Из чего производят винтовые сваи: материал, толщина, покрытие

Навигация по странице

Винтовые сваи — металлоконструкции, использующиеся для оборудования фундаментов сооружений различного назначения: ограждений, ворот, промышленных и жилых зданий, хозяйственных построек, причалов и пирсов. 

На фундаменты приходится значительная нагрузка, включающая вес самого строения, снежного покрова, силы ветра. Вместе с этим сваи испытывают коррозионное воздействие влаги грунтов и водоемов, которое может нарушить их целостность и несущую способность.

Чтобы обеспечить безопасную и долговременную эксплуатацию свайно-винтовых фундаментов, производство винтовых свай регламентируется государственными стандартами, устанавливающими требования к качеству и толщине металла и защитным покрытиям.

Основным нормативным документом в производстве винтовых свай является ГОСТ Р 59106-2020.

Если при производстве свай не соблюдаются технологические требования, возникают серьезные угрозы при установке и эксплуатации таких изделий:

• Деформация и поломка ствола сваи во время закручивания, отрыв лопастей;
• Трещины и сломы свай после монтажа под весом строения, что приводит к перекосам и обрушению конструкций;
• Быстрая коррозия, приводящая к ослаблению несущей способности и выходу сооружения из строя до расчётного срока службы.

Такие нежелательные изменения наносят материальный ущерб и подвергают опасности жизнь людей.

Для производства винтовых свай используются стальные трубы и листовая сталь класса прочности не менее 245 из категории углеродистых сталей. Наиболее часто употребимая марка — Ст20, высокопрочная и износостойкая. 

Сталь Ст20 пластична, не образует разрывов и трещин при холодной и горячей обработке, вынослива на разрыв и изгиб. При монтаже свайно-винтовых фундаментов ценным преимуществом стали Ст20 является её хорошая свариваемость с образованием швов, не уступающим по прочности исходному материалу. 

Толщина стали в стандартных заводских изделиях рассчитана по наилучшему сочетанию прочности и металлоемкости. Слишком тонкостенные сваи обладают недостаточной устойчивостью к нагрузкам, а излишняя толщина ведет к утяжелению фундамента и нерациональным затратам сырья. 

В ходе многочисленных испытаний установлены нормативы толщины металла для винтовых свай от 3 до 8 мм, при этом чем больше диаметр ствола и лопасти, тем выше значения минимально допустимой толщины. Сталь толщиной менее 3 мм не рекомендуется использовать даже в сваях самого малого диаметра 57 мм. 

Толщина лопасти сваи обычно на 0,5-1 мм превышает толщину стенки ствола. Разница диктуется тем фактом, что именно лопасть принимает основную нагрузку, располагаясь в несущих слоях грунта. 

При изготовлении металлоконструкций, в том числе винтовых свай, высокие требования предъявляются к защитным покрытиям. Углеродистая сталь подвержена коррозии — при взаимодействии с кислородом атмосферы и грунтовых вод железо, составляющее основу стальных сплавов, окисляется и постепенно превращается в ржавчину. Коррозионные процессы протекают медленно, но в фундаментах, рассчитанных на десятилетия службы, представляют серьёзную опасность. 

Чтобы исключить доступ кислорода к металлической поверхности свай, ее покрывают:

• Слоем другого металла, связывающего кислород — цинка. Такой процесс называется цинкованием, которое бывает горячим или холодным;
• Полимерной пленкой, в которой частицы покрытия крепко сплавляются между собой и с поверхностью изделия, например, эпоксидной грунт-эмалью;
• Полимерным слоем поверх цинкования;
• Комбинированным порошковым составом из смеси частиц полимера и цинка, сочетающим достоинства перечисленных выше способов.

Антикоррозийное покрытие по ГОСТу наносится в заводских условиях, где его толщина и равномерность контролируются на соответствие техническим нормативам. 

Наличие качественного защитного покрытия в разы продлевает срок безопасной эксплуатации винтовых свай.