Únosnost pilot – to je maximální zatížení, které hromada ponořená do země vydrží, aniž by se zdeformovala.
Existují dva typy únosnosti pilot – podle materiálu výroby a podle zeminy. Údaje o únosnosti konstrukce na základě jejího materiálu lze získat provedením teoretických výpočtů, zatímco stanovení únosnosti piloty na zemi vyžaduje praktické studie na staveništi.
Metody stanovení únosnosti piloty
Při navrhování pilotových základů se pro stanovení únosnosti pilotových konstrukcí používají čtyři metody:
- Metoda teoretického výpočtu;
Odborná rada! tato metoda je předběžná, získané výsledky jsou následně korigovány na základě skutečných údajů o vlastnostech půdy.
Výpočet únosnosti se provádí podle vzorce: Fd = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * fi * li)
- Yc – kumulativní koeficient. pracovní podmínky;
- Ycr – koeficient. odolnost půdy pod základnou piloty;
- R je odpor zeminy pod patou piloty;
- A je průměr podpěry;
- U je obvod průřezu sloupu piloty;
- Ycri – koeficient. pracovní podmínky půdy podél bočních stěn hromady;
- fi je odpor zeminy podél bočních stěn;
- li je délka bočních ploch.
Praktický způsob implementovaný v terénu. Po zbytku piloty (2-3 dny po zaražení sloupku) se na konstrukci přenese statické zatížení pomocí stupňovitého zvedáku.
Pomocí speciálního zařízení – deflektoměru se zjišťuje smrštění vlasu a provádějí se potřebné výpočty. Tato metoda je považována za jednu z nejpřesnějších.
Obr. 1.1: Stanovení únosnosti piloty metodou zkušebního statistického zatížení
Výzkum se provádí na již zatížených pilotách po době klidu pilířů. Rázové zatížení (až 10 rázů) se přenáší na konstrukci pomocí dieselového kladiva. Po každém dopadu se progimetrem zjišťuje stupeň smrštění hromady. Tato metoda je implementována v kombinaci se statickou metodou.
Obr. 1.2: Deviometr – zařízení pro měření smrštění piloty
- Metoda sondování.
Pro realizaci sondážní metody je pilota vybavena speciálními snímači, po kterých je pomocí rázového zatížení (dynamická sondáž) nebo vibračních unášečů (statická sondáž) ponořena do projektované hloubky.
Snímače zjišťují odpor zeminy bočních a spodních stěn sloupu piloty, který slouží k výpočtu únosnosti konstrukce v konkrétním typu zeminy.
Rýže. 1.3: Schéma metody pilotového sondování
Metody stanovení únosnosti zemin
Únosnost zeminy je jedním z nejdůležitějších parametrů zohledňovaných při návrhu pilotových základů.
Tato hodnota ukazuje, jaký druh zatížení zvenčí může nést podmíněná oblast půdy (obvykle je výrazně nižší než nosnost samotné hromady). Únosnost půdy se počítá ve dvou termínech – tuny / m2 nebo kg / cm2.
Únosnost půdy je přímo ovlivněna následujícími faktory:
- typ půdy;
- Nasycení vlhkostí;
- Hustota.
Odborná rada! Půda, která je nadměrně nasycená vlhkostí, je klasifikována jako problematická, protože čím více vlhkosti obsahuje, tím nižší bude její únosnost.
Pro zjištění únosných vlastností zeminy je nutné provést geodetické zaměření – k tomu je vrtán zkušební vrt, ze kterého se odebírají vzorky různých vrstev zeminy. Veškeré studie a výpočty jsou prováděny ve stavebních a zkušebních laboratořích pomocí speciálního vybavení.
Předkládáme vaší pozornosti tabulku únosnosti hlavních typů půd:
Tabulka 1.1: Únosnost různých druhů zemin
Pokud není možné provést geodetické studie, můžete nezávisle určit přibližnou únosnost půdy, k tomu použijte ruční vrtačku k vytvoření studny (až dva metry), identifikujte typ půdy a porovnejte ji s tabulkou data.
Únosnost pilot SNIP
Důležité! Studie a výpočty zaměřené na určení nosných charakteristik pilot musí být provedeny v souladu s požadavky SNiP č. 2.02.03-85 „Základy pilot“.
Únosnost vrtané hromady
Vrtané piloty jsou konstrukce, které mají nejvyšší nosné vlastnosti ze všech typů pilot.
Jedná se o piloty vzniklé zasypáním předvrtané studny betonem, jsou vyztuženy výztužnou klecí a mají zpravidla rozšířenou opěrnou patu, která přispívá k rovnoměrnému rozložení zatížení vyvíjeného na zeminu.
Obr. 1.4: Fáze vytváření vyvrtaných hromad
Výpočet nosných vlastností vrtaných pilot se provádí podle vzorce: Fdu = R×A+u×∫ ycf×Fi×Hi, kde:
- R – normativní odolnost zeminy pod nosnou patou piloty;
- А – oblast opěrné paty;
- u – obvod úseku sloupu piloty;
- Ycf – koef. podmínky zpracování půdy na boční stěně sloupu (=1);
- Fi – průměrný odpor bočního povrchu nosné paty;
- Hi – tloušťka vrstev zeminy v kontaktu s boční stěnou sloupu piloty.
- R, Fi и Hi jsou normativní údaje, které můžete převzít z níže uvedených tabulek.
Tabulka 1.2: Návrhové únosnosti na bočních stěnách pilot (Fi)
Tabulka 1.3: Odhadovaná tloušťka vrstev zeminy v kontaktu s bočními stěnami hromady (Hi)
Tabulka 1.4: Odolnost různých typů zemin pod pilotovou základnou (R)
Průměrné nosné charakteristiky vrtaných pilot můžete vidět v tabulce níže.
Tabulka 1.5: Únosnost vrtaných pilot
Únosnost ražené železobetonové piloty
Skutečná únosnost hnaných železobetonových konstrukcí (Fd) se vypočítá jako kombinace odporu zeminy pod dnem sloupu piloty (Fdf) a odporu vůči jeho bočním stěnám (Fdr).
Výpočtový vzorec je následující: Fd=Ycr×(Fdf+Fdr), kde:
Fdf = u * ∑ Ycf * Fi * Ahoj
- u – vnější obvod úseku železobetonového sloupu;
- Ycr – koeficient. pracovní podmínky sloupku v půdě (=1);
- Fi – odolnost vrstev zeminy na boční stěně piloty;
- Hi – celková tloušťka vrstev zeminy v kontaktu s boční stěnou sloupu piloty
- Fdr = Ycr*R*A
- R – normativní odpor zeminy pod spodním koncem piloty;
- А – oblast opěrné podrážky.
Nosné charakteristiky ražených železobetonových pilot si můžete prohlédnout v tabulce
Tabulka 1.6: Nosné charakteristiky ražených železobetonových pilot
Únosnost šroubové piloty
Šroubové piloty jsou nejběžnějším typem pilot v soukromé výstavbě. Instalace šroubových pilot se provádí v co nejkratším čase a jejich nosné vlastnosti jsou více než dostatečné pro vytvoření spolehlivého základu pro stavbu 1-2podlažní budovy z lehkých materiálů.
Obr. 1.5: Typy šroubových pilot
Vzorec pro výpočet únosnosti šroubové piloty: Fd=Yc*((a1с1+a2y1h1)A+u*fi(h-d))
Yc – koeficient. pracovní podmínky kolony v půdě;
a1 и a2– normativní koeficienty. ze stolu:
Tabulka 1.7: Regulační koeficienty úhlu vnitřního tření zeminy
- c1 – koef. linearita půdy (pro písčité půdy) nebo specifická hodnota soudržnosti (pro jílovité půdy);
- y1 – měrná hmotnost zeminy nad lopatkami pilot;
- h1 – hloubka hromady;
- А je průměr spirálových lopatek mínus průměr sloupu piloty;
- fi – odolnost půdy podél bočních stěn hromady;
- u – obvod sloupu piloty;
- h – celková délka dříku piloty;
- d je průměr nosných lopatek.
Upozorňujeme na charakteristiky únosnosti nejběžnějších typů šroubových pilot ve stavebnictví.
Tabulka 1.8: Únosnost šroubových pilot o průměru 76 mm.
Tabulka 1.9: Únosnost šroubových pilot o průměru 89 mm.
Jak zlepšit únosnost hromady
Mezi technologiemi pro zvýšení únosnosti pilotových základů existují jak univerzální metody použitelné pro piloty jakéhokoli typu, tak individuální metody, které se realizují samostatně pro ražené a šroubové konstrukce.
Injektáž půdy
Toto je nejúčinnější metoda pro zvýšení nosných charakteristik všech pilot umístěných v rozptýlených půdách s nízkou hustotou.
Injektáže pískocementové malty do zeminy se provádějí v prostoru mezi pilotami do hloubky 1-2 metry pod krajní bod sloupu piloty.
K přívodu roztoku se používají speciální konstrukční injektory, přičemž roztok je vstřikován pod neustále se zvyšujícím tlakem (od 2 do 10 atmosfér), v důsledku čehož vznikají v půdě dutiny o poloměru až 2 metry.
Obr. 1.6: Posílení únosnosti pilotového základu injektáží (1 – beton, 2 – piloty)
Injektážní mřížka je vypočítána tak, že betonové dutiny umístěné po obvodu pilotového základu k sobě přiléhají.
Odborná rada! Po zatvrdnutí betonu v půdě je pozorováno vážné zvýšení únosnosti půdy (při dobře implementované technologii – dvojnásobné).
Zvětšení průměru základny piloty
Pata piloty je hlavním referenčním bodem sloupu uloženého v zemi. Při uspořádání pilotových základů v půdách s nízkou únosností je racionální používat piloty s rozšířenou základnou, protože se zvětšením jejího průměru se výrazně zvyšují nosné vlastnosti konstrukce.
Při uspořádání základů na šroubových pilotách k tomu nedochází, protože mechanizovaný způsob zapouštění umožňuje šroubování kovových pilot s dostatečně velkým průměrem lopatek, zatímco hnané železobetonové piloty s rozšířením nelze ponořit ani rázovou, ani vibrační metodou. k vysoké odolnosti půdy.
Odborná rada! Pro vytvoření podpěrného rozšíření ražených železobetonových pilot se používají dva způsoby – uspořádání maskovacích pilot a vrtání návazných vrtů vystružovacím vrtákem.
Obr. 1.7: Schéma pro vytváření maskovacích vrtaných pilot
Maskovací vrtané piloty jsou konstrukce, jejichž rozšíření ve spodní části je vytvořeno výbuchem detonační látky uvnitř návazné šachty. Po zakamuflování se výsledné rozšíření vyplní betonovou maltou a do vrtu se zapustí železobetonová pilota.
Naše služby
My, stavební firma “Bogatyr”, si zakládáme na službách: beranění, vodící vrtání, štětovnice, stejně jako statické a dynamické zkoušení pilot. Disponujeme vlastním vozovým parkem vrtací a beraní techniky a jsme připraveni dodat piloty na stavbu s jejich dalším zapuštěním na staveništi. Ceny za zarážení pilot jsou uvedeny na stránce: ceny za zarážení pilot. Pro objednání práce na zarážení železobetonových pilot zanechte poptávku.
Výpočet základů je kritickou fází návrhu. Pokud se při jejím provádění spletete, můžete špatně nastavit rozteč pilot nebo jejich průřez. Chyby vedou ke snížení spolehlivosti podpor při znalosti a možnosti silného smrštění nebo naklonění konstrukce, což má za následek vznik trhlin a poškození hlavních stavebních konstrukcí budovy. Jednou z nejdůležitějších vlastností pilotového šroubového základu (jako každého jiného) je jeho nosnost.
Na čem závisí přípustné zatížení?
Pokud definujeme pojem únosnost, pak představuje maximální přípustný tlak na základový prvek, kterému může odolat. Návrhové zatížení jedné šnekové piloty by mělo být vždy menší než její únosnost. Rovnost hodnot je nežádoucí, protože se vyplatí poskytnout rezervu pro případ nepředvídaných okolností.
Přípustné zatížení šroubové piloty závisí na následujících faktorech:
- průměr trubky a lopatek;
- pevnost základové půdy;
- délka vlasu.
Při provádění nejjednodušších výpočtů pro soukromý dům stačí znát pevnostní charakteristiky základny a oblast podrážky okvětního lístku (čepel). Výpočet se provádí podle následujícího vzorce:
V tomto vzorci je N únosnost šnekové piloty (kolik vydrží), F je hodnota únosnosti (neoptimalizována), γk je součinitel bezpečnosti při zatížení v závislosti na počtu podpěr pro budovu a způsob provádění geologických průzkumů.
Koeficient γk se rovná následujícím hodnotám:
- 1,2 při provádění přesných geologických zkoušek základové půdy, prováděním sondážních a laboratorních průzkumů. Je nemožné to udělat sami. Metoda není vhodná pro soukromou bytovou výstavbu z důvodu vysokých nákladů, což značně navýší rozpočet stavby.
- 1,25 při zkoušení se standardní hromadou. Tato metoda je sice jednodušší než ta předchozí, ale jen člověk se znalostmi v oboru geologie může určit, jak moc půda vydrží.
- V případě nezávislých studií půdy a použití tabulkových indikátorů pevnosti se koeficient bere v závislosti na počtu podpor. Pokud je únosnost stanovena pro šnekovou pilotu s nízkou mřížkou, pak bude hodnota 1,4-1,75 při počtu nosných prvků v rozmezí 5-20 kusů.
Důležité! Nejpraktičtější je použít druhý způsob. plnohodnotné geologické průzkumy jsou drahé a nezávislé studium zeminy v hloubce zašroubování pilot je téměř nereálné.
Velmi zajímavé video o testování šroubových a jiných pilot, pro jednu a srovnání z hlediska únosnosti:
Chcete-li najít F, budete muset provést výpočty pomocí následujícího vzorce:
Zde S je plocha čepele, která se vypočítá podle vzorce pro kruh (S = πR² = (πD²)/4). Výchozí údaje uvádí výrobce šroubové piloty. Nejběžnější průměry šroubových pilot naleznete v tabulce níže.
| Průměr vrutu, mm | Průměr čepele, mm |
| 89 | 250 |
| 108 | 300 |
| 133 | 350 |
Nejčastěji se tyto prvky používají pro lehké soukromé stavby.
Poté, co se určí, jaká je plocha okvětní podrážky hromady šroubů, je nutné zjistit pevnostní charakteristiky základní půdy (ve vzorci písmeno R®). K tomu bude potřeba provést alespoň ty nejjednodušší geologické průzkumy pomocí ručního vrtání nebo výřezů z jam. Půdu lze zkoumat vizuálně a dotykem, doporučuje se provést stanovení pomocí GOST „Půdy. Klasifikace”.
Níže uvedená tabulka pojednává o tom, jak velkou pevnost základu je třeba vzít v úvahu pro různé půdy.
| Základová půda stanovena na základě výsledků průzkumů | Ro ve vzdálenosti 1,5 m nebo více od země, kg / cm 2 |
| Oblázky s jílovými částicemi | 4,50 |
| Štěrk s jílovými částicemi | 4,00 |
| Hrubý písek | 6,00 |
| Středně zrnitý písek | 5,00 |
| Jemný písek | 4,00 |
| Prašná písčitá půda | 2,00 |
| Hlíny a písčité hlíny | 3,50 |
| Jíly | 6,00 |
| Usazovací nebo sypký podklad se zhutněním | 1,50 |
| Plněný podklad bez hutnění | 1,00 |
Když víte, kolik půdy vydrží na centimetr čtvereční a plochu nosné části hromady šroubů, můžete zjistit předběžnou hodnotu únosnosti F (bez zohlednění koeficientu spolehlivosti). Hodnota se dosadí do prvního vzorce a zjistí se konečné maximální dovolené zatížení na jeden základový prvek.
Je možné podrobněji určit, kolik pilota vydrží, pomocí vzorce 7.15 odstavce 7.2.10 společného podniku „Navrhování a montáž základů pilot“. Bere v úvahu všechny momenty, které mohou ovlivnit únosnost, a to:
- pracovní podmínky;
- vlastnosti půdy;
- hloubka čepele (je přidáno boční tření);
- průměr čepele;
- povaha práce hromady (pro vytažení nebo pro stlačení).
Je poměrně obtížné provést výpočet, bude nutné najít mnoho koeficientů a charakteristik zeminy (zde se bere v úvahu nejen únosnost, ale také úhel vnitřního tření, měrná adheze, měrná hmotnost atd.). .). Pro zjednodušení práce lze použít tabulky, které jsou uvedeny pro nejběžnější průměry pilot (nejčastěji pro privátní bytovou výstavbu používají 89 mm, 108 mm, 133 mm).
Pro piloty o průměru 89 a 108 mm lze uvést následující tabulku:
Nosnost prvků o průměru 89 je dostatečná pro jejich použití jako základů pro jednopatrové domy z lehkých materiálů (rám, kulatina, dřevo). Při stavbě dvoupatrových budov je lepší zvolit 89 nebo větší místo 108 průměrů. Pokud jsou cihlové a betonové budovy založeny na takových pilotových základech, výsledkem výpočtu bude velmi velký průměr prvků a jejich časté umístění (v závislosti na vlastnostech půdy) a ne každá společnost má specialistu, který dokáže vypočítat masivní stavba na šroubových pilotách. Je výhodnější použít jiné typy základů.
Příklad zjednodušeného výpočtu
Počáteční údaje pro výpočet základu pro dvoupatrový srub o rozměrech 6 x 6 metrů:
- půdy na místě – jíl;
- průměr použitých pilot je 133 mm, průměr čepele je 350 mm;
- hmotnost domu, získaná v důsledku shromažďování zatížení ze stěn, příček, stropů, užitečného a sněhového zatížení – 59 tun.
- obvod vnějších stěn je 24 m, nejsou zde žádné vnitřní nosné stěny.
Nejprve se zjistí pevnost základové půdy. S použitím výše uvedené tabulky zjistíme, že pro stávající typ půdy je to 6,0 kg/cm². Faktor spolehlivosti zatížení bereme na hodnotu 1,75 (pro zajištění bezpečnostní rezervy). Zbývá vypočítat plochu podešve okvětního lístku:
S u4d (πD²) / 3,14 u352d 4 * 961,6 / XNUMX uXNUMXd XNUMX cm² (hodnota průměru čepele se bere v úvahu v centimetrech).
Zjistíme neoptimalizovanou nosnost:
F = S*Ro = 961,6*6,0 = 5770 kg.
Vypočítáme povolené zatížení:
N u5770d F / γk u1,75d 3279 / 3,3 uXNUMXd XNUMX kg ≈ XNUMX tuny.
Pro další výpočet určíme minimální počet pilot, které tento dům pojme:
59 t/3,3t = 17,87 ks, zaokrouhlit na celá čísla nahoru a vzít do dalšího výpočtu 18 ks.
Chcete-li dokončit výpočty pro stavbu základů, musíte určit rozteč mezi pilotami. K tomu je délka stěn domu rozdělena počtem nosných prvků:
24 m / 18 ks u1,33d XNUMX m – maximální krok základů.
Výsledkem bylo poměrně velké množství hromádek na tak malý dům, protože. akceptovali jsme, že se geologické průzkumy neprováděly a museli jsme akceptovat γk = 1,75, pokud bude průzkum proveden alespoň zkušebním šroubováním (referenční), tak lze počet pilot snížit na 12-13 kusů, a to je výrazná úspora. V každém případě je třeba zvážit, co bude stát méně – geologické průzkumy nebo nezávislé výpočty a zajištění na únosnost.
Stanovení maximálního zatížení piloty je pouze součástí návrhových výpočtů. Jak je uvedeno výše, výpočet tím nekončí. Konečnými výsledky výpočtů by měly být následující údaje pro piloty:
