коррозионностойких макрок стали, например 30ХМА. Такие трубы будет дороже, но окупятся со временем.
  3. В-третьих, можно использовать трубы с повышенным значением толщины стенки. Каждые 20% толщины теоретически увеличат стоимость фундамента на те же 10-15%, но и срок службы увеличится пропорционально.

4. Антикоррозионная обработка сваи

Однако при прочих равных условиях основной мерой по увеличению срока службы  винтовых свай считается их антикоррозионная обработка. Это общепринятый метод защиты от коррозии металлоконструкций, но в случае винтовых свай противокоррозионные покрытия не столь эффективны.

Основным фактором, ослабевающим их защитное действие, становится сам процесс внедрения сваи в грунт. При этом, конечно, часть покрытия, уничтожается. Особенно это касается обычной окраски трубы обычно краской.

Окрашенные сваи
Окрашенные сваи

Самым ходовым средством, которое обеспечит поверхность сваи от коррозии, считается  лакокрасочное покрытие. Оно может быть разного типа и нанесено разными способами, о чем мы подробнее рассказываем на нашем сайте.

Другим распространенным способм защиты свай от коррозии явлется покрытие их тонким слоем метала. Чаще всего это холодное или горячее цинкование.

Оцинкованные сваи
Оцинкованные сваи

5. Заливка бетоном внутренней полости винтовых свай

Отдельно можно сказать о таком способе продления службы винтовых свай, как заливка их бетоном после заворачивания. Дело в том, что на внутренней поверхности труб тоже происходит активное взаимодействие металла с воздухом, насыщенном парами, а, следовательно, происходит коррозия, тем более, что изнутри покрыть сваю краской или цинком проблематично.

Способом защиты внутренней части трубы служит заливка сваи бетонной смесью. После затвердевания бетон не только придает сваи дополнительную устойчивость, что и препятствует коррозии изнутри.

Заливка полости сваи бетоном
Заливка полости сваи бетоном

6. Заключение

В результате мероприятий по защите свай от коррозии срок службы увеличивается весьма существенно. Можно с уверенностью говорить, что винтовые сваи требуемого качества, с рекомендуемыми параметрами и надежно обработанными для защиты от коррозии могут прослужить не менее 50 лет.  Впрочем, установка винтовых свай под строительство имеет не такую большую историю, и реальное положение дел можно будет оценить в ближайшие десятилетия. Что, конечно, не мешает применению винтовых свай и сегодня, так как расчетные характеристики сделаны с большим запасом.

img

Иван Николишин

Похожие статьи

Свайно-винтовой фундамент под дом из пеноблока

Свайно-винтовой фундамент под дом из пеноблока Дома...

Читать далее
автор Иван Николишин

Свайно-винтовой фундамент для мостков, пирсов и причалов

Свайно-винтовой фундамент для мостков, пирсов и...

Читать далее
автор Иван Николишин

Фундамент на винтовых сваях для бани

Фундамент на винтовых сваях для бани Фундамент на...

Читать далее
автор Иван Николишин