Свайно-винтовой фундамент обычно служит от 30 до 50 лет при правильной установке и эксплуатации. Этот срок может варьироваться в зависимости от качества материалов, условий эксплуатации и особенностей почвы.
Кроме того, регулярный мониторинг и обслуживание могут значительно увеличить срок службы такого типа фундамента, предотвращая возможные повреждения и износ.
Сколько прослужит фундамент на винтовых сваях? 4 принципа, продлевающие эксплуатацию
Вопрос долговечности свайно-винтового фундамента — одна из популярных тем для обсуждения на просторах различных строительных форумов. Оживленности диспутам добавляет высокий спрос на сравнительно бюджетный вариант основания, а также избитый стереотип — «самый дешевый вариант = наименее качественный».
В этом материале — разговор о сроке службы свайно-винтового фундамента с точки зрения негативно влияющих процессов и способы продлить жизнь опорной конструкции.
Главная угроза — коррозия
Факт номер один — винтовые сваи изготавливаются из стали. Поэтому, говоря об их сроке службы, необходимо рассуждать об определении скорости возникновения и протекания коррозийных процессов. К сожалению, материалы из металлов разрушаются под химическим или электрохимическим воздействием окружающей среды — окислительно-восстановительная реакция со временем превращает плотную структуру в труху. Мировая статистика: 10% произведенного проката уходит в утиль по причине коррозии в первый же год использования.
Однако, данная статистика не работает с точки зрения ее прямого сопоставления — эксплуатация качественного свайного фундамента значительно продлевается за счет технологий защиты металла. Как она разрабатывается? Прежде всего, на основе изучения природы пагубного процесса.
Наибольшую опасность для свайно-винтового основания представляет два типа коррозии — почвенная и атмосферная. Развитие этих подтипов электрохимической реакции зависит от нескольких факторов.
Атмосферная коррозия. Атмосферное разрушение металлических конструкций несет менее разрушительный характер в сравнении с почвенным, а его скорость зависит не только от непосредственно воздушной среды и ее влажности, но и от свойств самого материала. Наличие на поверхности конструкции влаги (причиной становятся обильные осадки) провоцирует процессы конденсации по трем основным механизмам — химическому, капиллярному и абсорбционному.
Еще одна причина возникновения атмосферной коррозии — рассеянные в воздухе газы. Например, диоксид серы. Влияние серы на коррозийные процессы особенно опасно из-за эффекта накопления вещества на поверхности изделия.
Почвенная коррозия. Разрушение металлов под воздействием агрессивной грунтовой среды — распространенное явление для торфяных, глинистых, болотистых почв. Такие породы содержат большое количество органических кислот, которые оказывают негативное влияние на структуру металла. Ускоряет коррозийные процессы и влага, содержащаяся в грунте — электролит способствует более легкому протеканию электрохимических коррозийных процессов и, как следствие, укорачивает срок службы незащищенных металлических конструкций.
Как защищают винтовые сваи
Первый принцип защиты винтовой сваи — подбор оптимальной геометрии конструкции. Так, увеличение толщины стенки или лопасти опоры всего на 1 мм способно продлить срок службы стального фундамента в агрессивной среде на два десятка лет. Средние показатели глубины проникновения коррозии в материал за единицу времени оценивается в 0,05-0,2 мм/год. В отдельных случаях увеличение толщины проката исключает потребность в нанесении защитного покрытия.
Второй принцип — легирование стали. Добавление в состав металлов примесей для улучшения их физических и химических свойств материала повышают его коррозийную стойкость, прочность и эксплуатационные пределы. Компоненты примесей сближают потенциалы на анодных и катодных участках контактируемой поверхности изделия, тем самым замедляя скорость коррозийных процессов.
Третий принцип — нанесение защитных покрытий. Международные стандарты, посвященные технологии свайно-винтового фундамента, содержат требования к защите опор данного типа, и сведения о производственных показателях, полученные на основании полевых испытаний.
Основной нормативный документ с требованиями к свайно-винтовому фундаменту — ГОСТ Р 59106—2020, устанавливает показания к специальному защитному покрытию. Его тип обосновывается в проектной документации — в зависимости от степени агрессивности среды и расчетного срока эксплуатации.
Основные способы защиты винтовой сваи — цинковое и порошковое покрытия. Оцинкованные опоры стойки к коррозийной деформации в самых неблагоприятных условиях — например, соленой воде или почве с повышенной кислотностью. Порошковое покрытие характеризуется стойкостью к резким температурным перепадам— от -60°С до +130°С. Краска данного типа обладает высокими адгезионными свойствами и обеспечивает плотное сцепление винтовой опоры с грунтом и целостность конструкции при любых условиях.
Четвертый принцип — внутренняя защита. Конденсат или попавшая в полость трубы влага способны нанести серьезный вред металлоконструкции изнутри — зимой замерзшая жидкость может разорвать сваю.
Для предотвращения подобных последствий сваю заполняют цементно-песчаной смесью. Цемент имеет свойство «вытягивать» из воздуха влагу, упреждая образование конденсата на внутренних стенках. В герметичной конструкции смесь остается сухой в течение многих лет.
Понравился материал? Расскажите о нем друзьям!
Срок службы винтовых свай под фундамент
Срок службы свайного фундамента определяет срок эксплуатации самого здания. Этот параметр зависит от типа свайных опор, глубины их погружения, характеристик почвы, материалов и конструкции обвязки.
Сколько служит свайно-винтовой фундамент
Основания на стальных винтовых сваях широко применяются в промышленном и гражданском строительстве. На свайных фундаментах возводят жилые дома, заборы и ограждения, хозпостройки, гаражи, пирсы, причалы, устанавливают рекламные конструкции, дорожные знаки, опоры ЛЭП.
Популярность фундаментов на сваях обусловлена отличными эксплуатационными характеристиками — прочностью, устойчивостью, надежностью, долговечностью. Эти характеристики позволяют использовать свайные опоры для строительства зданий и сооружений на участках с любым типом грунта, включая песчаный, глинистый, болотистый, торфяной.
Большим преимуществом свайно-винтовых фундаментов является возможность строительства на склонах и участках с перепадами по высоте. Винтовая свая представляет собой цельнометаллическую конструкцию, которая состоит из полого трубчатого ствола, к нижней части которого приварены винтовые лопасти и заостренный наконечник.
В верхней части трубчатой опоры, на расстоянии 10-15 см от верха, расположены монтажные отверстия. Для увеличения длины ствола винтовой сваи используются удлинители. Стыковка элементов выполняется сваркой с помощью муфт. Сваи завинчивают в грунт механизированным способом или вручную.
После погружения опоры на заданную глубину, верхнюю часть трубы с монтажными отверстиями срезают, сверху надевают и приваривают оголовок. Заключительный этап строительства фундамента — монтаж обвязочного пояса. Конструкция свайной опоры в сочетании с обвязкой позволяет обеспечить фундаменту устойчивость на участках со сложным ландшафтом и проблемным грунтом.
Срок эксплуатации винтовых свай по ГОСТу
Срок службы свайно-винтовых опор ГОСТ Р 59106-2020 составляет 60-120 лет при условии, что их характеристики соответствуют установленным стандартам. Опорные элементы классифицируются по следующим параметрам:
- Конструкция. Для формирования свайного поля используются сваи-шурупы или винтовые сваи с литыми, сварными или открытыми наконечниками, лопастные, спиральные или комбинированные, составные или цельные, одно- или многолопастные.
- Длина ствола. Свайные опоры изготавливаются из бесшовных или сварных труб длиной от 1,0 до 12,0 м.
- Диаметр ствола. В малоэтажном строительстве используются винтовые сваи диаметром от 51,0 до 102,0 мм.
- Диаметр лопастей. Чтобы удержать сваю в грунте, диаметр лопастей должен быть не меньше 250,0-350,0 мм.
- Толщина стенки ствола. В зависимости от диаметра трубы, толщина ее стенки может составлять от 1,5 до 6,5 мм, а толщина лопастей — от 3,0 до 6,0 мм.
- Материальное исполнение. В качестве материала для изготовления опорных элементов используется металлопрокат из конструкционных, углеродистых и низколегированных сталей.
Еще один важный параметр, который влияет на эксплуатационный ресурс свайных фундаментов — правильный выбор опор для разных видов грунта. Так, например, для строительства зданий и сооружений на участках со стабильным грунтом используются сваи со сварными наконечниками.
Опоры с цельнолитыми наконечниками рекомендуется использовать для каменистых грунтов и в лесистых местностях. Для возведения домов и заборов на участках с заторфованной, рыхлой или слабой почвой нужны двухлоспастные сваи. Шприцевидные опоры с открытыми наконечниками показывают хорошую несущую способность на мягких, глинистых, торфяных почвах. Саморезные сваи-шурупы могут использоваться на грунте, разнородном по структуре, с каменистыми включениями, корнями деревьев.
Факторы снижающие долговечность свай
На срок службы винтовых свай оказывают влияние следующие факторы:
- Подвижность пластов земли. На участках с нестабильным грунтом на свайные опоры действуют горизонтальные нагрузки и выталкивающие силы, которые могут привести к деформации фундамента.
- Сезонные перепады температуры. Металл сужается и расширяется при изменении температуры окружающей среды. Результатом этого может стать образование микротрещин в монолитном ростверке, снижение прочности сварных соединений свай с оголовками и обвязкой из швеллера или двутавра.
- Техногенная эрозия почвы. Негативное воздействие агротехнической эрозии грунта особенно выражено на участках со сложным рельефом. Чтобы обеспечить устойчивость зданий на участках с перепадами по высоте, требуется предпринять дополнительные меры по усилению фундамента.
- Химическая коррозия. Почва с высоким уровнем кислотности вызывает образование ржавчины на металлических опорах и ускоряет коррозию цементного бетона.
- Электрохимическая коррозия. Блуждающие токи увеличивают скорость окисления металла в условиях воздействия агрессивных сред.
- Качество свайных опор. Низкая морозостойкость бетона и невысокое качество сварки стальной арматуры снижают прочность свайного фундамента с бетонным ростверком.
- Нарушение правил транспортировки и технологии монтажа свайных опор. Эти факторы приводят к деформации опорных элементов, снижению несущей способности фундамента.
Советы: как продлить срок эксплуатации
Чтобы увеличить срок безремонтной эксплуатации свайного фундамента, нужно предусмотреть ряд дополнительных мероприятий для усиления конструкции:
- Правильный выбор свай. Если инженерно-геологический анализ показывает, что на участке сильноагрессивная почва, то для строительства свайно-винтового фундамента рекомендуется использовать опорные элементы с увеличенной толщиной стенки.
- Антикоррозионная защита. Чтобы защитить цельнометаллические сваи от почвенной и электрохимической коррозии, поверхность металла покрывают полимерными, полиуретановыми, эпоксидными составами, грунтами или эмалями по ржавчине, цинкосодержащими композициями.
- Бетонирование свайных опор. Бетон, залитый внутрь трубы, вытесняет из полости воздух, препятствует попаданию внутрь влаги и образованию конденсата. Этот способ позволяет защитить от коррозии внутреннюю полость опорных элементов.
- Обвязка опорных элементов. Чтобы создать прочную, устойчивую пространственную конструкцию, оголовки всех свай объединяют обвязочным поясом из бруса, швеллера, двутавра или бетонного ростверка. На участках с перепадами по высоте свайные опоры усиливают диагональными связями.
