Šroubové piloty - výhody a nevýhody, vlastnosti, zařízení

Základ domu je jedním z nejsložitějších a nejdražších prvků jeho stavby. Proces jeho vzniku je zároveň velmi dlouhý - ve většině případů jde o limitující fázi výstavby. Bohužel není neobvyklé, že bezohlední vývojáři vědomě porušují technologie a normy, aby mohli rychle dokončit základy a přejít na další fáze práce. Zákazníci je často k tomu tlačí a zdá se, že se na stavbě nic příliš nestane. Nadměrný spěch v této fázi vede k tomu, že nájemci nového domu mají v krátké době problémy - nadace základny a v důsledku toho se celá struktura začíná pomalu zhroutit.

Je zde zlatý průměr možný? Je možné rychle vytvořit solidní a spolehlivý základ? Ukazuje se to možné. Šroubové piloty přicházejí na záchranu v tomto případě. Chcete-li vytvořit základ na piloty šroubů, to trvá ne jeden nebo dva měsíce, ale jen pár dní.

Proč se podobné piloty stále nepoužívají všude? Proč nové domy rostou tak rychle jako houby po dešti? Chcete-li odpovědět na tyto otázky, musíte znát nejen výhody, ale také nevýhody šroubů pilot pro nadaci, mít představu o tom, jaká omezení jejich použití existují. Pamatujte si, že budování nadace je velmi odpovědný podnik, a při výběru designového řešení byste se měli nejprve spoléhat především na své vlastní znalosti, a nikoli na záruku reklamy výrobců, sliby stavitelů nebo příklady sousedů a známých.

Historie vzniku šroubových pilot

Historie šroubových pilot má téměř dvě století. Po převratu v oblasti základového inženýrství následoval nadaný irský inženýr Alexander Mitchell. V roce 1833 patentoval Mitchellovy „šroubové piloty“, které by mohly být instalovány v pohyblivých půdách, jako je písečné dno nádrže nebo bahnité břehy.

První velká stavba postavená na takových pilotách byla maják Maplin Sand, postavený u ústí Temže již v roce 1838. Jeho základ tvořilo devět pilot s hroty šroubů o průměru 120 cm, zkroucených do země do hloubky asi 7 metrů. V následujících letech, pod vedením Mitchella, několik více majáků bylo postaveno skrz Anglii. Některé z nich se dodnes nezměnily.

V polovině 19. století bylo více než 150 majáků v Severní Americe, vlnolamu v Portlandu, nadjezdu a mostů v Bombaji, železnice v Barodě, molu v Madrasu a mnoha dalších důležitých objektů postaveno pomocí Mitchellových pilot.

V Rusku jsme se dozvěděli o pilotech šroubů pouze ve druhé polovině XIX. Století. Ruští inženýři rychle ocenili všechny výhody tohoto vynálezu, zejména při práci v podmínkách permafrostu v severních oblastech země nebo slabých, zaplavených půdách pobřežních oblastí. Velmi brzy, šroub piloty začal být široce používán v konstrukci inženýrských staveb pro vojenské použití (rám-šroub podpora pro vysokorychlostní výstavbu základů skládací mosty je stále používán naší armády), a později ve stavebnictví.

Ocelové šroubové piloty jsou dnes široce používány po celém světě. Jejich pomoc je využívána tam, kde je zapotřebí vysoká rychlost zakládání základů: při instalaci různých typů podpěr, nasazení čerpacích stanic a vrtných stanic, pokládání potrubí, budování dočasných táborů pro pracovníky atd. Tento výrobek má největší poptávku po ropných a plynárenských společnostech, u vojenských a průmyslových stavebníků, u společností, které provádějí regenerační práce. Stavební organizace zabývající se výstavbou obytných budov jsou na tomto seznamu, ale daleko od vedoucích pozic. Samozřejmě, že jsou postaveny základy pro pilotové piloty pro obytné budovy, ale ve většině případů hovoříme o stavbě v těžko přístupných oblastech nebo oblastech s obtížným terénem, ​​o opravě problematických základů starých domů, o upevňování budov na svazích.

Konstrukce a vlastnosti pilotů šroubů

Jaké jsou šroubové piloty, které tak rychle získaly popularitu mezi staviteli po celém světě? Jaké jsou jejich odrůdy? Jaké vlastnosti šroubových pilot byste měli věnovat první?

Šroubová hromada se skládá z hřídele a čepele umístěného na jejím konci. Díky tomuto typu je tento typ hromady pohřben spíše v zemi než šroubováním.

29

1. Potrubí 2. Víčko, které je připevněno k horní části hromady. 3. Spirálová čepel. 4. Antikorozní nátěry. 5. Technologický otvor pro nastavení tyče.

Existuje několik typů ocelových šroubů. Volba ve prospěch jednoho nebo druhého typu se provádí na základě analýzy půdních charakteristik v této oblasti a očekávaného zatížení nadace.Často i na stejném místě se používají různé typy pilot, což umožňuje rovnoměrné rozložení zátěže.

Typ špičky štětovnice

Hroty šroubových pil, které slouží k usnadnění jejich ponoření do země, lze svařovat nebo odlévat.

Hromada šroubů se svařovaným hrotem.

Lité odlitky jsou podstatně dražší a jejich použití je odůvodněno pouze v případě práce s obzvláště hustými půdami, včetně permafrostu, jakož i v případě velkých inkluzí přírodního nebo umělého původu. Odolný odlitek při šroubování hromady snadno zničí překážky v jeho dráze a není v tomto případě deformován.

Hromada šroubů s odlitým hrotem.

Počet lopatek

Podle počtu lopatek jsou piloty šroubů rozděleny na jedno a vícečepel (počet lopatek na jednom kufru může v některých případech dosáhnout šesti kusů). První jsou určeny výhradně pro husté půdy s nízkou pohyblivostí.

Jednodílná hromada šroubů. Druhé jsou univerzálnější, i když jejich hlavním účelem jsou slabé půdy s nízkou únosností, protože vícevrstvé piloty jsou odolnější vůči různým druhům zatížení - tahání nebo naopak stlačování, stejně jako horizontální. Maximální účinnosti vícelistových šroubových pilot lze dosáhnout správným výběrem počtu lopatek, optimální vzdálenosti mezi nimi, jejich stoupáním a úhlem sklonu.

Hromada šroubů se dvěma lopatkami.

Velikost čepele

Podle velikosti lopatek se hromady šroubů dělí na široký čepel (průměr čepele je nejméně jeden a půl násobek průměru trupu) a úzká čepel. Vzhledem ke zvýšené nosné ploše jsou široké pilíře velmi účinné ve slabých půdách.

Širokoúhlé šroubové piloty.

U úzkorozchodných je jejich specializace obzvláště hustá nebo velmi mražená zem (není možné „zašroubovat“ širokoplošnou pilu do takového povrchu, protože hrozí zvýšené riziko zlomení nebo deformace lopatek). Průměr lopatek šnekové hromady podle mezinárodní normy ICC AC358 (Helical Foundation Acceptance Criteria) se může pohybovat od 200 do 350 mm.

Hranaté šroubové piloty.

Tloušťka plechu hromady šroubu

Nejdůležitější konstrukční charakteristikou šnekové hromady je tloušťka kovu, ze kterého jsou stěny jeho hřídele zhotoveny. Výpočet požadované tloušťky se provádí nejen na základě očekávaného zatížení piloty, ale i podmínek jejího provozu. Skutečností je, že snížení tloušťky stěny piloty v důsledku korozních procesů nakonec vede ke snížení její životnosti. Podle výše uvedené normy ICC AC358 by minimální tloušťka stěny šachty měla být 8 mm v neutrální půdě a 9,5 mm v půdě se zvýšenou chemickou aktivitou.

Domácí inženýři si samozřejmě také uvědomovali důležitost takového parametru, jako je tloušťka kovu použitého pro výrobu šroubových pilot. V referenční knize "Piles a piloty základy", vydané v SSSR v roce 1977, bylo uvedeno, že hromada šachty by měla být vyrobena z bezešvé trubky, vyrobené válcováním za tepla, s tloušťkou stěny nejméně 10-14 mm. Nicméně, v moderní ruské konstrukční normě JV 24. 13330. 2011 "Pile základy" takový parametr jako tloušťka stěn šneku hřídele hřídele není považován za vůbec a není standardizován.

Rusko samozřejmě dokáže vyrábět (a nejen vyrábět!) Piloty, jejichž kvalita splňuje všechny požadavky mezinárodní normy ICC AC358. Vzhledem k jejich vysokým nákladům však ve většině případů nekonkurují konvenčním železobetonovým pilotám instalovaným v předvrtané studně.

Je nutné vzít v úvahu tloušťku kovu, nikoliv pouze hřídele piloty, ale i jeho čepele. Při stavbě dočasných nebo lehkých předmětů je povoleno používat piloty s čepelemi menšími než 5 mm. Při výstavbě velkých konstrukcí určených pro dlouhodobý provoz doporučuje mezinárodní norma použití pilot, jejichž tloušťka je 9 5-12. 5 mm.

Ochranný antikorozní povlak

Aby se snížil vliv korozních procesů na pevnostní vlastnosti ocelové hromady instalované v agresivní půdě, zvyšujte nejen tloušťku stěny, ale také dodatečný ochranný nátěr. Nejčastěji používanými metodami antikorozní ochrany ocelových pilot jsou galvanické zinkování a nanášení speciálního polymerního (polyuretanového, epoxidového atd.) Povlaku. Podle ICC AC358 by tloušťka ochranné polymerní vrstvy neměla být menší než 400 mikronů.

Výhody základu na pilotech šroubů

Rychlost instalace

Vysoká instalační rychlost je možná nejdůležitější výhodou šroubových pilot, protože v stavební době je doba podnikání ceněna jako nic jiného. Hromada šroubů je ihned po instalaci připravena k provozu. Dokonce ani betonování vnitřního lumenu hřídele piloty nevede k nuceným prostojům na staveništi: není třeba čekat, až beton získá sílu značky, protože zatížení na hromadu je primárně vnímáno ocelovým pláštěm.

Nízký hluk při stavbě základů

Nízká hlučnost při montáži je hlavní výhodou pilotů pilotů při jízdě. Proces pohonu do země je provázen nejen hlukem, ale i vibracemi. Vlivy vibrací na zem mohou způsobit poškození různých konstrukcí umístěných v bezprostřední blízkosti pracoviště.

Nízká cena

Nízká cena základu na pilotech šroubů ve srovnání s náklady na všechny druhy železobetonových základů se dosahuje především výrazným snížením objemu zemních prací.

Schopnost odolat různým tahovým zatížením

Tato schopnost je způsobena přítomností lopatek na pilotách šroubů. Je to díky jejich čepelím, že tyto piloty mohou být instalovány na nerovných plošinách (což znamená, že jsou ideální pro stavby umístěné na svazích) a v jakémkoli úhlu vůči svislici.

Není třeba dostávat velké množství půdy

Nevýznamné množství půdy přemístěné při montáži šnekových pilířů umožňuje provádět práce v blízkosti stávajících budov.

Lze použít v různých podmínkách

Počasí a klimatická nenáročnost šnekových pilot je vyjádřena tím, že mohou být provozovány v poměrně širokém rozsahu teplot, nebojí se stoupající podzemní vody a bobtnání půdy, a tudíž nevyžadují povinné odvodnění místa, kde se stavba nachází.

Opětovná použitelnost

Jednou z aplikací šnekových pilot je konstrukce dočasných konstrukcí. Po dokončení této stavby a po demontáži mohou být šroubové piloty z půdy odstraněny a v případě potřeby znovu použity.

Stojí za povšimnutí, že pouze průmyslově vyráběné šroubové piloty, jejichž kvalita odpovídá mezinárodním stavebním standardům ICC AC358 Helical Foundation Acceptance Criteria, mají všechny tyto výhody.

Nedostatky základů na šroubových pilířích

Použití šroubových pilot má řadu omezení, o kterých se mnozí výrobci, bohužel, snaží mlčet. V podmínkách, kdy společnosti zapojené do instalace základů snadno porušují technologické normy, musíte jako zákazník mít alespoň obecnou představu o tom, kdy jsou šroubové piloty nežádoucí nebo zcela nepřijatelné.

Nemožnost použití v oblastech se seizmickou aktivitou

Stavba budov na základech šnekových pilot je povolena pouze v oblastech bez nebo s omezenou seismickou aktivitou.

Nesprávné použití v půdách, které způsobují rychlou korozi kovu

Ocelové šroubové piloty by neměly být používány v půdách s elektrickým odporem menším než 10 Ohm * m, v půdách s pH nižším než 5,5, stejně jako v půdách s vysokým obsahem organických sloučenin. Důvodem těchto omezení je vysoká rychlost elektrochemické koroze oceli za těchto podmínek. Odpovědný vývojář, který není lhostejný k otázce trvanlivosti konstrukce, kterou postavil, před rozhodnutím o použití ocelových šroubů, je prostě povinen určit všechny nezbytné vlastnosti půdy na daném staveništi. Pokud není možné stanovit agresivitu půdy, je nutné dodržet požadavky kladené na piloty instalované v půdách s velmi vysokou korozní aktivitou.

Není dovoleno proniknout do vrstev šroubů do skalnaté půdy

Spadové hromady a skládky stavebních odpadů lze přiřadit stejné kategorii půdy. Veškeré tuhé vměstky mohou při montáži poškodit čepele nebo dokonce hřídel šroubové hromady.

Doporučuje se vyvarovat použití šroubových pilířů na zeminách, které neposkytují dostatečnou boční oporu

Patří mezi ně například rašelina, sypké, hedvábné písky atd. Pokud je potřeba instalovat takové piloty v tekoucí půdě, je nutné je spolehlivě spojit, nebo je významně prohloubit. V souladu s požadavky normy ICC AC358 by měla být šroubová hromada v hustých půdách pohřbena nejméně o 1,5 m, zatímco v měkkých půdách - minimálně o 3 m.

Uveďme příklad: montáž šroubové hromady 2, 5 mv oblasti, kde je rašelinové lože umístěno v hloubce 2 m, je nepřijatelné, protože v tomto případě bude hromada zbavena potřebné boční podpory půdy.

Faktory ovlivňující trvanlivost vrutů šroubů

Reklama tvrdí, že základ na pilotech šroubů může trvat alespoň jedno století. Je to opravdu, nebo je to jen další trik obchodníků? Praxe ukazuje, že je to docela možné, protože některé majáky postavené pod Mitchellem stále stojí dodnes. Více se však zajímáme o osud ne nějakého majáku v daleké Evropě, ale o malý venkovský dům někde v moskevské oblasti, na Uralu nebo na březích Jenisej. Kolik bude stát, když bude postaven na základech šroubových pilířů, které nebyly vyrobeny někde a jednou, ale tady a teď?

Na základě experimentálních dat byla odhadnuta životnost ocelové šroubové piloty v půdách s různým elektrickým odporem. Podle těchto odhadů, v půdě s nízkou korozivitou (například suchá břidlice nebo suchý písek), budou hromady pozinkovaného kovu trvat nejméně 300 let a kov s ochranným povlakem, 800 let nebo více. Působivé, že? Je to však půda, která je ideální, pokud jde o její schopnost (nebo spíše neschopnost) způsobit korozi kovu.

Zvažte pro porovnání další omezující možnost. V půdách s velmi vysokou korozní aktivitou (mořská půda, bahno, mokrá hlína, rašelina) je průměrná předpokládaná životnost ocelové šroubové hromady pouze 30 let (pokud je hromada vyrobena z pozinkovaného kovu, toto číslo se zvýší na 70-75 let).

Je třeba učinit jednu důležitou výhradu. Při provádění všech těchto výpočtů se předpokládalo, že hromada byla vyrobena v souladu s normou ICC AC358 používanou na Západě, tj. Tloušťka stěn jejího kmene je 8 mm. Ale najít v ruském trhu šroub hromady ocelových trubek válcovaných za tepla s takovou tloušťkou stěny je téměř nemožné. Jak dlouho bude „standardní“ domácí výroba trvat v agresivním prostředí, tj. Hromada ze svařované trubky o tloušťce stěny 3-4 mm, není nikomu známa, ale zjevně podstatně méně než 30 (75) let.

Z výše uvedeného vyplývá, že 100 let založení základny na šroubových pilotách slibovaných v reklamě není nic jiného než prázdná slova. Piloty mohou sloužit podstatně více a podstatně méně - to vše závisí na kvalitě výrobků a provozních podmínkách, o nichž se v reklamě neříká žádné slovo.

Obecně platí, že životnost šroubových pilot závisí na třech hlavních parametrech:

• tloušťka oceli použité k vytvoření trupu a hromady lopatek,
• tloušťka a kvalita ochranného antikorozního povlaku,
• chemická aktivita půdy v této oblasti.

Bez znalosti těchto vlastností pilot a provozních podmínek nelze ani předpokládat, jak dlouho budou trvat.

Praxe obarvení šnekových pilířů se svazky kovových kanálů nebo rohů, rozšířených mezi našimi staviteli, přispívá ke snížení životnosti šroubových pilot. Samozřejmě, instalace těchto vazů mezi piloty je oprávněná při instalaci základu v zemi se slabou boční podporou. Spojení ocelových pilot s můstky z vodivého materiálu však urychluje elektrochemickou korozi kovu.

Aby se zabránilo rozptýleným proudům, které přispívají ke zrychlení korozních procesů, neměly by být ocelové piloty navzájem galvanicky spojeny, stejně jako ostatní stavební prvky z oceli. Pro spojení pilot do jednoho systému je vhodné použít dřevěné páskování nebo kovové páskování, jehož prvky jsou spojeny s piloty pomocí svorek izolovaných od pilot pomocí dielektrického materiálu.

To je vše, co jsme vám dnes chtěli říct. Nyní znáte všechny klady a zápory pilotů šroubů a, doufejme, pochopil hlavní myšlenku, kterou jsme vám chtěli sdělit. Šroubové piloty jsou vynikající volbou pro vytvoření základu, ale nelze je používat vždy a všude. Určete platnost použití šroubových pilot v každém případě pouze profesionální.Věřte mi, že náklady na získání specialisty jsou nepřiměřeně nižší než náklady na odstranění chyb v procesu navrhování a budování nadace.