Podle způsobu zapuštění do země se piloty zatloukají, zatloukají vibrací, lisují a šroubují. Pro usnadnění zanořování pilot v písčitých a štěrkových půdách se někdy používá praní půdy a v jílovitých půdách elektroosmóza a vrtání předních vrtů.
Zarážené piloty se zatloukají do země pomocí beranidel.
Je vhodné používat piloty poháněné vibracemi v přítomnosti vrstvy vodou nasyceného písku.
Lisované piloty se používají tam, kde nelze použít dynamické síly k jejich pohonu.
Šroubovací piloty je vhodné použít, když je povrch pokryt slabými zeminami, podložními málo stlačitelnými zeminami a pro stavbu základů, které se vytahují.
Hromady vytvořené v zemi
Piloty vytvořené v zemi se často nazývají piloty lité na místě. Zalévané piloty jsou vyrobeny z betonu a železobetonu. Při zhotovování zalévaných pilot se používá drť do raženého lože, která se hutní do hmoty základové zeminy na dně piloty.
Hnané piloty se zhotovují o průměru průřezu do 0,8 m a délce do 50 m následovně. Inventární potrubí se spodním koncem uzavřeným volnou botkou je ponořeno do země. Po zaražení trubky do země se do ní čerpá beton a kladivo dělá časté údery nahoru a dolů; v tomto případě se trubka při každém úderu zvedne o 3-4 cm a opět klesne o 1-2 cm.Beton se tak zhutní a trubka se odstraní ze země. Takto vyrobené piloty se nazývají často pěchované.
Mezi piloty zalévané na místě patří také piloty vibrované, které se vyrábějí ve studni vytvořené ponořením inventární trubky s vibrátorem, která je rovněž uzavřena železobetonovou botkou, která se pak ztrácí. Betonová směs se zhutňuje vibracemi. Rozšířená pata u paty vibrační piloty se vytvoří vytlačením botky z pažnice a současně části betonu o výšce 3-4 průměrů piloty a jejich zhutněním do země.
Vibroražené piloty se vyrábějí vyplněním otvoru betonem a jeho zhutněním vibračním razítkem. Tento způsob hutnění betonu ve studni zajišťuje vtlačení betonu do země a rozšíření paty dříku piloty a tím zhutnění zeminy kolem piloty.
V případě potřeby vyztužení piloty se do plášťové trubky instaluje výztužný rám sestávající ze čtyř až šesti tyčí o průměru 14-20 mm a spirály drátu o průměru 6 mm se stoupáním 150 mm.
Interakce pilot s okolní zeminou (procesy probíhající v půdě při stavbě pilotových základů)
Při zarážení hromady do země se částice zeminy vytlačují zpod její špičky do stran a nahoru. Když je hromada ponořena do hloubky menší než 4d, je pozorováno vyzdvižení zeminy na povrch základny (obr. F.14.37,a). Ke zvednutí základní plochy dochází ve vzdálenosti (3-4)d kolem hromady. Velikost základního zdvihu závisí na vlhkosti půdy.
Při dalším zanořování hromady je pozorován pouze vnitřní zdvih (obr.F.14.37, b), který vede ke zhutnění zeminy uvnitř válcového tělesa o průměru až (3-5) d v závislosti na druh půdy. Pod spodním koncem hromady se vytvoří zóna, ve které je maximální hustota půdy. Velikost této zóny závisí na typu zeminy a jejích pevnostních vlastnostech. V písčitých půdách po zastavení beranění v této přetížené zóně začíná proces relaxace napětí, zemina se dekompaktuje a velikost překonsolidované zóny zeminy se zmenšuje.
U jílovitých půd nasycených vodou je proces zarážení hromady doprovázen destrukcí strukturálních vazeb a výskytem nadměrného tlaku v pórové vodě, což také vede k vyboulení půdy na povrch. Toto vyboulení je doprovázeno výrazným zvýšením povrchu půdy a pokračuje ještě několik dní po zastavení procesu beranidla. Kolem závěsné hromady se objeví zóna napětí-deformace. Svislá tlaková napětí mají maximum přímo na pilotě, v radiálním směru klesají. Ve vzdálenosti přibližně 3d od osy piloty je jejich velikost nevýznamná a nezpůsobuje zhutnění zeminy. Proto, aby se předešlo superpozici napětí ze sousedních pilot, doporučuje se umístit je ve vzdálenosti alespoň 3d od sebe.
U hřebenových pilot spočívajících na pevnějších půdách se vzdálenost mezi osami pilot v úrovni jejich špičky bere rovna 1,5d.
Tangenciální napětí na bočním povrchu piloty vzrůstají do určité hloubky a poté zůstávají téměř konstantní po celé délce dříku piloty. V řadě experimentů byl zaznamenán nárůst třecích sil s hloubkou.
a – řízení; b – vibrační ponor; c – drcení; d – šroubování; e – ponoření do návazce (ve velmi hustých půdách, zmrzlých půdách); 1 – kladivo; 2 – kovová hlava; 3 – dřevěné nebo gumové těsnění (pro zmírnění nárazu)
5.2.a Zarážené piloty
Při zarážení hromádek do dehydrovaných hustých písčitých a hlinitopísčitých půd se provádí poddolování, aby se zvýšila produktivita jízdy. Přiváděním vody (pod vysokým tlakem) pod spodní konec hromady dochází k erozi zeminy, což výrazně snižuje odolnost proti ponoření.
Obr. 11.7. Zatloukání hromady mechanickým kladivem:
1 – stěžeň hlavového rámu; 2 – závěsné kladivo; 3 – kovová čelenka; 4 – hromada
hromady jsou nejúčinnější ve vodou nasycených píscích. V tomto případě jsou vertikální vibrace vytvářené vibrátorem přenášeny hromadou do zeminy, která zkapalňuje, což vede k prudkému poklesu třecích sil na boční ploše a ta se snadno zaboří do půdy. Po zastavení vibrací se struktura půdy rychle obnoví a tření na bočním povrchu hromady se zvýší.
piloty se provádějí pomocí výkonných hydraulických zvedáků a používají se tam, kde nelze použít ražbu nebo vibrační ražbu (u stávajících budov), používá se také při zpevňování stávajících základů.
Konstrukce pilot opatřených na konci šroubovými lopatkami (šroubové piloty) se provádí speciálními mechanismy nazývanými navijáky.
5.3 Piloty vyrobené v zemi (na místě): vrtané, lité na místě, vrtané piloty
Takové piloty jsou vyrobeny z betonu, železobetonu (se zesíleným rámem) nebo cementové pískové malty.
Podle způsobu výroby se dělí na
hromady bez pláště;
hromady se skořápkou odstraněnou ze země;
hromady s neodnímatelným pláštěm.
5.3.a. Hromady bez skořápky
používá se v soudržných suchých půdách a půdách s nízkou vlhkostí, kde lze vrtání provádět bez upevnění stěn studní.
V jílovitých půdách nasycených vodou se studny vrtají pod ochranou jílového roztoku, který vytvořením přetlaku ve studni zabrání zřícení jejích stěn. Po dokončení vrtných operací se betonová směs přivádí na dno studny trubkou na odlévání betonu, která vytlačuje jílový roztok.
Zalitá pilota, jejíž otvor se získá vrtáním, se obvykle nazývá pilota na místě.
Pořadí výroby takové hromady je znázorněno na obr. 11.8.
Obr. 11.8. Pořadí výroby vrtaných pilot bez skořepin:
a – vrtání studny; b – mechanické rozšiřovací zařízení (nejen); c – instalace výztužné klece; d – spouštění betonové trubky do studny; d – vyplnění studny betonovou směsí; e – odstranění betonové trubky s vibracemi; g – tvorba hlavy piloty v inventárním přípravku
Aby se při vrtání nepoužíval jílový roztok, používá se dutý šnek. Při vrtání jsou stěny studny drženy lopatkami a při zvednutí šneku je beton přiváděn dutou trubkou.
Zpevnění piloty se v závislosti na navržené konstrukci, vnějším zatížení a inženýrskogeologických podmínkách provádí po celé délce, části délky nebo pouze v horní části mříží.
Studnu lze kromě vrtání získat i jinými způsoby:
– průpich s inventárním jádrem, trubka s uzavřeným spodním koncem;
– pěchujte speciálním pěchem;
– výbuch girlandy výbušných náplní ve vůdcovské studni.
Tento způsob formování vrtů vede k výraznému zhutnění základové půdy, čímž se zvyšuje únosnost vyráběných pilot.
Typ znuděných hromad jsou vrtané injektážní piloty, které se konstruují plněním svislých nebo šikmých vrtů cementopískovou maltou pod tlakem, čímž vzniká velmi nerovný povrch, zajišťující dobrou přilnavost pilot k okolní zemině.
Tato technologie s malými průměry pilot (od 60. 80 do 180. 200 mm) a jejich velkou délkou (až 30m) v kombinaci s nerovným povrchem dává těmto pilotám podobnost s kořeny stromů, což je proč se jim také říká kořenové hromádky.
Vrtané injektážní piloty se používají ke zpevnění základů stávajících budov a jako kotvící piloty při zkoušení pilot se statickým zatížením.
