Vijačne gomile: karakteristike, prednosti i nedostaci
Temelj kuće jedan je od najsloženijih i najskupljih elemenata njegove konstrukcije. Istodobno, postupak njegovog stvaranja je vrlo dug - u većini slučajeva to je ograničavajući stadij gradnje. Nažalost, nisu rijetkost da beskrupulozni programeri svjesno krše tehnologije i norme kako bi što prije dovršili temelje i krenuli u sljedeće faze rada. Često ih na to guraju sami kupci, koji misle da se na gradilištu ništa predugo ne događa. Prekomjerna žurba u ovoj fazi dovodi do činjenice da uskoro stanovnici nove kuće imaju problema - temelj se spušta, i kao rezultat toga, cijela se struktura počinje polako urušavati.
Postoji li ovdje sredina? Je li moguće brzo montirati jak i pouzdan temelj? Ispada, možda. U ovom slučaju vijčani gomile pomažu. Stvaranje temelja na vijčanim hrpama zahtijeva ne samo jedan ili dva mjeseca, već samo nekoliko dana.
Zašto se takve hrpe još uvijek ne koriste svugdje? Zašto novi domovi ne rastu brzo kao gljive nakon kiše? Da biste odgovorili na ova pitanja, morate znati ne samo prednosti, već i nedostatke vijaka u obliku temeljca, kako biste imali predodžbu o tome koja su ograničenja njihove primjene. Zapamtite da je temelj vrlo odgovorna stvar, a pri odabiru dizajnerskog rješenja trebate se oslanjati prvenstveno na vlastito znanje, a ne na reklamna jamstva proizvođača, obećanja graditelja ili primjere susjeda i poznanika.
sadržaj:
Povijest pojave vijačnih gomila
Povijest gomila vijaka seže gotovo dva stoljeća. Državni udar na području konstrukcije stupa od pilota napravio je talentirani irski inženjer Alexander Mitchell. Godine 1833. patentirao je "Mitchell-ove vijak-gomile", koje bi se mogle ugraditi u pokretna tla, poput pjeskovitog dna ribnjaka ili blatobrana.
Prva velika građevina podignuta na takvim štakama bio je svjetionik Maplin Sand, izgrađen na ušću Temze već 1838. godine. Njegov temelj bio je devet pilota s vijčanim vrhovima promjera 120 cm, uvijenih u zemlju do dubine od oko 7 metara. U sljedećim godinama izgrađeno je još nekoliko svjetionika pod vodstvom Mitchela u cijeloj Engleskoj. Neki od njih ostali su nepromijenjeni do danas.
Sredinom 19. stoljeća pomoću Mitchell-ovih stupova izgrađeno je više od 150 svjetionika u Sjevernoj Americi, lukobran u Portlandu, nadvožnjak i mostovi u Bombaju, željeznica u Barodi, pristanište u Madrasu i mnogi drugi važni objekti.
U Rusiji su gomile vijaka pronađene tek u drugoj polovici 19. stoljeća. Ruski su inženjeri brzo uvidjeli sve prednosti ovog izuma, posebno kada rade u permafrostu sjevernih područja zemlje ili slabim, poplavljenim tlima obalnih područja. Vrlo brzo, vijaka-piloti počeli su se široko primjenjivati u izgradnji inženjerskih konstrukcija u vojne svrhe (nosač okvira-vijaka za brzu izgradnju temelja sklopivih mostova do danas koristi naša vojska), a kasnije i u građevinarstvu.
Čelični vijčani šipovi danas se aktivno koriste širom svijeta. Oni pribjegavaju svojoj pomoći tamo gdje je potrebna velika brzina izgradnje temelja: prilikom postavljanja različitih vrsta nosača, raspoređivanja crpnih i bušaćih stanica, polaganja cjevovoda, izgradnje privremenih kampova za radnike itd.Ovi proizvodi su najveća potražnja među naftnim i plinskim kompanijama, vojnim i industrijskim graditeljima i tvrtkama koje izvode restauratorske radove. Građevinske organizacije koje su uključene u izgradnju stambenih zgrada nalaze se na ovom popisu, ali daleko od vodećih pozicija. Naravno, podižu se temelji na vijčanim gomilama stambenih zgrada, ali u većini slučajeva govorimo o izgradnji na teško dostupnim područjima ili područjima s teškim zemljištem, popravljanju problematičnih temelja starih stambenih zgrada i popravljanju zgrada na padinama.
Dizajn i karakteristike vijačnih pilota
Koje su gomile vijaka koje su tako brzo stekle popularnost među graditeljima širom svijeta? Koje sorte od njih postoje? Na koje karakteristike vijačnih gomila treba prije svega obratiti pažnju?
Hrpa vijaka sastoji se od prtljažnika i lopatice smještene na njegovom kraju. Zahvaljujući potonjem, ova vrsta gomile je zakopana u zemlju vijkom, a ne začepljenjem.
1. Cijev. 2. Glava koja je pričvršćena na vrh hrpe. 3. Oštrica u obliku spirale. 4. Antikorozivni premaz. 5. Tehnološka rupa za postavljanje šipke.
Postoji nekoliko sorti čeličnih vijaka. Izbor u korist određene vrste zasniva se na analizi svojstava tla na ovom području i procijenjenom opterećenju temelja. Često se, čak i na jednom mjestu, koriste različite vrste gomila, što vam omogućuje ravnomjernu raspodjelu tereta.
Tip vijka za vijak
Vrhovi vijačnih gomila, koji služe da se olakša njihovo uranjanje u zemlju, mogu se zavariti ili bacati.
Vijak hrpu sa zavarenim vrhom.
Ljevani vrhovi su znatno skuplji, pa je njihova upotreba opravdana samo u slučaju rada s posebno gustim tlima, uključujući permafrost, a sadrže i velike inkluzije prirodnog ili tehnogenog podrijetla. Izdržljiv lijevani vrh prilikom zavijanja pilota lako uništava prepreke na svom putu i ne deformira se istovremeno.
Vijak hrpa odljevanog vijaka.
Broj lopatica
Po broju lopatica vijčani piloti dijele se na jednostruke i višeslojne (broj lopatica na jednoj osovini u nekim slučajevima može doseći šest komada). Prvi su namijenjeni isključivo gustim tlima male pokretljivosti.
Pila s jednim vijkom.
Drugi su univerzalniji, iako su njihova glavna svrha meka tla s niskom nosivošću, jer su hrpe s više noža otpornije na razne vrste opterećenja - vučne ili, obrnuto, pritisne i horizontalne. Maksimalna učinkovitost vijaka s više vijaka može se postići pravilnim odabirom broja lopatica, optimalne udaljenosti između njih, njihovog nagiba i kuta.
Dupli vijak s hrpom.
Veličina oštrice
Po veličini lopatica vijak hrpe dijeli se na široke noževe (promjer lopatica je najmanje jedan i pol puta veći od promjera debla) i uske. Zahvaljujući povećanom području nošenja, hrpe širokog sloja vrlo su učinkovite u mekim tlima.
Vijci s širokim noževima.
Oni s uskim lopaticama imaju svoju specijalizaciju - posebno gusta ili vrlo smrznuta zemlja (nemoguće je „ugurati“ gomilu širokih lopatica u takvo tlo zbog znatno povećanog rizika od pucanja ili deformacije lopatica). Promjer lopatica vijaka u skladu s međunarodnim standardom ICC AC358 (Helical Foundation Acceptance Criteria) može varirati od 200 do 350 mm.
Stup s vijcima s uskim noževima.
Debljina metala vijaka
Najvažnija strukturna karakteristika vijaka je debljina metala od kojeg su izrađeni zidovi njegovog debla. Izračun potrebne debljine vrši se na temelju ne samo procijenjenog opterećenja na hrpi, već i uvjeta njezinog rada. Činjenica je da smanjenje debljine stijenke hrpe zbog procesa korozije u konačnici dovodi do smanjenja njezinog životnog vijeka.Prema spomenutom standardu ICC AC358, najmanja debljina stijenke osovine mora biti 8 mm u neutralnom tlu i 9,5 mm u tlu s povećanom kemijskom aktivnošću.
Domaći su inženjeri, naravno, također shvatili važnost takvog parametra kao što je debljina metala koji se koristi za izradu vijaka pilota. Vodič "Stupovi i pilotski temelji", objavljen u SSSR-u 1977, izjavio je da bi osovina pilota trebala biti izrađena od bešavne cijevi proizvedene vrućim valjanjem debljine stijenke od najmanje 10-14 mm. Međutim, u modernom ruskom građevinskom standardu SP 24.13330.2011 "Temelj pilota" takav parametar kao što je debljina stijenke osovine vijaka, nije uopće razmatran i nije standardiziran.
Nećemo stvarati pretpostavke zašto se to dogodilo, posljedica je važna. Mnogi domaći proizvođači koriste nedostatak strogih zahtjeva za konstrukciju čeličnih pilota u ruskim standardima i svjesno zanemaruju međunarodne standarde. Želja za maksimiranjem profita dovodi do gubitka kvalitete.
Većina vijačnih gomila proizvedenih u našoj zemlji ima debljinu stijenke ne više od 3-4 mm. Istodobno, izrađeni su od zavarenih cijevi sa smanjenom otpornošću na koroziju. I kvaliteta zaštitne antikorozivne prevlake, u pravilu, želi najbolje: često se "prolijeva" već tijekom transporta hrpe.
Naravno, u Rusiji su u stanju proizvesti (i ne samo znati kako, već i proizvesti!) Gomile čija kvaliteta zadovoljava sve zahtjeve međunarodnog standarda ICC AC358. Međutim, zbog svojih visokih troškova, u većini slučajeva ne mogu izdržati konkurenciju konvencionalnim armiranobetonskim hrpama ugrađenim u prethodno izbušenu bušotinu.
Potrebno je uzeti u obzir debljinu metala ne samo osovine gomile, već i njegovih noža. Prilikom gradnje privremenih ili lakih predmeta dopušteno je koristiti hrpe s noževima tanjim od 5 mm. Pri postavljanju velikih konstrukcija dizajniranih za dugotrajni rad, međunarodni standard preporučuje upotrebu pilota debljine noža 9,5-12,5 mm.
Zaštitni antikorozijski premaz
Da biste smanjili utjecaj procesa korozije na karakteristike čvrstoće čeličnih pilota ugrađenih u agresivno tlo, ne samo da povećavate debljinu njegovih zidova, već i nanesite dodatni zaštitni premaz. Najčešće korištene metode antikorozijske zaštite čeličnih gomila su pocinčavanje i nanošenje posebnog polimernog (poliuretanskog, epoksi itd.) Premaza. Prema ICC AC358, debljina zaštitnog polimernog sloja mora biti najmanje 400 mikrona.
Prednosti temelja na vijčanim pilotima
Brzina instalacije
Velika brzina ugradnje možda je najvažnija prednost vijaka u hrpama, jer u građevinskom poslu cijene vrijeme kao ništa drugo. Ploča s vijcima je spremna za upotrebu odmah nakon instalacije. Čak i betoniranje unutarnjeg zračenja osovine gomile ne dovodi do zastoja na gradilištu: nema potrebe čekati da beton dobije čvrstoću marke, jer opterećenje na hrpi prvenstveno percipira čelični omotač.
Slaba buka prilikom postavljanja temelja
Slaba buka tijekom ugradnje glavna je prednost vijačnih pilota u odnosu na pogonske. Proces vožnje potonjeg u zemlju prati ne samo buka, već i vibracija. Vibracijski učinci na tlu mogu naštetiti različitim građevinama koje se nalaze u neposrednoj blizini mjesta rada.
Niska cijena
Niska cijena temeljenja na vijaka-pilotima u usporedbi s troškovima svih vrsta armirano-betonskih temelja postiže se prvenstveno zbog značajnog smanjenja obujma zemljišnih radova.
Sposobnost izdržavanja raznih opterećenja povlačenja
Ova sposobnost je zbog prisutnosti noževa u vijaka-hrpama.Zahvaljujući lopaticama ove se hrpe mogu postavljati na neravne platforme (što znači da su savršeno pogodne za zgrade smještene na padinama) i pod bilo kojim kutom prema okomici.
Nema potrebe za dobivanjem velike količine tla
Mala količina tla premještena tijekom ugradnje vijaka s hrpama omogućuje rad u blizini postojećih zgrada.
Mogu se koristiti u različitim uvjetima.
Vremenska i klimatska nepretencioznost vijaka gomila izražena je činjenicom da se mogu raditi u prilično širokom temperaturnom rasponu, ne boje se podizanja podzemnih voda i oticanja tla, te stoga ne zahtijevaju obveznu drenažu gradilišta.
višekratnog
Jedna od primjena vijčanih pilota je izgradnja privremenih konstrukcija. Nakon što je takva zgrada dovršila svoje funkcije i demontirala se, gomile vijaka mogu se ukloniti sa zemlje i ponovo koristiti.
Vrijedno je napomenuti da sve ove prednosti imaju samo industrijski proizvedeni vijčani hrpi, čija je kvaliteta u skladu s međunarodnim kriterijima prihvaćanja ICC AC358 Helical Foundation.
Nedostaci temelja na vijčanim pilotima
Uporaba vijaka s hrpom ima niz ograničenja, koja mnogi proizvođači, nažalost, pokušavaju šutjeti. U uvjetima kada tvrtke koje se bave postavljanjem temelja lako prelaze na kršenje tehnoloških standarda, vi kao kupac morate imati barem općenitu predodžbu o tome u kojim je slučajevima nepoželjno ili potpuno neprihvatljivo koristiti vijčane pilote.
Nemogućnost korištenja u područjima sa seizmičkom aktivnošću
Izgradnja građevina na temeljima vijaka pilota dopuštena je samo u područjima koja nemaju ili, u ograničenju, s umjerenom seizmičkom aktivnošću.
Nemogućnost korištenja u tlima koja uzrokuju brzu koroziju metala
Čelične vijačne gomile se ne smiju koristiti u tlima s električnim otporom manjim od 10 Ohm * m, u tlima s pH manjim od 5,5, kao i na tlima s visokim sadržajem organskih spojeva. Razlog ovih ograničenja je velika brzina elektrokemijske korozije čelika u tim uvjetima. Odgovorni programer, koji nije ravnodušan prema dugovječnosti građevine koja se gradi, prije nego što se odluči za uporabu čeličnih vijaka pilota, jednostavno je dužan odrediti sve potrebne karakteristike tla na ovom gradilištu. Ako nije moguće utvrditi agresivnost tla, pridržavajte se zahtjeva prihvaćenih u hrpama ugrađenim u tla s vrlo visokom korozijskom aktivnošću.
Nije dopušteno prodiranje vijaka u hrpu u kamenito tlo.
Ova kategorija tla uključuje odlagališta šljake i odlagališta građevinskog otpada. Svaka čvrsta uključenja mogu oštetiti noževe ili čak osovinu vijačne gomile tijekom njegove ugradnje.
Preporučuje se izbjegavanje upotrebe vijčanih pilota na tlima koja ne pružaju dovoljnu bočnu potporu.
Tu se ubrajaju, na primjer, treset, rastresiti pijesci itd. Ako još uvijek postoji potreba za ugradnjom takvih gomila u tekuće tlo, potrebno ih je pouzdano povezati jedni s drugima ili ih značajno produbiti. U skladu sa zahtjevima ICC AC358 norme, hrpa vijaka u čvrstim tlima mora se zakopati najmanje 1,5 m, u mekim tlima - najmanje 3 m.
Dajemo primjer: postavljanje gomile s vijakom duljine 2,5 m na području gdje sloj treseta leži na dubini od 2 m je neprihvatljivo, jer će u tom slučaju gomila biti lišena potrebne bočne potpore tla.
Čimbenici koji utječu na trajnost vijaka
Oglašavanje uvjerava da temelj na vijaka-hrpama može trajati najmanje stoljeće. Je li to doista tako ili je to samo još jedan marketinški trik? Praksa pokazuje da je to sasvim moguće jer neki svjetionici podignuti ispod Mitchella još uvijek stoje.Međutim, više nas zanima sudbina ne svjetionika u dalekoj Europi, već male seoske kuće negdje u moskovskoj regiji, na Uralu ili na obalama Jeniseja. Koliko će dugo izdržati postavljen na temeljima vijakanih gomila napravljenih ne negdje i jednom, već ovdje i sada?
Na temelju eksperimentalnih podataka, procijenjeni su vijek trajanja čeličnih vijaka u tla s različitim električnim otporom. Prema tim procjenama, u tlu niske korozivnosti (na primjer, suhi škriljac ili suhi pijesak), hrpe ne galvaniziranog metala trajat će najmanje 300 godina, a od metala sa zaštitnim premazom - 800 ili više godina. Impresivno, zar ne? Međutim, ovo je tlo idealno s obzirom na sposobnost (ili bolje rečeno, nesposobnost) da uzrokuje koroziju metala.
Za usporedbu, razmotrite drugu mogućnost ograničavanja. U tlima vrlo visoke korozivnosti (morsko tlo, mulj, vlažna glina, treset) prosječni predviđeni radni vijek čeličnih vijaka je samo 30 godina (ako je hrpa izrađena od pocinčanog metala, ta će se brojka povećati na 70-75 godina).
Treba napraviti jednu važnu upozorenje. Tijekom svih tih izračuna pretpostavljeno je da je hrpa proizvedena u skladu s ICC AC358 standardom koji se koristi na zapadu, tj. debljina zidova njegovog debla je 8 mm. Ali na ruskom tržištu gotovo je nemoguće pronaći vijačne hrpe vruće valjanih čeličnih cijevi s takvom debljinom stijenke. Koliko će dugo trajati „standard“ domaće proizvodnje u agresivnom okruženju, tj. gomila izrađena od zavarene cijevi debljine stijenke 3-4 mm nepoznanica je svima nepoznata, ali očito je znatno manja od 30 (75) godina.
Iz svega navedenog proizilazi da 100 godina utemeljenja postolja na vijčanim pilotima obećanim u oglašavanju nije ništa drugo do praznih riječi. Gomile mogu trajati mnogo duže i značajno manje - sve ovisi o kvaliteti proizvoda i radnim uvjetima, koji se u oglasu ne spominju.
Općenito, vijek vijaka pilota ovisi o tri glavna parametra:
- debljina čelika koji se koristi za izradu osovine i lopatica gomile,
- debljina i kvaliteta zaštitnog antikorozijskog premaza,
- kemijska aktivnost tla na ovom području.
Bez poznavanja ovih karakteristika pilota i radnih uvjeta, ne može se ni pretpostaviti koliko će dugo trajati.
Praksa struganja vijaka s hrpama metalnih kanala ili uglova, raširena među našim graditeljima, doprinosi smanjenju radnog vijeka vijaka. Naravno, raspored takvih snopova između pilota opravdan je prilikom postavljanja temelja u zemlju sa slabom bočnom potporom. Međutim, povezivanje čeličnih pilota s mostovima vodljivog materijala dovodi do ubrzanja elektrokemijske korozije metala.
Da bi se izbjegla pojava zalutalih struja, pridonoseći ubrzavanju procesa korozije, čelični piloti ne bi trebali imati galvansku povezanost jedni s drugima, kao ni s drugim građevinskim elementima od čelika. Za spajanje pilota u jedinstveni sustav, trebali biste koristiti drvenu vrpcu ili metalnu vrpcu, čiji su elementi spojeni na hrpe pomoću stezaljki izoliranih iz hrpe s dielektričnim materijalom.
To je zapravo sve što smo danas htjeli da vam kažemo. Sada znate sve prednosti i nedostatke gomila vijaka i, nadamo se, razumjeli ste glavnu ideju koju smo vam pokušali prenijeti. Vijčani šipovi odličan su izbor za stvaranje temelja, ali ne mogu se koristiti uvijek i ne svugdje. Samo profesionalni stručnjak može odrediti dopuštenost upotrebe vijaka u svakom slučaju. Vjerujte mi, trošak privlačenja stručnjaka neusporedivo je manji od troškova uklanjanja pogrešaka tijekom projektiranja i izgradnje temelja.
