Štětovnice: vlastnosti, výhody a nevýhody
Základ domu je jedním z nejsložitějších a nejdražších prvků jeho konstrukce. Současně je proces jeho vytváření velmi dlouhý - ve většině případů jde o omezující fázi výstavby. Bohužel není neobvyklé, že bezohlední vývojáři vědomě porušují technologie a normy, aby dokončili základ co nejdříve a pokračovali v dalších fázích práce. Často je sami zákazníci nutí, aby to dělali, a zdá se jim, že se na stavbě příliš dlouho neděje. Přílišné spěchání v této fázi vede k tomu, že obyvatelé nového domu brzy mají problémy - nadace klesá a v důsledku toho se celá struktura pomalu zhroutí.
Je tady prostřední terén? Je možné rychle připojit silný a spolehlivý základ? Možná se to ukáže. V tomto případě přicházejí na záchranu piloty. Vytvoření základu na hromádkách šroubů vyžaduje nejen jeden nebo dva měsíce, ale pouze několik dní.
Proč se takové hromady stále nepoužívají všude? Proč nové domy nerostou po dešti tak rychle jako houby? K zodpovězení těchto otázek potřebujete znát nejen klady, ale i nevýhody štětovnic pro nadaci, abyste měli představu o tom, jaká jsou omezení pro jejich použití. Pamatujte, že nadace je velmi odpovědnou záležitostí, a při výběru designového řešení byste se měli spoléhat především na vaše vlastní znalosti, a nikoli na reklamní záruky výrobců, sliby stavitelů nebo příklady sousedů a známých.
Obsah:
Historie vzhledu hromádek šroubů
Historie hromádek šroubů sahá téměř dvě století. Puč v oblasti výstavby pilotové nadace provedl talentovaný irský inženýr Alexander Mitchell. V roce 1833 patentoval „Mitchell Screw Piles“, které mohly být instalovány v pohyblivých půdách, jako je písčité dno rybníka nebo bahna.
První hlavní stavbou postavenou na takových chůdách byl maják Maplin Sand, postavený u ústí Temže již v roce 1838. Jeho základ tvořilo devět hromádek se šroubovými špičkami o průměru 120 cm, zkroucených do země do hloubky asi 7 metrů. V následujících letech bylo v Anglii postaveno několik dalších majáků pod vedením Mitchell. Některé z nich zůstaly dodnes nezměněny.
V polovině 19. století bylo pomocí hromádek Mitchell postaveno více než 150 majáků v Severní Americe, vlnolam v Portlandu, nadjezd a mosty v Bombaji, železnice v Baroda, molo v Madras a mnoho dalších důležitých objektů.
V Rusku byly hromady šroubů objeveny až ve druhé polovině 19. století. Ruští inženýři rychle ocenili všechny výhody tohoto vynálezu, zejména při práci v permafrostu severních oblastí země nebo slabých zaplavených půdách pobřežních oblastí. Velmi brzy se šnekové piloty začaly široce používat při stavbě inženýrských staveb pro vojenské účely (rámová šroubová podpora pro vysokorychlostní výstavbu základů skládacích mostů je dosud používána naší armádou) a později ve stavebnictví.
Ocelové šroubovací piloty se dnes aktivně používají po celém světě. Obracejí se na svou pomoc tam, kde je zapotřebí vysoká rychlost výstavby základů: při instalaci různých typů podpor, rozmístění čerpacích a vrtacích stanic, pokládání potrubí, budování dočasných táborů pro pracovníky atd.Tyto produkty jsou nejvíce žádané mezi ropnými a plynárenskými společnostmi, vojenskými a průmyslovými staviteli a společnostmi provádějícími restaurátorské práce. Stavební organizace podílející se na výstavbě bytových domů jsou na tomto seznamu, ale zdaleka od vedoucích pozic. Samozřejmě jsou postaveny základy na pilotech pro obytné budovy, ale ve většině případů mluvíme o stavbě v těžko přístupných oblastech nebo v oblastech s obtížnou půdou, opravě problematických základů starých obytných budov a upevnění budov na svazích.
Konstrukce a vlastnosti hromádek šroubů
Co jsou hromady šroubů, které tak rychle získaly na popularitě mezi staviteli po celém světě? Jaké z nich existují? Na jaké vlastnosti hromádek šroubů byste měli v první řadě dbát?
Hromadu šroubů tvoří kufr a čepel umístěná na jeho konci. Díky tomu je tento typ hromady zakopán v zemi zašroubováním, nikoli ucpáním.
1. Potrubí. 2. Hlava, která je připevněna k horní části hromady. 3. Spirálovitá čepel. 4. Antikorozní nátěr. 5. Technologický otvor pro nastavení tyče.
Existuje několik druhů hromádek ocelových šroubů. Volba ve prospěch konkrétního typu je založena na analýze charakteristik půdy v této oblasti a odhadované zátěže nadace. Často se dokonce na jednom místě používají různé typy hromádek, což vám umožňuje rovnoměrné rozložení zátěže.
Typ špičky šroubu
Špičky hromádek šroubů, které slouží k usnadnění jejich ponoření do země, lze svařovat nebo odlévat.
Hromada šroubů se svařovanou špičkou.
Obsažené špičky jsou výrazně dražší a jejich použití je odůvodněno pouze v případě práce se zvláště hustými zeminami, včetně permafrostu, a také obsahujícími velké inkluze přírodního nebo technogenního původu. Odolná odlitá špička při šroubování piloty snadno ničí překážky v její cestě a nedeformuje se současně.
Hromádka piloty.
Počet nožů
Podle počtu lopatek jsou štětovnice rozděleny na jeden a více listů (počet lopatek na jedné šachtě může v některých případech dosáhnout až šesti kusů). První jsou určeny výhradně pro husté půdy s nízkou pohyblivostí.
Hromada jediného nože.
Druhé jsou univerzálnější, i když jejich hlavním účelem jsou měkké půdy s nízkou únosností, protože hromady s více lopatkami jsou odolnější vůči různým typům zatížení - tahání nebo naopak lisování a vodorovné. Maximální účinnosti hromádek s více čepelí lze dosáhnout správným výběrem počtu nožů, optimální vzdálenosti mezi nimi, jejich rozteče a úhlu.
Dvoulistá šroubová hromada.
Velikost čepele
Podle velikosti lopatek jsou štětovnice rozděleny do širokých lopatek (průměr lopatek je nejméně jeden a půlnásobek průměru kmene) a úzkých lopatek. Díky zvětšené nosné ploše jsou hromadné hromady velmi účinné na měkkých půdách.
Štětovnice se širokými čepelemi.
Úzké lopatky mají svou vlastní specializaci - zejména hustou nebo velmi zmrzlou zeminu (není možné „zašroubovat“ širokou lopatku do této půdy kvůli velmi zvýšenému riziku zlomení nebo deformace lopatek). Průměr lopatek štětovnice podle mezinárodního standardu ICC AC358 (Kritéria pro přijetí šroubovité nadace) se může lišit od 200 do 350 mm.
Štětovnice s úzkými čepelemi.
Tloušťka kovu hromady šroubů
Nejdůležitější strukturální charakteristikou štětovnice je tloušťka kovu, ze kterého jsou stěny jeho kmene vyrobeny. Výpočet požadované tloušťky se provádí nejen na základě odhadovaného zatížení hromady, ale také na podmínkách její činnosti. Skutečnost je taková, že snížení tloušťky stěny piloty v důsledku korozních procesů nakonec vede ke snížení její životnosti.Podle výše uvedeného standardu ICC AC358 by minimální tloušťka stěny hromádky měla být 8 mm v neutrální půdě a 9,5 mm v půdě se zvýšenou chemickou aktivitou.
Domácí inženýři si samozřejmě také uvědomili důležitost takového parametru, jako je tloušťka kovu použitého k výrobě hromádek šroubů. V příručce „Hromady a pilotové základy“, zveřejněné v SSSR v roce 1977, se uvádí, že pilotová šachta by měla být vyrobena z bezešvé trubky vyrobené válcováním za tepla s tloušťkou stěny nejméně 10-14 mm. V moderním ruském stavebním standardu SP 24.13330.2011 „Pilotové základy“ však takový parametr, jako je tloušťka stěny dříku hromady šroubů, se vůbec nebere v úvahu a není standardizován.
Nebudeme dělat předpoklady, proč se to stalo, důsledek je důležitý. Mnoho tuzemských výrobců využívá nedostatek přísných požadavků na stavbu ocelových pilot v ruských normách a vědomě ignoruje mezinárodní normy. Touha maximalizovat zisky vede ke ztrátě kvality.
Většina štětovnic vyrobených v naší zemi má tloušťku stěny ne více než 3-4 mm. Zároveň jsou vyrobeny ze svařovaných trubek se sníženou odolností proti korozi. A kvalita ochranného antikorozního povlaku si zpravidla přeje to nejlepší: často se „rozlije“ již při přepravě hromádek.
Samozřejmě v Rusku jsou schopni vyrábět (a nejen vědět jak, ale také vyrábět!) Piloty, jejichž kvalita splňuje všechny požadavky mezinárodní normy ICC AC358. Vzhledem ke svým vysokým nákladům však ve většině případů nemohou odolat konkurenci s konvenčními železobetonovými piloty instalovanými v předvrtané studně.
Je třeba vzít v úvahu tloušťku kovu nejen piloty, ale také jejích lopatek. Při stavbě dočasných nebo lehkých předmětů je přípustné použít hromádky s lopatkami tenčími než 5 mm. Při stavbě velkých konstrukcí určených pro dlouhodobý provoz doporučuje mezinárodní norma použití piloty o tloušťce čepele 9,5-12,5 mm.
Ochranný antikorozní nátěr
Chcete-li snížit vliv korozních procesů na pevnostní vlastnosti ocelových pilot instalovaných v agresivní půdě, zvyšte nejen tloušťku stěn, ale také naneste další ochranný povlak. Nejčastěji používanými metodami protikorozní ochrany ocelových pilot jsou galvanizace a nanášení speciálního polymerního (polyuretanového, epoxidového atd.) Povlaku. Podle ICC AC358 musí být tloušťka ochranné polymerní vrstvy alespoň 400 mikronů.
Výhody nadace na šroubové piloty
Rychlost instalace
Vysoká rychlost instalace je možná nejdůležitější výhodou šroubových pilot, protože ve stavebnictví oceňují čas jako nic jiného. Hromada šroubů je připravena k použití ihned po instalaci. Dokonce ani betonování vnitřní vůle pilotové hromady nevede k prostojům na staveništi: není třeba čekat na beton, aby se získala pevnost značky, protože zatížení piloty je primárně vnímáno ocelovým pláštěm.
Nízký hluk při instalaci základu
Nízká hlučnost během instalace je hlavní výhodou hromádek šroubů oproti ty poháněným. Proces vjezdu do země je doprovázen nejen hlukem, ale také vibracemi. Vibrační účinky na zem mohou poškodit různé struktury umístěné v bezprostřední blízkosti pracoviště.
Nízká cena
Nízkých nákladů na založení štětovnic ve srovnání s náklady na všechny druhy železobetonových základů je dosaženo především díky významnému snížení objemu pozemních prací.
Schopnost odolat různým tahům
Tato schopnost je způsobena přítomností lopatek v hromadě šroubů.Díky svým lopatkám mohou být tyto piloty instalovány na nerovných plošinách (což znamená, že jsou dokonale vhodné pro budovy na svazích) a v jakémkoli úhlu k svislici.
Není třeba získat velké množství půdy
Malé množství půdy přemístěné během instalace hromádek šroubů umožňuje provádění prací v blízkosti stávajících budov.
Mohou být použity v různých podmínkách.
Nekomplikovanost šroubových pilot z hlediska počasí a klimatu je vyjádřena tím, že mohou být provozovány v poměrně širokém teplotním rozsahu, nebojí se stoupající podzemní vody a otoků půdy, a proto nevyžadují povinné odvodnění staveniště.
Opakovaně použitelné
Jednou z aplikací šroubových pilot je konstrukce dočasných konstrukcí. Poté, co taková budova dokončila své funkce a byla demontována, lze hromady šroubů vyjmout ze země a v případě potřeby znovu použít.
Stojí za zmínku, že všechny tyto výhody mají pouze průmyslově vyráběné šroubové piloty, jejichž kvalita odpovídá kritériím pro přijetí podle mezinárodní stavební normy ICC AC358 Kritéria pro přijetí šroubové nadace.
Nevýhody nadace na piloty
Použití šroubových pilot má řadu omezení, která se mnozí výrobci, bohužel, snaží mlčet. V podmínkách, kdy společnosti zabývající se instalací základů snadno přistupují k porušování technologických norem, musíte jako zákazník mít alespoň obecnou představu o tom, v jakých případech je použití štětovnic nežádoucí nebo zcela nepřijatelné.
Neschopnost použití v oblastech se seismickou aktivitou
Stavba budov na základech šroubových pilot je povolena pouze v oblastech bez nebo v mezích se střední seismickou aktivitou.
Neschopnost použití v půdách způsobujících rychlou korozi kovů
Ocelové šroubové piloty by se neměly používat v půdách s elektrickým odporem menším než 10 Ohm * m, v půdách s pH nižším než 5,5 a také 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 životnosti stavby, je před rozhodnutím o použití ocelových šroubových pilot jednoduše povinen určit všechny potřebné vlastnosti půdy na tomto staveništi. Pokud není možné určit agresivitu půdy, dodržujte požadavky přijaté pro hromady instalované v půdách s velmi vysokou korozní aktivitou.
Není dovoleno pronikat štětovinami do skalnaté půdy.
Do této kategorie půd patří skládky strusky a skládky stavebního odpadu. Jakékoli pevné vměstky mohou během instalace poškodit lopatky nebo dokonce šachtu hromady šroubů.
Doporučuje se vyhýbat se použití šroubových pilot na půdách, které neposkytují dostatečnou boční oporu.
Patří mezi ně například rašelina, sycené písky atd. Pokud stále existuje potřeba instalovat takové hromady do tekuté půdy, je nutné je spolehlivě vzájemně propojit, nebo je výrazně prohloubit. V souladu s požadavky normy ICC AC358 musí být hromada šroubů v pevných půdách zasypána nejméně 1,5 m, v měkkých půdách nejméně 3 m.
Uvádíme příklad: instalace štětovnice o délce 2,5 m v oblasti, kde rašelinová vrstva leží v hloubce 2 m, je nepřijatelná, protože v tomto případě bude hromada zbavena potřebné boční podpory půdy.
Faktory ovlivňující životnost šroubových pilot
Reklama zajišťuje, že základ na hromádkách šroubů může trvat nejméně století. Je to opravdu tak, nebo je to jen další marketingový trik? Praxe ukazuje, že je to docela možné, protože některé majáky postavené pod Mitchellem stále stojí.Zajímá nás však více osud ne majáku ve vzdálené Evropě, ale malého venkovského domu někde v moskevském regionu, Uralu nebo na březích Jenisejů. Jak dlouho zůstane, když bude postaven na základech hromádek šroubů vyrobených nikde a jednou, ale tady a teď?
Na základě experimentálních dat byla odhadnuta životnost ocelových šroubových pilot v půdách s různým elektrickým odporem. Podle těchto odhadů bude v půdě s nízkou žíravostí (například suchá břidlice nebo suchý písek) trvat hromady nepozinkovaného kovu nejméně 300 let a z kovu s ochranným povlakem - 800 let nebo více. Působivé, že? Jedná se však o půdní ideál, pokud jde o schopnost (nebo spíše neschopnost) způsobovat korozi kovu.
Pro srovnání zvažte další možnost omezení. V půdách s velmi vysokou žíravostí (mořská půda, bahno, vlhká hlína, rašelina) je průměrná předpokládaná životnost ocelové šroubovací hromady pouze 30 let (pokud je hromada vyrobena z galvanizovaného kovu, zvýší se tato hodnota na 70–75 let).
Mělo by být provedeno jedno důležité upozornění. Během všech těchto výpočtů se předpokládalo, že hromada byla vyrobena v souladu s normou ICC AC358 používanou na Západě, tj. tloušťka stěn jeho kmene je 8 mm. Na ruském trhu je však téměř nemožné najít hromady šroubů z ocelových trubek válcovaných za tepla s takovou tloušťkou stěny. Jak dlouho vydrží „standard“ domácí produkce v agresivním prostředí, tj. hromada vyrobená ze svařované trubky o tloušťce stěny 3 až 4 mm není nikomu známa, ale je zjevně podstatně kratší než 30 (75) let.
Ze všeho výše uvedeného vyplývá, že 100letá nadační služba na štětovnicích slibovaných v reklamě není nic jiného než prázdná slova. Hromady mohou vydržet mnohem déle a podstatně méně - vše záleží na kvalitě výrobků a provozních podmínkách, které nejsou v reklamě uvedeny.
Životnost pilotových pilot obecně závisí na třech hlavních parametrech:
- tloušťka oceli použité k výrobě hřídele a ostří piloty,
- tloušťka a kvalita ochranného antikorozního povlaku,
- chemická aktivita půdy v této oblasti.
Bez znalosti těchto charakteristik pilot a provozních podmínek nelze ani činit předpoklady, jak dlouho vydrží.
Praxe opaření štětovnic se svazky kovových kanálů nebo rohů, rozšířená mezi našimi staviteli, přispívá ke snížení životnosti štětovnic. Uspořádání takových svazků mezi piloty je samozřejmě oprávněné při instalaci základu do země se slabou boční podporou. Spojení ocelových pilot s můstky z vodivého materiálu však vede ke zrychlení elektrochemické koroze kovu.
Aby se předešlo výskytu bludných proudů, které přispívají ke zrychlení korozních procesů, neměly by mít ocelové hromady galvanické spojení mezi sebou navzájem, jakož is dalšími stavebními prvky z oceli. Chcete-li propojit hromádky do jediného systému, měli byste použít dřevěný pásek nebo kovový pásek, jehož prvky jsou k vlasům spojeny pomocí svorek izolovaných z hromádek dielektrickým materiálem.
To je vlastně vše, o čem jsme vám dnes chtěli říct. Nyní znáte všechny klady a zápory hromádek šroubů a doufáme, že jste pochopili hlavní myšlenku, kterou jsme se vám snažili sdělit. Štětovnice jsou vynikající volbou pro vytvoření nadace, ale nelze je použít vždy a ne všude. Přípustnost použití šroubových pilot v každém případě může určit pouze odborník. Věřte mi, že náklady na přilákání specialisty jsou nesrovnatelně nižší než náklady na odstranění chyb vzniklých při navrhování a stavbě nadace.
