28.03.2018

Особенности установки заборов в различные грунты

Любое стационарное ограждение включает в конструкцию несущие элементы – опоры. От правильности их выбора и метода установки будет зависеть надежность и долговечность забора. Учитывая, что опоры закрепляются в земле, отправной точкой проектирования забора является анализ грунта. Основными показателями почвы становятся пучинистость, глубина промерзания и коррозионная активность.

Бурение ямы под столб

Особенности монтажа опор в пучинистый грунт

Пучинистость напрямую зависит от насыщенности водой. Обычно повышенной пучинистостью характеризуются глинистые грунты. При замерзании в зимний период вода расширяется, а промерзший слой, увеличиваясь в объеме, вспучивается. При недостаточном заглублении столбов земля просто выталкивает их наружу.

Глинистый грунт

В пучинистых почвах опору необходимо заглублять до плотных слоев, то есть ниже глубины промерзания с запасом 15-20 см. Определяют глубину промерзания по СНиП 2.02.01-83 в зависимости от региона и почвенного состава.

Установка опоры без бетонирования

При выборе стальных труб погружение можно выполнять ударно-механическим методом. В свою очередь, глинистые грунты делятся на супеси, суглинки и залежи глины. Если погрузить столб ударным способом в супесь несложно, то в суглинок, а уж тем более в глину, это может вызвать ряд сложностей. От прилагаемых ударных усилий, даже с применением оголовка, торец трубы можно деформировать. Чтобы этого не произошло, нужно предварительно выбурить отверстие бензобуром. Бурить можно не на всю глубину погружения, а только на 40-70%. Чем больше диаметр опоры и чем выше содержание глины, тем глубже нужно бурить, чтобы потом на оставшуюся глубину можно было забить трубу молотом. Для железобетонных столбов отверстие бурится на всю глубину установки. После засыпки необходимо тщательно выполнить трамбовку.

Бурение ямы под столб

Чтобы как можно меньше нарушать плотность грунта, бурить скважину следует буром с диаметром, превышающим диаметр столба, но не больше чем на 20 мм. В этом случае трудозатраты будут меньше, а опора будет установлена плотней и надежней.

Бетонирование опор

Бетонировать столбы в пучинистых грунтах не рекомендуется, лучше сделать забутовку мелким щебнем с песком. В результате воздействие сил пучения на столбы будет сведено к минимуму. Все же рассмотреть способ бетонирования стоит, так как в случае с установкой массивных ворот необходима высокая устойчивость конструкции.

Бетонирование столба

В этом случае скважину нужно бурить на всю глубину, а бетонирование столба в скважине производится с самого ее дна. При этом заполнять бетоном доверху не нужно, достаточно заполнить наполовину глубины. Таким образом, расширение почвы при замерзании не будет оказывать на сваю выталкивающего действия. Применять комбинированный способ установки с частичным забиванием и частичным бетонированием настоятельно не рекомендуется. Если свая не будет опираться на плотные слои, то при вспучивании ее вытолкнет, а она вытащит столб.

Некоторые специалисты рекомендуют устанавливать опоры в пучинистых грунтах по современной технологии ТИСЭ. Методика действительно надежная, но потребует гораздо больших трудозатрат, расхода бетона и применения спецоборудования.

Проблема грунтовых вод

В низменностях, особенно после весеннего паводка, грунтовые воды могут быть близко к поверхности, а зеркало воды находиться выше, чем нужно заглублять столбы. Один из вариантов перенести монтаж забора на август, когда уровень грунтовых вод значительно понижается.

Траншея в почве при высоком уровне грунтовых вод

В насыщенной водой земле для бетонирования опор применяется бетон марки не ниже М-450. Даже если при монтаже на дне лунки появилась вода, такой бетон затвердеет. Промежуточные столбы можно заглублять ударным способом без бетонирования, несмотря на высокое водонасыщение почвы. При содержании воды выше 25% затрудняется аэрация. В результате вода не насыщается кислородом, что снижает ее коррозионное воздействие до безопасного уровня.

Коррозионная активность

Устанавливая забор, большое внимание следует уделить почвенной коррозии, определить степень ее активности, выбрать способы защиты и применить необходимые меры. Почва всегда является агрессивной средой, причем не только для металла, но и для бетона. При этом у разных видов грунта степень коррозионной активности отличается и зависит от многих факторов, некоторые из которых взаимосвязаны. Самой оптимальной почвой, в которой коррозия протекает незначительно, является сухой песчаник. В нем не задерживается влага, не развиваются бактерии, а кислотно-щелочной баланс в пределах оптимального.

Коррозия на опорном столбе

Список грунтов по мере возрастания коррозионной активности:

  • песчаные ‒ pH 6-7,5;
  • торфяные, болотистые ‒ pH 3-6;
  • щелочные солончаки и суглинки ‒ pH 7,5-9,5;
  • чернозем ‒ pH 6-7;
  • подзол ‒ pH 4-4,5.

При этом кислотно-щелочной баланс не единственный параметр, определяющий агрессивность почвы. Также учитывается содержание кислот, минералов, влажность, бактерии. Например, в черноземе, несмотря на оптимальный уровень pH, содержатся органические кислоты, а также бактерии, продукты жизнедеятельности которых вызывают коррозию. Содержание минералов в почве может колебаться от 10 до 300 мг/л. Сами по себе минералы не являются агрессивной средой, но, растворяясь в воде, создают электролит, вызывающий электрохимическую коррозию. Уровень влажности также имеет значение. Для песчаных почв критическим считается 10-20%, а для остальных ‒ 15-25%.

Электрохимическая коррозия

Самой разрушающей силой обладает электрохимическая коррозия. В зимний и летний период она замедляется, а весной и осенью усиливается из-за повышения влажности почвы.

Электрохимическая коррозия

Коррозия возникает, когда поверхность металла контактирует с электролитом, насыщающим грунт (раствором минералов, кислот и газов в воде). Вследствие разности потенциалов возникают короткозамкнутые гальванические элементы. Это химический источник тока – ЭДС, в котором энергия протекающих химических реакций преобразуется в электроэнергию. При этом анодные участки растворяются, то есть металл ионизирует и переходит в раствор Fe → Fe2+ + 2e.

В зависимости от кислотно-щелочного баланса грунта можно рассматривать процессы водородной или кислородной деполяризации. Но в любом случае это самый распространенный вид коррозии, протекающий почти во всех почвах, за исключением сухих.

Более активное коррозионное воздействие могут вызывать только блуждающие токи. Их источником становятся электроустановки с рабочим заземлением, например, станции катодной защиты газопроводов или ж/д пути с проездом электротранспорта. Однако опасность воздействия блуждающими токами возникает лишь в непосредственной близости с источником (30-50 м).

Коррозионная активность грунта определяется измерением удельного электрического сопротивления (Ом х м). Низкая активность свыше ‒ 100 Ом, средняя ‒ 20-100 Ом, высокая ‒ менее 20 Ом. Показатель может изменяться в зависимости от влажности, поэтому замеры следует производить в период повышенной влажности.

Методы защиты опор от коррозии

Предлагаем 4 способа пассивной защиты, благодаря которым забор прослужит долго, даже в экстремальных условиях:

  • использование материала с высокой коррозионной устойчивостью;
  • изоляция материала;
  • обсыпка другим материалом;
  • обработка металлического столба перед покраской ингибитором коррозии.
Коррозийные изменения окрашенного и неокрашенного металла

Выделяют 3 вида коррозии: химическая, биохимическая и электрохимическая. С первыми двумя бороться не сложно, достаточно засыпать опору сторонним материалом – щебнем, песком или забетонировать. Это исключит контакт с веществами, разрушающими материал опоры.

В кислотных грунтах (в основном в торфяниках) особое внимание нужно уделять бетонированию или защите бетонных опор. Кислота разрушительно влияет на бетон. Защитить его можно двумя способами. Первый ‒ это гидроизоляция сваи. При бетонировании ее можно выполнить рубероидом, а для бетонных столбов применить битумную мастику. Второй способ ‒ понизить кислотность путем известкования. Оптимальным вариантом станет комплексный подход с применением обоих способов одновременно.

Повышенную кислотность почвы можно определить по росту сорных растений. Обильный рост багульника, подорожника, щавеля, вереска, осоки и полевого хвоща свидетельствуют о высокой кислотности.

Коррозионно-устойчивые материалы

Один из методов увеличить срок службы забора – применить столбы, устойчивые к коррозии. Обычно в нормальных грунтах применяют трубы из углеродистой стали, но при высокой агрессивности почвы нужен более устойчивый материал.

Столбы, устойчивые к коррозии

Оцинкованные трубы в качестве столбов – самое простое решение. Слой цинка имеет более отрицательный потенциал чем железо. Его потенциал смещается в сторону анода, а сталь, таким образом, становится катодом. Учитывая, что электрохимическая коррозия происходит с разрушением на аноде, цинк принимает «удар» на себя. При этом цинковая поверхность окисляется и образует защитную пленку, что замедляет ее растворение.

Не менее эффективным станет применение нержавеющей стали. Отличными антикоррозионными показателями обладают сплавы аустенитного класса, но такой материал обойдется дороже.

Изоляция подземной части опоры

По сути, бетонирование уже является изоляцией, но относится к самым неэффективным. Больший защитный эффект достигается покраской столбов. При этом к лакокрасочным материалам предъявляются особые требования: высокая адгезия, создаваемый слой должен быть диэлектриком. Можно также применить мастичные или обмоточные изоляционные материалы.

Заливка столба бетоном

Недостаток такого вида изоляции ‒ недолговечность. Под воздействием внешних факторов защитный слой постепенно разрушается, а для начала воздействия электрохимической коррозии достаточно появления всего нескольких микропор. Далее образование «язв» будет способствовать отделению краски, и опора будет коррозировать с ускорением.

Повысить эффект защиты поможет применение ингибиторов. Вещества для предотвращения ржавления можно приобрести в строительных или автомагазинах. Они обладают восстановительным и защитным действием. После обработки перед покраской создается защитная пленка. К тому же поверхность не требует дополнительной грунтовки.

При монтаже опор ударно-механическим способом и при забутовке щебнем защитное покрытие с большой вероятностью можно повредить. Поэтому бурить отверстие в земле нужно на всю глубину, а вместо щебня можно применить сухую цементно-песчаную смесь (гарцовку).

Самый эффективный способ изоляции ‒ это полимерное покрытие. Процесс пластификации поверхности производится в заводских условиях, а полимер может наноситься не только на «голую» сталь, но и на оцинкованную поверхность. Такая изоляция практически вечна, а опоры с полимерным покрытием обойдутся дешевле нержавеющих и подойдут для грунта с любой коррозионной активностью.

Возможно, Вам также будут интересны следующие статьи:

Заборы из 3D-панелей
Забор из профнастила своими руками
Изготовление и монтаж откатных ворот  
Установка забора из сетки Рабица своими руками