Hloubka ponoření piloty určuje spolehlivost a stabilitu pilotového základu s dřevěným rámem, ocelovým nosníkem nebo betonovým roštem. Správné výpočty a přesnost ponoření nosných prvků do země do konstrukční hloubky jsou povinnými podmínkami pro vytvoření pevného základu pro budovy jakékoli velikosti a architektury. Takový základ poskytuje minimální sedání a během provozu se nedeformuje ani neuvolňuje.
Význam hloubky sešroubování piloty ve výpočtech základů
Při výpočtu základu pilotových šroubů pro jakoukoli budovu nebo konstrukci se bere v úvahu únosnost podpěry piloty, která přímo závisí na hustotě a zadržovací schopnosti půdy.
Šneková pilota je celokovová konstrukce vyrobená z bezešvé nebo svařované ocelové trubky. Ke dnu trubky je přivařen přivařený nebo litý hrot a čepel šroubu. Ponoření takové podpěry do země nastává jako samořezný šroub. Špičatá špička umožňuje procházet horními vrstvami a hlouběji do hustých vrstev půdy a čepel šroubu zašroubovaná do půdy drží podpěru ve svislé poloze v dané hloubce.
Pokud spodní část hromady nedosáhne husté vrstvy, pak při zatíženích vznikajících během provozu je vysoká pravděpodobnost, že se podpora prověsí nebo naopak bude vytlačena ze země. Nerovnoměrné sedání podpěr vede k deformaci rámu a základu a ke vzniku trhlin na nosných stěnách.
Co ovlivňuje stanovení hloubky sešroubování piloty?
- Účel základu a požadavky na jeho únosnost. Ploty, garáže, hangáry, mola a lůžka jsou postaveny na základech s pilotovými šrouby, jsou instalovány podpěry elektrického vedení a jednopatrové a dvoupodlažní domy jsou postaveny ze dřeva, cihel, pěnového betonu nebo pórobetonu. V závislosti na typu konstrukce a zatížení základny se volí průměr a délka podpěr pilot.
- Charakteristika půdy na staveništi. Hloubka sešroubování pilot je přímo ovlivněna složením zeminy, její hustotou a vlhkostí. Půda může být písčitá, jílovitá, bažinatá nebo štěrkovitá, suchá nebo nasycená vlhkostí.
- Hloubka zamrznutí půdy. V závislosti na klimatickém pásmu, složení a vlhkosti půdy může být bod mrazu v hloubce 0,29 až 5,19 m. Pro Moskvu a Moskevskou oblast se tento údaj pohybuje od 1,35 do 2,0 m.
- Hloubka hustých vrstev půdy. Husté stabilní vrstvy zeminy, které se nesmršťují, se nacházejí v hloubce 0,4 až 8,0 m. Proto se pro stavbu pilotových základů používají podpěry do délky 10,0 m.
- Vlastnosti webu. Na hloubku zašroubování nosných prvků má vliv i výška spodní vody, přítomnost tekutého písku na staveništi, sklony do 15 stupňů a výškové rozdíly do 1 m.
Charakteristika půdy při určování hloubky
Hlavním parametrem, který ovlivňuje spolehlivost a stabilitu nadace, je složení a vlhkost půdy v oblasti výstavby. Vlastnosti instalační technologie a konstrukce pilotových podpěr umožňují neutralizovat vliv tohoto faktoru.
Pilotové šroubové základy se dobře osvědčily na písčitých, nestabilních a podmáčených půdách. Hloubka promrznutí půdy závisí na složení půdy a klimatickém pásmu. Pro různé regiony se to liší – pokud je v jižních oblastech toto číslo 30 cm, pak v severních oblastech může půda zamrznout na 2,0 metry nebo více. Čepel hromady šroubů by měla být umístěna pod úrovní mrazu. Jinak na jaře, když půda rozmrzne, hromady jednoduše spadnou, základ se zdeformuje a zkosí, což nevyhnutelně způsobí hluboké praskliny v základně a stěnách.
Neméně důležitým faktorem je hloubka hustých útvarů. Čím nižší je vrstva půdy, tím vyšší je její hustota. Svrchní plodné vrstvy jsou zpravidla volnější. Husté vrstvy leží v hloubce přibližně 1,5-2,0 m. Geologické studie nebo zkušební vrty mohou tuto charakteristiku určit přesněji. Hromada je zašroubována ručně, dokud se nezdaří. Toto je název maximální hloubky, pod kterou podpěra neklesne při stejné nárazové síle. V průměru se tento bod nachází v hloubce asi 1,8 m.
Stanovení hloubky zapuštění pilot
Šnekové piloty se dodávají v různých provedeních – s uzavřeným nebo otevřeným hrotem, s jedním nebo dvěma břity, jejichž šířka se také může lišit. Nejběžnější jsou pilotové podpěry s uzavřeným hrotem, u kterých je vzdálenost od hrotu hrotu k bodu svařování čepele 20 cm.
Při výpočtu délky nosných prvků se bere v úvahu i umístění montážních otvorů. Faktem je, že po zašroubování hromady je horní část kufru odříznuta spolu s montážními otvory. Proto musí být tato délka odečtena od celkové délky hlavně.
Volbu délky vlasu ovlivňuje také výška základny. Záleží na architektuře a designu budovy a požadavcích na její izolaci. Například dům s vysokou základnou vypadá estetičtěji než dům s nízkou základnou. Kromě toho je vyšší základna výhodnější, pokud je budova postavena v oblasti, kde často dochází k záplavám v důsledku deště a tání vody. V tomto případě je minimální výška soklu 0,5 m.
Hloubka zašroubování šroubových pilot je klíčovým faktorem ovlivňujícím stabilitu pilotového šroubového základu. Právě správně zvolená hloubka uložení podpěry určuje nosnost piloty. Výpočet hloubky zapuštění různých typů pilot do země se provádí na základě SP 24.13330.2021 „Pilotové základy“, schváleného 15. ledna 2022. Hloubka ponoru spodního konce piloty závisí na vypočteném odporu zeminy působící na spodní část podpory.
Dvě síly zabraňují tomu, aby se hromada zabořila do země:
- odolnost vůči půdě v místě kontaktu s ostřím;
- elastické síly působící na stěny kovové tyče.
Čím vyšší je odolnost půdy, tím vyšší jsou požadavky na pevnost podpory.
Je velmi důležité, aby se při zašroubování hromady čepel zaručeně dostala do nejhustších vrstev půdy, protože Pružné síly, které zajišťují stabilitu prvku, jsou v nich maximální.
Faktory ovlivňující hloubku zanoření pilot
Při návrhu pilotových základů se počítá s matematickým modelem, který umožňuje predikovat chování podpor pod vlivem statického zatížení od konstrukce. Zohledňují se absolutně všechny faktory: tuhost hlavy spojující piloty, tloušťka oceli, plocha listů vrtule.
Při výpočtu se berou v úvahu následující:
- hydrologické vlastnosti půdy;
- konstrukční prvky podpěr;
- půdní podmínky na staveništi;
- objem kalu pod listy vrtule.
Matematický model základu je vypočítán tak, že se dovolená chyba zaokrouhluje pouze ve směru zvyšování bezpečnostní rezervy konstrukce.
Nosnost čepele šnekové piloty závisí na specifické přilnavosti půdy v pracovní oblasti, hloubce čepele a oblasti vyložení čepele na zem, zohledněno vnějším průměrem .
Kromě toho se berou v úvahu také architektonické prvky budovy: celková plocha, počet podlaží, pevnost, hustota a tvrdost stavebních materiálů.
Výběr délky šroubových pilot
Čím nižší je vrstva půdy, tím vyšší je její hustota. To se vysvětluje především tlakovými silami vyšších vrstev půdy. Hustá půda obvykle leží v hloubce 1,5-2,0 metrů. Přesnější hodnotu určíme zkušebním sešroubováním hromady. Jakmile na podpěře šroubu začnou působit výrazné prohlubující se síly, znamená to, že čepel dosáhla nejhustší půdy. Průměrná hloubka tvrdé půdy je zpravidla 1,8 m. Právě do této hloubky se doporučuje zašroubovat hromady.
Nosnost šroubové piloty závisí na:
- obvod průřezu podpěry;
- vypočítaný odpor půdy;
- délka části kmene ponořené do země;
- průměr čepele.
Požadavky státních norem stanoví, že hloubka ponoru ostří piloty musí být na jílovitých půdách minimálně 5d a na písku minimálně 6d (d-průměr lopatky). Tito. s průměrem lopatky 200 mm by minimální hloubka ponoru pro takové půdy měla být 1,0 ma 1,2 m.
Návrhová délka hromady by měla být taková, aby špička spočívala na pevné zemi. Hloubka jeho výskytu se stanovuje v každém konkrétním případě individuálně: buď podle údajů geologického průzkumu, nebo zkušebním šroubováním. Někdy stačí „povrchová diagnostika“: pokud při zašroubování podpěry v nejnižším bodě místa začíná hustá písčitá nebo jílovitá půda v hloubce 1,0 m, lze nainstalovat podpěry dlouhé 2,0 m.
Vlastnosti instalace šroubových pilot
Hromady jsou zašroubovány do hloubky pod úroveň zamrznutí půdy. To je nezbytné pro eliminaci tzv. „float efektu“, ke kterému dochází při mrazu. Zmrznutí půdy se rozpíná a má tendenci vytlačovat kovový prvek na povrch.
Betonový roztok se nalije do vnitřní dutiny instalované piloty. Na rozdíl od všeobecného mínění to nijak neovlivňuje nosnost podpěr. Beton po zatvrdnutí zcela utěsní vnitřní prostor, eliminuje pronikání spodní vody do piloty a následnou korozi.
Po instalaci pilot jsou spojeny dohromady s hlavou. Jako hlava se používá kanál nebo paprsek I. Nejenže dodává konstrukci tuhost, ale také umožňuje, aby se statické zatížení způsobené hmotností konstrukce rovnoměrně rozložilo na každou podporu. Části hlavy jsou upevněny svařováním. Vychlazené svary jsou očištěny a potaženy antikorozními směsmi.
Při šroubování pilot je důležité dodržet maximální úhel vertikální odchylky. Nemělo by přesáhnout 1-20. Pilota, která má odchylku vyšší, než je přípustná, bude vystavena zvýšenému zatížení a může se během provozu zdeformovat.
