Меню

Долговечность металлической винтовой сваи с учетом коррозионных процессов в грунте

31 августа 2011

Одним из наиболее существенных вопросов, возникающих при применении металлических конструкций в строительстве, является вопрос сопротивления таких конструкций процессам коррозии и связанная с ним долговечность зданий и сооружений.

В настоящее время существует комплекс взаимоувязанных межгосударственных стандартов, устанавливающих общие требования, правила, нормы и методы защиты изделий, конструкций и материалов от коррозии, старения и биоповреждений на всех стадиях жизненного цикла изделий и конструкций исследование и обоснование разработки (Стандарты ЕСЗКС – Единая система защиты от коррозии и старения материалов и изделий) [1, 2, 3, 4].

Назначение ЕСЗКС – обеспечение и сохранение заданного уровня качества изделий, конструкций и материалов средствами и методами защиты от коррозии, старения и биоповреждений с учетом требований безопасности, экологии, совместимости и взаимозаменяемости, а также конкурентной способности изделий и конструкций на мировом рынке.

Помимо стандартов ЕСЗКС, требования к коррозионной стойкости устанавливаются также нормативами на отдельные виды конструкций и их частей в зависимости от действующих коррозионных факторов.

Для подземных сооружений (в т.ч. фундаментов), критериями опасности коррозии являются [5]:

  • коррозионная агрессивность среды ( грунтов , грунтовых и других вод) по отношению к металлу сооружения (включая биокоррозионную агрессивность грунтов );

  • опасное действие блуждающего постоянного и переменного токов.

Исходя из этих критериев, следует, что скорость коррозии металла в грунте зависит от:

  • pH грунта. Чем ниже pH (кислая среда), тем скорость коррозии выше.
  • электрического сопротивления грунта. Чем выше сопротивление грунта, тем скорость коррозии медленнее.

Также необходимо учитывать наличие антикоррозионного покрытия, препятствующего коррозии.

Исследования по определению электрического сопротивления грунта с учетом возможного повышения влажности и изменения температуры проводились Американским Федеральным дорожным агентством (Federal Highway Administration – FHWA) и отражены в руководстве для инженеров транспорта [6, Table N-1] (табл.1).

Representative values of soil resistivity

Электрические сопротивления грунтов

Таблица 1

Soil Type

Тип грунта

Resistivity ρ(Ωm)

Сопротивление, Ом

Clay, saturated silt

Глина

100

Sandy or silty clay

Суглинок

250

Clayey sand or saturated sand

Супесь

500

Sand

Песок

1500

Gravel

Обломочный грунт

5000

Dry sand, rock

Скальный грунт

>5000

 

Определение pH грунтов возможно на основе исследований Американского института стали и сплавов (American Iron and Steel Institute – AISI), согласно которым значение pH грунтов составляет от 6,5 до 8.

Таким образом, зная показатели электрического сопротивления и pH грунта , возможно прогнозирование срока службы металлической винтовой сваи для заданных грунтовых условий.

Ориентировочные данные по скорости коррозии металлов в различных типах грунтов также имеются в зарубежных нормах проектирования [7] (табл. 2).

Скорость коррозии стали в грунте

Таблица 2

Corrosion Rate, mm/yr (10-6 m/yr)

Скорость коррозии, мм/год (10-6 м/год)

Soil Type with or without groundwater (interpretation)

Тип грунта (с наличием или отсутствием грунтовых вод)

0.012 mm/yr (12∙10-6 m/yr)

Undisturbed natural soils(sand, silt, clay, schist)

< сланцевые глина, отложения, илистые (песок, структуры ненарушенной>

0.030 mm/yr (30∙10-6 μm/yr)

Undisturbed natural soils(sand, silt, clay, schist)

Грунт ненарушенной структуры (песок, илистые отложения, глина, сланцевые отложения)

0.030 mm/yr (30∙10-6 μm/yr)

Aggressive natural soils (swamp, peat, marsh)

Агрессивные грунты (торф, болото)

0.020 mm/yr (20∙10-6 μm/yr)

Non-compacted & non-aggressive fills (sand, silt, clay, schist)

Песок, илистые отложения, глина, сланцевые отложения

0.050 mm/yr (50∙10-6 μm/yr)

Non-compacted aggressive fills (ashes, slags)

Зола, шлаки

 

В качестве примера определения срока службы металлической винтовой сваи рассмотрим свайный фундамент, устраиваемый под конструкцию пола Грановитой Палаты Московского Кремля компанией ФУНДЭКС.

  1. Свая имеет защитное антикоррозионное покрытиена основе эпоксидных композиций. Покрытие сваи обладает повышенной стойкостью к почвенной коррозии. Срок службы данного покрытия согласно ЕСЗКС составляет 50 лет.

  2. Произведем расчет стали при действии коррозионных процессов.

Скорость коррозии согласно [7] составляет для техногенных грунтов составляет ок. 0.030 мм/год. При условии толщины стали лопасти 5 мм срок коррозии составит от 5/0.030 = 166, 66 лет.

С учетом сроков разрушения защитного покрытия расчетный срок службы сваи по скорости коррозии лопасти составляет для данного типа грунтовой обстановки не менее 200 лет.

Библиографический указатель

  1. ГОСТ 9.101-2002 ЕСЗКС. Основные положения.
  2. ГОСТ 9.102-91 ЕСЗКС. Воздействие биологических факторов на технические объекты. Термины и определения.
  3. ГОСТ 9.103-78 ЕСЗКС. Временная противокоррозионная защита металлов и изделий. Термины и определения.
  4. ГОСТ 9.306-85 ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Обозначения.
  5. ГОСТ 9.602-2005 «СООРУЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫЕ Общие требования к защите от коррозии»
  6. Traffic Detector Handbook: Third Edition—Volume II. Publication No. FHWA-HRT-06-139
  7. EN 1993-5:2007. Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Часть 5. Свайные сооружения.

Комментарии на "Долговечность металлической винтовой сваи с учетом коррозионных процессов в грунте"

  1. Дмитрий

    Здравствуйте !
    Является-ли гарантийным случаем неравномерное выдавливание одной или нескольких свай сезонным пучением грунта. Как исправляется данный дефект монтажа ?

    • ФУНДЭКС

      Здравствуйте Дмитрий, да это является гарантийным случаем. Винтовая свая должна быть установлена за глубиной промерзания грунта. То есть в зоне где нет ни каких вертикальных колебаний. Более подробную информацию о способах исправления дефекта вы можете получить в офисах нашей компании. Спасибо.

  2. олег

    Даете ли вы письменную гарантию на ваши сваи если да то на какой срок

    • ФУНДЭКС

      Здравствуйте Олег, да мы предоставляем гарантию сроком от 5 до 10 лет. Более подробную консультацию вы можете получить в офисах нашей компании. Спасибо.

  3. виктор

    Добрый вечер!
    Заливка внутренней полости сваи каким производится составом? И обязательно это должны делать?
    Сегодня на участке поставили сваи. Работу эту будут выполнять завтра. При этом из разговора понял, что будет применяться только песок и цемент, но это же не бетон.

    • ФУНДЭКС

      Здравствуйте Виктор, полость винтовой сваи заполняется ЦПС (цементно-песчаный состав) М-300. Спасибо.

  4. Александр

    Здравствуйте.
    На участке под строительство велик уровень грунтовых вод+ низина и, соответственно, поверхностные воды также присутствуют в избытке.
    Стоимость, сроки и простота монтажа свайного фундамента, конечно, привлекают, но сколько он прослужит в такой агрессивной, на мой, взгляд, среде?

    • ФУНДЭКС

      Здравствуйтк Александр, срок службы фундамента «ФУНДЭКС» более 100 лет. Об этом вы можете прочитать в статье «Долговечность металлической винтовой сваи с учетом коррозионных процессов в грунте». Спасибо.

  5. Виталий

    Возможно ли использование винтовых свай в фундаменте, как заглубленную часть молниеотвода? Или изоляционное покрытие свай не позволяет?
    Также интересен вопрос не происходит ли нарушения изоляционного покрытия при ввинчивании сваи в грунт (истирание) и последующая её корозия.

    • olga

      Виталий, добрый вечер,
      Да, можно использовать винтовые сваи в фундаменте, как заглубленную часть молниеотвода! Обязательно необходимо учитывать, что вы будете присоединять к нашей винтовой свае, и как повлияет сопротивление металлов при подвергании их температурной обработке.
      Во время завинчивания винтовой сваи в грунт, двухкомпонентное антикоррозийное покрытие на основе эпоксидных смол не повреждается и наносится в три слоя.

Отправить комментарий

Если вы недовольны качеством продукции, вы можете написать об этом в отдел контроля качества. Спасибо!

Обратный звонок