Сколько прослужит свайно-винтовой фундамент? Срок службы винтовой сваи и способы его продления

Время на прочтение: 4 минут(ы)

Фундамент на винтовых сваях — быстрый и экономичный способ постройки различных объектов: от вспомогательных построек до промышленных цехов. И если в случае временного сооружения срок службы фундамента не так уж и важен, то для загородного дома или другого долгосрочного проекта надежность и длительность эксплуатации основания имеет решающее значение.

Срок службы винтовых свай — величина, которую сложно определить с большой точностью, так как он зависит от различных причин, не всегда лежащих на поверхности как в прямом, так и в переносном смысле.

Иногда долговечность свай прогнозируют по средней скорости коррозионных процессов стали, из которой изготавливаются опоры. Сроком службы в таком случае считается время, за которое ржавчина разрушит металл по всей толщине стенки ствола или лопастей. Это очень приблизительный расчёт, не принимающий во внимание совокупность нагрузок и условий среды, и полученные цифры свыше 100 лет, скорее всего, преувеличены, хотя и такой вариант не исключен при благоприятном стечении обстоятельств.

В реальности износостойкость свай и долговечность фундамента зависит от множества факторов, среди которых:

• Прочностные характеристики материала. Стали разных марок различаются по степени устойчивости к нагрузкам. Если для изготовления свай используется менее качественная сталь, чем требуется по ГОСТу, риск быстрого выхода изделия из строя увеличивается;
• Толщина элементов конструкции. Для свай определенного диаметра строительные правила устанавливают минимальную толщину стенок: 3 мм для свай диаметром от 57 до 89 мм, 3,5 мм для диаметров от 108 мм, 4 мм для 133-миллиметрового диаметра. Меньшая толщина металла может привести к поломке сваи в момент монтажа и уменьшению срока службы;
• Особенности конструкции и наличие швов. Винтовые опоры могут иметь сварные ствол и наконечник, а могут быть изготовлены из бесшовных труб с литым наконечником. Сварные швы, даже произведенные с полным соблюдением технологии, увеличивают опасность преждевременной коррозии и деформации от нагрузок;
• Степень нагрузки. Тяжелые строительные объекты, например, дома из кирпича, оказывают большее давление на опоры, чем каркасные постройки из лёгких материалов:
• Сезонные подвижки слоев грунта. Во время циклов замерзания и оттаивания участки грунта неравномерно сдвигается относительно друг друга, усиливая как боковые нагрузки на опоры, так и выталкивая их вверх; 
• Агрессивность среды. Грунты, в которые устанавливаются сваи, неоднородны по содержанию химических примесей, ускоряющих процессы коррозии. Еще быстрее нарушает целостность металлических свай электрохимическая коррозия при наличии в почве блуждающих токов от близости крупных электрифицированных объектов; 
• Качество антикоррозийной защиты. Тонкий слой покрытия и использование нестойких красок и эмалей могут привести к царапинам и сколам в процессе транспортировки и монтажа;
• Превышение допустимой нагрузки вследствие ошибок в проектировании. Неверный расчёт количества и диаметра свай провоцирует их быстрый износ и поломку.
• Нарушение технологии монтажа критично для сроков службы винтовых свай. При неправильной установке сваи могут повреждаться в процессе закручивания, а положение в грунте под углом к поверхности снижает несущую способность и надежность фундамента. 

Нормативы расчета и монтажа свайно-винтовых фундаментов содержатся в строительных правилах СП 24.13330.2021. Изготавливаться опоры должны по ГОСТу 59106-2020 «Сваи стальные винтовые». В соответствии с ГОСТом производитель должен предоставлять гарантии на эксплуатацию изделий не менее 10 лет. На деле, как показывает практика, свайно-винтовой фундамент способен безаварийно простоять в течение 40 —70 лет без нарушения несущей способности свай.

Стандарты технологии — не просто специальный термин, это многолетний опыт, помноженный на сотни полевых испытаний. Чтобы максимально повысить износостойкость винтовых свай и долговечность фундамента, стоит прислушаться к рекомендациям нормативных документов, а при строительстве доверять проверенным производителям и монтажникам. 

Практически способы продлить срок эксплуатации сводятся к довольно краткому и понятному перечню профессиональных советов:

• Предварительные геологические изыскания. Представление о составе пород, их плотности и водонасыщенности позволит сделать точные расчёты действия на сваи сил сопротивления со стороны грунта и определить необходимую длину опор;
• Правильный расчет нагрузок на фундамент «сверху». Для вычисления количества и диаметра опор необходимо учесть вес строения, включая стены, кровлю и перекрытия, его «начинку» — обстановку и оборудование, а также ветровые и снеговые нагрузки;

• Разные типы свай под разный грунт. Для стабильного грунта средней плотности можно использовать сваи со сварным наконечником, а для каменистого — с литым. Рыхлые и слабые породы требуют опор с несколькими лопастями большой ширины, а для пронизанной корнями и посторонними включениями почвы подойдут сваи типа шуруп;
• Качество изготовления. Толщина лопастей и стенок ствола не должна быть меньше указанной в ГОСТе для соответствующего диаметра. Материал для свай — углеродистая сталь не ниже 245 класса прочности, сочетающая твердость и упругость, марок Ст3, Ст10, Ст20, 09г2с. Сварные соединения должны быть ровными, без пропусков и остатков шлака;
• Антикоррозийное покрытие. Металлические сваи защищаются от коррозии нанесением слоя цинка или полимерных, полиуретановых, эпоксидных составов. Важно, чтобы обработаны были не только поверхности деталей, но и сварные швы. Имеет значение и способ нанесения покрытия: наиболее плотное и надежное прилегание защитной пленки к металлу обеспечивает горячее цинкование или полимерная порошковая покраска;
• Учёт агрессивности среды. Для грунтов с повышенным содержанием солей и кислот рекомендуется выбирать сваи с большей толщиной стенок и антикоррозийного покрытия; 
• Достаточная глубина погружения. Винтовая часть сваи должна закрепляться в слое грунта ниже уровня промерзания, тогда сезонные подвижки грунта не будут оказывать влияния на лопасти и нарушать устойчивость опоры;
• Соблюдение технологии монтажа. Сваи устанавливаются строго вертикально, с постоянным контролем положения во время закручивания.
• Бетонирование полости ствола после установки опоры. Внутренняя поверхность трубы, из которой изготовлен ствол, не имеет антикоррозийного покрытия. Чтобы предотвратить контакт металла с воздухом и влагой, пространство внутри ствола заполняется бетонным раствором;
• Монтаж оголовков. Оголовки защищают от коррозии верхний срез сваи;
• Обвязка швеллером или двутавром. Ростверк, или обвязка по выступающим над землей отрезкам опор, придает дополнительную жесткость конструкции фундамента и препятствует расшатыванию свай.

Выполнение монтажа свайно-винтового фундамента — несложная, но имеющая свои тонкости работа, которую разумно поручить профессионалам. Если вы все же решили провести установку винтовых свай самостоятельно, предложенный чек-лист поможет продлить срок службы опор и фундамента в целом.