Únosnost piloty materiálem a zeminou - metody stanovení, výpočet pro šroubové, ražené, vrtané piloty, metody zlepšování

Při stavbě domu v oblastech s nestabilní půdou se nejčastěji používá pilotový základ. Hlavním parametrem ovlivňujícím jeho provozní vlastnosti je v tomto případě nosnost piloty. Podívejme se, co to je, na čem to závisí, jaké typy pilot se používají v soukromé výstavbě, jak zlepšit jejich pevnost, jaké metody existují pro výpočet tohoto ukazatele a jaké jsou provozní a nosné vlastnosti nejoblíbenější typy pilotových podpěr.

Únosnost – co to je, faktory ovlivňující její hodnotu, typy pilot

Únosnost charakterizuje stupeň odolnosti podpěry piloty proti deformaci vlivem různých zatížení, která na ni působí – beze změn její struktury a ztráty vlastností. Povaha a velikost impaktních faktorů se skládá ze dvou hlavních složek:

  1. Hmoty nadzemní části stavby.
  2. Charakteristika půdy – struktura, hustota, stupeň vlhkosti.

Proto v závislosti na souboru provozních faktorů a jejich charakteristikách je v každém konkrétním případě vybrán určitý počet pilotových prvků pro založení domu. To zohledňuje materiál a provedení použitých podpěr. V soukromé bytové výstavbě jsou nejrozšířenější tyto typy pilot:

Zarážené železobetonové podpěry se instalují do země zatloukáním, vibračně-ponornými instalacemi nebo speciálními lisovacími zařízeními bez těžby horniny. Šroubové kovové analogy se jednoduše zašroubují do půdy. Vrtané se osazují vybetonováním předem připravené studny.

Na základě povahy jejich interakce s půdou se hromady dělí na dva typy:

  1. Sloupové hromady spočívající na pevné skále. Hlavní zátěž se přenáší na patu.
  2. Visuté piloty – spočívají celou svou plochou na tlakových okolních vrstvách zeminy.

Dávejte pozor! Stanovení únosnosti piloty se provádí podle dvou hlavních parametrů – zeminy a materiálu. V tomto případě se pro výběr konkrétního typu jádra piloty bere v úvahu pevnost vrstvy zeminy, zjištěná geodetickým průzkumem. Jsou to především takové vlastnosti, jako je tlak, který může odolat, nasycení vlhkostí a hustota.

Způsoby, jak zlepšit nosnost

Při výpočtu pevnosti základu se bere v úvahu zatížení od zemní části konstrukce a hmotnost podpěr pilot. Pokud je při sečtení všech součástí a při zohlednění koeficientu pevnosti konečné zatížení základny menší než vypočítané, konstrukce se provádí podle projektového plánu. V opačném případě se zvyšuje počet pilotových prvků nebo se pro zvýšení únosnosti používají následující metody:

READ
Co jsou sloupy ve stavebnictví?

Jedná se o nejběžnější a nejúčinnější způsob zvýšení zátěžové odolnosti jakéhokoli typu piloty.

Používá se především v půdách s nízkou hustotou. Do hloubky asi 1-2 metry do prostoru mezi pilotami, pod minimální bod jejich umístění, se pomocí speciálního zařízení za stále rostoucího tlaku injektuje cemento-písková malta.

V důsledku toho se kolem pilot vytvářejí ztvrdlé betonové útvary o průměru až 3-4 metry. V tomto případě se injektáže počítají tak, že vytvořené plochy k sobě přiléhají po celém obvodu vlasu. Technicky správná organizace injektážního postupu zvyšuje únosnost půdy 2krát.

  • Zvětšení průměru podpůrné podešve.

Dalším způsobem, jak zvýšit nosnost ve volné půdě, je zvětšení plochy nosné základny pilotového prvku. Nejjednodušší způsob, jak zvýšit odolnost proti zatížení, je zvětšení průměru lopatek na šnekových pilotách upevněných do půdy šroubováním.

Složitější metoda je aplikována na hnané a zvrtané analogy. Pro jeho úspěšné použití je nutné vybavit maskovací podpěry pilot a předběžné vrtání návazných vrtů. Na dně takového tunelu dojde k výbuchu. Tím se vytvoří dilatační dutina vyplněná betonovou maltou, do které se následně zapustí železobetonová pilota nebo se vytvoří vrtaná podpěra.

Metody výpočtu nosných charakteristik piloty

Pro výpočet nosných charakteristik podpěr zeminy a pilot se používají 4 hlavní metody:

  • Teoretický.
  • Dynamický.
  • Statický.
  • Zní to.

Podívejme se na vlastnosti každého z nich podrobněji.

Teoretický

Výpočet nosných charakteristik piloty je předběžný av praxi se vždy koreluje a upravuje v souladu s parametry zeminy. Výpočty se provádějí pomocí následujícího vzorce:

Wd = Gc * (Gcr * H * A + P * ∑ Qcri * zi * si)

  • Gc – obecný koeficient pracovních podmínek;
  • Gcr – součinitel odporu zeminy pod patou piloty;
  • H – odolnost zeminy pod nosnou patou piloty;
  • А – průměr nosné podešve;
  • P – obvod pilotové části;
  • Qcri – koeficient provozních podmínek zeminy podél bočních stěn sloupu piloty;
  • zi – odolnost vůči půdě podél bočních stěn;
  • si – délka bočních ploch.

K poznámce! Pro úspěšnou instalaci vrtaných, ražených a šroubových pilot je také nutný kompetentní výpočet únosnosti zeminy, avšak pro běžné typy zemin existují speciální konstrukční tabulky s uvedením těchto parametrů. Charakteristiky jsou uvedeny s ohledem na to, že hloubka je více než 1,5 m.

Dynamický

Metoda spočívá v měření hodnoty smrštění ze speciálního zařízení – průhybometru – v době, kdy je hromada již zaražena a uplynula kontrolní doba jejího klidu. Pro testování se provede asi tucet úderů pomocí kladivové instalace. V tomto případě se bere v úvahu vztah mezi silou působící při nárazu, velikostí sedání a únosností konstrukce. K provedení takových studií lze také použít referenční podpory pilot.

READ
Jak funguje kanystrový vysavač?

Statický

Metoda se provádí 2-3 dny po zaražení hromady pomocí tlaku vyvíjeného stupňovitým zvedákem. Měřené parametry jsou sledovány pomocí zařízení podobného tomu, které bylo použito v předchozí metodě – měřiče výchylky. Proto se oba způsoby často praktikují v kombinaci, což pouze upřesňuje požadované parametry.

znějící

Metoda se používá k měření nosných charakteristik pilotového prvku v konkrétním typu zeminy. V tomto případě je konstrukce vybavena speciálními senzory, pomocí kterých se odečítají hodnoty odporu půdy z jejího bočního povrchu a základny. Zarážení se provádí dynamicky pomocí kladiva nebo staticky pomocí vibračního mechanismu.

Vlastnosti použití různých typů pilot

K uspořádání založení soukromého domu na nestabilních půdách se zpravidla používají následující 3 typy pilot:

Podívejme se podrobně na vlastnosti provozu a nosné charakteristiky v každém případě.

Šroub

Vzhledem k tomu, že konstrukce šnekové piloty je založena na ocelové trubce s lopatkami ve spodní části (průměr 89, 108 a 130 mm), její hlavní oblastí použití jsou konstrukce s nízkou zátěží (domy z tenkého dřeva, pórobetonu nebo ty vytvořené rámovou technologií), s V tomto případě je stupeň jeho únosnosti ovlivněn především takovými vlastnostmi, jako jsou:

  • Průměr hlavní trubky.
  • Délka části uložené v zemi.
  • Průměr čepele.

Popis videa

Video ukázka statického testování piloty:

Důležité! Ani ty největší šroubové piloty jsou pro založení domu z těžkých materiálů nevhodné. Například pro uspořádání základů pro stěny z cihel standardní tloušťky na hliněné půdě bude nutné je instalovat ve vzdálenosti nejvýše 0,3-0,5 m od sebe, což bude ekonomicky a technicky nepraktické.

řízený

Podpěry hnaných pilot, mající maximální nosnost, jsou vhodné pro základ konstrukce z nejtěžších materiálů – železobeton, kámen, cihla. Pevnost těchto pilotových prvků je zcela dostatečná pro výstavbu výškových budov. V tomto případě může délka zasypané konstrukce dosáhnout více než deseti metrů. V praxi soukromé bytové výstavby se však používají zřídka.

Pouze po dohodě v souladu se speciálně vyvinutým projektem mohou některé společnosti instalovat piloty tohoto typu pro 2-3podlažní soukromé budovy – pokud nejsou k dispozici jiné možnosti. Hlavní nevýhodou hnaných pilot je nutnost používat nepohodlné a drahé speciální zařízení.

READ
Jak nosit punčocháče s nehty?

Popis videa

Videorecenze o výpočtu nosných charakteristik ražených pilot:

znuděný

Na rozdíl od ražených a šroubových analogů jsou vrtané piloty vyráběny přímo na staveništi z materiálu s danou únosností pro konkrétní vodorovné zatížení na podpěru (hmotnost domu a druh zeminy) dle údajů speciální výroby tabulky. V tomto případě se postup instalace provádí pomocí následující technologie:

  1. Podle značení se vyvrtá svislá studna dané hloubky a průměru.
  2. Pokud je nutné zvýšit nosné charakteristiky, spodní část tunelu se rozšiřuje ve tvaru polokoule nebo kužele – pro zvětšení nosné plochy pilotového prvku.
  3. V kanálu je instalováno duté bednění ve formě trubky vhodného průměru.
  4. Uvnitř konstrukce je umístěn objemný kovový rám.
  5. Dále se dutina vyplní betonovou maltou dané pevnostní třídy.

Dávejte pozor! Hlavní výhodou podpěr vrtaných pilot je kromě pohodlné instalace povaha přenosu zatížení z domu do půdy. Rozložení hmotnosti se netýká pouze podrážky, ale také celé plochy bočních stěn.

Popis videa

Video, jak teoreticky vypočítat nosnost hromady:

Nejdůležitější znaky

Únosnost určuje odolnost piloty proti deformaci pod tíhou budovy a vlivem půdy, aniž by se změnila struktura a funkční vlastnosti. Podle typu konstrukce, způsobu uložení a nosnosti se piloty dělí na ražené, šroubové a vrtané. Podle povahy jejich interakce se zemí se dělí na piloty hřebínkové a piloty závěsné.

Pro zvýšení únosnosti se používají dvě hlavní metody – injektování půdy betonovou maltou a rozšíření základny samotné konstrukce. K určení únosnosti piloty se používají 4 metody:

  • Vypočteno teoreticky.
  • Dynamický.
  • Statický.
  • Zní to.

Zřídka se používají ražené piloty – nejčastěji pro stavbu 2-3 podlažních domů z těžkých materiálů, šroubové piloty – pro lehké konstrukce, vrtané piloty – nejčastěji pro všechny typy domů na nestabilních půdách.