Срок службы винтовых свай

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

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

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

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

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

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.

Какой срок службы у винтовых свай?

Какой срок службы фундамента, какие факторы влияют на продолжительность его эксплуатации? Правильно выполненное армирование, гидроизоляция, дренаж могут значительно продлить сроки использования строения. Многие сегодня отдают предпочтение конструкциям, которые не занимают много времени на строительство, но отличаются надежностью и долговечностью. К числу таких можно отнести свайно-винтовой фундамент. Производители заявляют, что фундамент отлично простоит до 200 лет, но так ли это? Проблема в том, что для расчетов берутся идеальные условия, а в реальности такого достигнуть невозможно, значит, вместо 150-200 лет фундамент может простоять всего 30-50 лет, а это очень мало. В чем же особенности свайно винтового фундамента, как продлить сроки его эксплуатации?

Схема устройства винтовой сваи.

При использовании для фундамента винтовых свай не стоит забывать про качественную обработку. Сваи изготавливаются из листового железа с толщиной до 5 мм, которые внизу имеют лопасть, закрученную по спирали. Самым слабым местом свай является сварной шов, именно тут и в месте соединения с лопастью появляются ржавчина и следы повреждений. При выборе труб необходимо особое внимание уделять их качеству, нельзя покупать изделия у неизвестного производителя. Слишком низкая цена и отсутствие сертификатов — это повод задуматься, стоит ли их покупать. Такой фундамент долго не простоит.

Правила обработки винтовых свай

Схема строповки сваи.

Чтобы увеличить сроки службы свайного основания, необходимо не забывать об обработке труб специальными составами. Лучше всего сразу покупать изделия, которые прошли обработку горячим цинкованием, так как в домашних условиях такую процедуру не выполнить. Отлично себя зарекомендовал и холодный цинк, который в жидком виде наносится на поверхность металла.

Стоит сразу отметить, что горячее цинкование намного качественнее и дороже, но отдельные производители указывают только, что цинк использовался для покрытия, но вот каким он был — умалчивают. Чаще всего для обработки используют холодный цинк, который можно купить по более низкой цене, после чего обработать все трубы самостоятельно.

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

Внешне их не видно, покупатель может ничего не заподозрить, такие сваи уже не пригодны для использования. Намного надежнее приобрести краску-полимер, после чего перед монтажом окрасить все сваи самостоятельно. Будьте внимательны при покупке!

Бетонирование свай

Некоторые заявляют, что винтовая свая может вполне простоять в полом виде, то есть бетонировать ее не стоит. Это прямой путь для сокращения сроков службы фундамента. От услуг таких мастеров лучше сразу отказаться, так как фундамент прослужит всего до 30 лет, после чего опоры начнут стремительно ржаветь, терять свою надежность.

Схема монтажа сваи.

Бетонирование производится для получения дополнительной жесткости и устойчивости опоры. Чтобы внутреннюю часть трубы хорошо защитить от негативного влияния воздуха, ее обязательно надо бетонировать. Кислород отрицательно влияет на железо, вызывая химическую коррозию. При покупке винтовых свай необходимо сразу уточнить, какие условия бетонирования требуется соблюдать для конкретного изделия. Если работы будет выполнять специально нанятая бригада, то необходимо проконтролировать, чтобы трубы не были просто засыпаны смесью из песка и цемента. Это намного проще и дешевле для исполнителя, но для заказчика обернется немалыми расходами впоследствии при ремонте фундамента.

Важно правильно выбирать состав бетона. Лучше всего покупать уже готовые сухие заводские смеси, в противном случае возможна быстрая электрохимическая коррозия, так как бетон отлично впитывает в себя влагу, а винтовую сваю герметичной назвать очень сложно. При замешивании в раствор рекомендуется добавлять специальные пластификаторы, которые помогут защитить изделие, будут выполнять роль гидроизоляторов.

Какие сроки службы у винтовых свай?

Схема видов свайных фундаментов.

Сегодня можно услышать, что винтовые сваи представляют собой лучшую замену любому типу фундамента, что сроки службы такой конструкции самые высокие. Но так ли это на самом деле, может ли свайный фундамент прослужить больше 150 лет, как утверждают производители? В данном случае легко в сроках эксплуатации убедиться самостоятельно.

При толщине лопасти сваи в 5 мм это значение делится на 0,03 мм в год, т. е. на скорость коррозии. При этом получается значение в 150 лет, о котором всегда упоминают производители свай. Но все не так просто. Например, для самого обычного дома берется металлическая свая с толщиной стенки в 4 мм, а лопасти — в 5 мм. Самым слабым местом у нее будет участок перехода воздух-земля. При коррозии в 0,03 мм срок службы уже составит 130 лет, а не 150. Это значение для среднекоррозионных грунтов со слабым воздействием.

Есть и еще один момент — труба ржавеет не только с внешней стороны, коррозия ее повреждает и изнутри, даже если допустить использование специальной обработки. Отсутствие кислорода уменьшает скорость коррозии всего на 30%, то есть сроки службы уже передвигаются на отметку в 85 лет, что почти в половину меньше, чем было заявлено изначально.

Дальше требуется учесть коэффициент запаса прочности. Для металла допустимое значение находится на уровне 1/3 — для наконечника трубы при нагрузке в 5000 кг. Какой вывод можно сделать? Если поставить свайный фундамент с завяленными показателями, при этом не выполнить внутреннюю антикоррозионную защиту, то срок службы составит не 150 лет, как указывает производитель, а всего около 30 лет.

Долговечность винтовой сваи можно немного увеличить, если выполнить антикоррозионную защиту трубы изнутри. Для этого применяется горячее цинкование, нанесение так называемого холодного цинка, защита из битума и прочее. Использование грунтовки — это трата денег, которая не приносит никакой пользы, даже если их производители и кричат на каждом углу о таком эффекте. В этом случае сроки службы свай можно продлить максимум до 100 лет, но только для слабокоррозионных грунтов. Даже через 60-70 лет видимых следов повреждений не будет, хотя внутри процесс уже может запуститься.

Нельзя во всем полагаться на слова производителя, так как заявленный срок службы дается для идеальных условий, достигнуть которых при обычном строительстве невозможно. Реально сроки службы свайного фундамента составляют от 40 до 70 лет, при дальнейшем использовании уже возможны сильные повреждения, проведение ремонтных работ. Обязательно при монтаже фундамента требуется обеспечить антикоррозионную защиту, так как она хоть и не дает того эффекта, о котором говорится, но все же может продлить срок эксплуатации почти вдвое.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *