Стальные сваи из стали 20: характеристики, сортамент и применение
Стальные сваи из стали 20 — это металлические погружаемые элементы, изготовленные из конструкционной углеродистой качественной стали марки 20 по ГОСТ 1050. Данная марка относится к низкоуглеродистым спокойным сталям с содержанием углерода 0,17–0,24 %, что обеспечивает сочетание достаточной прочности, пластичности и хорошей свариваемости без предварительного подогрева. Сваи из стали 20 применяются в свайных фундаментах гражданских и промышленных зданий, в основаниях мостовых опор, эстакад, причальных сооружений и в системах укрепления грунтов.
Сортамент и типоразмеры
Сваи из стали 20 выпускаются в виде трубчатых, шпунтовых и составных элементов. Наиболее распространены трубчатые сваи диаметром 159–1420 мм с толщиной стенки 6–20 мм, изготавливаемые из горячекатаных или холоднодеформированных труб по ГОСТ 8732 и ГОСТ 10704. Шпунтовые сваи из стали 20 применяются ограниченно — преимущественно для временных ограждений котлованов. Составные сваи собираются из секций длиной 6–12 м сварным стыком.
- Трубчатые сваи: диаметр 159–1420 мм, стенка 6–20 мм
- Сваи-оболочки: диаметр 1000–3000 мм, стенка 12–40 мм
- Шпунт: профили Ларсен, тип IV–VI
- Составные секции: длина 6–12 м, стык сварной
- Винтовые сваи: лопасть 250–800 мм, ствол 57–325 мм
Механические свойства стали 20
Механические характеристики стали 20 нормируются по ГОСТ 1050 и ГОСТ 8479. Предел текучести составляет не менее 245 МПа, временное сопротивление — 410–530 МПа, относительное удлинение — не менее 25 %. Ударная вязкость при температуре –40 C — не менее 34 Дж/см. Сталь 20 сохраняет работоспособность в диапазоне от –40 C до +425 C, что допускает эксплуатацию свай в условиях умеренного и холодного климата.
| Параметр | Значение | Единица | Стандарт | Условие |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 245 | МПа | ГОСТ 1050 | 20 C |
| Временное сопротивление | 410–530 | МПа | ГОСТ 1050 | 20 C |
| Относительное удлинение | 25 | % | ГОСТ 1050 | 20 C |
| Ударная вязкость | 34 | Дж/см | ГОСТ 9454 | –40 C |
| Твёрдость | 170 | HB | ГОСТ 1050 | без ТО |
Технология погружения
Сваи из стали 20 погружаются ударным, вибрационным или вдавливающим методом. Для ударного способа применяются дизель-молоты и гидромолоты с энергией удара 20–300 кДж. Вибрационное погружение выполняется вибропогружателями с вынуждающей силой 200–2000 кН. Вдавливание осуществляется установками статического действия усилием 100–600 тс. Свариваемость стали 20 без ограничений позволяет выполнять стыковку секций ручной дуговой или автоматической сваркой под флюсом.
Области применения
- Фундаменты промышленных зданий и цехов с мостовыми кранами
- Опоры мостов, путепроводов и эстакад
- Причальные стенки и набережные портовых сооружений
- Основания резервуаров и технологических ёмкостей нефтегазовой отрасли
- Укрепление откосов и противооползневые конструкции
- Свайные поля под опоры ЛЭП и контактной сети
Защита от коррозии
Сталь 20 не обладает стойкостью к атмосферной и грунтовой коррозии, поэтому сваи требуют защитных покрытий. Применяются горячее цинкование толщиной 60–120 мкм, эпоксидные и полиуретановые покрытия, а также катодная защита. В агрессивных грунтах с удельным электрическим сопротивлением менее 20 Омм обязательна электрохимическая защита протекторами.
Вопросы и ответы
Какая марка стали используется для свай по ГОСТ 1050?
Сталь 20 — низкоуглеродистая качественная конструкционная сталь с содержанием углерода 0,17–0,24 %. Обеспечивает предел текучести не менее 245 МПа и хорошую свариваемость.
При какой минимальной температуре можно эксплуатировать сваи из стали 20?
Ударная вязкость нормируется при –40 C и составляет не менее 34 Дж/см. Ниже этой температуры риск хрупкого разрушения возрастает.
Какой способ погружения оптимален для трубчатых свай из стали 20?
Для диаметров до 426 мм эффективен ударный метод с дизель-молотом. Для свай большого диаметра предпочтительно вибропогружение или вдавливание.
Нужна ли термообработка свай из стали 20 после сварки?
Нет. Сталь 20 сваривается без подогрева и последующей термообработки при толщине стенки до 36 мм. При большей толщине рекомендуется подогрев до 100–150 C.
