Противопучинистые покрытия для металлических свай

Обновлено: 15.04.2024

Винтовые сваи с полимерным покрытием

Покрытие – только дополнительная мера защиты свайно-винтового фундамента от коррозии.

Во время погружения в грунт винтовая свая испытывает значительное абразивное воздействие (на истирание). Поэтому сложно гарантировать, что краска сохранит целостность и будет работать надлежащим образом.

Существуют более эффективные способы защиты от коррозии: использование качественных высоколегированных сталей, увеличение толщины металлопроката, использование цинковых колец (анодов) и др. (подробнее «Коррозия: причины и способы защиты»).

В то же время нельзя отрицать, что покрытие, при условии сохранения целостности, позволяет снизить негативное воздействие окружающей среды. В каких случаях и как это работает?

1. Эффективность применения краски на разных участках винтовой сваи

Установленная в грунт свая по типу и степени воздействия среды, условно «делится» на три части:

  • Верхняя часть (расположена над землей). Подвержена только действию атмосферной коррозии. Вероятность повреждения покрытия минимальна. Можно восстановить краску.
  • Средняя часть (расположена в контактной области «атмосфера – грунт»). Длина – приблизительно 1 м от поверхности земли. Подвержена почвенной коррозии. Причины негативного воздействия на этот участок – нарушение структуры грунта при завинчивании, высокая вероятность наличия в грунте воды и кислорода. Вероятность повреждения краски – средняя.
  • Нижняя часть. Располагается ниже 1 м от поверхности земли. Также подвержена почвенной коррозии, но грунт более инертен по отношению к металлу, так как на этой глубине доступ воды и кислорода ограничен. Вероятность повреждения краски – максимальная.

Если учесть условия эксплуатации, присущие свае в ее средней части, можно добиться максимального эффекта от использования краски, оградить от негативного воздействия надземную часть и участок в контактной области «атмосфера – грунт».

2. Полимерное покрытие винтовых свай

Компания «ГлавФундамент» постоянно проводит в своей лаборатории исследования разных красок для винтовых свай. Все полученные таким образом данные систематизируются и вносятся в базу, а после очередных испытаний результаты по новому образцу сопоставляются с имеющейся информацией. Это позволяет составить объективное представление о разных красках.

Подробная информация о ходе и результатах испытаний в статье «Сравнительный анализ разных типов антикоррозийного покрытия».

Среди прочих образцов в исследованиях участвуют полимерные покрытия разных производителей.

2.1. Зависимость качества полимерного покрытия от толщины

Абразивостойкость (устойчивость к воздействию на истирание) – одно из наиболее важных качеств покрытия, которое зависит от толщины нанесения: избыточность слоя, как правило, приводит к отслоению краски.

По результатам испытаний покрытия полимерные, как и наносимые методом горячего цинкования, демонстрируют наибольшую эффективность при окрашивании слоем от 80 до 120 мкм.

с полимерным покрытием.jpg

2.2. Зависимость качества покрытия от способа подготовки поверхности

Хорошая подготовка поверхности – залог качества любой краски. Однако в случае с винтовыми сваями может потребоваться окрашивание в полевых условиях.

Полимерные покрытия демонстрируют высокий уровень адгезии (сцепление с поверхностью) при нанесении на ровную поверхность, подготовленную надлежащим образом (в соответствии с ГОСТ 9.402-80), незначительно уступая только горячему цинкованию. В то же время при нанесении на сварные швы, пусть и прошедшие надлежащую подготовку, адгезия снижается, появляются сколы и т.п.

Нанести полимерное покрытие в полевых условиях не представляется возможным, так как оно требует специальных условий и оборудования (т.е. возможно нанесение только в заводских условиях).

3. Выводы

Таким образом, полимерное покрытие обладает как достоинствами, так и недостатками. Чтобы принять решение о его использовании необходимо проанализировать большое количество факторов.

Кроме того, как мы уже говорили ранее, окрашивание является лишь дополнительной мерой защиты металлоконструкций, устанавливаемых в грунт методом завинчивания, тогда как основной упор должен быть сделан на использование цинковых колец (анодов), высоколегированных сталей и увеличение толщины металлопроката.

Современные противопучинные покрытия для свайных фундаментов.

Современные противопучинные покрытия для свайных фундаментов.

Современные противопучинные покрытия для свайных фундаментов.

Возведение зданий и сооружений на многолетнемерзлых пучинистых грунтах и грунтах в зонах сезонного оттаивания зачастую имеет свои объективные сложности. Мерзлотно-грунтовые условия на глубинах промерзания, в подавляющем большинстве случаев вследствие морозного пучения, являются неблагоприятными для обеспечения несущей способности фундаментов и оснований.

Согласно открытым данным, порядка 65% фундаментов и оснований под малонагруженные фундаменты (опоры линий ЛЭП, опоры контактной сети железных дорог, инфраструктурные объекты нефтегазового комплекса и т.д.) организованные в зонах с сезонным промерзанием и оттаиванием грунтов, в той или иной степени, деформированы под воздействием сил морозного пучения. С течением срока эксплуатации таких фундаментов деструктивное воздействие, как правило, только усугубляются и ведет к досрочному выводу из эксплуатации объектов.

Морозное пучение

Под морозным пучением принято понимать внутриобъемное деформирование промерзающих грунтов, способствующее увеличению их объема вследствие замерзания в них влаги и образования ледяных включений в виде прослоек и линз. Обратный процесс в момент оттаивания сопровождается осадкой, разуплотнением и, как следствие, снижением несущей способности грунтов. Морозное пучение выражается в неравномерном поднятии деятельного слоя грунта. Возникают напряжения грунта при пучении, что оказывает существенное воздействие на фундаменты и на наземные конструкции зданий.

Традиционные метода борьбы с пучением грунтов

При проектировании оснований и фундаментов на пучинистых грунтах в соответствии с СП 25.13330 предусматривают специальные противопучинные мероприятия, призванные уменьшить деформацию зданий и сооружений, снижающие силы морозного пучения.

Зачастую, фундаменты зданий и сооружений, расположенных в условиях распределения многолетнемерзлых грунтов проектируются свайными. Сваи для них используются как металлические так и железобетонные.

К традиционным методам снижения деструктивного влияния на фундаменты и основания сил морозного пучения относят:

- Использование кремнеорганических эмалей (КО-174, КО-1164);

- Противопучинные смазки БАМ-3 и БАМ-4.

Наиболее распространенными противопучинными смазками и пропитками является смазка БАМ-4 и кремнийорганические эмали КО-174 и КО-1164. Смазка БАМ-4 представляет собой мягкую и пластичную углеродистую композицию из переработанных нефтяных продуктов. Поверх обмазки БАМ-4, на обработанные поверхности свай необходимо накладывать полимерные ленты или пленку для предохранения смазки от стягивания при пучении грунта.

Кремнийорганические эмали КО-174 и КО-1164 представляют собой суспензию пигментов и наполнителей в растворах кремнийорганических смол.

Указанные выше противопучинные покрытия, несмотря на их доступность и сравнительно невысокую стоимость, не обладают достаточной прочностью и долговечностью при циклических нагрузках на фундаменты в процессе пучения грунтов. В результате такого воздействия происходит повреждение покрытий, вымывание смазок грунтовыми водами и как следствие коррозия металлических поверхностей свай, и через какие-то время продолжение выпучивания свай фундамента.

Современные противопучинные технологии.

Одним из действенных современных способов снижения воздействия сил морозного пучения при применении свай для обустройства фундаментов и оснований является применение свай с противопучинными полимерными покрытиями.

С 2011 года на российском рынке присутствует решение от компании УЗПТ "Маяк" - Противопучинная полимерная термоусаживаемая оболочка ОСПТ "Reline", ТУ 2247-004-75457705-2014 (для металлических свай) и Противопучинное полимерное покрытие ПСПП "Reline" ТУ 20.30.12-001-75457705-2018 (для железобетонных свайных конструкций).

ОСПТ "Reline" представляет собой полимерную термоусаживаемую оболочку, произведенную из радиационно-модифицированного полимера.

ОСПТ"Reline": остается пластичной даже при глубоком минусе (до -63ºС); не смерзается с грунтом, то есть свая, остается в исходном положении; адгезивный слой обеспечивает прочное сцепление оболочки со сваей, не дает ей сдвигаться по свае (сила касательного сцепления составляет не менее 30 кг/1 кв.см, что превышает силу морозного пучения в десятки раз).

Эффективность ОСПТ "Reline" была подтверждена ОАО «Фундаментпроект» и ООО «Газпром ВНИИГАЗ» в рамках проведения лабораторных исследований и натурных испытаний, результатом которых стало подтверждение уникальных качественных характеристик материала, снижение сил морозного пучения было подтверждено в пределах 50-60%. При расчете оснований и фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения по СП 25.13330.2012 для свай, покрытых оболочками противопучинными термоусаживаемыми ОСПТ «Reline» к значениям τfh следует применять коэффициент 0,42.

Оболочка ОСПТ "Reline" прошла аттестацию в ПАО "Газпром" и разрешена для применения при строительстве объектов различного назначения. На основании аттестации данные материалы включены в реестр Газпром СтройТЭК Салават. Одним из крупнейших объектов, при строительстве которых было применено решение ОСПТ "Reline" стал газопровод «Сила Сибири».

В свою очередь, при обустройстве фундаментов и оснований зданий с применением железобетонных свайных конструкций одним из немногих возможных решений, направленных на минимизацию воздействия сил морозного пучения является противопучинное полимерное покрытие ПСПП "Reline".

ПСПП «Reline» (ТУ 20.30.12-001-75457705-2018) — это полимерное износоустойчивое композиционное покрытие на эпоксидной основе, которое используется для защиты бетонных и ЖБ поверхностей, контактирующих с пучинистыми грунтами. Покрытие образует на поверхности сваи прочный водонепроницаемый слой. Это современная альтернатива противопучинистым смазкам, которые стираются с поверхности и смещаются при многочисленных циклах оттаивания-замерзания грунта. ПСПП «Reline» может применяться как самостоятельное покрытие, так и с финишными красками, в том числе для защиты от УФ. Немаловажным плюсом ПСПП «Reline» является возможность нанесения на заглубленные ж/б фундаменты сложной формы, что позволяет не только значительно снизить воздействие деструктивных сил морозного пучения, но и предотвратить проникновение влаги через поры поверхности к металлической арматуре, что существенно продлевает срок эксплуатации фундамента.

Нанесение ПСПП «Reline» возможно как методом безвоздушного распыления с раздельной подачей подогреваемых компонентов - для заводских условий, так и кистью или валиком в трассовых условиях.

Сравнение технологий по методу монтажа

С точки зрения монтажа - все вышеперечисленные продукты достаточно легко наносятся, как в заводских так и в трассовых условиях, но в отличие от традиционных противопучинных мероприятий, которые выполняются при положительных температурах, оболочка ОСПТ «Reline» может монтироваться на сваю как в заводских, так и в трассовых условиях на открытом воздухе даже при температурах -20°С и ниже (при организации укрытия). В свою очередь противопучинное покрытие ПСПП «Reline» для железобетонных свайных конструкций возможно наносить в трассовых условиях в диапазоне температур от минус 5°С до плюс 30°С. Нанесение смазки БАМ также возможно при низких температурах, но в силу применяемых материалов и технологии БАМ в морозы не нанести качественно.

По способу погружения свай в грунт сваи с оболочкой ОСПТ «Reline» и покрытием ПСПП «Reline» применяются при буроопускном, бурозабивном и забивном способах, что также выгодно отличает их от кремнеорганических эмалей и битумных смазок, при нанесении которых возможен только буроопускной способ, т.к другие виды погружения приводят к повреждению покрытий.

Эффективный срок службы ОСПТ «Reline» и ПСПП «Reline» при соблюдении технологии нанесения составляет срок, соизмеримый со сроком эксплуатации оборудования/строений размещенных на возводимых фундаментах, в 50 лет. Это выгодно отличает данные решения от традиционного использования противопучинных смазок БАМ-3 и БАМ-4.

Современные подходы к организации строительства объектов на многолетних мерзлых грунтах, а также в зонах сезонного оттаивания грунтов дают возможность использования новых, более эффективных разработок в сфере обеспечения противопучинных мероприятий - таких, как сложно-модифицированная полимерная оболочка ОСПТ «Reline».

В условиях сжатых сроков возведения малонагруженных фундаментов при использовании металлических и железобетонных свайных конструкций целесообразно применять противопучинное покрытия ОСПТ «Reline» и ПСПП «Reline» соответственно.

Данные решения позволяют на стадиях проектирования избежать:

- расчета удлинения свай;

- дополнительного бурения под обсадные колонны;

- отсыпки и теплоизоляции грунтов;

Немаловажным плюсом использования продуктов ЗАО "УЗПТ "Маяк" является сокращение сроков и упрощение строительных работ. Кроме того, в силу технологичности процесса монтажа ОСПТ «Reline», и простоты нанесения ПСПП «Reline, соблюдаются все требования по нанесению покрытий как в заводских, так и в полевых условиях.

Современные противопучинные покрытия для свайных фундаментов.

Современные противопучинные покрытия для свайных фундаментов.

Современные противопучинные покрытия для свайных фундаментов.

Возведение зданий и сооружений на многолетнемерзлых пучинистых грунтах и грунтах в зонах сезонного оттаивания зачастую имеет свои объективные сложности. Мерзлотно-грунтовые условия на глубинах промерзания, в подавляющем большинстве случаев вследствие морозного пучения, являются неблагоприятными для обеспечения несущей способности фундаментов и оснований.

Согласно открытым данным, порядка 65% фундаментов и оснований под малонагруженные фундаменты (опоры линий ЛЭП, опоры контактной сети железных дорог, инфраструктурные объекты нефтегазового комплекса и т.д.) организованные в зонах с сезонным промерзанием и оттаиванием грунтов, в той или иной степени, деформированы под воздействием сил морозного пучения. С течением срока эксплуатации таких фундаментов деструктивное воздействие, как правило, только усугубляются и ведет к досрочному выводу из эксплуатации объектов.

Морозное пучение

Под морозным пучением принято понимать внутриобъемное деформирование промерзающих грунтов, способствующее увеличению их объема вследствие замерзания в них влаги и образования ледяных включений в виде прослоек и линз. Обратный процесс в момент оттаивания сопровождается осадкой, разуплотнением и, как следствие, снижением несущей способности грунтов. Морозное пучение выражается в неравномерном поднятии деятельного слоя грунта. Возникают напряжения грунта при пучении, что оказывает существенное воздействие на фундаменты и на наземные конструкции зданий.

Традиционные метода борьбы с пучением грунтов

При проектировании оснований и фундаментов на пучинистых грунтах в соответствии с СП 25.13330 предусматривают специальные противопучинные мероприятия, призванные уменьшить деформацию зданий и сооружений, снижающие силы морозного пучения.

Зачастую, фундаменты зданий и сооружений, расположенных в условиях распределения многолетнемерзлых грунтов проектируются свайными. Сваи для них используются как металлические так и железобетонные.

К традиционным методам снижения деструктивного влияния на фундаменты и основания сил морозного пучения относят:

- Использование кремнеорганических эмалей (КО-174, КО-1164);

- Противопучинные смазки БАМ-3 и БАМ-4.

Наиболее распространенными противопучинными смазками и пропитками является смазка БАМ-4 и кремнийорганические эмали КО-174 и КО-1164. Смазка БАМ-4 представляет собой мягкую и пластичную углеродистую композицию из переработанных нефтяных продуктов. Поверх обмазки БАМ-4, на обработанные поверхности свай необходимо накладывать полимерные ленты или пленку для предохранения смазки от стягивания при пучении грунта.

Кремнийорганические эмали КО-174 и КО-1164 представляют собой суспензию пигментов и наполнителей в растворах кремнийорганических смол.

Указанные выше противопучинные покрытия, несмотря на их доступность и сравнительно невысокую стоимость, не обладают достаточной прочностью и долговечностью при циклических нагрузках на фундаменты в процессе пучения грунтов. В результате такого воздействия происходит повреждение покрытий, вымывание смазок грунтовыми водами и как следствие коррозия металлических поверхностей свай, и через какие-то время продолжение выпучивания свай фундамента.

Современные противопучинные технологии.

Одним из действенных современных способов снижения воздействия сил морозного пучения при применении свай для обустройства фундаментов и оснований является применение свай с противопучинными полимерными покрытиями.

С 2011 года на российском рынке присутствует решение от компании УЗПТ "Маяк" - Противопучинная полимерная термоусаживаемая оболочка ОСПТ "Reline", ТУ 2247-004-75457705-2014 (для металлических свай) и Противопучинное полимерное покрытие ПСПП "Reline" ТУ 20.30.12-001-75457705-2018 (для железобетонных свайных конструкций).

ОСПТ "Reline" представляет собой полимерную термоусаживаемую оболочку, произведенную из радиационно-модифицированного полимера.

ОСПТ"Reline": остается пластичной даже при глубоком минусе (до -63ºС); не смерзается с грунтом, то есть свая, остается в исходном положении; адгезивный слой обеспечивает прочное сцепление оболочки со сваей, не дает ей сдвигаться по свае (сила касательного сцепления составляет не менее 30 кг/1 кв.см, что превышает силу морозного пучения в десятки раз).

Эффективность ОСПТ "Reline" была подтверждена ОАО «Фундаментпроект» и ООО «Газпром ВНИИГАЗ» в рамках проведения лабораторных исследований и натурных испытаний, результатом которых стало подтверждение уникальных качественных характеристик материала, снижение сил морозного пучения было подтверждено в пределах 50-60%. При расчете оснований и фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения по СП 25.13330.2012 для свай, покрытых оболочками противопучинными термоусаживаемыми ОСПТ «Reline» к значениям τfh следует применять коэффициент 0,42.

Оболочка ОСПТ "Reline" прошла аттестацию в ПАО "Газпром" и разрешена для применения при строительстве объектов различного назначения. На основании аттестации данные материалы включены в реестр Газпром СтройТЭК Салават. Одним из крупнейших объектов, при строительстве которых было применено решение ОСПТ "Reline" стал газопровод «Сила Сибири».

В свою очередь, при обустройстве фундаментов и оснований зданий с применением железобетонных свайных конструкций одним из немногих возможных решений, направленных на минимизацию воздействия сил морозного пучения является противопучинное полимерное покрытие ПСПП "Reline".

ПСПП «Reline» (ТУ 20.30.12-001-75457705-2018) — это полимерное износоустойчивое композиционное покрытие на эпоксидной основе, которое используется для защиты бетонных и ЖБ поверхностей, контактирующих с пучинистыми грунтами. Покрытие образует на поверхности сваи прочный водонепроницаемый слой. Это современная альтернатива противопучинистым смазкам, которые стираются с поверхности и смещаются при многочисленных циклах оттаивания-замерзания грунта. ПСПП «Reline» может применяться как самостоятельное покрытие, так и с финишными красками, в том числе для защиты от УФ. Немаловажным плюсом ПСПП «Reline» является возможность нанесения на заглубленные ж/б фундаменты сложной формы, что позволяет не только значительно снизить воздействие деструктивных сил морозного пучения, но и предотвратить проникновение влаги через поры поверхности к металлической арматуре, что существенно продлевает срок эксплуатации фундамента.

Нанесение ПСПП «Reline» возможно как методом безвоздушного распыления с раздельной подачей подогреваемых компонентов - для заводских условий, так и кистью или валиком в трассовых условиях.

Сравнение технологий по методу монтажа

С точки зрения монтажа - все вышеперечисленные продукты достаточно легко наносятся, как в заводских так и в трассовых условиях, но в отличие от традиционных противопучинных мероприятий, которые выполняются при положительных температурах, оболочка ОСПТ «Reline» может монтироваться на сваю как в заводских, так и в трассовых условиях на открытом воздухе даже при температурах -20°С и ниже (при организации укрытия). В свою очередь противопучинное покрытие ПСПП «Reline» для железобетонных свайных конструкций возможно наносить в трассовых условиях в диапазоне температур от минус 5°С до плюс 30°С. Нанесение смазки БАМ также возможно при низких температурах, но в силу применяемых материалов и технологии БАМ в морозы не нанести качественно.

По способу погружения свай в грунт сваи с оболочкой ОСПТ «Reline» и покрытием ПСПП «Reline» применяются при буроопускном, бурозабивном и забивном способах, что также выгодно отличает их от кремнеорганических эмалей и битумных смазок, при нанесении которых возможен только буроопускной способ, т.к другие виды погружения приводят к повреждению покрытий.

Эффективный срок службы ОСПТ «Reline» и ПСПП «Reline» при соблюдении технологии нанесения составляет срок, соизмеримый со сроком эксплуатации оборудования/строений размещенных на возводимых фундаментах, в 50 лет. Это выгодно отличает данные решения от традиционного использования противопучинных смазок БАМ-3 и БАМ-4.

Современные подходы к организации строительства объектов на многолетних мерзлых грунтах, а также в зонах сезонного оттаивания грунтов дают возможность использования новых, более эффективных разработок в сфере обеспечения противопучинных мероприятий - таких, как сложно-модифицированная полимерная оболочка ОСПТ «Reline».

В условиях сжатых сроков возведения малонагруженных фундаментов при использовании металлических и железобетонных свайных конструкций целесообразно применять противопучинное покрытия ОСПТ «Reline» и ПСПП «Reline» соответственно.

Данные решения позволяют на стадиях проектирования избежать:

- расчета удлинения свай;

- дополнительного бурения под обсадные колонны;

- отсыпки и теплоизоляции грунтов;

Немаловажным плюсом использования продуктов ЗАО "УЗПТ "Маяк" является сокращение сроков и упрощение строительных работ. Кроме того, в силу технологичности процесса монтажа ОСПТ «Reline», и простоты нанесения ПСПП «Reline, соблюдаются все требования по нанесению покрытий как в заводских, так и в полевых условиях.

Подробнее о защите металлических свай в пучинистых грунтах

Разработка большей части месторождений нефти и газа осуществляется в сложных природно-климатических условиях Севера. Возведение объектов инфраструктуры усложняется тем, что строительство ведется в районах распространения пучинистых грунтов. Для повышения надежности функционирования и долговечности объектов применяют металлические сваи. Однако из-за воздействия касательных сил морозного пучения даже эта мера не гарантирует полной безопасности.

При замерзании влаги пучинистые грунты увеличиваются в объеме и «выдавливают» сваи вверх. Образующиеся под ними пустоты заполняются грунтом таким образом, что после оттаивания фундамент не занимает своего первоначального положения. Данное явление называется морозным пучением. Под воздействием сил пучения несущие конструкции сооружений деформируются, создается угроза разрушения зданий и сооружений. Для минимизации этих процессов необходимо, чтобы силы, удерживающие сваи в более глубоких слоях, превосходили силы морозного выпучивания.

Чтобы минимизировать негативное воздействие пучинистых грунтов на фундаменты зданий и сооружений, предпринимают различные меры. Наиболее технологичный и эффективный способ - окраска металлических свай лакокрасочными материалами на основе эпоксидных смол. Получаемая гладкая поверхность значительно снижает силы смерзания металлических свай с пучинистыми грунтами в слое сезонного промерзания-оттаивания. Касательные силы пучения, согласно исследований, проведенных ОАО «Фундаментпроект» для эпоксидной грунт-эмали ИЗОЛЭП-mastic, снижаются на 20 - 60 %.

Действующая в России нормативно-техническая документация предусматривает применение современных эпоксидных составов для защиты металлических свай. ГОСТ 9.602-2016 «Защита строительных конструкций от коррозии и старения. Подземные сооружения» регламентирует толщину такого покрытия - 0,35 мм. Грунт-эмаль ИЗОЛЭП-mastic, в отличие от кремнийорганических и других устаревших материалов, позволяет получить требуемую толщину за один слой. Это делает покрытия ВМП очень выгодными при подсчете трудоемкости работ на квадратный метр защищаемой поверхности. Применение современных эпоксидных покрытий позволяет уменьшить длину свай и сократить капитальные затраты на строительство объектов.

Эпоксидные материалы устойчивы к механическим воздействиям (показатель абразивостойкости 98,3 мг по Тамберу, что существенно выше, чем у кремнийорганических материалов).

Наносить материал можно непосредственно на строительной площадке при отрицательных температурах, в том числе по поверхностям, подготовленным к окраске вручную.

Свай-оболочки, противопучинистое и антикоррозионное покрытие для опор ЛЭП

В статье описаны проблемы связанные с морозным пучением и условиями вечной мерзлоты при установке фундаментов ЛЭП. Описаны методы защиты опор и подготовки грунта, а также выдвинуты предложения Amast PL для решения данных проблем.

В отдалённых регионах России, особенно в зонах с тяжёлыми и экстремальными погодными условиями, часто происходят перебои с подачей электроэнергии и аварии из-за рухнувшей опоры или оборвавшегося кабеля. Причина — слабая защита от коррозии. Технологическое несовершенство такой опоры дополняет простой бетонный фундамент. Если сделан он недобросовестно, например с применением раствора ненадлежащего качества, то спустя какое-то время бетон растрескается, в трещины попадет вода. Несколько циклов заморозки-оттаивания, и фундамент надо переделывать или серьезно ремонтировать.

Морозное пучение один из наиболее опасных и непредсказуемых факторов воздействия на фундамент. Действие морозного пучения грунтов и выпучивание фундаментов ухудшает условия эксплуатации и укорачивает сроки службы опор и сооружений, вызывает их повреждения и деформации. Это приводит к большим затратам на ремонт повреждений и неудобствам в эксплуатации.

Если грунты в основании сооружения пучинистые, а мероприятия по предотвращению воздействия морозного пучения на фундамент не были предусмотрены или были выбраны неверно, то сооружение обречено на постепенное снижение своих эксплуатационных характеристик, вплоть до разрушения. Бороться с морозным пучением, которое уже воздействует на фундаменты очень сложно.

В рамках реконструкции электрических сетей, в частности опор ЛЭП и фундаментов, технические предложения для условий болотистой местности и вечной мерзлоты будут следующие:

  • Вопрос с «выпучиванием» фундаментов.
    Первое предложение — это глубинная поверхностная пропитка AMAST-korten для фундамента с кремнийорганическими соединениями, самое бюджетное, что может быть, и при этом крайне эффективное решение. А второе — это композитный «чулок» Amast-01 для железобетонных свай. Композит очень хорошо понижает касательные силы трения и исключает коррозию.
  • Применение Кортеновских сталей
    Используются вместо горячего цинка при изготовлении опор, верхний слой которых выступает защитным и не требуется обновление покрытия в течение всего срока эксплуатации. В качестве антикоррозионной защиты опор для ненаселённой местности вместо чёрного металла применяется кортеновская (всепогодная) сталь, которая создаёт защитную оболочку на своей поверхности.

Принципиально такие решения позволяют повысить интенсификацию строительства (меньше размер свай и глубина бурения для фундамента).

Чтобы обеспечить защиту других типов стали и бетона и придать им противопучинистые характеристики применяются системы защитного покрытия ЭпоИнтерПАН 670 HS с начала 2000-х годов. Особенностью данного покрытия является то, что его можно наносить в условиях строительной площадки, и оно обеспечивают адгезию с металлом в случае скобления поверхности с другими субстанциями.

Внешний вид покрытия для опор электроэнергетики представлен на рисунках ниже.

Заводская антикоррозийная защита Антикоррозийная защита в условиях строительства

Два направления борьбы с морозным пучением

Воздействие на грунты

Первое направление — воздействие на грунты в зоне промерзания и их характеристики с целью уменьшения или исключения их пучинистых свойств.

Явление морозного пучения имеет место при единовременном наличии нескольких условий — грунт должен быть пучинистым, должна быть отрицательная температура и определенная влажность грунта. Если одно из этих условий отсутствует, то пучения не будет. Исходя из этого основные методы воздействия на грунт основания делятся на:

  • Связанные с устранением свойств пучинистости грунта. Сюда относят замену грунта на непучинистый, введение в грунт противопучинистых добавок, введение веществ, снижающих температуру замерзания грунта, уплотнение и изменение структуры грунта.
  • Направленные на снижение влажности грунта. К ним относятся, например, выполнение дренажа, искусственное снижение уровня грунтовых вод, подъем участка строительства за счет отсыпки грунтом (вертикальная планировка), обеспечение естественного стока атмосферных вод и др.
  • Направленные на недопущение замерзания грунта или уменьшения глубины промерзания. К таким относятся, например, утепление грунта вблизи фундаментов отапливаемых сооружений, искусственный подогрев грунта коммуникациями, выделяющими тепло, или греющим кабелем.

Приспособление сооружения и фундамента к условиям окружающей среды

Второе направление — приспособление фундамента и сооружения в целом к восприятию усилий от морозного пучения или снижение смерзания грунта и фундамента. Это направление в основном предусматривает решения по модификации фундаментов и несущих конструкций.

Это направление применяется, когда гарантированно устранить пучинистость грунта не представляется возможным или слишком дорого. Тогда специальными мерами добиваются такого состояния: грунт возле фундамента при промерзании вспучивается, но это не оказывает влияния на фундаменты. К таким мерам относят:

  • Правильный выбор глубины заложения фундаментов для исключения воздействия лобовых сил морозного пучения, т. к. эти силы имеют огромные величины и бороться с ними очень тяжело. Для этого необходимо чтобы подошва фундамента находилась ниже глубины промерзания. Эта мера обязательна всегда кроме случая с малозаглубленными фундаментами, которые изначально предполагают воздействие на них лобовых сил пучения.
  • Конструктивные меры — уменьшение сечения фундамента в пределах промерзающего слоя, применение обратного уклона боковых граней фундамента, увеличения расстояния между фундаментами для увеличения нагрузки на них и др;
  • Применение покрытий боковой поверхности свай и столбчатых фундаментов (окраска, обмазка, оболочки), снижающих силы смерзания с грунтом в пределах промерзающего слоя; Поднимающиеся от пучения грунты просто будут проскальзывать вдоль сваи, не воздействуя на нее;
  • Применение винтовых свай и свай с уширением в нижней части (сваи РИТ, буронабивные сваи с камуфлетной пятой и др.), грибовидных фундаментов и фундаментов с развитой подошвой для создания большого сопротивления выдергиванию; Поднимающиеся от пучения грунты тянут фундамент вверх, но удерживающая сила больше выпучивающей, поэтому перемещения фундамента не происходит;
  • Увеличение длины сваи или глубины фундамента из расчета на морозное пучение (так чтобы сила, удерживающая сваю от выпучивания, была больше силы морозного пучения) без создания уширения в нижней части.

В компании Amast Power Lines считают наиболее целесообразным применение свай-оболочек в качестве фундаментов при строительстве многогранных опор воздушных линий для обеспечения равного срока службы подземных и надземных несущих конструкций сооружения.

Покрытие винтовых свай. Сравнительный анализ различных типов антикоррозийного покрытия


Время чтения: 8 минут Интересно, но нет времени читать?

Рынок строительных материалов развивается стремительно, а потому следить за его динамикой и выбирать качественные покрытия винтовых свай производителям становится все сложнее: некоторые из них могут иметь отличные характеристики, но не отвечать условиям монтажа и эксплуатации свай.\

Содержание статьи:

1. Эффективность применения покрытия на различных участках винтовой сваи

Установленная в грунт свая по типу и степени воздействия среды, условно «делится» на три части:

  • верхняя часть, находящаяся над уровнем земли и подверженная воздействию атмосферной коррозии. Вероятность повреждения покрытия на данном участке практически отсутствует;
  • средняя часть, располагающаяся в контактной области «атмосфера – грунт». Это участок длиной приблизительно один метр (за точку отсчета берется поверхность земли), который подвержен почвенной коррозии. Негативное воздействие на сваю связано с нарушением структуры грунта во время погружения до проектной отметки, высокой вероятностью наличия в этом слое влаги и доступом к нему кислорода. Вероятность разрушения покрытия на данном участке можно оценить, как среднюю;
  • нижняя часть, то есть участок сваи, располагающийся на уровне ниже одного метра от поверхности земли, также подвергается воздействию почвенной коррозии. Вероятность повреждения покрытия на данном участке наиболее высока, однако из-за ограниченного доступа кислорода и влаги и высокой плотности этот слой грунта более инертен по отношению к металлу, чем в средней части сваи.

Учет особенностей эксплуатации, присущих средней части сваи, обеспечит максимальный эффект от использования покрытия. Однако это не гарантирует, что оно не получит повреждений при установке. Поэтому в качестве наиболее эффективных способов борьбы с коррозией стоит рассматривать использование цинковых анодов, высоколегированных сталей и, конечно, увеличение толщины стенки ствола сваи, а расчет срока службы осуществлять без учета покрытия.

В то же время из-за того, что использование толстостенного металлопроката приводит к удорожанию продукции, а краска в средней части сваи нечасто получает серьезные повреждения, использование покрытия в определенных грунтовых условиях рассматривается производителями как экономичный и действенный метод дополнительной защиты винтовых свай.

Чтобы иметь возможность своевременно оценивать все новинки и использовать именно те, которые демонстрируют максимальную эффективность, компания «ГлавФундамент» на постоянной основе проводит в собственной лаборатории исследования покрытий для винтовых свай. Все полученные в ходе испытаний данные систематизируются и вносятся в базу. После очередных испытаний результаты по новому образцу сопоставляются с имеющейся информацией. Это позволяет составить наиболее объективное представление о разных красках и выбрать лучшие для винтовых свай.

Предлагаем Вам ознакомиться с результатами последних исследований.

2. Образцы, участвовавшие в испытаниях

Для изучения были предоставлены следующие покрытия:

  • полимерные;
  • горячее цинкование;
  • холодное цинкование;
  • полиуретановые;
  • эпоксидные;
  • грунты, эмали по ржавчине.

3. Подготовка поверхности перед нанесением покрытия

Хорошая подготовка поверхности – залог того, что покрытие сваи будет качественным. Однако не менее важно понимать, как оно ведет себя в различных ситуациях. Поэтому во время испытаний рассматриваются разные условия нанесения:

  • на поверхность (в том числе сварные швы), обработанную и зачищенную надлежащим образом (по ГОСТ);
  • на поверхность (в том числе сварные швы), прошедшую минимальную обработку, сопоставимую с обработкой в полевых условиях (это позволит понять, можно ли восстановить покрытие, если оно, к примеру, получит повреждения при перевозке).

В качестве образцов для нанесения использовались металлические пластины и обрезки труб со сварными швами.

Антикоррозийное покрытие

Нанесение по первой программе, то есть на подготовленную поверхность, предполагает следующие подготовительные этапы:

  • механическая очистка. Включает пескоструйную или дробеструйную обработку, либо очистку корд-щетками, которая позволяет удалить острые кромки, выступы в зоне сварного шва и окалины, плохо держащиеся на поверхности. Поверхность должна быть зачищена до степени 2 по ГОСТ 9.402-80 (т.е. должна иметь равномерную шероховатость, металлический блеск; допускается более темный оттенок металла на участках, где были окалины);
  • обезжиривание поверхности уайт-спиритом или растворителем № 646. Поверхность должна быть обезжирена до степени 1 по ГОСТ 9.402-80 (отсутствие следов жира на фильтровальной бумаге после протирки поверхности). Для обезжиривания нельзя использовать легколетучие растворители.

При подготовке поверхности необходимо учитывать и дополнительные рекомендации. Максимальный промежуток времени между подготовкой и окрашиванием должен составлять не более одних суток. Если окрашивать сразу после механической очистки, от обезжиривания можно отказаться (исключение – особо загрязненные участки).

Только после этих мероприятий, можно переходить к подготовке материала и нанесению его по инструкции производителя.

Вторая программа, то есть окрашивание в полевых условиях (после транспортировки или на уже установленные сваи), подразумевает минимальную очистку и обезжиривание поверхности, за которыми сразу следует нанесение. Для этой программы важна простота нанесения, которая «в поле» может сыграть решающую роль. На этом этапе из списка испытываемых образцов были исключены горячее цинкование и полимерное покрытие, нанесение которых требует специальных условий и оборудования.

Читайте также: