Сваи из стали 20: характеристики, сортамент и применение
Сваи из стали 20 — конструктивные элементы, изготовляемые из углеродистой качественной конструкционной стали марки 20 по ГОСТ 1050. Материал относится к низкоуглеродистым спокойным сталям с содержанием углерода 0,17–0,24 %, что обеспечивает сочетание достаточной прочности (предел текучести — не менее 245 МПа, временное сопротивление — 410 МПа) с высокой пластичностью и ударной вязкостью при отрицательных температурах. Именно поэтому сваи из стали 20 применяют в условиях знакопеременных нагрузок и при погружении в мёрзлые и водонасыщенные грунты.
Сортамент и типоразмеры
Сваи из стали 20 выпускают в виде трубчатых, шпунтовых и составных элементов. Трубчатые сваи изготовляют из горячекатаных или холоднодеформированных труб по ГОСТ 8732, ГОСТ 8734, ГОСТ 10704. Шпунт — по ГОСТ 4781. Сварные двутавровые и коробчатые профили — по ГОСТ 26020 и ГОСТ 30245 соответственно.
- Трубчатые сваи: диаметр 89–1420 мм, толщина стенки 4–32 мм
- Шпунтовые сваи: профили ШК, ШД, Ларсен, длина 6–24 м
- Сварные двутавровые сваи: высота профиля 200–1000 мм
- Коробчатые сваи: сечение 200 200 – 600 600 мм
- Составные сваи: стыковка на сварке или фланцевых соединениях
Механические свойства стали 20
Сталь 20 сохраняет работоспособность в диапазоне температур от –40 C до +425 C. Ударная вязкость KCU при –40 C — не менее 29 Дж/см. Относительное удлинение — не менее 25 %. Свариваемость без ограничений: сварные швы равнопрочны основному металлу при использовании электродов Э42А, Э46А по ГОСТ 9467.
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 245 | МПа | 20 C | ГОСТ 1050 |
| Временное сопротивление | 410 | МПа | 20 C | ГОСТ 1050 |
| Ударная вязкость KCU | 29 | Дж/см | –40 C | ГОСТ 9454 |
| Относительное удлинение | 25 | % | 20 C | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость | 170 | HB | после отжига | ГОСТ 9012 |
Технология погружения
Сваи из стали 20 погружают ударным, вибрационным и вдавливающим методами. Для ударного способа применяют дизель-молоты и гидромолоты с энергией удара 20–200 кДж. Вибропогружатели высокочастотного типа (частота 1200–1600 кол/мин) эффективны при водонасыщенных песках. Вдавливание используют в условиях городской застройки для минимизации динамического воздействия на фундаменты соседних зданий.
Области применения
- Фундаменты промышленных зданий и цехов с мостовыми кранами
- Опоры трубопроводов и эстакад на вечномёрзлых грунтах
- Причальные сооружения и берегоукрепление в портовой инфраструктуре
- Свайные основания под резервуары вертикальные стальные (РВС)
- Усиление фундаментов при реконструкции объектов
- Опоры контактной сети и линий электропередачи
Вопросы и ответы
Какая температура эксплуатации свай из стали 20?
Диапазон рабочих температур — от –40 C до +425 C. При более низких температурах требуется применение сталей с повышенной хладостойкостью, например 09Г2С или 10ХСНД.
Допускается ли сварка свай из стали 20 без подогрева?
Да, сталь 20 сваривается без предварительного подогрева при толщине стенки до 32 мм. Рекомендуются электроды Э42А или Э46А, сварка выполняется по ГОСТ 5264.
Какой метод погружения оптимален для стали 20?
Для водонасыщенных грунтов — вибропогружение, для плотных глин и гравелистых грунтов — ударный метод. В стеснённых условиях городской застройки применяют вдавливание.
Чем сталь 20 отличается от 09Г2С для свай?
Сталь 20 имеет предел текучести 245 МПа, 09Г2С — 325–345 МПа. Для свай в агрессивных средах и при температурах ниже –40 C предпочтительна 09Г2С.
