Срок службы свайно винтового фундамента

Основание здания — находящаяся ниже нулевой отметки часть возводимого строения. Она постоянно воспринимает отрицательное воздействие температурных перепадов, грунтовых вод, содержащихся в почве кислот и щелочей, а также блуждающих токов. Срок эксплуатации здания зависит от надежности фундамента, который важно уберечь от негативных факторов. Один из вариантов — опереть основание на опорные элементы с винтообразной рабочей частью. Но какой будет срок службы винтовых свай? Насколько оправдано технологическое решение и долговечна конструкция?

Опорные элементы винтового фундамента производятся из различных видов стального проката. Долговечность основания зависит от интенсивности коррозионных процессов, главный объект которых — винтовые сваи. Застройщики интересуются, возможен ли срок эксплуатации на протяжении столетия свайно винтового основания?

Рассмотрим детально, что помогает повысить ресурс эксплуатации свайного фундамента, основой которого являются винтовые сваи, какие виды разрушающих процессов воздействуют, и, как осуществляется антикоррозионная защита.

При использовании для фундамента винтовых свай не стоит забывать про качественную обработку

Устройство и достоинства опор

Главная особенность винтового фундамента, передача нагрузок от строения на почву через опоры. Сваи устроены довольно просто и представляют толстостенные трубы с приваренными лопастями, диаметр которых превышает 120 мм.

Традиционно винтовые опоры использовались при возведении пирсов и строительстве маяков, обеспечивая долговечность возводимых конструкций. В настоящее время применение свай распространено на проблемных почвах, не поддающихся сжатию.

Опоры обладают множеством достоинств:

• возможностью установки и оперативного демонтажа независимо от погодных условий;
• выполнение строительства ускоренными темпами;
• применение в условиях тяжелого рельефа;
• доступной ценой.

Одно из достоинств винтового фундамента — его долговечность при выполнении мероприятий, связанных со специальной защитой. Проанализируем отдельно моменты, определяющие срок применения.

Самым слабым местом свай является сварной шов, именно тут и в месте соединения с лопастью появляются ржавчина и следы повреждений

Факторы, определяющие продолжительность использования

Долговечность возводимого свайного фундамента, обладающего множество положительных моментов, зависит от ряда факторов, определяющих срок службы винтовых свай:

• Повышенной концентрации грунтовых вод и близко расположенных водоносных слоев, являющихся причиной коррозионного разрушения.
• Пониженной кислотности грунта, способствующей ослаблению опор в результате коррозии.
• Значительных температурных колебаний, вызывающих изменение объема металлической конструкции с последующим нарушением целостности.
• Присутствия в почве каменистых включений, при контакте с которыми повреждается защитное покрытие.
• Нарушения технологии операций, связанных с внедрением в грунт, что приводит к образованию царапин и нарушению защитного слоя.
• Усадки основания здания, установленного на слабых почвах, вызывающей деформацию опорных элементов.

Опорные элементы свайно-винтового основания без выполнения специальных защитных мероприятий эксплуатируются не более 25-30 лет. В дальнейшем сваи постепенно разрушаются. Это снижает прочность основания и устойчивость строения.

Слишком низкая цена и отсутствие сертификатов – это повод задуматься, стоит ли их покупать

Защитные мероприятия

Имеются проверенные методы, позволяющие значительно увеличить срок службы винтовых свай:

• защита поверхности метала путем нанесения цинкового покрытия горячим методом. Технология позволяет обеспечить долговечность использования опор на протяжении 120 лет;
• обработка свай с помощью холодного цинкования, применяемая при минимальном количестве отрицательных факторов, воздействующих на опоры. Метод обеспечивает кратковременную защиту;
• заполнение внутренней полости сваи бетонной смесью, препятствующей коррозионному разрушению. Мероприятия продлевает срок службы винтовых свай на 50 лет;
• нанесение на поверхность защитного слоя, основа которого — эпоксидные смолы. Защитное покрытие сохраняет целостность при завинчивании и обеспечивает герметизацию находящейся в грунте части более 50 лет;
• использование смол на полиуретановой основе, обеспечивающих повышенную адгезию и формирующих надежное покрытие. Соблюдение технологии нанесения полиуретановых смол, согласно рекомендациям производителей, обеспечивает долговечность опор более 50 лет.

Помните, что интенсивное развитие коррозионных процессов ежегодно уменьшает толщину металла на 30 микрон, а отсутствие кислорода просто замедляет интенсивность коррозии.

Чтобы увеличить сроки службы свайного основания, необходимо не забывать об обработке труб специальными составами

Продолжительность эксплуатации

Осторожно относитесь к рекламным заявлениям производителей, утверждающих, что срок эксплуатации основания с винтовыми элементами составляет два столетия. Есть повод усомниться. Декларируя увеличенный срок службы винтовых свай, изготовители ориентируются на идеальные условия эксплуатации. К сожалению, в естественных условиях воздействует ряд факторов, резко снижающие период эксплуатации свайного фундамента до 30-40 лет.

Использование специальной обработки рабочей поверхности опор позволяет увеличить их долговечность. Наиболее проблемный участок опоры — сварной шов, соединяющий лопасть с поверхностью трубы.

Использование надежных антикоррозионных покрытий, наносимых в несколько слоев, позволяет защитить рабочую поверхность от коррозии и появления царапин. Нанесение защитных покрытий затрудняет доступ к металлу кислорода, что позволяет использовать винтовые сваи даже в проблемных почвах на протяжении столетия. Нарушение структуры металла в результате электрохимических процессов происходит в зонах, где присутствует избыток кислорода.

Не рекомендуется покупать окрашенные трубы для свайного фундамента, так как под слоем привлекательной краски часто уже кроются следы ржавчины

Советы строителей

Желая повысить срок использования винтового фундамента, придерживайтесь следующих рекомендаций:

• Не приобретайте опорные элементы у непроверенных производителей, продающих некачественные сваи по низким ценам.
• Обращайте внимание на наличие сертификата соответствия, гарантирующего применение качественных материалов, соблюдение технологии и долговечность опор.
• Воздержитесь в зимнее время от установки опор, ослабление которых возможно после оттаивания почвы.
• Аккуратно заполняйте бетонным раствором внутреннюю полость, сохраняя покрытие и не создавая дополнительных напряжений.
• Осуществляйте, при необходимости, восстановление свай, что, также, позволит продлить срок эксплуатации.
• Обрабатывайте внутреннее пространство опоры защитными покрытиями, наряду с рабочей поверхностью.

Заключение

Применение опор с защитным покрытием позволяет значительно повысить срок эксплуатации возводимых объектов. Не доверяйте рекламным заявлениям производителей о возможности эксплуатации опор на протяжении 150-200 лет. В любом случае, на протяжении столетий, невозможно гарантировать отсутствие коррозионных процессов металлической опоры, находящейся во влажном грунте.

При наличии качественно выполненной защиты, реальный срок службы винтовых свай 40-70 лет. Осуществляя защитные мероприятия, обратитесь к профессиональным строителям за консультацией.

Источник

Срок службы винтовых свай гораздо меньше, чем заявляют производители.

Долговечны ли винтовые сваи?

Винтовые сваи незаменимы при возведении лёгких временных сооружений. Использование таких свай при строительстве коттеджей возможно, но при соблюдении всех технологических норм в процессе производства и строительства.

Нередко выбор в пользу винтовых свай делается не из-за зыбкости грунта, а ввиду удобства и скорости установки. Одно из распространённых применений винтовых свай – установка дорожных знаков и рекламных щитов; вряд ли существует лучший вариант крепления для таких объектов. Оперативность установки, невысокая стоимость, возможность демонтажа и переноса на другое место.

Фундамент на винтовых сваях изобрели военные инженеры для организации переправ, быстрого возведения мостов. Железная труба с приваренными лопастями, которую можно ввинчивать в грунт, в своём первоначальном, военном варианте, служила недолго: требовалась скорость строительства, а не долговечность.

Существует принципиальная разница между временными сооружениями военного времени (иногда возводимыми для однократного, но интенсивного использования) и гражданским строительством, к которому предъявляются требования надёжности, безопасности и долговечности. Когда винтовые сваи стали применяться в гражданском строительстве, вопрос о сроке службы фундамента стал одним из наиболее актуальных. Хотя, следует отметить, что и в гражданском строительстве нередко требуется быстро возвести временное сооружение, которое потом будет демонтировано. Существует даже технология повторного использования винтовых свай: когда временный склад или павильон демонтируют, сваи вывинчивают из грунта и используют для нового строительства.

Мосты военного времени не сравнятся по надёжности со стационарными мостами, но всё равно винтовые сваи применяются при строительстве мостов. Причём, используют такой вид опоры не для постоянного моста, по которому будут ездить автомобили и поезда, а для временного, являющегося вспомогательным при строительстве. Возводят на винтовых сваях также пристани и причалы, и вообще те сооружения, которые должны быть установлены на зыбком, непрочном грунте.

При возведении коттеджей винтовые сваи начали использовать сравнительно недавно. Опыт применения их в России составляет около 10 лет. Поэтому пока нет возможности убедиться в том, действительно ли они служат заявленные в документации 80-100, а то и 150 лет. Но можно отметить факторы, которые могут заведомо укоротить срок службы винтовых свай. Во-первых, для строительства дома нужно приобретать сваи заводского производства, с надёжным антикоррозионным покрытием, а также желательно с литыми лопастями. Существует кустарное производство винтовых свай, но их ни в коем случае нельзя использовать при строительстве дома. Изготовленная в кустарных условиях свая может весьма быстро заржаветь в грунте, или ещё на этапе завинчивания у неё может отвалиться плохо приваренная лопасть.

Увеличивают срок службы сваи, заливая внутрь трубы цемент, а также покрывая краской ту часть сваи, которая находится над грунтом. Состояние свай можно контролировать, проверяя исправность их надземной части, степень коррозии.

Винтовые сваи позволяют снизить расходы при строительстве, но требуется строгое соблюдение технологии при их установке.

Источник

Винтовые сваи, срок службы: стальные — ч1. (но есть и не стальные)

Появилось много предложения о монтаже фундаментов на винтовых сваях, и цены за штуку с монтажом бьют рекорды — в рекламе все слаще и слаще.. Сам очень долго относился с ним с изрядной долей скепсиса, но сейчас имею вполне определенную позицию:

Начну с конца, хотя это и противоречит правилам Дзена

Металлические винтовые сваи имеют право на существование в качестве фундаментов для каркасных и деревянных домов с планируемым сроком службы 40-50-60 лет. Для более «долгоиграющих» сооружений , как правило, становятся экономически невыгодными.

Реально конечно могут и больше простоять без проблемно, но 40 — 50 лет — легко.

Хочу обосновать мою позицию.

Нагрузочная способность поддается достаточно простому расчету при наличии результатов геологии, посему для серьезных сооружений (дом, например) геология необходима, но

есть еще один весьма важный вопрос: долговечность.
и отдельные продавцы заявляют срок эксплуатации 150 лет. Забегая вперед, скажу что срока 150 лет достичь можно, но это:
а) не надо
б) небюджетно

Поясню:
В наших строительных нормативах есть такая цифра: нормативная величина коррозии металла в грунте, и она равна 0,03 мм/год для среднекоррозионных грунтов. Если посчитать толщину металла на стволе 4 мм, то время полного корродирования будет 4/0,003 = 133 года.

Наши нормативы такого рода исходят из наихудших условий для материала. В этом случае это место на границе воздух-земля, и это материал безо всякой защитной обработки.

Коррозия может и будет идти с двух сторон металла, как минимум на лопасти, и в этом случае она «слабое звено». Итого имеем 133/3=66 лет для лопасти из стали 4 мм, и 166,6/2 = 83 года для лопасти толщиной 5 мм.

Цифры 66 и 83 года показывают нормативное время ПОЛНОГО разрушения металла в грунте, но чтобы фундамент выполнял свою задачу, нужно оставить хотя бы процентов 30 его толщины — т.е. берем 70 процентов от полученного оценочного срока службы. Получаем 66*0,7= 46,2 и 83*0,7=58,1 лет.

Это срок, который , по моей оценке, лопасть сваи будет сохранять какую-то нагрузочную способность в НАИХУДШИХ условиях, т.е. на границе воздух-грунт, где много кислорода для коррозии, и безо всякой защитной обработки.

На глубине 2+ метра в грунте кислорода гораздо меньше, и какая-то защитная обработка у лопасти при закручивании была. Конечно, она частично стерлась о грунт при закручивании, но часть (например, сверху) явно осталась целой, поэтому

реальный срок службы лопасти должен быть ощутимо больше 42 лет для лопасти толщиной 4 мм и 58 лет — для лопасти 5мм.

Кроме этого, есть и литые наконечники для свай, и там толщина металла лопасти еще больше, хотя это чугун, а не сталь.

Теперь посмотрим на срок службы ствола сваи. Самая частая толщина трубы в этом месте — 4 мм. При этом в трубу при установке засыпают пескобетон, который будет впитывать влагу из воздуха и через какое-то время затвердеет, и ограничит доступ воздуха к металлу.

Здесь очевидно основная коррозия будет идти снаружи, в место прохода сваи границы воздух-грунт. Думаю, что скорость коррозии изнутри будет многократно меньше, чем снаружи. С запасом можно положить, что она будет 1/4 от нормативной наружной для самых худших условий. При нормативной величине 0,03 мм/год с одной стороны можно двухстороннюю коррозию оценить как 0,03*1,25 = 0,0375 мм/год.

Теперь применим эту цифру к толщине стенки сваи, равной 4 мм, и получим, что для полной коррозии будет надо 106 лет, и соответственно для половинной, чтобы у ствола сваи осталась достаточная нагрузочная способность — 53 года. И это и это при полном отсутствии защитного покрытия.

Ствол сваи толщиной 4 мм сохранит свою нагрузочную способность в течении 53 лет

Кстати, для стенки толщиной 3,5 мм это время будет 46 лет, что тоже очень неплохо.

И при этом надо иметь в виду, что :
— наши нормы такого типа пишутся с очень большим запасом на «дуракоустойчивость».
— сваи обычно имеют защитное покрытие, и даже поврежденное при закручивании, оно все равно ощутимо замедлит коррозию, в т.ч. на границе грунт-воздух. После закручивания винтовой сваи в этом месте можно его «освежить».

В этом отношении обычные винтовые сваи вполне достаточны для сооружений со сроком службы 40-50 лет.

При каких условиях такие сваи могут выйти из строя раньше срока?

— при наличии в грунте блуждающих токов, вызывающий электрохимическую коррозию. У меня был случай, когда трос из нержавейки для насоса в скважине сгнил за 3 года.. И как с этим явлением бороться — не знаю, хотя оно встречается нечасто.

— если они были сделаны из б/у труб, пусть даже и толстых, но тронутых коррозией. И это главный риск при использовании винтовых свай

Но кроме обычных сварных свай, есть еще и толстостенные из бесшовной трубы толщиной 6мм, и оцинкованные, и без минимального защитного покрытия их практически не бывает.

По сему мой вывод:

• винтовые сваи вполне имеют право на жизнь, если вы рассчитываете на их срок службы 40-50-55 лет
• срок службы можно ощутимо увеличить, взяв толстостенные сваи со стенкой 6мм, и литой лопастью.
• срок службы можно довести и до 100 лет, если сделать на толстостенную сваю хорошее защитное покрытие, типа горячего цинкования. Но ценник такой сваи уже сравняется с некоторыми видами бетонных забивных свай.
• основной риск — б/у металл на стволе сваи.
• для нетяжелых домов, легко переносящих небольшие деформации фундамента (типа одна свая «ушла» — так бывает иногда) вполне пригодный вариант, даже без утолщения стенок. Но 4 мм нормального металла на стенке и 5 на лопасти надо иметь.

На примере таких свай наблюдаем подтверждение двух фундаментальных тезисов:

• самое хорошее не бывает самым дешевым
• прежде, чем делать супер-фундамент и вкладывать в него деньги, оцените желаемый срок службы дома. Возможно, супер-фундамент вам просто не нужен. Особенно для деревянных, каркасных и прочих легких домов..

Источник