Чем обработать свайно винтовой фундамент

Защита свай от коррозии – что предохранит металлические и бетонные поверхности

В вопросе долговечности свай большую роль играет защита бетонных и металлических поверхностей от коррозии. Первичной мерой устранения негативных процессов является использование при изготовлении изделий стойких к агрессивным условиям эксплуатации марок стали и бетона, а также различных добавок и наполнителей, значительно увеличивающих коррозионную выносливость материалов. Вторичная защита представляет собой обработку готовых изделий различными составами, в том числе битумными, полимерными, антисептическими, гидрофобизирующими и т.д.

На забивные, вибропогружные и винтовые сваи, изготавливаемые в заводских условиях, финишные покрытия наносят непосредственно на предприятии, что в значительной степени гарантирует качество изолируемого слоя. При затрудненном доступе к поверхностям, например в случае устройства буронабивных свай, антикоррозионные меры ограничиваются использованием определенных видов цемента и введением в состав бетона специальных добавок.

Определение требуемой защиты

Способы, предотвращающие негативные последствия при взаимодействии поверхности свай с грунтами, подземными водами и окружающей средой, разрабатываются еще на этапе проектирования. При этом учитываются конкретные условия площадки строительства, а именно:

• климат;
• химический состав и тип грунта;
• характеристика агрессивных составляющих и их концентрация;
• уровень грунтовых вод;
• риски подтопления;
• условия эксплуатации;
• механические нагрузки на фундамент;
• материал изготовления свай.

Данные принимаются, исходя из геологических изысканий участка, метеорологических карт, технического задания и расчетов. После обработки результатов принимается решение, каким образом можно будет защитить подземные конструкции от коррозии.

Железобетонные и металлические винтовые сваи имеют различные варианты антикоррозионной защиты, определенные в СНиП 2.03.11-85. Однако, указания нормативного документа не распространяются на радиационную коррозию изделий. В нем не рассматриваются, также, конструкции, выполненные из кислотостойких и полимербетонов, но определяются меры по максимальному устранению таких видов разрушения как:

• механическое;
• химическое;
• электрохимическое.

По степени воздействия срéды бывают неагрессивными или мало-, средне- и сильноагрессивными. Они могут находиться в жидком, газообразном либо твердом физическом состоянии.

Защитить от коррозии и увеличить срок эксплуатации подземных конструкций поможет своевременное определение предохранительных мер в проектной документации.

Защита металлических свай

Наиболее значимой для винтовых свай является химическая коррозия, появляющаяся на границе соприкосновения металлических поверхностей с водой или кислородом. Скорость разрушения, в этих случаях, во многом зависит от уровня кислотности (рН) среды и типа грунта. Чем ниже показатель рН, тем быстрее происходит процесс коррозии.

По данным исследований, глубина проникновения ржавчины в стенки незащищенной сваи за год зависит от характеристик грунта и составляет при размещении фундамента:

• в глине – 0,0032мм;
• в песке – 0,00292мм;
• на границе с водой/грунтом – 0,0814мм.

Также на скорость коррозии металлической сваи оказывает влияние размер ее заглубления. Под толщей грунта доступа кислорода к стенкам фундамента нет, поэтому его нижняя часть сохраняется лучше, хотя там свое действие может оказывать вода.

Защитить винтовые сваи помогает исключение взаимодействия воды и кислорода с металлом. Некоторые специалисты считают, что сама ржавчина, полностью покрыв поверхность, создает защитный слой, мешающий дальнейшему развитию коррозии. В результате негативные реакции прекращаются, и сваю с успехом вкручивают в грунт. Но разумнее будет, все же, воспользоваться более цивилизованными методами защиты, заключающимися в нанесении специальных пленок.

Не поддаются действию ржавчины винтовые сваи, изготовленные из нержавейки. Но они в несколько раз дороже изделий из черного металла.

Возникновение электрохимической коррозии связывают с попаданием электролита в виде водного раствора, находящегося в агрессивной почвенной среде, на стенки металлической сваи. Под действием блуждающих токов, появляющихся в результате различных утечек, в такой среде начинает происходить реакция электролитической диссоциации, разрушающая структуру металла. Единичные случаи во внимание не принимаются, но близость к трамвайным и железнодорожным путям, к подземной технике и метрополитену дают понять, что блуждающие токи могут иметь постоянный характер. На данный фактор следует обращать особое внимание.

Виды защитных мероприятий

В заводских условиях и непосредственно на стройплощадке винтовые сваи подвергаются целому комплексу антикоррозийных мероприятий, начиная с использования высоколегированных сталей и заканчивая заполнением свайного ствола цементным раствором, а также защитой участков, возвышающихся над землей. Технология монтажа фундамента требует тщательного соблюдения требований на каждом этапе работ. Только в этом случае металлические сваи получат 100% гарантию антикоррозийной защиты на длительный период времени.

Производители предлагают несколько видов покрытий:

• битумную мастику;
• лакокрасочные составы;
• холодное цинкование;
• полимерные смеси;
• термоусаживаемую пленку;
• комбинированную обработку и др.

Выбор защитного слоя зависит от многих факторов и заранее оговаривается с заказчиком. Цена и способ нанесения составов во многом влияет на формирование окончательной стоимости изделий.

Многие задаются вопросом о целесообразности антикоррозийной обработки винтовых свай в связи с тем, что покрытие, якобы, в процессе вкручивания стирается при взаимодействии с грунтом. Ради справедливости стоит отметить, что подобные случаи не редкость для металлических стволов с нанесенной на них битумной мастикой. Но свая, в этом случае, оголяется частично – только на острие и режущей кромке лопасти, а боковые поверхности остаются под слоем защиты.

Стершийся участок оказывается на глубине и практически не подвергается воздействию атмосферного кислорода, что значительно замедляет ржавление. Для сохранения покрытия в верхней части ствола, в точке установки сваи предварительно выкапывают ямки глубиной до 70см, благодаря которым защитный слой верха сваи остается нетронутым и цельным. После вкручивания конструкции до проектной отметки, ямки засыпают грунтом с послойной трамбовкой.

Защита от коррозии стенок винтовых свай с помощью полимерных составов и термоусаживающей пленки представляет собой более надежный, но дорогостоящий вариант обработки металлических поверхностей.

Битумная мастика

Высокоэластичная пленка создает водонепроницаемую пленку, способную надежно изолировать металл от негативных последствий воздействия влаги и кислорода. Мастика недорого стоит и легко наносится на поверхность, но также легко стирается при вкручивании металлической сваи. К тому же, битум оставляет черные пятна на поверхностях, с которыми соприкасается при транспортировке и хранении изделий, а также размягчается при высоких температурах.

Лакокрасочные покрытия

К данному сегменту относятся эмали, специальные краски и лаки. Такая защита считается надежной, наиболее простой и сравнительно недорогой. Она включает в себя нанесение грунтовочного и финишного слоя, в результате чего появляется покрытие, отличающееся:

• водонепроницаемостью;
• эластичностью;
• повышенной твердостью;
• химической и электрохимической пассивностью.

Вид ЛКМ выбирается в зависимости от марки стали, рельефности поверхности и габаритов металлической сваи, а также предполагаемых механических нагрузок (вибраций, ударов). Кроме того, учитываются внешние факторы, условия эксплуатации и ценовые критерии. К новому поколению красящих составов относятся смеси, в состав которых входят полиуретановые смолы, обладающие лучшими характеристиками по сравнению с эпоксидными аналогами.

Недостаток лакокрасочных покрытий очевиден. Далеко не все из них могут справиться с воздействием сил трения в момент вкручивания сваи в грунт, хотя современные полимерные составы показывают иные результаты. Их минусом является высокая стоимость.

Холодное цинкование

Металлическая поверхность обрабатывается специальными цинконаполненными красками, в составе которых содержится более 94% чистого цинка. Покрытие со временем уплотняется, образуя непроницаемый барьер и электрохимическую пару двух металлов. В результате все поры заполняются, что содействует появлению на сваях надежного щита, предотвращающего коррозию.

Холодное цинкование относится к дешевым, доступным и скоростным видам антикоррозионной защиты. Краска отличается высокой адгезией, но слой может легко разрушиться даже при малейших механических нагрузках.

После окончания электрохимической реакции, на поверхность сваи допускается наносить лакокрасочное покрытие.

Следует обратить внимание на одно важное требование, прописанное в СНиП. Оно заключается в недопустимости использования оцинкованных и других защитных покрытий из металла в грунтах или жидких средах, относящихся к средне- или сильноагрессивным и имеющих показатель кислотности менее 3 и более 11. Данное условие должно учитываться на стадии проектирования.

Термоусадочные кожухи

Изготавливаются из материалов, устойчивых к механическим воздействиям и агрессивным средам. Как правило, термоусадочные трубки или пленки располагают на винтовых сваях в наиболее слабом месте – на выходе металлического ствола из грунта. Их устанавливают с запасом в обе стороны от планировочной отметки на 10-15см.

Пластичную насадку прогревают, после чего она уменьшается в диаметре, плотно охватывая сваю. В результате получается дополнительная герметичная изоляция.

Внутренняя защита

Полости винтовых свай не допускается оставлять незаполненными. После установки в проектное положение их бетонируют, во избежание попадания внутрь атмосферного кислорода и воды. В зимнее время в раствор добавляют специальные присадки.

Защита бетонных и железобетонных свай

В процессе коррозии бетона происходит выщелачивание его растворимых составляющих, образование соединений, не имеющих вяжущих свойств и накопление малорастворимых твердеющих солей. В результате неблагоприятные участки в холодный период времени замораживаются, после чего бетон подвергается механическому разрушению.

К первичной защите забивных, вибропогружных и буронабивных свай относится:

• использование стойких к агрессивным средам бетонов;
• применение специальных добавок, снижающих проницаемость и повышающих защитную функцию бетона по отношению к арматурным стержням, заложенным в свае;
• соблюдение конструктивных требований.

Вторичная защита представляет собой обработку бетонных поверхностей уже готовых изделий различными составами:

• мастичными обмазочными;
• окрасочными;
• пропиточными;
• гидрофобизирующими;
• антисептическими.

В нормативах указывается, что для свай следует выбирать марку бетона по водонепроницаемости не ниже W6, а пропитки и покрытия должны быть настолько прочными, чтобы в процессе погружения фундаментного столба они не смогли потерять свои защитные свойства. Устойчивость окрасочного или обмазочного слоя проверяют после нанесения состава и сушки изделия путем предварительных испытаний.

Битумные защитные покрытия для забивных свай не рекомендуется использовать на участках с песчаными и гравелистыми грунтами.

В зависимости от агрессивности среды, в которой предполагается разместить забивные или вибропогружные свайные фундаменты, определяется вариант защитного покрытия, максимально ограничивающего появление коррозии:

• при слабой агрессивности – допускается наносить холодные и горячие битумные мастики;
• при средней агрессивности – выбор оставляют за составами на основе лака ХП734 или полиизоцианата;
• при сильной агрессивности – используют полимерное эпоксидное покрытие, пиропласт, а также пропитку глубиной более 5мм стирольно-инденовыми смолами или полиизоцианатом.

Защита железобетонных свай от электрокоррозии производится в случае расположения строения в поле блуждающего тока или при использовании конструкции в качестве заземлителя. Меры, ограничивающие негативное влияние, описывают в проектной документации после досконального изучения проблемы.

Источник

Пять способов сделать винтовые сваи вечными

У многих на счет винтовых свай есть сомнения. Вопросы не только про трудности с утеплением периметра свайного поля, они накладывают ограничения на типы материалов стен, применимые для этого фундамента. Хотя, есть ситуации, где другой фундамент, кроме винтовых свай не применишь (болото или склон). Основные сомнения на счет винтовых свай в их долговечности. Металл в земле, а кто на практике изучал, сколько они прослужат? Ведь кроме обычной коррозии окисления, сталь может подвергаться еще и электрокоррозии, которая еще быстрее разрушает металл.

Особенно плачевна ситуация, когда винтовая часть сваи отделится от трубы и свая потеряет несущую способность, начнет проваливаться. Через сколько это может произойти? 20 лет, 30 лет? Или такого никогда не произойдет?

Применяют диаметр трубы (ствола сваи): 57, 76, 89, 108, 133 мм. И с различным диаметром лопасти под расчетную нагрузку и несущую способность грунтов. Как же их можно защитить от коррозии?

Вот первый вариант сделать винтовые сваи практически вечными, на весь срок эксплуатации дома:

1. Армирование и заливка бетоном ствола сваи

Нужно в этом случаи выбирать сваи увеличенного диаметра – 133 мм. Внутрь вставляется каркас из трех прутов арматуры и заливается бетоном с вибрированием (постукиванием). Оголовок (площадка опирания) приваривается и к трубе (стволу) и к выходящей сквозь площадку арматуре. К тому времени, когда сталь разрушится, бетон будет все еще нести нагрузки от здания.

Так же такой способ применим в тех случаях, кто делают бетонный ростверк с опиранием на винтовые сваи. Но сам ростверк не должен опираться на грунт. Видел примеры, когда на такой конструкции фундамент ставили стены из блоков. А применили его по причине грунтов с плохой несущей способностью (слои торфа толщиной несколько метров).

Вторым способом поделился разработчик системы фасада из блоков в одной из статей:

2. Гальваническая защита

Винтовые сваи, установленные грамотно живут легко до 50 лет. Для тех, кто собирается жить дольше, есть очень хороший и не дорогой способ. Мы его применяли для защиты металлических конструкций в морской воде. Заключается в подключении к свайному полю цинкового электрода. Его надо закопать в землю в самом мокром месте и раз 7-10 лет менять. И сваи будут жить вечно.

Источник