Каков срок службы у винтовых свай и как его продлить

Свайно-винтовой фундамент часто применяют при возведении жилых и промышленных зданий, потому что он: быстро монтируется, обладает высокой прочностью и стоит относительно недорого. На винтовые опоры постоянно воздействуют большие нагрузки и разные неблагоприятные факторы, поэтому они должны быть изготовлены из высококачественных материалов и при этом хорошо защищены. Благодаря этому срок службы винтовых свай будет более продолжительным. В данном материале подробно расскажем — что такое винтовые сваи и от чего зависит срок их службы.

Устройство и преимущества винтовых свай

Винтовая свая используется при обустройстве свайных. В конструкции изделия есть: стержень, оголовок и лопасти. Ввинчивать винтовые сваи в грунт можно как вручную, так и используя специальную технику. Винтовые опоры могут быть длиной до 20 м и диаметром до 350 мм. При этом зачастую применяются сваи, диаметр которых составляет от 5.7 до 21.9 см. Размеры сваи подбирают, учитывая тип грунтов на участке и массу возводимого здания или сооружения. На рыхлых грунтах нужно использовать длинные сваи, а под массивные строения потребуется устанавливать опоры с большим диаметром.

Основные преимущества винтовых опор:

• Быстро монтируются, демонтируются независимо от погодных условий и площади возводимого здания.
• Не оказывают вибрационного воздействия на грунт, поэтому не наносят вреда другим соседним строениям.
• Позволяют возводить надежное основание на ограниченной площади с уже существующими строениями.
• Могут использоваться зимой на неустойчивых почвах, а также на участках с высокими грунтовыми водами.
• Позволяют сократить сроки строительства зданий и сооружений.
• Могут использоваться на участках со сложным рельефом.
• Недорого стоят, по сравнению с другими типами свай.

При выборе опор для свайного фундамента требуется уделять больше внимание их качеству, поэтому не стоит приобретать их у малоизвестных компаний. На предприятиях известных брендов, которые занимаются выпуском такой продукции, процесс производства полностью автоматизирован, поэтому на выходе получается высокоточное качественное изделие с ровными швами, однородным защитным слоем и т.д.

Разновидности винтовых свай

По материалу изготовления они бывают:

• Металлическими — железные трубы с лопастями.
• Железобетонными — вкручиваемые в грунт ЖБ столбы.

По количеству лопастей винтовые опоры бывают:

• Однолопастными. Предназначены для малоподвижных плотных грунтов. Околосвайная часть грунта не захватывается.
• Многолопастными (от 2 и более лопастей). Околосвайная часть грунта захватывается при их монтаже. Рассчитаны для установки на слабых грунтах. Толщина стенок должна быть не менее 0.6 см. При строительстве жилых домов используют именно такие сваи.

Срок службы опор зависит от следующих факторов:

• Качества металла.
• Толщины стенок и лопасти.
• Типа защитного покрытия.

При строительстве частных домов для фундамента используют сваи со стенками толщиной от 4 мм и лопастями толщиной 5 мм. При этом за 1 год эксплуатации сваи за счет воздействия коррозии разрушается 0.02÷0.03 мм толщины стенки.

С учетом этого показателя производители выпускают железные сваи с эксплуатационным сроком 50-80 лет. Благодаря нанесению на опоры антикоррозийных материалов удается продлить его еще примерно от 15 до 30 лет.

ЖБ опоры лишены основного недостатка — металлической поверхности, которая подвержена коррозии, поэтому они служат намного дольше (до 120 лет).

При выборе свай нужно учитывать плотность и другие показатели грунта, а также уровень подземных вод на участке и массу возводимого здания.

Область применения

Винтовые опоры используют для изготовления фундамента под жилые здания (дома, коттеджи и дачи) и торговые объекты. С их помощью также возводят хозяйственные строения — бани, бытовые постройки, сараи, ангары, беседки, гаражи. Часто их используют в качестве опор для заборов и пирсов. На них также устанавливают рекламные стенды, ангары, трубопроводы, мачты.

Для возведения легких конструкций используются сваи диаметром 57 мм и 76 мм. Каркасные дома устанавливают на сваи сечением 108 мм. Благодаря этому удается продлить срок службы каркасного дома до 50-70 лет.

Здания из пеноблоков возводят на опорах диаметром 133 мм. Тяжелые строения размещают на опорах диаметром 159÷350 мм. Опоры с лопастями толщиной до 5 мм включительно используют при возведении легких строений. Сваи с лопастями толще 6 мм применяют при возведении массивных жилых и производственных объектов.

Срок службы сваи по ГОСТу

По ГОСТ Р 59106-2020 эксплуатационный срок винтовых составляет 60÷120 лет.

В них также указаны другие данные, среди которых можно отметить:

• Скорость коррозии металла в грунте — 0.02÷0.05 мм в год.
• Толщина лопасти и стенки опоры — не менее 5-6 мм.
• Расчетное время разрушения стенки труб составит 5 мм/0.05 мм в год=100 лет.

Ниже можно ознакомиться с таблицей скорости коррозии некоторых марок стали.

Эти данные учитывают при изготовлении опор и обработке их защитными материалами.

Для увеличения эксплуатационного срока сваи можно обработать ее защитными полимерным составом со сроком службы 7-15 лет.

Пример расчета долговечности опор

Разберем на пример расчет долговечности стальной опоры при воздействии на нее коррозии. Толщина стенки опоры составляет 4.0 мм. Допустим, долговечность определяться уменьшением ее толщины с 4 до 2 мм. Скорость коррозии в соответствие EN 1993 (Проектирование стальных конструкций), часть 5, табл. 4.1 при наличии агрессивных вод — 0.021 мм/год.

Расчет в соответствие с имеющимися данными выглядит так:

1. Рассчитываем время, за которое толщина стенки опоры уменьшиться до 2 мм следующим образом: t=2.0 мм/0.021=95 лет.
2. С учетом периода разрушения защитного слоя, срок эксплуатации опоры составит 95+15=110 лет. Этого срока достаточно для многих возводимых сегодня жилых и промышленных объектов.

Что влияет на долговечность свай?

Эксплуатационный срок данных опор может уменьшиться из-за:

• Подвижности почв. В спокойном состоянии грунт оказывает незначительное влияние на опоры. Подвижность почв часто приводит к повреждению свай.
• Термического воздействия. Из-за перепадов температуры металл часто сужается и расширяется, поэтому его кристаллическая решетка со временем разрушается. В результате несущая способность железных опор существенно понижается, потому что в них образуются трещины. Количество циклов заморозки и разморозки высококачественных свай рассчитано примерно на 120 лет.
• Химическая коррозия. Если в почве присутствует большая кислотность, то опоры будут быстрее ржаветь и приходить в негодность.
• Электромеханическая коррозия. Сваи сильно окисляются из-за блуждающих в почве токов. От такого вида коррозии чаще разрушаются опоры, расположенные рядом с подземными линями электропередач и промышленными объектами.
• Несоблюдение правил транспортировки, хранения и монтажа. Из-за этого часто повреждается защитный слой на опорах, поэтому они быстрее гниют и приходят в негодность.

Все описанные выше факторы требуется учитывать, иначе сваи прослужат недолго — разрушатся в результате подвижек грунтов, воздействия коррозии или несоблюдения правил монтажа.

Как можно продлить эксплуатацию винтовых опор?

Это можно сделать следующими способами:

1. Выбирать толстостенные сваи. Каждый 1 мм металла повышает срок службы опоры примерно на 15 лет. Правда стоят они дороже.
2. Приобретать опоры из легированных сталей. Они меньше поддаются коррозии.
3. Если сваи не покрыты защитным слоем, то нужно нанести на них качественный антикоррозийный состав.
4. Надевать на опоры специальные термоусадочные трубки. Они позволяют продлить срок службы свай в 2-3 раза.
5. Забетонировать внутренний ствол каждой сваи и накрыть его металлическим оголовком. Это позволит защитить их от влаги и значительно увеличить несущую способность.

Для сохранения формы, целостности и продления срока службы опор, требуется не использовать при монтаже ударное оборудование. При соблюдении технологии монтажа они прослужат до 100 лет.

Для защиты железной опоры от влаги лучше всего использовать цинковые составы, которые нужно не торопясь равномерно нанести на всю поверхность сваи. Защитный слой должен полностью высохнуть, только после этого можно использовать опоры по назначению.

Наружная защита винтовых свай

Защищают эти опоры от неблагоприятных факторов несколькими способами, поэтому нужно кратко описать каждый из них.

Эпоксидные смолы

Расскажем ниже, какой слой смолы надо наносить на сваи и сколько они служат после нанесения такой защиты. Этот способ используют довольно давно. Он позволяет создать на свае надежную защитную пленку толщиной от 400 мкм до 4 мм, которая устойчива к влаге и химикатам. Застывшая эпоксидка способна выдерживать большие нагрузки при монтаже свай.

Покрытые эпоксидной смолой винтовые сваи служат примерно 50 лет, что достаточно для многих хозяйственных построек.

Полиуретановые смолы

Эти смолы в основном используют, как основу для защитного состава. Образуемое с помощью такого материала покрытие очень прочное. Полиуретан равномерно распределятся по поверхности свай и образует на ней надежный защитный слой толщиной до 0.3 мм. Перед нанесением полиуретана сваи необходимо обработать качественной грунтовкой, чтобы он лучше сцепился с металлом.

Оцинковка

Покрытие свай цинком — самый эффективный способ защиты, позволяющий максимально продлить срок службы фундамента на винтовых сваях. Наносят цинковое покрытие на опоры с помощью холодной и горячей технологии.

Горячее цинкование

Этот способ нанесения цинка предусматривает полное погружение сваи в емкость с расплавленным цинком или электролитическим раствором. Это позволяет покрывать сваю снаружи и внутри равномерным слоем цинка толщиной около 100 мкм.

Нужно отметить, что цинковое покрытие способно восстанавливаться. Поэтому, если на них образуются царапины, то ничего страшного, ведь со временем они затянутся. Цинк заполняет трещины со скоростью 2 мм в год.

Этот способ защиты металла используют на металлургических производствах. Срок службы свай после горячего цинкования увеличивается до 120 лет.

Холодное цинкование

Этот способ предусматривает окрашивание свай цинкосодержащими составами или обработку сухими цинковыми порошками. В результате такой обработки на них образуется защитный слой толщиной 60 мкм. Срок службы свайного фундамента после этого может составлять около 80 лет.

Двойная защита

Многих потребителей не устраивает защита свай одним слоем цинка, потому что при монтаже этот слой повреждается, а восстанавливается довольно долго. Поэтому производители в некоторых случаях наносят на сваи двойную защиту. Сначала металл покрывается слоем цинка (наносится горячим или холодным способом), после чего он покрывается еще одним слоем. Второй слой позволяет сохранить целостность цинкового покрытия при монтаже свай. Данный способ защиты используют практически все производители опор.

Все эти способы позволяют продлить срок службы и надежность свайно-винтового фундамента.

Особенности выбора свай

При выборе и покупке винтовых опор требуется уделять внимание следующему:

1. Свая должно быть цельной и изготовленной из стали 30XМА. Узнать марку металла можно в документации, которая идет в комплекте со сваей документации. Кроме того в ней также указывается, сколько такая опора может прослужить.
2. На опорах должно быть однородное защитное покрытие. Проверить его качество можно гвоздем — нужно просто попробовать сделать им царапину. Если без каких-либо усилий гвоздь доберется до железа, то толку от такого защитного покрытия не будет. При монтаже покрытие со сваи быстро сотрется.
3. Опоры должны быть оснащены литыми лопастями. Можно купить модели с наваренными лопастями, но требуется проверить качество сварки, которое очень тяжело оценить из-за наличия защитного материала.
4. Наконечник тоже должен быть литым. Правда сварные конструкции часто оснащаются крестообразными пиками (состоят из 3-4 кусков металла). Наконечник должен быть достаточно длинным, чтобы опора проще и легче вкручивалась в землю.

Советы специалистов

Чтобы продлить срок службы фундамента на винтовых сваях, нужно придерживаться таких правил:

• Не покупать дешевые опоры у малоизвестных производителей, потому что часто такая продукция не обладает нужным качеством. Не нужно экономить на качестве свай, потому что через 20-30 лет они просто выйдут из строя из-за плохой защиты. В итоге на ремонт фундамента на винтовых сваях потребуется много денег.
• Проверять сертификат соответствия, который гарантирует применение при производстве свай высококачественных материалов и соответствующих технологий.
• Воздерживаться от монтажа опор зимой, потому что их устойчивость может ослабнуть после оттаивания грунта.
• Обрабатывать защитным составом наружную и внутреннюю поверхность опор.
• Постепенно заполнять бетоном тело опоры, чтобы не было дополнительных напряжений.
• Надежно соединять опоры между собой, чтобы они были более устойчивыми и не смещались при эксплуатации.

Выводы

Чтобы винтовые опоры прослужили дольше, рекомендуется приобретать продукцию известных производителей. Кроме того нужно соблюдать технологию монтажа свай и надежно защищать от влаги, химикатов. Поэтому желательно доверять эту работу опытным специалистам, так как они точно знают способы монтажа и защиты свай. При небольшом бюджете можно все выполнить самостоятельно по инструкциям, которые есть довольно много в сети.

Видео по теме