Что даёт ограждению свайно-винтовая опора
Забор на винтовых сваях — ограждение, у которого каждая стойка опирается на стальную трубу с приваренной винтовой лопастью, погружённую в грунт вращением. Опора передаёт нагрузку на плотные слои ниже глубины промерзания, поэтому сезонные подвижки пучинистого суглинка перестают влиять на геометрию линии. Расчётная глубина промерзания суглинков Московской области — 1,35–1,4 м, длина ствола под забор — 1,5–2,5 м.
Отличие от бетонного столба — металл открыт для обслуживания. Бетон скрывает арматуру, а винтовые сваи для забора доступны на всём надземном участке: покрытие видно, дефект заметен, подкраска идёт за один проход кистью. Ресурс опоры определяют толщина стенки трубы и качество антикоррозийного слоя, причём вторая величина восстанавливаемая.
Чаще всего звонят после того, как бетонные столбы у соседа выперло за зиму. Забор при этом стоит волной, и выправить его без переустановки уже никак.
Диаметр сваи, лопасть и длина ствола
Под заборы применяют два массовых типоразмера. Винтовая свая диаметром 57 мм с лопастью 200 мм рассчитана на лёгкое заполнение — сетку-рабицу, сварную панель, штакетник с просветом. Свая 76 мм с лопастью 250 мм закрывает глухие ограждения из профлиста и участки со слабым верхним слоем грунта. Толщина стенки ствола 3,0–3,5 мм, лопасти 4–5 мм.
Верх сваи закрывают оголовком — пластиной 150×150 или 200×200 мм с гильзой под лагу или столб заполнения, заодно оголовок защищает полость трубы от осадков. Опоры под консольные ворота считают отдельно: под откатное полотно шириной 4 м ставят от трёх свай диаметром 89–108 мм и связывают их швеллером, поскольку консоль создаёт опрокидывающий момент.
Под рабицу берут 57 мм, под профлист 76 мм — это правило работает почти всегда. Спорных случаев два: старый торфяник и участок на вершине склона.
Шаг между опорами и парусность заполнения
Шаг между опорами задаёт ветровая нагрузка на заполнение. Для I ветрового района, куда входит Московская область, нормативное ветровое давление принимают 0,23 кПа, расчётное с учётом коэффициентов — порядка 0,35–0,45 кПа на глухую плоскость. Профлист высотой 2 м при шаге 3 м собирает на опору около 2,4–2,7 кН горизонтальной нагрузки, поэтому глухие ограждения ставят чаще сетчатых.
Шаг опор по видам заполнения
- Сетка-рабица — парусность низкая, шаг между опорами 2,5–3,0 м, свая 57 мм
- Сварная 3D-панель — парусность низкая, шаг между опорами 2,5–2,7 м, свая 57 мм
- Штакетник с просветом 40–60 мм — парусность средняя, шаг между опорами 2,5–2,7 м, свая 57–76 мм
- Профлист С8–С21 высотой до 2 м — парусность высокая, шаг между опорами 2,0–2,5 м, свая 76 мм
- Профлист высотой 2,0–2,5 м — парусность высокая, шаг между опорами 2,0 м, свая 76 мм
- Опоры консольных ворот — парусность высокая, шаг в кусте 1,5–2,0 м, свая 89–108 мм
На открытых участках без ветровой тени и на вершине склона шаг сокращают на 0,5 м.
Забор считают по ветру, а ставят по грунту. На суглинке с водой выше двух метров даже лёгкая рабица уходит из линии, если лопасть осталась на метре.
Где свая теряет металл
Скорость коррозии по длине опоры распределяется неравномерно, и защиту строят по зонам:
- подземная часть ниже 0,5 м — постоянная влажность при ограниченном доступе кислорода, потери 0,01–0,03 мм в год в суглинке средней агрессивности
- зона переменного смачивания от отметки минус 0,3 м до плюс 0,2 м — самый нагруженный участок, скорость возрастает до 0,05–0,08 мм в год
- надземная часть — категория коррозивности C2 за городом и C3 вблизи трассы по ISO 12944, потери 0,01–0,02 мм в год у открытой стали
- сварные швы оголовка и лопасти — зона термического влияния с окалиной, коррозия развивается быстрее основного металла
Отсюда правило: заводское покрытие перекрывает переходную зону с запасом 0,3 м в обе стороны, а любой шов на объекте требует восстановления слоя.
Ржаветь свая начинает у самой земли, а вовсе глубоко внизу. Там и влага, и воздух, и именно этот поясок мы просим осматривать раз в год.
Подготовка поверхности перед нанесением покрытия
ГОСТ 9.402 и ISO 8501-1 задают под тяжёлые системы степень очистки Sa 2½: поверхность равномерно светло-серая, окалина и продукты коррозии сняты. Однослойные грунт-эмали по ржавчине идут по степени St 3, это механическая зачистка до блеска.
Порядок работ по стволу занимает четыре часа на партию из двадцати опор.
- обезжиривание уайт-спиритом или щелочным составом, удаление масляных пятен от прокатки
- абразивная очистка купершлаком или дробью фракции 0,5–1,2 мм при давлении 0,5–0,7 МПа, шероховатость профиля Rz 30–60 мкм
- обеспыливание сжатым воздухом или пылесосом, запылённость по классу 2 ISO 8502-3
- контроль солей, хлориды до 20 мг/м² для эпоксидных систем
- нанесение первого слоя в течение 4 часов после очистки, пока поверхность сохраняет активность
Режим нанесения общий для всех систем. Температуру основания держат выше точки росы на 3 °C, влажность воздуха до 80 %, температуру металла от +5 °C для стандартных отвердителей и от −10 °C для зимних версий. Работа по влажной поверхности роняет адгезию с балла 1 до балла 3–4 по ГОСТ 31149.
Типы антикоррозийных покрытий и их ресурс
Системы различаются толщиной плёнки, защитой и ремонтопригодностью.
Сравнение четырёх систем
- Горячее цинкование по ГОСТ 9.307 — толщина 60–85 мкм, защита барьерная и протекторная через диффузионный слой, ресурс 25–40 лет в C2 и 15–25 лет в C3, ремонт на объекте цинкнаполненным составом
- Холодное цинкование, цинк 88–96 % в сухой плёнке — толщина 60–120 мкм, защита протекторная, катодная по стали, ресурс 7–15 лет, ремонт кистью, слой сваривается с прежним
- Полимерное порошковое покрытие — толщина 60–120 мкм, защита барьерная за счёт сплошной плёнки, ресурс 10–20 лет при целом слое, ремонт только жидкими материалами
- Двухкомпонентная эпоксидная грунт-эмаль — толщина 120–250 мкм, защита барьерная с высокой адгезией, ресурс 10–20 лет в C2–C3, ремонт кистью и валиком с перекрытием 50 мм
Горячее цинкование держит подземную часть дольше прочих систем. Цинк растворяется первым, сталь под ним остаётся защищённой даже при царапине шириной до 2 мм. После сварки оголовка слой закрывают цинкнаполненным составом. Обычная эмаль по цинку без адгезионного грунта уходит за 1–2 сезона.
Холодное цинкование работает по той же катодной схеме, кисть и валик заменяют ванну расплава. Толщина 80–100 мкм набирается двумя слоями по 40–50 мкм с межслойной сушкой 1–2 часа. Пыль и остаточная ржавчина под слоем отнимают 2–3 балла адгезии.
Порошковое полимерное покрытие держит цвет 10–20 лет, пока плёнка цела. Скол от 1 мм открывает подплёночную коррозию, кромка скола расходится на 3–5 мм в год. Сваи без цинка идут под двухкомпонентную эпоксидную грунт-эмаль: два слоя по 80–120 мкм, итоговая плёнка 160–240 мкм, адгезия балл 0–1, камера влажности 1000 часов.
Самая частая ошибка — алкидная эмаль по цинку. Банка стоит триста рублей, держится один сезон, а потом слой снимают шпателем вместе с цинком.
Спорят обычно про горячий цинк: дорого. На заборе из профлиста разница выходит около 15 % сметы, а срок до первого ремонта втрое больше.
Толщина покрытия в микронах и контроль адгезии
Толщину сухой плёнки снимают толщиномером по ГОСТ 31993 — магнитным на стали, вихретоковым на цинке. Норма замеров 5 точек на погонный метр ствола. Локальный минимум 80 % от номинала проходит приёмку при среднем по стволу от номинала и выше.
Номинал по зонам ствола
- Подземная часть ниже 0,5 м — эпоксидная система 200–250 мкм, холодное цинкование 100–120 мкм
- Зона переменного смачивания — эпоксидная система 250 мкм, холодное цинкование 120 мкм
- Надземная часть — эпоксидная система 160–200 мкм плюс полиуретан 40–60 мкм, холодное цинкование 80–100 мкм
Перебор по толщине вреден наравне с недобором. Слой свыше 350 мкм за один проход сохнет неравномерно и трескается на перепаде от +20 до −15 °C.
Адгезию режут решёткой по ГОСТ 31149. Шаг надрезов берут по толщине плёнки.
- Плёнка до 60 мкм — шаг решётки 1 мм
- Плёнка 61–120 мкм — шаг решётки 2 мм
- Плёнка свыше 120 мкм — шаг решётки 3 мм
Приёмку проходит балл 0 или 1: отслаивание в пределах решётки до 5 % площади.
Подкраска сварных швов и повреждений при монтаже
Заводское покрытие рвётся на объекте в трёх операциях: завинчивание с истиранием ствола о плотный грунт и камни, обрезка по уровню, приварка оголовка. Слой восстанавливают до засыпки пазухи и монтажа лаг, на одну опору уходит 20–25 минут.
- Шлак и брызги сбивают со шва, зачистка корщёткой либо лепестковым кругом P60–P80 до чистого металла
- Кромки и наплывы скругляют радиусом 2 мм, на острой кромке плёнка выходит вдвое тоньше плоскости
- Края старого покрытия расшивают шлифовкой на 20–30 мм в стороны, ступенька сводится на плавный переход
- Обезжиривание уайт-спиритом, сушка до сухой поверхности
- Два слоя состава с заходом на старое покрытие 50 мм, до номинала своей зоны
- Межслойная сушка по паспорту, у эпоксидных систем 4–6 часов при +20 °C
Чем ремонтируют каждое заводское покрытие
- Горячее цинкование — цинкнаполненный состав с долей цинка от 88 %
- Холодное цинкование — тот же цинкнаполненный состав
- Эпоксидная грунт-эмаль — та же грунт-эмаль
- Порошковое полимерное — двухкомпонентная система с адгезионным грунтом
Алкидная эмаль поверх цинка омыляет связующее и сходит за первый сезон. Пары материалов поэтому сверяют по таблице совместимости производителя. Торец обрезанного ствола красят составом ствола и закрывают оголовком.
Заказчики часто просят покрасить сваи в цвет забора прямо на объекте. Красим, но сначала шов и задиры, иначе через восемь лет краска держится, а металла под ней уже нет.
Окраска надземной части и обслуживание
По цинку сначала идёт адгезионный грунт 20–40 мкм, поверх него полиуретановая либо акрилуретановая эмаль 50–60 мкм в два слоя. Отверждение свыше 7 суток требует матирования абразивом P180–P240.
Осмотр ставят раз в год, весной после схода снега. Под контроль идут четыре участка: зона у грунта на 0,2 м вверх и вниз, швы оголовка, места крепления лаг, торцы. Точки ржавчины до 3 мм закрывают локально, вздутия плёнки расшивают до прочного слоя. Первый плановый ремонт выпадает на 8–12 год у эпоксидной системы и на 7–10 год у холодного цинкования. Расход состава на двадцать опор 1,5–2,5 кг за проход.
Итого
- Свая под сетку и штакетник — 57 мм с лопастью 200 мм
- Свая под профлист и высокие глухие секции — 76 мм с лопастью 250 мм
- Шаг между опорами — 2,5–3,0 м для сетки, 2,0–2,5 м для профлиста
- Глубина погружения — 1,5–2,5 м, лопасть ниже отметки промерзания 1,4 м
- Подготовка поверхности — Sa 2½, шероховатость Rz 30–60 мкм, первый слой в течение 4 часов
- Толщина покрытия — горячий цинк 60–85 мкм, холодный цинк 80–120 мкм, порошок 60–120 мкм, эпоксид 160–250 мкм
- Срок до первого ремонта — горячее цинкование 25–40 лет в C2, эпоксид 10–20 лет, холодный цинк 7–15 лет
- Контроль качества — адгезия по ГОСТ 31149 балл 0–1, толщина по ГОСТ 31993 в 5 точках на метр
- Ремонт швов и задиров — зачистка до металла, расшивка 20–30 мм, два слоя с перекрытием 50 мм
Материал подготовлен инженерной службой компании «Вертикаль», производство и монтаж винтовых свай, Москва и Московская область