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

Винтовые сваи в международных стандартах и практических рекомендациях пользователей FORUMHOUSE

Выбираете энергоэффективные решения?

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

Винтовые сваи считаются универсальным видом фундамента, который делается за один день, подходит для любых грунтов, спокойно служит более ста лет (но это зависит от качества стали) и не наносит вред почвенному покрову участка. Строителям выгодно использовать винтовые сваи – на устройство фундамента уходит не пара месяцев, а пара дней, но чем это может обернуться для будущих владельцев дома? Особенно в российских условиях, когда нет ясности с официальными строительными нормативами и рекомендациями по применению винтовых свай в малоэтажном строительстве. Эта статья рассказывает о том, какие нормативы и рекомендации существуют в мировом строительном сообществе, и чем руководствуются при установке винтовых свай участники нашего портала.

Содержание

• Преимущества винтовых свай
• Ограничения для винтовых свай по Международным строительным нормам
• Какой грунт не подходит для винтовых свай
• Требования к элементам конструкции винтовой сваи

Преимущества винтовых свай

Почти 200 лет назад в США появилось первое строение на винтовых сваях. Это был маяк Стонингтон-Харбор в Коннектикуте: десятиметровая каменная башня, соединенная с каменным домом смотрителя. Этот маяк цел до сих пор.

Винтовые сваи разработал молодой ирландец Александр Митчел. На «винтовых сваях Митчела» строили маяки и причалы, железнодорожные мосты и путепроводы. Преимущества винтовых свай были очевидны:

• скорость (готова к использованию сразу же после установки);
• технологичность (понято, что вручную сваи для промышленного использования не ввинчиваются);
• невысокая стоимость (они всегда дешевле железобетонных фундаментов);
• независимость от климатических условий (их можно устанавливать хоть в мороз, хоть в жару от -35 до 35 градусов Цельсия).
• независимость от УГВ: не надо волноваться из-за набухающих грунтов и осушать площадку.

Посмотрите видео о том, как легко можно бурить сваи даже зимой:

Ограничения для винтовых свай по Международным строительным нормам

Но все вышесказанное касается только фундаментов из свай, сделанных промышленным способом и по всем параметрам соответствующих Международным строительным нормами ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria (Критерии приемлемости фундаментов на основе винтовых свай). И даже для таких свай введен целый ряд ограничений.

1. Винтовые сваи используются только для строений с классами сейсмостойкости от А до С, от «конструкции для сейсмобезопасных районов» до «конструкции для районов с умеренной сейсмической активностью».
2. Удельное электрическое сопротивление грунта должно быть при этом более 1000 Ом-см (это связано с высокой скоростью электрохимической коррозии стали);
3. РH грунта должен быть более 5,5.

1. Грунт не должен содержать большое количество органики;
2. Сульфация грунта должна быть менее 1000 ppm (иначе появляется угроза для незащищенного бетона железобетонных свай);
3. Грунт не должен содержать отвалы грунта, мусор и пр;
4. Грунт должен обеспечивать боковую поддержку свай. Рыхлые пылеватые пески, торф, мягкие осадочные породы тут неприемлемы.

Чтобы понять, с каким грунтом приходится иметь дело, обычно делают пробное вкручивание или бурение. Не лишним будет поговорить с соседями, которые уже поставили дом на винтовые сваи: все достоинства и недостатки они уже выявили эмпирическим путем.

Какой грунт не подходит для винтовых свай

Особенности грунта, для которого винтовые сваи будут нерациональными и даже опасными, сформулировал пользователь FORUMHOUSE c ником Игорь3.

Слабонесущий грунт – свая легко вкручивается на всю глубину или свободно вращается, не закручиваясь. Столкнувшись с этим явлением, обычно сваю наваривают до упора до прочного грунта, но:

Глубина до прочного грунта может быть боле 7 метров, что делает этот тип фундамента уже не рациональным.

Твердый грунт. Это довольно распространенное явление: грунт настолько жесткий, что металл не выдерживает, обычную винтовую сваю с лопастями просто не вкрутить.

Каменистый грунт. Даже небольшие камни на пути лопастей усложняют вкручивание или делают его невозможным.

Как и для всех видов заглубленных фундаментов, для фундамента из винтовых свай обязательна боковая поддержка грунтов. В п. 1810.2.1 Международного строительного кода IBC для винтовых свай, которые устанавливаются в текучих грунтах или воде и не связанных между собой в группы обязательно требование:

Требования к элементам конструкции винтовой сваи

Толщина металла стенок винтовой сваи зависит от двух параметров:

• нагрузки на нее;
• условий эксплуатации.

Под условиями эксплуатации в большей степени понимается, как будет истончаться металл из-за коррозии – именно от того зависит, прослужит свая 400 лет или проржавеет через 40 лет и дом рухнет.

Допустим, у вас на участке обычный суглинок (не солончак и не кислые почвы) и труба ГОСТ 10704-91 «трубы стальные электросварные прямошовные» с толщиной стенки 3,8мм (самый ходовой размер). Свая не покрашена, или покрашена дешевой, но не специальной краской. По моим наблюдениям, такая свая может прослужить около 50 лет. А если сталь защищена специальной краской, а лучше цинком, то срок нормальной эксплуатации сваи намного больше.

Требование использовать цинковые покрытия свай в грунтах с высокой коррозионной активностью предъявляет международный стандарт ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria. Ниже в таблицу мы собрали требования этого документа к конструкции винтовой сваи:

Параметр

Величина

20-35 см (или 8-14 дюймов)

Толщина стенки ствола в неагрессивных грунтах

Толщина стенки ствола в агрессивных грунтах

Толщина полимерного покрытия

Большинство свай российского производства этим параметрам не соответствует. Их делают из сварных труб (стойкость к коррозии бесшовных труб из горячего проката значительно выше, и именно из таких труб должен был делаться ствол сваи согласно советскому справочнику «Сваи и свайные фундаменты», выпущенному в 1977 году). Как уже говорилось, «самый ходовой размер» толщины стенки у нас 3,8 мм (но почти всегда до 4 мм). А покрытие от коррозии настолько тонкое, что не часто не переживает даже транспортировку.

Очень важно, чтобы на сваю было нанесено качественное, износостойкое покрытие. Можно проверить качество краски, царапнув ее рядом с просверленном отверстием в конце сваи. Качество сварки можно увидеть по шву: он должен быть сплошной, ровный, красивый, без соплей и раковин. И металл должен быть гладкий. Нужна уверенность, что перед вами – не покрашенная ржавая труба.

Если перевернуть сваю и постучать по ней, из нее не должна сыпаться ржавчина.

Популярное в нашей стране «обваривание» стальных винтовых свай связями из стальных швеллеров, двутавров и уголков ускоряет коррозию. В грунтах со слабой боковой поддержкой эта технология – суровая необходимость, без нее не обойтись. Но при этом может возникнуть гальваническая связь между сваями и другими стальными строительными элементами и арматурой железобетонных конструкций: это приводит к появлению блуждающих токов, ускоряющих коррозию. В пункте 3.9 ICC AC358 говорится о том, что той связи быть не должно. Также этот пункт запрещает совмещение в свайном фундаменте оцинкованных и неоцинкованных элементов.

В целом, если человек не знает степень коррозионной агрессивности грунта на своем участке, ему лучше не рисковать и использовать сваи со стволом:

• горячей оцинковки;
• толщиной стенок8-9,5 мм и более.

Выводы

На нашем портале часто можно часто встретить мнение, что винтовые сваи не подходят для ответственных строений.

Винтовые сваи — удел сараев и бытовок, ну ни в коем случае для дома!

Но в реальности на винтовых сваях надежно и долго стоят даже большие дома. Самое главное здесь – высокое качество свай и правильный расчет. Учитывать нужно и особенности грунта, и степень его коррозивной агрессивности. Фундамент – основа дома, и легкомысленность в этом вопросе недопустима.

Больше узнать про винтовые сваи и определиться с их допустимость в малоэтажном строительстве помогут темы на FORUMHOUSE «Фундамент на винтовых сваях – 6» и «20 мифов про винтовые сваи». Почитайте нашу статью – она доказывает, что существует всего три причины построить свайно-винотовой фундамент. Посмотрите наше видео про утепленный финский фундамент, который рассказывает нюансы монтажа, конструкционные особенности, отличия от подобных типов плитных фундаментов.

Источник